9. Топырақ өндеуші машиналар гидрожетегі

9.1 Қысым параметрі және трактор гидрожүйесіндегі сұйық шығыны.

Ілмелі құрал жұмысы және топырақ өңдеуші машиналар тракторлары мен агрегаттары автоматты реттеу жүйесімен қамтамасыз етілген. Гидравликалық жүйеде реттығын басқарушы бірнеше рет қайта қосылса, қысым тербелісі және сұйық шығыны пайда болады. Сондықтан гидравликалық жүйені жобалау және пайдалану кезінде осы көрсеткіштердің өзгеруін ескеру керек, себебі жіберілетін жұмыс мәні жоғарылауы мүмкін және апатқа ұшырауға соқтырады.

Гидравликалық сызықтағы қысымның өзгеруін және шығынын бір уақытта барлық қималарда болады деп есептемей қажет. Ауыспалы үрдіс кезінде қысымның күрт төмендеуі уақыт аралығында ғана емес, сонымен қатар, сызық ұзындығымен де , егер динамикалық күштеме кезінде гидравликалық жүйені аса ауыр жұмыс шарты орындалды деп ескерсе. Гидравликалық жүйедегі толқынды-ауыспалы үрдістерді ескере отырып, қысымның параметрлерін құбыржетектің әрбір бөлігінде ауытқуын байқауын көреміз.

Шығын тербелісі мен сұйық қысымын тудырушы негізгі факторлар: динамикалық күш, сұйықтың серпімділік негізі мен тұтқырлығы, жоғары қысымды жүйе жеңінің серпімділігі, сорғыш пен берілістің тұрақсыздығы.

Реттығынның ашылу кезінде гидравликалық жүйеде ауыспалы үрдістің жүруін кәдімгі сұйықтағы орнатылмаған қозғалысының дифференциалды теңдеуінен байқаймыз.

ðp/ðxр = -pðU/ðt-pαU

ðp/ðt=-EnðU/ ðxр,

Мұнда

xр - цилиндрге жоғары қысым жеңі арқылы бағытталған ось;

ðp/ðt – уақыт моментінде орташа қысым мен орташа жылдамдық орнатылған ауытқу;

p – сұйық тығыздығы;

α – үйкеліс тұтқырлығының коэффициенті;

En – сұйық серпімділігінің (тарамайтын ауа бар) келтірілген көлемді модуль және жоғары қысым жеңі.

t=0 болғанда жабық реттығын теңдеуінде магистральдегі бастапқы сұйық қысымы таратқыш сорғыш және гидроцилиндр таратқыш әртүрлі поршень жылдамдығы кезінде 0-ге тең болады, яғни

p1=pнас, p2=pн=pо

Q1=Qнас, Q2=Qн ≠Qо=Q

dyпор/dt=0, yпор=0

Мұнда

p1, pнас, p2, pн, Q1, Qнас, Q2, Qн - сорғыш- реттығын, сорғыш, реттығын- гидроцилиндр сығау сызығындағы қысым және сұйық шығыны.

Реттығын цилиндр сызығында сұйық жылдамдығы және гидроцилиндр теңдеуі үзілмейтіндігімен байланысты.

U2=βU, Q2=QH,

Мұнда

β = sn/sp, sn-поршень ауданы,

sp- жоғары қысымды жеңінің ауданы.

Осы шарттарды ескеріп, мынадай есептерді аламыз:

p = (xp,t)-po = r[φ1(xp-ct) + φ2(xp+ct),

U(xp,t)= φ1(xp-ct) + φ2(xp+ct),

Мұнда

φ1, φ2 – толқынның түзу және кері соққысының функциясы;

r = √pEn – құбыржетек толқынының кедергісі;

с- жоғары қысымды шеңдегі гидроавликалық соққының тарату

жылдамдығы.

Түзу толқынының функция мәні:

φ1= (xp-ct)= pв-pо/r

Мұнда

pв - (pв=pо)- поршеньге келетін сұйық толқынының қысымы;

Pо - t=0 моменті кезіндегі жоғары қысымды жең қысымы.

Гидроцилиндрдегі сұйықтың сығау басын поршеньнің инерциялығын ескеріп, көп орын ауыстыруға келмейді. Сондықтан шектелген жазықтықта сұйықтың сығылуы және қысымның көтерілуінен поршень қозғалысқа келеді. Поршень жылдамдығы көтерілгенде сұйық сығылуының потенциалдық энергиясы және жоғары қысымды жең поршень мен сұйықтың кинематикалық энергиясына айналады. Сұйық қысымының көтерілуіне байланысты поршень алдында төмендейді, поршеньнің тежеуішіне тербеліс заңы бойынша тежелуге әкеп соқтырады. Түсу толқынының пайда болуынан (қозғалыс толқынының уақыты құбырсым ұзындығына байланысты) ө = 2l/c құрайды. T > 0 болғанда, поршеньдегі сұйық қысымы тең болады:

p(t) = pо+rU

Кей кезде сығау сызығында қысым жүктемеге байланысты болады. Яғни p = R/ sп.

Поршень орын ауыстыруындағы жүктеме:

R= mHd²yПОР/gdt² + hHdyПОР/dt +c1yПОР+G

Мұнда

mH – жүктеме массасы;

hH – толастату коэффициенті;

c1 - ортаның негізгі серпімділігін сипаттайтын коэффициент;

G – құрал салмағы.

Теңдеуді шешкенде алатынымыз:

d²Yпор + 2bdyПОР/dt+kO² yПОР = sn(p2-po)

dt²

немесе

d²Yпор +2b dyПОР + kO² Yпор =A

dt² dt

Поршеньнің орын ауыыстыруы :

Упор= Ac[1-e¯b(t-o)cosω(t-o)]

Мұнда

А = sng(p2-po)/m,H, , kO² = c1g/ m,H,, 2b = hHg/ m,H

Дифференциалдай отырып, қойылған мәннен поршень жылдамдығының ауытқуын табамыз:

υпор = A e¯b(t-o) sin (t-o)/ ω

Онда сығау сызығындағы қысым өзгеруінің заңы:

p2 =p+grsH(p-p) e¯b(t-o) sinω(t-o)/( m,Hω).

Бұл теңдеу құбыр сыммен гидроцилиндр қысым тербелісін анықтауға мүмкіндік береді. Өз тербелісінде айналу жиелігінен өшуші тербеліс түрінде ауыспалы үрдіс тәуелділігін көрсетеді.

Шығын және жалыстау коэффициентін ескергендегі сұйық шығынының теңдеуі:

Q2 = xkQ –SnSp(p-po) g e¯b(t-o) sinω(t-o) +Vdp -kyTp

mHω Endt

Гармониялық сызықтаудан кейінгі өзіндік тербеліс жиелігін табу

ω=√crg/ m,H ,

мұнда

cr = EnSn/υ – келтірілген сұйық жүйесінің коэффициенті.

Өзіндік жиеліктің өсуіне гидрожүйенің қозғалушы бөлігіндегі масса және құрал көмектеседі, сонымен қатар, поршень ауданының өсуі және құбыр сым қимасының төмендеуіне сұйық жұмысының көлемі әсер етеді. Келтірілген тәжірибелер теориялық зерттеулерді растайды: ауспалы үрдіс кезіндегі сұйық шығыны мен қысым тербелісі амплитудасының өзгерісі өшу коэффициентімен 0,3 болады.