Міністерство освіти і науки України

Вінницький національний аграрний університет

Факультет механізації сільськогосподарського господарства

Кафедра машин та обладнання сільськогосподарського виробництва

ЗАТВЕРДЖУЮ завідувач кафедри МОСГВ д.т.н., проф. Н.Р. Веселовська «____» _____________2017 р.

Дослідження насоса-дозатора з півдсилювачем потоку. Розроблення математичної моделі

пояснювальна записка

до магістерської кваліфікаційної роботи

зі спеціальності 8.05050312 - «Машини та обладнання сільськогосподарського виробництва»

Виконав: студент групи 61-МКмаг

Рязанцев М.Ю.

^{(прізвище та ініціали)}

Керівник: к.т.н., доцент, Переяславський О.М.

________________________

2016

Зміст

Анотація ……………………………………………………………….................

Abstract …………………………………………………………………….......

Вступ ………………………………………………………………..................

1 Сучасний стан розвитку систем гідрооб’ємного рульового керування сільськогосподарських машин……………………………………..……........

1.1 Огляд гідросистем гідрообємного рульового керування та методів

їх досліджень …………………………………………………….............

1.2 Аналіз методів досліджень систем гідрообємного рульового керування..........................................................................................................

1.3 Висновки, мета і задачі роботи……………………………………..

2 Розроблення математичної моделі системи рульового

керування ………………………………………………………

2.1. Аналіз гідравлічної схеми насоса-дозатора з вбудованим підсилювачем потоку ……………………………….…………………………

2.2 Розроблення математичної моделі системи рульового керування з

насосом-дозатором з вбудованим підсилювачем потоку ……………………

2.2.1 Розробка розрахункової схеми системи………………………….

2.2.2 Розроблення рівнянь балансу витрат ……………………………..

2.2.3 Аналіз складових рівнянь балансу витрат…………………………

2.2.4 Розроблення рівнянь руху механічних ланок……………………

2.2.5 Аналіз складових рівнянь руху механічних ланок……………….

2.2.6 Перетворення рівнянь ……………………………………………….

3 Просторове моделювання машини……………………………………... ……..

3.1 Аналіз роботи деталі……………………………………….……………

3.2 Огляд існуючих програм комп’ютерного проектування та вибір програмного середовища для вирішення поставленої задачі……..……….

3.3 Розробка алгоритму створення тривимірної моделі золотник…….

Література……………………………………………………………...................

В дипломному проекті розглянуто сучасний стан розвитку систем гідрооб’ємного рульового керування сільськогосподарських машин. Проведено огляд систем гідрообємного рульового керування та методів їх досліджень.

Розроблено математичну модель системи рульового керування з насосом-дозатором з вбудованим підсилювачем потоку. Для цього було виконано аналіз фізичних процесів, які доцільно враховувати при математичному моделюванні системи, що розглядається, та розроблено розрахункову схему на основі якої було складено рівняння балансу витрат та рівняння руху механічних ланок. Були враховані реальні зако зміни площі дросельних кромок розподільних елементів насоса дозатора. Після аналізу складових рівнянь математичної моделі вона була перетворена до стандартного вигляду. Отримані рівняння представляють собою математичну модель гідрооб’ємної системи рульового керування з насосом-дозатором, що має вбудований підсилювач потоку. Ця математична модель має загальний порядок диференціальних рівнянь …

Проведено огляд існуючих програм комп’ютерного проектування та вибір програмного середовища для вирішення задачі розробки просторової моделі деталі золотник. Розроблено алгоритм створення тривимірна модель деталі золотник в системній програмі КОМПАС V-14.

In the following diploma project the modern state of development of the hydrostatic steerage systems of agricultural machines was examined. The examination of hydrostatic steerage hydrosystems and methods of their research was held.

The mathematical model of hydrostatic steerage system with a dispensing pump with an inbuilt fluid amplifier was developed. With this purpose the calculating scheme of a system, equations of balance expenditure and equations of mechanic links movement was made. After the analysis of the components of the equations of mechanic links movement the equation data transformations were performed. Thus, the equations system is a mathematical model hydrostatic steerage hydrosystem with a dispensing pump with an inbuilt fluid amplifier. The mathematical model of hydrostatic steerage system have … order

The review of the existing programs of computer designing and the choice of the program environment for the problem solution were made. As a result, after a development of a certain algorithm a three-dimensional model of a sliding valve was created in system COMPAS V-14.

вступ

Останнім часом відбувається інтенсифікація сільськогосподарського виробництва, що потребує постійного розвитку самохідних сільськогосподарських машин. При цьому зростають швидкості машини під час виконання технологічних операцій, які вже досягають більше 10 км/год, збільшується вага цих машин та їх потужність. При цьому підвищуються вимоги до безпеки цих машин та покращення умов роботи механізатора. Все це потребує постійного вдосконалення окремих систем цих машин [1, 2].

Один з напрямків розвитку сучасних сільськогосподарських машин є широке застосування гідравлічного привода [3] для все більшої кількості робочих органів. Фактично в останніх моделях сільгоспмашин практично для кожного робочого органу застосовується незалежний гідропривод із своєю системою керування.

Застосування об’ємного гідропривода рульового керування має переваги у порівнянні з гідромеханічним рульовим приводом. По-перше, це забезпечення повної свободи у компоновці машини, а також суттєве спрощення конструкції, зниження металоємності, забезпечення більш легкого керування, простота у обслуговуванні і експлуатації. Гідрооб’ємні системи рульового керування самохідних сільськогосподарських машин відрізняє відносна простота, так як до складу системи входить мінімальна кількість гідроагрегатів – виконавчі гідроциліндри повороту рульових коліс безпосередньо з’єднані з насосом-дозатором та насос живлення. Відповідність параметрів гідрооб’ємної системи рульового керування розміру самохідної машини забезпечується вибором робочого об’єму дозуючого вузла насоса-дозатора.

Обмеження в застосуванні об’ємного гідропривода рульового керування є максимальна швидкість машин, у яких використовується даний вид привода. Дана швидкість має бути не більше 50 км/год, що пов’язано з умовою забезпечення безпеки експлуатації самохідної машини.

Перелічені переваги гідрооб’ємних систем рульового керування призвели до того, що на сьогодні практично на всіх сучасних самохідних сільськогосподарських машинах використовується саме така система рульового керування.

На даний час у нашій країні розроблено і впроваджено у виробництво досить велика кількість варіантів систем рульового керування самохідних сільськогосподарських машин, якість яких відповідала вимогам діючих на час їх розробки. Але з виходом техніки вітчизняного виробництва на міжнародний ринок виникла необхідність привести системи рульового керування у відповідність до діючих міжнародних та національних стандартів [4]. Відповідно до цих стандартів, система рульового керування самохідної машини має відповідати наступним вимогам:

1. Чутливість, регулювання і швидкодія робочої системи рульового керування повинні дозволяти кваліфікованому оператору тримати машину в межах призначеної операційної доріжки.

2. Гідравлічні контури систем рульового керування повинні мати:

а) необхідні пристрої контролю тиску для уникнення надмірних тисків у гідравлічній системі;

б) тиск, при якому гідравлічні рукава, стики і труби руйнуються, має бути принаймні у чотири рази більший, ніж робочий тиск системи для нормальних і аварійних режимів роботи;

3. Неполадки в системі керування через інші функції машини повинні бути мінімізовані відповідно до системи.

4. Вплив зовнішніх сил на машину в межах її застосування, для яких машина призначена, не повинен значно впливати на рульове керування.

5. Надійність системи регулювання повинна бути забезпечена правильним вибором і конструкцією її елементів, а також компоновкою, зручною для перевірки стану і технічного обслуговування.

6. Бажано, щоб рульова система була незалежною від інших енергетичних систем і ланцюгів. У противному випадку система повинна мати пріоритет над іншими системами, за винятком аварійної системи керування і системи аварійного гальмування, характеристики якого повинні підтримуватися на рівні, обумовленому стандартом [4].

7. Для машин, обладнаних аварійною системою рульового керування, бажано, щоб система аварійного керування була відділена від інших енергетичних систем і ланцюгів. У іншому випадку вузли аварійних систем рульового керування і гідросистеми повинні мати пріоритет, вищій всіх інших систем, крім системи аварійного гальмування, характеристики якої повинні підтримуватися на рівні, зазначеному в стандарті [4].

8. Керуюче зусилля для нормальних систем рульового керування не повинно перевищувати 30 Н, а для аварійних режимів роботи систем рульового керування не повинно перевищувати 600 Н.

Система рульового керування повинна протистояти без функціонального ушкодження силі 900 Н, прикладеної до елемента керування в напрямку руху елемента керування.