Электрогидравлический стенд для испытания грузоподъемных средств
Международная
публикация
Н.
В. БабоченкоБиблиографическое описание статьи для цитирования:
Бабоченко
Н.
В. Электрогидравлический стенд для испытания грузоподъемных средств // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2014. – Т. 20. – С.
186–190. – URL:
http://e-koncept.ru/2014/54297.htm.
Аннотация. Статья посвящена вопросам создания электрогидравлических стендов для испытания грузоподъемных средств. Автором предложен электрогидравлический стенд для испытания грузоподъемных средств в виде крупномасштабной действующей модели шарнирно-стержневого гидроманипулятора с двухзвенной стрелой и с одним пространственным приводным механизмом, а также рассматривается возможность использования электрогидравлической системы управления.
Ключевые слова:
электрогидравлический стенд, шарнирно-стержневая стрела, грузоподъемные средства, гидроцилиндр, гидроманипулятор
Текст статьи
Бабоченко Наталья Владимировна,кандидат технических наук, доцент кафедры механики,ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный аграрный университет», г. Волгоградnatkrivelskaya@mail.ru
Электрогидравлический стенддля испытаниягрузоподъемных средств
Аннотация. Статья посвящена вопросам по созданию электрогидравлических стендов для испытания грузоподъемных средств. Автором предложен электрогидравлический стенд для испытания грузоподъемных средств в виде крупномасштабной действующей модели шарнирностержневого гидроманипулятора с двухзвенной стрелой и с одним пространственным приводным механизмом, а также рассматривается возможность использования электрогидравлической системы управления.Ключевые слова: электрогидравлический стенд, шарнирностержневая стрела, грузоподъемные средства, гидроцилиндр, гидроманипулятор.
В Волгоградском государственном аграрном университетена кафедре «Механика»создан электрогидравлический стенддля испытания грузоподъемных средств. Экспериментальным исследованиям подверглась крупномасштабная действующая модель шарнирностержневого гидроманипулятора с двухзвенной стрелой и с одним пространственным приводным механизмом. Объектами экспериментальных исследований послужилипо существу два устройства: собственно манипулятор и его оригинальная система управления.Выбор таких объектов экспериментов обусловлен следующими причинами:1) изготовление манипулятора в натуральную величину это дорогостоящий проект в современных условиях, который, будучи нетрадиционным, потребует доработки в металле по результатам изготовления и испытаний, что приведёт к дальнейшему возрастанию стоимости;2) наличие манипулятора в натуральную величину, например на грузоподъёмность в одну тонну, потребует более мощной системы управления, что, однако, не изменяет принципов её создания, поскольку и малогабаритная система управления в нашем исполнении является реальной;3) крупномасштабная действующая модель манипулятора позволяет определить кинематические возможности подобных образований, проверить работоспособность и эффективность системы управления с регулируемым электродвигателем переменного тока;4) экспериментальное исследование манипулятора с одним пространственным приводным механизмом объясняется тем, что здесь проверяется и шарнирностержневая структура с пространственным приводным механизмом, и плоский приводной механизм, и более распространённая разновидность самого манипулятора. Созданию электрогидравлического стенда для грузоподъемных средств предшествовала возможность использования в современных небольшиххозяйствах, малых сельскохозяйственных предприятиях и в фермерских (крестьянских) хозяйствах шарнирностержневых гидроманипуляторов с одним пространственным механизмом. Для сельского хозяйства шарнирностержневые манипуляционные системы могут использоваться в качестве стационарных и мобильных грузоподъёмных средств. В данный период времени имеется необходимость вмалогабаритных грузоподъёмныхсредствахс расширенной зоной действия, способныхработать на участках малой площади.В стационарных условиях не должно быть проблем с электроснабжением переменного тока напряжением 220/380 В, поэтому управление шарнирностержневых гидроманипулятороввозможно и электрогидравлическое.Крупномасштабная модельгрузоподъемного средства(рис.1.)выполнена в блочномодульномисполнении, в виде электрогидравлическогостендадля испытания гидроманипуляторов (рис. 1).
Рис. 1.Лабораторная установка для испытания грузоподъемных средств
Электрогидравлический стенд [1] включает двухзвенную шарнирностержневую грузовую стрелу 1, которая посредством самодействующего опорноповоротного устройства 2 с двумя степенями свободы закреплена на блоке управления 3. Для подъёмаповорота стрелы предусмотрены два гидроцилиндра 4 и 5, которые расположены под углом друг к другу, их штоки посредством специального шарнира 6 соединены между собой и со стрелой.Корпуса этих цилиндров с помощью шарниров 7 с двумя степенями свободы смонтированы на балке 8, скреплённой с блоком управления 3. Предусмотрена возможность дискретного изменения расстояния между точками крепления корпусов цилиндров. Стреласостоит, как обычно, из корневой секции 9 и рукояти 10, набранных из трубчатых стержней. Здесь верхние стержни секций стрелы также выполнены с возможностью дискретного регулирования длины. Для поворота рукояти предусмотрены два параллельных гидроцилиндра 11, корпуса которых замыкаются на цапфы специального шарнира 6.Для управления гидроцилиндрами в блоке 3 размещены 12 специальных электроуправляемых кранов по 4 для каждого цилиндра (параллельные цилиндры 11 управляются, как отмечалось, как одно кинематическое звено). К примеру, для управленияодним гидроцилиндром предусмотрены два электроуправляемыхкрана 12 и 13 в верхнем отсеке блока и краны 14 и 15 в нижнем отсеке. Электрическая часть кранов электролиниями 16 и 17 крестообразно соединена между собой, а линии 18 и 19 выведены на выносной электрический пульт управления 20.Фрагмент схемы гидравлических соединений крановпоказан на этом же рис.1, где выходные гидролинии 21 и 22 соединены соответственно споршневой и штоковой полостями гидроцилиндра. В блоке управления 3 имеется бак для рабочей жидкости (на рис.1 не отображен).Электрогидравлический стенд включает также отдельный гидросиловой блок 23, в котором находятсяэлектродвигатель 24 и кинематическисвязанный с ним гидронасос 25. Коллекторный электродвигатель переменного тока выполнен с последовательным возбуждением и не имеет стабилизированной частоты вращения. Цепь управления двигателем включает обмотку возбуждения 26, последовательно соединённую сякорем двигателя. Цепь управления двигателем 24 снабжена также переменным сопротивлением 27 и тиристорным регулятором частоты вращения 28. Элементы управления сосредоточены в электрическом пульте 20.За счёт того, что некоторые стержни стрелы, штоки гидроцилиндров 4 и 5 подъёмаповорота стрелы и корпуса цилиндров 11 рукояти соединяются между собойв специальном шарнире 6 и за счёт того, что вся стрела представляет структуру из трёх шарнирностержневых треугольников, достигается замкнутый силовой поток, в котором стержни работают в основном на растяжение или сжатие. Этому способствует и то, что вся силовая часть манипулятора является самоустанавливающейся. При этом нагрузки, в конечном итоге, замыкаются в опорноповоротном устройстве 2 стрелы и в шарнирах 7 гидроцилиндров и воспринимаются корпусом блока 3.Зона действия манипулятора обеспечивается не только работой гидроцилиндров 4, 5 и 11, но и дискретным изменением длины верхних стержней стрелы, последние изменяют геометрию стрелы, а следовательно и её зонудействия. За счёт переустановки шарниров 7 корпусов цилиндров 4 и 5 на балке 8 изменяются и горизонтальные углы и зона действия манипулятора.
Электрогидравлический стенд разработан на ряд грузоподъёмностей, начиная с 0,5 тонн (модель рассчитана на грузоподъёмность 20 кг.).В модели шарнирностержневого гидроманипулятора применён коллекторный электродвигатель переменного тока номинальной мощности 0,45 кВт, напряжением 250 В и номинальной частоты вращения 1450 мин 1(синхронная частота вращениябез нагрузки 1500 мин 1). Благодаря электрогидравлической системе управления возникает возможность размещения реальногогидроманипуляторана электротележке (электрокаре), вилочном электропогрузчике, специальной тележке с задействованием от электросети. При отсутствии двигателя внутреннего сгорания мобильный гидроманипулятор становится экологическим и легко управляемым средством для погрузочноразгрузочных, монтажнотехнологических, вспомогательных и подсобных работ.Бесступенчатое регулирование скорости движения стрелы способствует безопасности и высокой точности позиционирования при выполнении рабочих операций. При наличии специальной транспортноэнергетической базы и ажурной стрелы, с учётом возможностей привода, манипулятор может стать темсамым лёгким, экономичным и высокоманёвренным средством, которого не достаёт для работы в стесненных пространствомусловиях.
Конструктивное исполнение шарнирностержневой стрелы стенда и система управления защищены патентами РФ[2, 3].Работа крупномасштабной действующей модели гидроманипулятора сопровождается технологическим варьированием скорости перемещения штоков гидроцилиндров, что, в свою очередь, достигается изменением производительности насоса, при этом первичным регулятором этого процесса является изменение частоты вращения электродвигателя. Для этого применен коллекторный электродвигатель переменного тока, который выполнен с последовательным возбуждением и не имеет стабилизированной частоты вращения. Цепь управления электродвигателем снабжена также переменным сопротивлением, которое встроено в выносной электрический пульт, и функционирует во взаимодействии с тиристорным регулятором частоты вращения. Тиристорное регулирование двигателя переменного тока в составе электрогидравлической системы создано впервые и защищено патентом РФ[3].Усовершенствованная схема тиристорного регулирования электродвигателем отличается следующими показателями и техническими новшествами:1) сочетание коллекторного регулируемого электродвигателя переменного тока и усовершенствованной тиристорной схемы регулирования; применительно к гидроприводам циклического действия такое техническое решение является неординарным;2) незначительная сила тока и поворотнократковременный режим работы позволяют применять маломощные двигатели и задействовать их не только от электросети, но и от других источников электроэнергии;3) усовершенствованная тиристорная схема регулирования обеспечивает простыми средствами плавное, глубокое и бесступенчатое регулирование частоты вращения двигателя и, следовательно, подачи насоса и скорости движения исполнительных гидравлических устройств;4) тиристорная схема регулирования не допускает непроизводительных затрат электроэнергии холостых пробегов двигателя, характеризуется простотой конструкции, отсутствием перегрева, высоким к.п.д., экономичностью и запуском под нагрузкой. В грузоподъёмных средствах с электроприводом обычно применяют асинхронные электродвигатели повышенного скольжения (серии АС и АОС), с повышенным пусковым моментом (АП и АОП) и двигатели с фазным ротором (АК и АОК). Однако подобные двигатели обеспечивают в основном “растянутый” пуск, воспринимают перегрузки при разгоне и торможении системы.Нагрузочная характеристика асинхронных электродвигателей, в частности незначительное “автоматическое” регулирование частоты вращения от n0до nмахзависит от передаваемого момента Т. Это “регулирование” является по существу просадкой (скольжением) двигателя при повышенной нагрузке. Частота вращения такого двигателя зависит от количества пар полюсов (при двух парах, например, n0= 1500 мин 1). А синхронный двигатель предъявляет высокие требования к качеству электроэнергии.Исследования,проведенные с использованием электрогидравлического стенда, показали, что коллекторный электродвигатель с последовательным возбуждением может работать и на переменном токе. Возможность работы коллекторного двигателя последовательного возбуждения от сети переменного тока объясняется тем, что при изменении полярности подводимого напряжения изменяются напряжения токов в обмотке якоря и в обмотке возбуждения. При этом изменение полярности полюсов статора практически совпадает с изменением напряжения тока в обмотке якоря. Вследствие этого направлениеэлектромагнитного вращающего момента не изменяется:T=сMJ0 Ф = сM(J0 )(Ф), (1)гдесMкоэффициент, определяемый конструкцией двигателя; J0ток холостого хода; Фмагнитный поток.Тиристоры потребляют мизерную энергию, долговечны и миниатюрны. Вся система регулирования малогабаритна и компактна. Схема характеризуется такжесущественным снижением силы тока в обмотках якоря, что предотвращает искрение и перегрев двигателя, снижает электропотребление. Двигатель работает в экономичном режиме почти постоянной мощности.Тиристорная схема сочетается с электрогидравлической системой управления и сблокирована с нею включение двигателя и соответствующих электрокранов происходит одновременно. Это означает, что двигатель практически не работает на холостом ходу и допускает запуск под нагрузкой. Управление манипулятором с выносного электрического пульта это ещё одно преимущество системы.Бесступенчатое регулирование скорости движения стрелы способствует безопасности и высокой точности позиционирования при выполнении рабочих операций. Благодаря этому, используемая для стендаэлектрогидравлическаясхема регулирования способствует энергосбережению и улучшению эксплуатационнотехнологических показателей грузоподъёмных средств. Представим техническую характеристику электрогидравлического стенда в таблице 1.Таблица 1Техническая характеристика электрогидравлического стенда
для испытания грузоподъемных средствТип стрелыдвухзвенная шарнирностержневаяУстройство для подъёмаповорота стрелыдва расположенных под углом гидроцилиндраУстройство для подъёма рукоятидва параллельных гидроцилиндраГрузоподъёмность стенда20 кгМаксимальный угол поворота стрелы в горизонтальной плоскости700Первичный двигательколлекторный электродвигатель переменного токаСистема регулирования и управления двигателемтиристорная при последовательном возбужденииУправление гидроцилиндрамиэлектрическое с выносного пульта, бесступенчатоеУправляющие устройстваспециальные электрокраны
В крупномасштабной действующей модели шарнирностержневого гидроманипулятора все четырегидроцилиндра унифицированы между собой, но концы штоков цилиндров пространственного приводного механизма снабжены надставками соответственно специальной вилкой и специальной проушиной для соединения между собой осью в специальном общем шарнире. Штоки гидроцилиндров рукояти имеютштатное исполнение.
Характеристика гидроцилиндров представляется в таблице 2.Таблица 2Техническая характеристика гидроцилиндровМинимальная длина при втянутом штокес надставками на штоках в штатном исполнении
300 мм280 ммВнутренний диаметр цилиндра25ммДиаметр штока12 ммДавление в гидроцилиндреноминальноемаксимальное
0,8 МПа1,5 МПа
В качестве насоса гидросилового блока электрогидравлического стенда для испытания грузоподъемных средств использован насос НШ 5, возможности которого превосходили потребности модели гидроманипулятора.Ссылки на источники1.Кривельская Н.В. Совершенствование сельскохозяйственных шарнирностержневых гидроманипуляторов с пространственным приводным механизмом: дис. … канд.техн. наук / ВГСХА. Волгоград, 2004. 196с.2.Пат. №2178382 РФ, МКИ7В66 С 23/04. Стрела грузоподъёмного средства / Пындак В.И., Кривельская Н.В. Опубл. 2002. Бюл. № 2. 8 с.3.Патент №2240226 МКИ7В25J9/14 9/20 13/00. Устройство для управления гидравлическим манипулятором / Пындак В.И., Кривельская Н.В. Опубл. 20.11.04г. 11 с.
Natalia Babochenko,Ph.D., assistant professor of mechanical VPO "Volgograd State Agrarian University", city Volgogradnatkrivelskaya@mail.ruElectrohydraulic stand for testing lifting means Аbstract. Article is devoted to electrohydraulic to create test benches for lifting equipment. The author suggests a test stand electrohydraulic lifting means in the form of largescale working model of the hingerod hydraulic manipulator with articulated boom and with one spacedrive mechanism, as well as examining the use of electrohydraulic control system.Кeywords: electrohydraulicstand, hingedrod boom, lifting tools, hydraulic cylinder, hydraulic manipulat
Электрогидравлический стенддля испытаниягрузоподъемных средств
Аннотация. Статья посвящена вопросам по созданию электрогидравлических стендов для испытания грузоподъемных средств. Автором предложен электрогидравлический стенд для испытания грузоподъемных средств в виде крупномасштабной действующей модели шарнирностержневого гидроманипулятора с двухзвенной стрелой и с одним пространственным приводным механизмом, а также рассматривается возможность использования электрогидравлической системы управления.Ключевые слова: электрогидравлический стенд, шарнирностержневая стрела, грузоподъемные средства, гидроцилиндр, гидроманипулятор.
В Волгоградском государственном аграрном университетена кафедре «Механика»создан электрогидравлический стенддля испытания грузоподъемных средств. Экспериментальным исследованиям подверглась крупномасштабная действующая модель шарнирностержневого гидроманипулятора с двухзвенной стрелой и с одним пространственным приводным механизмом. Объектами экспериментальных исследований послужилипо существу два устройства: собственно манипулятор и его оригинальная система управления.Выбор таких объектов экспериментов обусловлен следующими причинами:1) изготовление манипулятора в натуральную величину это дорогостоящий проект в современных условиях, который, будучи нетрадиционным, потребует доработки в металле по результатам изготовления и испытаний, что приведёт к дальнейшему возрастанию стоимости;2) наличие манипулятора в натуральную величину, например на грузоподъёмность в одну тонну, потребует более мощной системы управления, что, однако, не изменяет принципов её создания, поскольку и малогабаритная система управления в нашем исполнении является реальной;3) крупномасштабная действующая модель манипулятора позволяет определить кинематические возможности подобных образований, проверить работоспособность и эффективность системы управления с регулируемым электродвигателем переменного тока;4) экспериментальное исследование манипулятора с одним пространственным приводным механизмом объясняется тем, что здесь проверяется и шарнирностержневая структура с пространственным приводным механизмом, и плоский приводной механизм, и более распространённая разновидность самого манипулятора. Созданию электрогидравлического стенда для грузоподъемных средств предшествовала возможность использования в современных небольшиххозяйствах, малых сельскохозяйственных предприятиях и в фермерских (крестьянских) хозяйствах шарнирностержневых гидроманипуляторов с одним пространственным механизмом. Для сельского хозяйства шарнирностержневые манипуляционные системы могут использоваться в качестве стационарных и мобильных грузоподъёмных средств. В данный период времени имеется необходимость вмалогабаритных грузоподъёмныхсредствахс расширенной зоной действия, способныхработать на участках малой площади.В стационарных условиях не должно быть проблем с электроснабжением переменного тока напряжением 220/380 В, поэтому управление шарнирностержневых гидроманипулятороввозможно и электрогидравлическое.Крупномасштабная модельгрузоподъемного средства(рис.1.)выполнена в блочномодульномисполнении, в виде электрогидравлическогостендадля испытания гидроманипуляторов (рис. 1).
Рис. 1.Лабораторная установка для испытания грузоподъемных средств
Электрогидравлический стенд [1] включает двухзвенную шарнирностержневую грузовую стрелу 1, которая посредством самодействующего опорноповоротного устройства 2 с двумя степенями свободы закреплена на блоке управления 3. Для подъёмаповорота стрелы предусмотрены два гидроцилиндра 4 и 5, которые расположены под углом друг к другу, их штоки посредством специального шарнира 6 соединены между собой и со стрелой.Корпуса этих цилиндров с помощью шарниров 7 с двумя степенями свободы смонтированы на балке 8, скреплённой с блоком управления 3. Предусмотрена возможность дискретного изменения расстояния между точками крепления корпусов цилиндров. Стреласостоит, как обычно, из корневой секции 9 и рукояти 10, набранных из трубчатых стержней. Здесь верхние стержни секций стрелы также выполнены с возможностью дискретного регулирования длины. Для поворота рукояти предусмотрены два параллельных гидроцилиндра 11, корпуса которых замыкаются на цапфы специального шарнира 6.Для управления гидроцилиндрами в блоке 3 размещены 12 специальных электроуправляемых кранов по 4 для каждого цилиндра (параллельные цилиндры 11 управляются, как отмечалось, как одно кинематическое звено). К примеру, для управленияодним гидроцилиндром предусмотрены два электроуправляемыхкрана 12 и 13 в верхнем отсеке блока и краны 14 и 15 в нижнем отсеке. Электрическая часть кранов электролиниями 16 и 17 крестообразно соединена между собой, а линии 18 и 19 выведены на выносной электрический пульт управления 20.Фрагмент схемы гидравлических соединений крановпоказан на этом же рис.1, где выходные гидролинии 21 и 22 соединены соответственно споршневой и штоковой полостями гидроцилиндра. В блоке управления 3 имеется бак для рабочей жидкости (на рис.1 не отображен).Электрогидравлический стенд включает также отдельный гидросиловой блок 23, в котором находятсяэлектродвигатель 24 и кинематическисвязанный с ним гидронасос 25. Коллекторный электродвигатель переменного тока выполнен с последовательным возбуждением и не имеет стабилизированной частоты вращения. Цепь управления двигателем включает обмотку возбуждения 26, последовательно соединённую сякорем двигателя. Цепь управления двигателем 24 снабжена также переменным сопротивлением 27 и тиристорным регулятором частоты вращения 28. Элементы управления сосредоточены в электрическом пульте 20.За счёт того, что некоторые стержни стрелы, штоки гидроцилиндров 4 и 5 подъёмаповорота стрелы и корпуса цилиндров 11 рукояти соединяются между собойв специальном шарнире 6 и за счёт того, что вся стрела представляет структуру из трёх шарнирностержневых треугольников, достигается замкнутый силовой поток, в котором стержни работают в основном на растяжение или сжатие. Этому способствует и то, что вся силовая часть манипулятора является самоустанавливающейся. При этом нагрузки, в конечном итоге, замыкаются в опорноповоротном устройстве 2 стрелы и в шарнирах 7 гидроцилиндров и воспринимаются корпусом блока 3.Зона действия манипулятора обеспечивается не только работой гидроцилиндров 4, 5 и 11, но и дискретным изменением длины верхних стержней стрелы, последние изменяют геометрию стрелы, а следовательно и её зонудействия. За счёт переустановки шарниров 7 корпусов цилиндров 4 и 5 на балке 8 изменяются и горизонтальные углы и зона действия манипулятора.
Электрогидравлический стенд разработан на ряд грузоподъёмностей, начиная с 0,5 тонн (модель рассчитана на грузоподъёмность 20 кг.).В модели шарнирностержневого гидроманипулятора применён коллекторный электродвигатель переменного тока номинальной мощности 0,45 кВт, напряжением 250 В и номинальной частоты вращения 1450 мин 1(синхронная частота вращениябез нагрузки 1500 мин 1). Благодаря электрогидравлической системе управления возникает возможность размещения реальногогидроманипуляторана электротележке (электрокаре), вилочном электропогрузчике, специальной тележке с задействованием от электросети. При отсутствии двигателя внутреннего сгорания мобильный гидроманипулятор становится экологическим и легко управляемым средством для погрузочноразгрузочных, монтажнотехнологических, вспомогательных и подсобных работ.Бесступенчатое регулирование скорости движения стрелы способствует безопасности и высокой точности позиционирования при выполнении рабочих операций. При наличии специальной транспортноэнергетической базы и ажурной стрелы, с учётом возможностей привода, манипулятор может стать темсамым лёгким, экономичным и высокоманёвренным средством, которого не достаёт для работы в стесненных пространствомусловиях.
Конструктивное исполнение шарнирностержневой стрелы стенда и система управления защищены патентами РФ[2, 3].Работа крупномасштабной действующей модели гидроманипулятора сопровождается технологическим варьированием скорости перемещения штоков гидроцилиндров, что, в свою очередь, достигается изменением производительности насоса, при этом первичным регулятором этого процесса является изменение частоты вращения электродвигателя. Для этого применен коллекторный электродвигатель переменного тока, который выполнен с последовательным возбуждением и не имеет стабилизированной частоты вращения. Цепь управления электродвигателем снабжена также переменным сопротивлением, которое встроено в выносной электрический пульт, и функционирует во взаимодействии с тиристорным регулятором частоты вращения. Тиристорное регулирование двигателя переменного тока в составе электрогидравлической системы создано впервые и защищено патентом РФ[3].Усовершенствованная схема тиристорного регулирования электродвигателем отличается следующими показателями и техническими новшествами:1) сочетание коллекторного регулируемого электродвигателя переменного тока и усовершенствованной тиристорной схемы регулирования; применительно к гидроприводам циклического действия такое техническое решение является неординарным;2) незначительная сила тока и поворотнократковременный режим работы позволяют применять маломощные двигатели и задействовать их не только от электросети, но и от других источников электроэнергии;3) усовершенствованная тиристорная схема регулирования обеспечивает простыми средствами плавное, глубокое и бесступенчатое регулирование частоты вращения двигателя и, следовательно, подачи насоса и скорости движения исполнительных гидравлических устройств;4) тиристорная схема регулирования не допускает непроизводительных затрат электроэнергии холостых пробегов двигателя, характеризуется простотой конструкции, отсутствием перегрева, высоким к.п.д., экономичностью и запуском под нагрузкой. В грузоподъёмных средствах с электроприводом обычно применяют асинхронные электродвигатели повышенного скольжения (серии АС и АОС), с повышенным пусковым моментом (АП и АОП) и двигатели с фазным ротором (АК и АОК). Однако подобные двигатели обеспечивают в основном “растянутый” пуск, воспринимают перегрузки при разгоне и торможении системы.Нагрузочная характеристика асинхронных электродвигателей, в частности незначительное “автоматическое” регулирование частоты вращения от n0до nмахзависит от передаваемого момента Т. Это “регулирование” является по существу просадкой (скольжением) двигателя при повышенной нагрузке. Частота вращения такого двигателя зависит от количества пар полюсов (при двух парах, например, n0= 1500 мин 1). А синхронный двигатель предъявляет высокие требования к качеству электроэнергии.Исследования,проведенные с использованием электрогидравлического стенда, показали, что коллекторный электродвигатель с последовательным возбуждением может работать и на переменном токе. Возможность работы коллекторного двигателя последовательного возбуждения от сети переменного тока объясняется тем, что при изменении полярности подводимого напряжения изменяются напряжения токов в обмотке якоря и в обмотке возбуждения. При этом изменение полярности полюсов статора практически совпадает с изменением напряжения тока в обмотке якоря. Вследствие этого направлениеэлектромагнитного вращающего момента не изменяется:T=сMJ0 Ф = сM(J0 )(Ф), (1)гдесMкоэффициент, определяемый конструкцией двигателя; J0ток холостого хода; Фмагнитный поток.Тиристоры потребляют мизерную энергию, долговечны и миниатюрны. Вся система регулирования малогабаритна и компактна. Схема характеризуется такжесущественным снижением силы тока в обмотках якоря, что предотвращает искрение и перегрев двигателя, снижает электропотребление. Двигатель работает в экономичном режиме почти постоянной мощности.Тиристорная схема сочетается с электрогидравлической системой управления и сблокирована с нею включение двигателя и соответствующих электрокранов происходит одновременно. Это означает, что двигатель практически не работает на холостом ходу и допускает запуск под нагрузкой. Управление манипулятором с выносного электрического пульта это ещё одно преимущество системы.Бесступенчатое регулирование скорости движения стрелы способствует безопасности и высокой точности позиционирования при выполнении рабочих операций. Благодаря этому, используемая для стендаэлектрогидравлическаясхема регулирования способствует энергосбережению и улучшению эксплуатационнотехнологических показателей грузоподъёмных средств. Представим техническую характеристику электрогидравлического стенда в таблице 1.Таблица 1Техническая характеристика электрогидравлического стенда
для испытания грузоподъемных средствТип стрелыдвухзвенная шарнирностержневаяУстройство для подъёмаповорота стрелыдва расположенных под углом гидроцилиндраУстройство для подъёма рукоятидва параллельных гидроцилиндраГрузоподъёмность стенда20 кгМаксимальный угол поворота стрелы в горизонтальной плоскости700Первичный двигательколлекторный электродвигатель переменного токаСистема регулирования и управления двигателемтиристорная при последовательном возбужденииУправление гидроцилиндрамиэлектрическое с выносного пульта, бесступенчатоеУправляющие устройстваспециальные электрокраны
В крупномасштабной действующей модели шарнирностержневого гидроманипулятора все четырегидроцилиндра унифицированы между собой, но концы штоков цилиндров пространственного приводного механизма снабжены надставками соответственно специальной вилкой и специальной проушиной для соединения между собой осью в специальном общем шарнире. Штоки гидроцилиндров рукояти имеютштатное исполнение.
Характеристика гидроцилиндров представляется в таблице 2.Таблица 2Техническая характеристика гидроцилиндровМинимальная длина при втянутом штокес надставками на штоках в штатном исполнении
300 мм280 ммВнутренний диаметр цилиндра25ммДиаметр штока12 ммДавление в гидроцилиндреноминальноемаксимальное
0,8 МПа1,5 МПа
В качестве насоса гидросилового блока электрогидравлического стенда для испытания грузоподъемных средств использован насос НШ 5, возможности которого превосходили потребности модели гидроманипулятора.Ссылки на источники1.Кривельская Н.В. Совершенствование сельскохозяйственных шарнирностержневых гидроманипуляторов с пространственным приводным механизмом: дис. … канд.техн. наук / ВГСХА. Волгоград, 2004. 196с.2.Пат. №2178382 РФ, МКИ7В66 С 23/04. Стрела грузоподъёмного средства / Пындак В.И., Кривельская Н.В. Опубл. 2002. Бюл. № 2. 8 с.3.Патент №2240226 МКИ7В25J9/14 9/20 13/00. Устройство для управления гидравлическим манипулятором / Пындак В.И., Кривельская Н.В. Опубл. 20.11.04г. 11 с.
Natalia Babochenko,Ph.D., assistant professor of mechanical VPO "Volgograd State Agrarian University", city Volgogradnatkrivelskaya@mail.ruElectrohydraulic stand for testing lifting means Аbstract. Article is devoted to electrohydraulic to create test benches for lifting equipment. The author suggests a test stand electrohydraulic lifting means in the form of largescale working model of the hingerod hydraulic manipulator with articulated boom and with one spacedrive mechanism, as well as examining the use of electrohydraulic control system.Кeywords: electrohydraulicstand, hingedrod boom, lifting tools, hydraulic cylinder, hydraulic manipulat
