Внедрение гидравлических технологий - новый шаг в строительстве землесосных снарядов

ЗАО “Завод гидромеханизации” все активнее, по заданию Заказчиков,  внедряет в конструкции землесосных снарядов системы управляемого гидропривода.

Система гидропривода землесосного снаряда  состоит их двух активных контуров. Один контур обеспечивает возвратно поступательное движение выходному звену – гидродвигателями служат гидроцилиндры. Это: гидроцилиндр подъемной сваи напорного свайного хода,  гидроцилиндр

Рис.1. Схема гидропривода современного землесосного снаряда

“Гидромех 4000”

1 – гидравлический контур напорного свайного хода; 2 – масляная станция; 3 – гидравлический контур грунтозаборного устройства; 4 – ГЗУ; 5 – напорный свайный ход; 6 – пульт управления (промышленный компьютер)

подъема прикольной сваи, гидроцилиндр перемещения напорной свайной каретки, гидроцилиндр изменения угла наклона грунтозаборного устройства.

Второй контур обеспечивает вращение грунтозаборного устройства и совершает вращательное движение – в нем гидродвигателем является гидромотор и он называется гидроприводом вращательного движения (рис.1)

Рис. 2. Насосная масляная станция

39 – электродвигатель АО-45OLB-2ТЗ-Т; 40 – электродвигатель МЗВР 200МФЗGBP1323-HBB; 41 – муфта соединительная RV400/204/200-SPIDEXA48/6055H7KL-SAE16/32Z13; 43 – гидронасос 90R130SB2080SC8FPGA;  45 – колокол 089-00335-002

В состав гидропривода (рис.2) входит: насосная станции с максимальной мощностью электродвигателя; насос  аксиально поршневой, регулируемый для обеспечения бесступенчатого регулирования частоты вращения фрезерно-шнекового рыхлителя;  гидравлический бак, оснащенный указателем уровня масла, температуры масла, предельного температурного датчика, предельного датчика уровня масла; фильтра для очистки масла по линии всасывания, фильтра для очистки масла по линии слива, датчика контроля засоренности фильтроэлементов, заливной горловины с фильтром и сопуном; теплообменника (радиатора) для охлаждения рабочей жидкости гидропривода; вентилятора обдува радиатора; гидромотора привода вентилятора; гидроцилиндры; высокомоментный гидромотор привода шнека; гидрораспределитель управления потоком рабочей жидкости (включение, выключение подачи на гидромотор привода шнека); предохранительный клапан для предохранения гидросистемы от перегрузок; джойстик для управления производительностью гидронасоса; линии трубопроводов и рукавов высокого давления; присоединительная арматура (фитинги, штуцера).

Внедрение системы гидропривода в землесосный снаряд диктуется благодаря многим преимуществам, первое из которых – небольшая масса и объём, приходящиеся на единицу передаваемой мощности.

Высоким быстродействием отличается работа гидронасоса в приводе фрезерно-шнекового рыхлителя, где предусматривается увеличение подачи энергоносителя от нуля до максимального давления за время, не превышающее 0,04 секунды, а снижение от максимума до нуля происходит за 0,02 секунды. Благодаря малому моменту инерции вращающихся частей, время разгона гидромоторов, а соответственно и фрезерно-шнекового рыхлителя не превышает долей секунды.

Безусловным плюсом гидроприводов является возможность бесступенчатого регулирования выходной скорости, причём, в широком диапазоне. Нижний предел частоты вращения, в нашем случае, доведён до 0-30 об/мин. Это очень важно для точности выполнения рабочих процессов, особенно когда в торфяной залежи имеются органические включения в виде неразложившейся древесины.

Надёжность работы гидропривода должна закладывается на этапе проектирования, обеспечивается в процессе изготовления, а поддерживается на заданном уровне грамотными действиями тех, кто его эксплуатирует.

Разработанная специалистами завода программа, по которой производится управление гидравлической схемой землесосного снаряда, представляет собой последовательный алгоритм управления гидравлической схемой.

Рис.3. Фрагменты алгоритма управления гидравлической схемой землесосного снаряда

Математическое моделирование гидравлической  системы землесосного снаряда связано с построением моделей, обеспечивающих  описание   системы  структуры конкретного землесосного снаряда. При этом используется метод, основанный на представлении системы в виде конечной элементно-узловой структуры, когда сложную по конфигурации систему можно условно разделить на отдельные функциональные элементы (базовые узлы), математическое описание которых известно и  можно однозначно определить условия связей этих элементов друг с другом (вход – выход) (рис.3).

Каждый тип элемента получает специальное имя  – идентификатор, которая в библиотеке математических моделей имеет математическую модель элемента данного типа, при этом ее необходимо разработать и реализовать в программу:

-алгоритм структурного описания  гидросхемы земснаряда;

-библиотеку базовых гидроэлементов и их математических моделей;

-систематизацию исходных данных, и способ их формирования и подготовки;

-алгоритм автоматического формирования системы уравнений, описывающих структуру гидросхемы  в целом;

- метод решения сформированной системы уравнений;

-программная реализация динамического расчета  гидросхемы земснаряда;

-способ представления и анализа полученных результатов.

Программа анализирует исходную информацию и в зависимости от  состава элементов и структуры исследуемой гидросхемы выбирает из библиотеки базовых гидроэлементов и их математических моделей необходимые уравнения, формируя общую математическую модель гидросистемы и решая ее при заданных внешних воздействиях. Расчет  гидросхемы  сводится к определению переменных давлений, расходов, скоростей и положений подвижных частей в точках соединения гидроэлементов – узлах схемы.

Управление гидравлической схемой осуществляется специальным

Рис.4. Шкаф управления гидростанцией

блоком, в функцию которого входит генерирование сигналов внешнего воздействия: сил сопротивления, внешних нагрузок в отдельных элементах гидросистемы (гидромоторов, гидроцилиндров), переключение управляющих гидроэлементов (золотников распределителей, управляемых клапанов, регулируемых дросселей, насосов и т.п.); остановка решения по, заданному условию и т.д.  В рубку багермейстера выводится шкаф управления гидростанцией (рис.4).