Анотація до роботи:

Чекмасова І.А. Динаміка гідроагрегата з дросельним керуванням на базі регулятора витрати. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальностю 05.05.17- Гідравлічні машини та гідропневмоагрегати. - Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2003р.

Дисертація присвячена вирішенню актуальної наукової проблеми - дослідженню динаміки гідроагрегата (ГА) з регулятором витрати (РВ) на базі фізичної та математичної моделей, які враховують особливості функціонування і взаємний вплив усіх элементів ГА з метою покращення статичних і динамічних характеристик ГА з РВ (збільшення точності стабілізації, швидкодії, розширення діапазону зміни навантажень та ін.). Розроблена математична модель ГА дросельного керування з дволінійним РВ у напірний магістралі гідродвигуна прямолінійного руху, яка подається стосовно будь-якої змінної нелінійним диференціальним рівнянням 8-го порядку. Пропонована математична модель ГА з РВ містить у собі математичні описи насоса, гідродвигуна, переливного клапана, регулятора витрати, як основного компонента, зв'язаного зі всіма елементами ГА, а також рівняння двофазної робочої рідини і змінних коефіцієнтів витрати в дроселюючих щілинах елементів ГА. Модель враховує міжелементні зв'язки ГА, нелінійності його елементів, а також коректний опис змінних площ щілин елементів ГА, характер зміни навантаження, тертя в золотникових парах, функціональні обмеження і початкові умови, що визначаються виходячи з конструктивних особливостей і фізичної сутності функціонування елементів ГА. Пропонована математична модель з високою точністю адекватна реальному об'єкту і відкриває можливості дослідження показників якості статичних і динамічних характеристик будь-якого елемента ГА, а також побудови навантажувальних характеристик ГА і витратно-перепадних характеристик РВ, що дозволяють оцінити технічні можливості ГА з РВ у цілому.

Результати роботи мають практичну цінність при модернізації серійних РВ типу МПГ55 і впроваджені на підприємствах України (ВАТ “АВТРАМАТ”, ВАТ “ТУРБОАТОМ”, ВАТ “ХарП”, НДІ “Метрології”), а також у навчальному процесі в дисциплінах «Об'ємні гідромашини» і «Динаміка гідропневмосистем» (НТУ “ХПІ”).

За результатами проведених досліджень зроблені наступні висновки:

1. На базі аналізу схем і конструктивних особливостей типових РВ виконано системну класифікацію типових ГА з РВ за узагальненими ознаками, що дозволяє вибрати найбільш ефективні тип і схему розташування РВ у складі ГА згїдно із заданим технічним завданням;

2. Розроблена математична модель гідроагрегата з регулятором витрати, що включає рівняння витрат і руху всіх його основних елементів – насоса, переливного клапана, регулятора витрати, гідродвигуна, двофазної робочої рідини. Створена математична модель подається стосовно будь-яких змінних нелінійним диференціальним рівнянням 8-го порядку і відкриває можливості дослідження показників якості статичних і динамічних характеристик будь-якого елемента ГА, а також дозволяє побудувати навантажувальні характеристики ГА та витратно-перепадні характеристики РВ і оцінити технічні можливості ГА з РВ у цілому.

1. Методика побудови математичної моделі ГА з дволінійним РВ на

нагнітанні і шляхи забезпечення її адекватності реальному об'єкту можуть бути використані для розробки математичних моделей ГА з РВ інших модифікацій і розташувань у гідросистемах технологічних машин і гідрофікованого устаткування .

2. Висока адекватність розробленої моделі відкриває можливість з

достатньою для практики точністю оцінити ряд несталих режимів, особливо на малих швидкостях, що важливо для експлуатації, і сформулювати практичні рекомендації щодо їхнього поліпшення.

3. Поліпшення динамічних характеристик швидкості гідродвигуна при

ступінчастій зміні навантаження можна досягти шляхом узгодження параметрів елементів ГА у відповідності до заданого режиму роботи технологічної машини. Ефективне використання ГА з РВ, що включають у себе серійні елементи, можливо тільки при постійних навантаженнях, або які плавно змінюються у діапазоні, обумовленому рівновагою клапана РВ.

6. Проведені дослідження статичних характеристик ГА дозволяють відзначити, що 100%-на стабілізація витрати вимагає: модернізації серійних РВ стосовно забезпечення можливості регулювання попереднього стиснення пружини клапана, що має нелінійний коефіцієнт твердості; узгодження параметрів елементів ГА шляхом настроювання тисків р₁ і р₂ за рахунок регулювання початкового стиснення пружин переливного клапана і клапана тиску регулятора витрати відповідно до параметрів гідродвигуна і заданими швидкістю руху робочого органа і діапазоном зміни технологічного навантаження.

7. Виконання приведених у роботі практичних рекомендацій відповідно до заданої швидкісті руху робочого органа гідроагрегата і діапазону зміни технологічного навантаження забезпечує погоджену роботу елементів ГА і його раціональні робочі характеристики на заданому режимі експлуатації і дозволяє значно розширити сферу ефективного застосування ГА з РВ.

8. Основні наукові положення і результати, викладені в дисертаційній роботі, мають практичну значимість при модернізації серійного РВ типу МПГ55 і впроваджені на підприємствах України (ВАТ “АВТРАМАТ”, ВАТ “ТУРБОАТОМ”, ВАТ “ХарП”, НДІ “Метрології”), а також у навчальному процесі в дисциплінах «Об'ємні гідромашини» і «Динаміка гідропневмосистем» (НТУ “ХПІ”).

Публікації автора:

1. Чекмасова И.А., Чекмасов А.В. О природе нестабильности параметров гидроприводов с поршневыми машинами объёмного вытеснения //Вестник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков: ХГПУ. - 1999. – Вып. 85. – С. 27-33.

Здобувачем виконаний аналіз причин нестабільності параметрів ГА, у тому числі викликаних мінливістю навантаження на робочому органі ГА і пульсацією подачі насоса.

2. Чекмасова И.А. Анализ методов стабилизации дроссельных гидроприводов //Вестник Национального технического университета Украины “Киевский политехнический институт”. Машиностроение. – Сумы: СумГУ. - 2000. – Вып. 38. – Т. 1. – С. 196-200.

3. Чекмасова И.А. Об общих проблемах систем автоматической стабилизации различных процессов с текучей средой // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков: ХГПУ. - 2000. - Вып. 111. – С. 41-52.

4. Лурье З.Я., Чекмасова И.А. Динамика дроссельного гидроагрегата с регулятором расхода, нагрузочным дросселем и гидродвигателем прямолинейного движения // Вестник Национального технического университета “ХПИ”. – Харьков: НТУ “ХПИ”. - 2002. – Вып. 9. –Т.12.– С. 129-135.

Здобувачем проведені дослідження статичних і динамічних характеристик ГА з РВ і впливу на них конструктивних і режимних параметрів елементів ГА (твердості пружин, сил тертя, величини і характеру зміни навантаження тощо)

5. Лурье З.Я., Чекмасова И.А. Математическая модель дроссельного гидроагрегата с регулятором расхода // Вестник Национального технического университета Украины “Киевский политехнический институт”. Машиностроение. – Сумы: СумГУ. - 2002. – Вып. 42. – Т. 1.– С. 178-183.

Здобувачем виконано уточнення фізичної моделі ГА з РВ і функціонального призначення елементів ГА з урахуванням змін швидкості, тиску і дії зворотних зв'язків.

6. Пат. № 5738 Україна, МКИ F 15 В 7/00. Спосіб регулювання витрат текучого середовища в розгалужених системах. /А.В.Чекмасов, И.А.Чекмасова (Украина). - № 4944639/29; Заявл. 13.06.91; Опубл. 29.12.94, Бюл. № 8-1. – 6 с.

Здобувачем запропонована система керування стабілізуючим клапаном РВ стосовно перепаду тиску на виході з насоса і вході в гідродвигун; розроблена конструкція РВ з нормально-закритим клапаном з нижнім розташуванням регулюючої кромки.