CC BY
25
УДК 629.7.063.6.
ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ ВНУТРЕННИХ ПОЛОСТЕЙ ГИДРОЦИЛИНДРОВ ПНЕВМОГИДРОУДАРНЫМ МЕТОДОМ
© 1999 С.С. Мещеряков, В.П. Показеев, В.М. Решетов
Институт акустики машин, Самара
В статье изложены основные понятия и расчеты нового технологического процесса очистки гидроцилиндров, основанного на подаче моющей жидкости под давлением в полость, заполненную газом при атмосферном давлении.
Как свидетельствуют данные производства, очистка гидроцилиндров ввиду наличия застойных зон, сложной конфигурации внутренней поверхности и большой их площади является сложной технической задачей. Используемые при этом методы и техническое оборудование не обеспечивают требуемое качество очистки.
С целью совершенствования процессов очистки в последние годы разработан ряд технологий, основанных на использовании пульсаций давления и расхода моющей жидкости [1]. При этом мгновенные значения расхода жидкости вгц на входе в гидроцилиндр определяются двумя составляющими: постоянным расходом, обусловленным перемещением штока вшт и динамическим расходом вдин за счет сжимаемости жидкости и деформации конструкции гидроцилиндра.
Использование пульсирующего потока при очистке полостей гидроцилиндров обеспечивает повышение качества процесса, но приводит к значительным колебаниям давления моющей жидкости. В некоторых случаях эти колебания достигают недопустимые значения [2].
Поэтому совершенствование технологических процессов очистки гидроцилиндров является актуальной задачей.
С целью дальнейшего совершенствова-
/
4
/
/
_Иі-
ния процесса авторами разработан новый технологический процесс, основанный на том, что подача моющей жидкости под давлением осуществляется в полость, заполненную газом при атмосферном давлении. При этом, за счет значительно большей упругости газа, расходы жидкости могут быть значительно увеличены.
В ходе выполнения работы были проведены расчеты процесса заполнения полости в системе, представленной на Рис. 1.
Схема включает в себя пневмогидроаккумулятор (ПГА) - 1, распределитель - 2, очищаемый гидроцилиндр - 3 и соединительные магистрали - 4 и 5. Эквивалентная расчетная модель рассматриваемой системы представлена в виде схемы, изображенной на Рис. 2.
В схеме обозначено С1 - емкость, отражающая свойства заряженного ПГА; В - выключатель, эквивалентный гидрораспределителю; К£(О) - активное сопротивление, отражающее потери в распределителе и соединительных магистралях, ^ ^.(О) К. 4 + Км5 + Кр2; ^экв - эквивалентная индуктивностью отражающая инерционность жидкости в магистралях и распределителе Ьэкв = Ьм4 + Ьм5 + Ьр2; С2- очищаемая полость гидроцилиндра.
В общем случае анализ переходного процесса в рассматриваемой системе сводится к решению классического интегро - дифферен-
~ЕГ
Рис.1. Расчетная модель процесса заполнения жидкостью очищаемой полости
Рис. 2. Эквивалентная электрическая схема
циального уравнения вида: &І 1
ВДі + Ь
з™ & С
| І& = Ер (І)
(1)
Потери на проводящем трубопроводе и распределителе могут быть рассчитаны по классическим соотношениям стационарной гидравлики. Емкость С2 для каждого момента времени процесса заполнения полости гидроцилиндра на первом этапе определена с учетом сжатия воздуха по адиабатическому закону, а затем - сжатия жидкости с уменьшающимся содержанием растворенного газа. Изменение ЭДС источника (ПГА) рассчитано по изоэнтропийному закону снижения давления в газовой полости без учета инерционности поршня.
Решение данного уравнения с учетом нелинейности активного сопротивления представляет значительные трудности. Поэтому анализ переходного процесса проводился методом целочисленного решения для конкретных вариантов стендовой системы при очистке падкое - цилиндра основной стойки шасси самолета Ту - 154.
В процессе расчета использовался метод “прогноз-коррекция” описанный в работе [3].
Результаты расчетов показали следующее:
1. Мгновенные расходы жидкости могут в 10 раз и более превышать расходы, реализуемые при простом срабатывании гидроцилиндра.
2. Процесс заполнения емкости составляет 2 . . . 5 сек.
При этом конечное время срабатывания распределителя может не учитываться.
3. Соединительные магистрали системы стенда должны иметь минимальную длину и возможно большую площадь проходного сечения.
На основе расчетов был спроектирован и изготовлен стенд для очистки подкос - цилиндра, схема которого представлена на Рис. 3, 4.
Рис. 3. Схема стенда для газожидкостной очистки внутренней поверхности гидроцилиндра: Ак -пневмогидроаккумулятор; ГО - газоотделитель; ВН1, ВН2 - вентили; К01...К04 - клапаны обратные; ПО - проотборник; Р1...Р3 - распределители; МН1...МН3-манометры
Рис. 4. Циклограмма работы стенда
Принцип действия стенда заключается в следующем. От газовой магистрали через распределитель Р1 газ подается в одну из полостей гидроцилиндра на увеличение объема полости. При достижении максимального объема избыточное давление газа сбрасывается с помощью распределителя Р3. Пос-
ле этого жидкость под давлением от пневмогидроаккумулятора через распределитель Р2 поступает в полость гидроцилиндра. Процесс заполнения заканчивается при выравнивании давления в питающей гидролинии и очищаемой полости гидроцилиндра. После этого срабатывает распределитель Р3, обеспечивая слив
О)
о
а>
ч / /
/ Л / У / У // // ч "V Ч / о х // // у
) ' ^ т? '/ у— О" ■Л .X ■ щ \ \ \ / ж • / / / / У * \о ХХ X
" -ч •
4 8 12 16 20
Количество циклов, п, абс. ед.
X- фракция 5...10 мкм; • - 10...25 мкм; О - 25...50 мкм
Рис.5. Сравнительный анализ эффективности газожидкостного и стационарного способов очистки
сжатой жидкости из полости. Распределитель Р1 открывает подачу газа в противоположную полость и процесс повторяется.
Экспериментальная оценка качества разработанного технологического процесса осуществлялась в ОАО “АВИАКОР” на серийно выпускаемых гидроцилиндрах
154.80.4102.600 [4].
Эффективность разработанной технологии оценивалась в сравнении с традиционной очисткой путем перекладки штока (обычно около 100 циклов). При этом полость “А” очищалась газожидкостным способом, а полость “Б” (штоковая) традиционным стационарным способом. Критерием эффективности служило относительное количество выносимых частиц загрязнений с учетом объемов и площадей внутренних поверхностей полостей “А” и “Б”.
к _DNА-VA SБ Эф Мб V Sa ’
(2)
где А N. = N - N - количество выно-
1 вых вх
симых частиц загрязнений;
N , N - количество частиц загрязнений
вых вх
в стандартной пробе жидкости (100 см3), отобранной соответственно при заполнении и сливе жидкости из полости гидроцилиндра;
УА, УБ, Ба, Бб - соответственно объем и площадь внутренней полостей “А” и “Б” гидроцилиндра.
Результаты сравнительного анализа (Рис.5) показали, что эффективность разработанного способа газожидкостной очистки по критерию Кэф, по сравнению с существующим стационарным способом, возросла в 2 . . . 3 раза, а время очистки сократилось со 100 до 20 циклов срабатывания гидроцилиндра.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. РТМ 1727-89 “Системы гидравлические летательных аппаратов. Методы обеспечения частоты жидкостей при гидродинамической промывке”. - Введ. 01.01.90. -М.: 1989 - 68с.: ил.
2. Методы и средства гидродинамической промывки трубопроводов и агрегатов гидравлических систем аппаратов. Технический отчет КуАИ, Куйбышев, № Гос. регистрации 01.860039839, 1988, Жуков К.А., Санчугов В.И.
3. Волков Е.А. Численные методы. [Учебное пособие для инж. - техн. Спец. Вузов] - 2-е изд., испр. - М.: Наука, 1987. - 248 с.
4. Технический отчет по результатам контрольно-сдаточных испытаний стенда гидродинамической промывки агрегатов шасси ПГЖ 02.00.000. Технический отчет ОАО “ АВИАКОР”, Самара, № регистрации ОПЧ-07-92, 1992г.
PNEUMOHYDRO-IMPACT METHOD TO INTENSIFY THE CLEANING PROCESS OF HYDROCYLINDERS’ INNER CAVITIES
© 1999 S.S. Meshcheryakov, V.P. Pokaseev, V.M. Reshetov
Institute of Machines Acoustics, Samara
The paper considers main notions and calculations for a new technological process of hydrocylinders cleaning. The process is based on supply of detergent fluid under pressure to the cavity, which is filled by gas of atmospheric pressure.
