Розробка прототипу ударного випробувального стенду на базі гідропружного приводу
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.226697Ключові слова:
ударний випробувальний стенд, гідропружний привод, коефіцієнт демпфування, ударне прискоренняАнотація
Лабораторні ударні випробування передбачають відтворення простих одиночних і багаторазово повторюваних імпульсів певної форми. На практиці такі механічні дії на об'єкт формуються за допомогою спеціального випробувального устаткування – ударних стендів.
Перспективним напрямком розвитку ударних стендів є конструкції, що працюють на основі енергії пружної деформації стиснутої рідини і оболонки посудини, в якій вона знаходиться. Такі стенди дозволяють підвищити універсальність, керованість та точність ударних випробувань.
Дослідження базується на застосуванні гідропружного приводу для створення прототипу автоматизованої електрогідравлічної системи ударного випробувального стенду.
Запропонований прототип ударного випробувального стенду дозволяє розширити функціональні можливості установок для виконання ударних випробувань серіями імпульсів, а також поліпшити керованість і підвищити рівень автоматизації. Головна особливість запропонованої конструктивної схеми полягає в тому, що переналаштування на новий ударний імпульс відбувається дуже оперативно. Завдяки наявності приводного поворотного барабана з гальмівними пристроями, стенд дозволяє отримати частоту проходження ударних імпульсів 1–2 Гц.
Розроблена математична модель ударного стенда враховує інерційність рухомих мас, жорсткість рідинної або «односторонньої» пружини зарядної камери, а також вплив демпферів, на які спирається випробувальна платформа. Змінні, що входять до математичної моделі, пов’язані між собою за допомогою диференціальних рівнянь, які описують два періоди робочого циклу ударного стенда: зарядки та формування імпульсу. Практична цінність моделі полягає у визначенні динамічних характеристик випробувальної установки, а також обчисленні необхідних конструктивних та технологічних параметрів.
Диференціальні рівняння, що описують рух ударного стенда, вирішені чисельним способом. За результатами досліджень визначено оптимальне (з позиції мінімізації перевантаження виробу на зворотному ході штока) значення коефіцієнта демпфування для гальмівного пристрою, яке становить 13000 кг/c. При такому налаштуванні відношення амплітуди прискорення на зворотному ході до амплітуди ефективного прискорення під час випробувань зводиться до мінімуму – 0,195
Посилання
- Sisemore, C., Babuska, V. (2020). The Science and Engineering of Mechanical Shock. Switzerland: Springer Nature Switzerland AG, 362. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-12103-7
- Engel, C., Herald, S., Davis, S., Dean, S. (2006). Mechanical Impact Testing: Data Review and Analysis. Journal of ASTM International, 3 (8), 13538. doi: https://doi.org/10.1520/jai13538
- Iskovych-Lototskyi, R. D., Obertiukh, R. R., Sevostianov, I. V. (2006). Protsesy ta mashyny vibratsiynykh i vibroudarnykh tekhnolohiy. Vinnytsia: UNIVERSUM-Vinnytsia, 291.
- Wang, J., Zhang, J. (2019). Research on High-Power and High-Speed Hydraulic Impact Testing Machine for Mine Anti-Impact Support Equipment. Shock and Vibration, 2019, 1–12. doi: https://doi.org/10.1155/2019/6545980
- Echevarria, I., Lasa, J., Casado, P., Dominguez, A., Eguizabal, I., Lizeaga, M. et. al. (2015). Test bench for helicopter electro mechanical actuation system validation: Design and validation of dedicated test bench for aeronautical electromechanical actuators. 2015 IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT). doi: https://doi.org/10.1109/icit.2015.7125151
- Zhao, W., Song, Q., Liu, W., Ahmad, M., Li, Y. (2019). Distributed Electric Powertrain Test Bench With Dynamic Load Controlled by Neuron PI Speed-Tracking Method. IEEE Transactions on Transportation Electrification, 5 (2), 433–443. doi: https://doi.org/10.1109/tte.2019.2904652
- Syrigos, S. P., Karatzaferis, I. C., Tatakis, E. C. (2013). Four-quadrant fully controlled mechanical load simulator. 2013 15th European Conference on Power Electronics and Applications (EPE). doi: https://doi.org/10.1109/epe.2013.6634640
- Song, Q., Liu, W., Zhao, W., Li, Y., Ahmad, M., Zhao, L. (2019). Road Load Simulation Algorithms Evaluation Using A Motor-in-the-loop Test Bench. 2019 IEEE Transportation Electrification Conference and Expo, Asia-Pacific (ITEC Asia-Pacific). doi: https://doi.org/10.1109/itec-ap.2019.8903852
- Achour, T., Pietrzak-David, M. (2012). An experimental test bench for a distributed railway traction mechanical load emulator. IECON 2012 - 38th Annual Conference on IEEE Industrial Electronics Society. doi: https://doi.org/10.1109/iecon.2012.6388725
- Ruan, J. J., Lockhart, R. A., Janphuang, P., Quintero, A. V., Briand, D., de Rooij, N. (2013). An Automatic Test Bench for Complete Characterization of Vibration-Energy Harvesters. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 62 (11), 2966–2973. doi: https://doi.org/10.1109/tim.2013.2265452
- Shuai, Z., Zhaokun, X., Haisong, J. (2011). The Development of a Test Bench for the Dynamic Strength and Durability of Auto Front Axle Rocker. 2011 Third International Conference on Measuring Technology and Mechatronics Automation. doi: https://doi.org/10.1109/icmtma.2011.765
- Yan, T. (2012). Construction of cylinder head vibration bolts test bench and stress analysis of the bolts. 2012 2nd International Conference on Consumer Electronics, Communications and Networks (CECNet). doi: https://doi.org/10.1109/cecnet.2012.6201582
- Chivu, C. (2014). Pneumatic Driving in Material Handling Systems. Recent, 15 (3 (43)), 155–159.
- Roganov, L. L. (2011). Sovershenstvovanie tehnologiy i mashin dlya raznyh otrasley mashinostroeniya na osnove razvitiya gidrouprugih i klinosharnirnyh mehanizmov. Obrabotka materialov davleniem, 2 (27), 163–168.
- Rohanov, L. L., Rohanov, M. L., Hranovskyi, A. Ye. (2013). Udarni stendy na bazi hidropruzhnoho pryvodu. Kramatorsk: DDMA, 161.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Алексей Иванович Шеремет , Татьяна Викторовна Кириенко, Андрей Николаевич Беш, Екатерина Сергеевна Шеремет
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
