Статья:

Влияние температуры на характеристики распределителя

Конференция: XVII Студенческая международная научно-практическая конференция «Технические и математические науки. Студенческий научный форум»

Секция: Технические науки

Выходные данные
Артемьев В.В. Влияние температуры на характеристики распределителя // Технические и математические науки. Студенческий научный форум: электр. сб. ст. по мат. XVII междунар. студ. науч.-практ. конф. № 6(17). URL: https://nauchforum.ru/archive/SNF_tech/6(17).pdf (дата обращения: 25.09.2023)
Лауреаты определены. Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Мне нравится
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
на печатьскачать .pdfподелиться

Влияние температуры на характеристики распределителя

Артемьев Вячеслав Викторович
студент, Гомельский государственный технический университет имени П.О. Сухого, РБ, г. Гомель
Стасенко Дмитрий Леонидович
научный руководитель, канд. техн. наук, доцент, Гомельский государственный технический университет имени П.О. Сухого, РБ, г. Гомель

 

Введение  

Рабочие температуры масел изменяется в широком диапазоне  в зависимости условия эксплуатации распределителя. т.е. при запуске отрицательная температура, а в летний период могут достигать 70 град. При высоких темпер вязкость уменьшается, в следствии чего растут утечки, не верно выбранный зазор может привести к заклиниванию.

Т.о. анализ влияния вязкости рабочий жидкости на характеристики гидрораспределителя является важной и актуальной задачей.[1]

Целью работы является изучение влияния температуры рабочей жидкости  на  утечку и усилие перемещение золотника.

Основная часть

В качестве исследуемого образца выбран  распределитель (рис.1)  типа 4/2-ходовой, электромагнитный c пружинным возвратом [2].

 

https://www.festo-didactic.com/ov3/media/customers/1100/0769210001297157727.jpg

Рисунок 1. Общий вид распределителя

 

Технические характеристики:

· Рабочее давление 6 МПа (60 бар)

· Максимально допустимое давление 12 МПа (120 бар)

· 24 В постоянного тока

· 6.5 Вт выход

· Электрическое соединение: гнездо безопасности 4 мм

· Диаметр условного прохода 4 мм.

Исследование проводилось для масла И-30А, вязкость которого изменяется от температуры Т=(0…60) С[3]

Исследование проходило в два этапа.

Первый это практический этап. На котором собиралась схема испытания распределителя (рис.3) и проводились измерения давления, расхода и температуры.

 

Рисунок 2. Золотник в корпусе распределителя

 

 Сила вязкого трения[4]:

где  - скорость перемещения золотника, м/с

- плотность жидкости, кг/м3

- кинематическая вязкость, cСт

-ход золотника, м

Утечки в гидрораспределителе определяются [3]:

где  - длина зазора, м.

Основное влияние на усилие перемещение золотника и утечку рабочей жидкости, кроме ее вязкости, оказывает зазор между корпусом и золотником.[4]

 

1 – клапан давления, 2 – расходомер (0 - 10 В, 0-10 л/мин), 3 – испытуемый распределитель, 4  – датчик температуры (20 – 30 В, 0-100 °C) 5 – датчик давления (15 – 30 В, 10 МПа) ,  6 – аккумулятор (6 МПа)., 7 –фильтр (5мкм) , 8 – персональный компьютер (ПК), 9 – насосная станция, 10 – аналоговый преобразователь обеспечивающий связь с ПК,.11 – устройство управления пропорциональным магнитом , 12 – блок питания.

Рисунок 3. Стенд испытаний распределителя

 

Под действием давления и температуры рабочий жидкости  происходит изменение зазора δ, который[4]:

где  - диаметральный зазор; мкм

,- диаметры золотника и корпуса (гильзы), м

- разность коэффициентов линейного расширения материалов сопряженных деталей корпуса и золотника, 1/град.

- разность между температурой материала сопряженных деталей и исходной температурой, град.

- давление в гидрораспределителе, МПа.

- модуль объемной упругости корпуса распределителя, Н/м2

- коэффициент Пуассона.

Для работы стенда задавались следующие параметры: температура жидкости. Для  обеспечения низких температур (0-10С) рабочей жидкости гидростанция вынесена из помещения.

В качестве контролируемых параметров были выбраны  следующие: давление, расход, температура, время, контроль за которыми осуществлялся с использованием датчиков (рис.3) и програмного обеспечения FluidSIM-H (рис.4).

Установлено  что с ростом температуры в системе сила необходимая на перемещение золотника подает. Изменение силы можно определить по зависимости следующего вида . Из графика зависимости утечек от температуры видно, что с увеличением утечек падает температура, величина которых линейно увеличивается и может быть определена по зависимости .

 

Рисунок 4.Скриншет измерений в программе FluidSIM-H

 

В результате проведеных экспериментальных иследований установлены функциональные зависимости сил вязкого трения на золотнике и утечек от температуры рабочей жидкости (рис.5).

 

Рисунок 5. Графики зависимости: а) силы вязкого трения от температуры жидкости б) утечек от температуры жидкости

 

Заключение  

1) В результате  испытаний распределителя на зависимость силы трения и утечки от температуры получено что для оптимальной работы испытуемого распределителя оптимальный диапазон температур  составляет  20 - 30С, т.к.  при этих условиях обеспечивается минимальная сила вязкого трения с 57-75 Н, а утечки наоборот увеличиваются с 67-80 мм3/с. перемещения золотника при минимальной утечки жидкости.

2) Установили математические зависимости изменения сил и утечки от температуры распределителя типа 4/2-ходовой, электромагнитный c пружинным возвратом.

 

Список литературы:
1. Аппаратура объемных гидроприводов: Рабочие процессы и характеристики/ Ю.Л. Кирилловский, Ю.Г. Колпаков. – М.: Машиностроение, 1990. – 272 с.:ил.  
2. Электронный каталог продукции Festo-didactic 2019
3. Исследование и расчет гидравлических систем. Под ред. Л.П. Стрелецкая – изд. «Машиностроение». Москва 1964 г. – 388 с.: ил.  
4. Справочник по гидравлическим расчетам. Под редакцией П.Г. Киселева. Изд. 4-е, переработ. и доп. М., «Энергия», 1972.