Решение На рисунке изображена расчетная схема га, используемая для построения модели. На схеме цифрами показаны: 1-механизм прижима крышки, 2-механизм поперечного прессования, 3- механизм продольного прессования.




НазваниеРешение На рисунке изображена расчетная схема га, используемая для построения модели. На схеме цифрами показаны: 1-механизм прижима крышки, 2-механизм поперечного прессования, 3- механизм продольного прессования.
Дата публикации26.03.2013
Размер67.7 Kb.
ТипРешение
uchebilka.ru > Математика > Решение
УДК 621.226
Математическая модель гидроагрегата копрового пресса для утилизации металлического лома
З.Я.Лурье, д-р.техн.наук, проф.; В.В.Татьков, канд.техн.наук; И.М.Федоренко, инж.; А.Ю.Старченко, асп.

Национальный технический университет “Харьковский политехнический институт”

Введение


В современной промышленности все большую роль играет переработка вторичного сырья и, в частности, металлического лома. Технология его переработки включает в себя, помимо всего прочего, прессование, которое осуществляется посредством копровых прессов. При прессовании неклассового лома (т.е. лома, неоднородного по размерам и качеству) в гидросистеме возникают нестационарные явления. Эти явления носят характер гидравлических ударов, сопровождающихся забросами давления, вызывающих разрушение элементов гидроцилиндров, соединительной арматуры, магистральных трубопроводов. До настоящего времени динамике гидроагрегата копрового пресса (далее– ГА) не уделялось должного внимания. Исследование динамики становится актуальной проблемой, решение которой будет способствовать увеличению работоспособности, долговечности и безопасности эксплуатации этого вида оборудования.

^

Постановка проблемы


Настоящая статья посвящена изложению разработанной математической модели ГА с учетом волновых процессов в длинных трубопроводах, двухфазности рабочей жидкости и других особенностей функционирования объекта исследования. Уравнения, входящие в состав математической модели, учитывают рабочий ход ГА. Они построены и основаны на результатах выполненных исследований элементов и узлов, близких к рассматриваемым по физическим процессам. Волновые процессы учитываются в напорных трубопроводах, где они носят выраженный характер.

Решение


На рисунке изображена расчетная схема ГА, используемая для построения модели. На схеме цифрами показаны: 1–механизм прижима крышки, 2–механизм поперечного прессования, 3– механизм продольного прессования. Механизмы ГА работают последовательно в соответствии с нумерацией. Оси, , относятся к гидроцилиндрам сответствующих механизмов ГА, а, ,– к соответствующим напорным магистралям.

Математическая модель включает в себя следующие уравнения:

  • расходов насоса [1]:



, (1)

где – геометрическая подача насоса, причем – характерный объем насоса; – утечки в корпус насоса; – перетечки между нагнетательными и всасывающими полостями; – расход, вызываемый компрессией рабочей жидкости, причем– объемный модуль упругости двухфазной рабочей жидкости[2,3];

– деформационный расход;

  • расхода в поршневых полостях гидроцилиндров механизма прижима крышки[4]:



; (2)


  • расхода в штоковых полостях гидроцилиндра механизма прижима крышки

; (3)


  • движения механизма прижима крышки

, (4)

где – сила жидкостного трения [5];

frame1

  • расхода гидроцилиндров рабочего хода механизма поперечного прессования


; (5)


  • расхода гидроцилиндра отвода механизма поперечного прессования

; (6)

  • движения механизма поперечного прессования

; (7)

  • расхода гидроцилиндра рабочего хода механизма продольного прессования

; (8)

  • расхода гидроцилиндров отвода механизма продольного прессования

; (9)

  • движения механизма продольного прессования

. (10)

Здесь – рабочий объем насоса; – “мертвый” объем насоса; – угловая скорость вала насоса; – характерный “мертвый” объем насоса; – коэффициент утечек насоса; – коэффициент перетечек насоса, – давление нагнетания; – давление всасывания; – начальное давление; m0– содержание нерастворенного воздуха в рабочей жидкости в относительных единицах; –показатель политропы; – величины, характеризующие параметры конкретной рабочей жидкости в зависимости от температуры; ,– начальный объем соответственно поршневой и штоковой полости гидроцилиндра прижима крышки; ,– начальный объем соответственно гидроцилиндра рабочего хода и гидроцилиндра отвода механизма поперечного прессования; ,– начальный объем соответственно гидроцилиндра рабочего хода и гидроцилиндра отвода механизма продольного прессования; – площадь соответственно поршневой и штоковой полости гидроцилиндра прижима крышки; – полезная площадь плунжера соответственно гидроцилиндра рабочего хода и гидроцилиндра отвода механизма поперечного прессования; – полезная площадь плунжера соответственно гидроцилиндра рабочего хода и гидроцилиндра отвода механизма продольного прессования; – давления в поршневых и штоковых полостях гидроцилиндра прижима крышки; – давления соответственно в гидроцилиндрах рабочего хода и гидроцилиндре отвода механизма поперечного прессования; – давления соответственно в гидроцилиндре рабочего хода и гидроцилиндрах отвода механизма продольного прессования; –поверхность трения; –коэффициент динамической вязкости4 –величина зазора между уплотнением поршня и гильзой гидроцилиндра прижима крышки;, , –сила сухого трения, а , , – сила сопротивления прессуемого материала в соответствующих механизмах;–сила,учитывающая отклонения оси цилиндров прижима крышки от горизонтали; – приведенный модуль объемной упругости рабочей жидкости в соответствующем гидроцилиндре с учетом ее двухфазности, вычисляемый в последующей формуле: , где – внутренний диаметр, толщина стенки, объемный модуль упругости материала стенки соответствующего гидроцилиндра или трубопровода.

Волновые процессы в трубопроводе описываются следующими дифференциальными уравнениями в частных производных:

, (11)

. (12)

Если разрешить уравнения (11) и (12) относительно , то получим

,

а если относительно ,то

.
Для перехода от частных производных к обыкновенным путем конечно-разностной аппроксимации [6] разобьем каждый напорный трубопровод по длине на два участка .При этом

,

,

где – скорость распространения упругой волны в трубопроводе; – значения расхода и давления на входе трубопровода; – значение расхода и давления на выходе трубопровода; – значение расхода и давления на средине трубопровода;– длина напорного трубопровода; – площадь поперечного сечения напорного трубопровода; – коэффициент гидравлического сопротивления i=1,2,3 – индекс, относящийся к напорному трубопроводу соответствующего механизма.

При построении математической модели приняты следующие допущения:

, , – соответственно коэффициент динамической вязкости, температуру, плотность рабочей жидкости принимаем постоянными и равными средним значениям;

– скорость и давленние в сечении трубопровода принимаем средними;

– утечки и перетечки в гидроцилиндрах не учитываем ввиду их малости по сравнению с расходами в гидроцилиндрах.



Выводы


Наиболее удобным для решения поставленной задачи является метод имитационного моделирования с использованием ЭВМ[7]. Моделирование рабочего процесса сводится нахождению в каждый временной промежуток величины давления и расхода в соответствующих элементах гидросистемы. Значения необходимых величин выводятся на монитор как осциллограммы рабочего процесса в функции времени и в соответствующий файл в табличном виде, удобном для последующего анализа.

Таким образом, предложенная математическая модель позволяет исследовать динамику гидроагрегата копрового пресса с учетом нестационарных процессов и оценить качественные показатели этих процессов.
SUMMARY
Necessity of research in drop-hummer press dynamics is shown.The mathematical model of the drop-hammer press hydrounit for recycling a metal breakage is presented. Allowance of non-stationary processes in hydrosystem is discounted. Settlement dependences are included, and also assumptions necessary for modelling are given.
^ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


  1. Следящие гидроприводы/ Под ред. Б.К. Чемоданова–М.: Энергия, 1976- Кн. 2.

  2. Прокофьев В.Н., Лузанова И.А. Определение критерия упругости гидропривода//Изв. ВУЗов. Машиностроение.- 1966.- №7.- С.70.

  3. Прокофьев В.Н., Лузанова И.А. и др. Экспериментальное исследование упругих свойств двухфазных рабочих жидкостей гидроприводов объемного типа//Изв. ВУЗов. Машиностроение.- 1968.- №2.- С.87.

  4. Лещенко В.А. Гидравлические следящие приводы станков с программным управлением. –М.: Машиностроение, 1975.- С.165.

  5. Макаров Г.В. Уплотнительные устройства.-Л.: Машиностроение, 1973.- С.49.

  6. Карплюс У. Моделирующие устройства для решения задач теории поля.–М.:Изд. иностр. Лит, 1962.-С.317.

  7. Автоматизированное проектирование машиностроительного гидропривода/ Под ред. С.А.Ермакова–М.: Машиностроение, 1988.-С.173.

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Решение На рисунке изображена расчетная схема га, используемая для построения модели. На схеме цифрами показаны: 1-механизм прижима крышки, 2-механизм поперечного прессования, 3- механизм продольного прессования. iconМеханизм трубоотрезной
Механизм предназначен для изготовления типовой и нетиповой трубной заготовки из водо-газопроводных труб по гост 3262-75 на монтажно-заготовительных...

Решение На рисунке изображена расчетная схема га, используемая для построения модели. На схеме цифрами показаны: 1-механизм прижима крышки, 2-механизм поперечного прессования, 3- механизм продольного прессования. iconОоо «сзсп» производит декоративный бумажно-слоистый пластик на двухленточном...
«Continuous Pressure Laminate – ламинат непрерывного прессования» (cpl) при давлении прессования до 40 бар и температуре прессования...

Решение На рисунке изображена расчетная схема га, используемая для построения модели. На схеме цифрами показаны: 1-механизм прижима крышки, 2-механизм поперечного прессования, 3- механизм продольного прессования. iconМеханизм газораспределения v-образного двигателя
Газораспределительный механизм предназначен для своевременного впуска в цилиндры горючей смеси (карбюраторные двигатели) или очищенного...

Решение На рисунке изображена расчетная схема га, используемая для построения модели. На схеме цифрами показаны: 1-механизм прижима крышки, 2-механизм поперечного прессования, 3- механизм продольного прессования. iconDg 48 dg 72 dg 96
Измерительный механизм предназначен для измерения значений переменного тока и переменного напряжения. Измерительный механизм с подвижной...

Решение На рисунке изображена расчетная схема га, используемая для построения модели. На схеме цифрами показаны: 1-механизм прижима крышки, 2-механизм поперечного прессования, 3- механизм продольного прессования. iconLexus ct 200 hybrid usa 2011 Двигатель
Клапанный механизм: -16 клапанный механизм с двумя верхними распределительными валами (,dohc) и электронной системой изменения фаз...

Решение На рисунке изображена расчетная схема га, используемая для построения модели. На схеме цифрами показаны: 1-механизм прижима крышки, 2-механизм поперечного прессования, 3- механизм продольного прессования. iconДля коррекции артериального давления больному, находящемуся в состоянии...
...

Решение На рисунке изображена расчетная схема га, используемая для построения модели. На схеме цифрами показаны: 1-механизм прижима крышки, 2-механизм поперечного прессования, 3- механизм продольного прессования. iconМеханизм для гибки труб мг -102
Механизм предназначен для гибки отводов и полуотводов из труб водогазо-проводных по гост 3262-75, гост 10704-76 с условным проходом...

Решение На рисунке изображена расчетная схема га, используемая для построения модели. На схеме цифрами показаны: 1-механизм прижима крышки, 2-механизм поперечного прессования, 3- механизм продольного прессования. iconНачала действия механизма
Именно четкая последовательность их взаимодействия и формирует как таковой механизм функционирования и развития экономики. Любой...

Решение На рисунке изображена расчетная схема га, используемая для построения модели. На схеме цифрами показаны: 1-механизм прижима крышки, 2-механизм поперечного прессования, 3- механизм продольного прессования. iconМеханизм вашего успеха
Наш мозг содержит в себе механизм поиска цели, он направляет нас и ориентирует на ее достижение. Благодаря этому механизму, находящемуся...

Решение На рисунке изображена расчетная схема га, используемая для построения модели. На схеме цифрами показаны: 1-механизм прижима крышки, 2-механизм поперечного прессования, 3- механизм продольного прессования. iconКомплексная схема размещения вс
Данный Порядок определяет механизм размещения временных сооружений для осуществления предпринимательской деятельности

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
uchebilka.ru
Главная страница


<