Система подъема транспортно-пускового контейнера с изделием весом 90 тонн

Или

Здесь k_к - коэффициент, характеризующий запас тормозящей силы. Этот коэффициент должен быть не менее 0,05-0,1.

Поскольку улучшить режим торможения существенно сложнее, чем улучшить режим разгона, целесообразно выбрать такие значения p_б0 и V_б, чтобы разность в начальный момент была на 10-20% процентов выше, чем в конце подъема.

Далее выберем минимальный диаметр трубопровода, который соединяет пневмобаллон с газовой камерой вытеснителя. Сперва определяем максимальный расход газа через трубопровод. Полагая, что температура в вытеснителе равна начальной, массу газа перешедшую в вытеснитель можно определить из уравнения Менделеева-Клапейрона:

,

где R - газовая постоянная воздуха или иного газа, используемого для подъема, T=293 К - начальная температура,

-

давление в конце подъема .

Определяем расход:

.

Диаметр(ы) трубопровода(ов) подбираем таким образом, чтобы скорость газа в нем была равна v=30-100 м/с. Подобрать надо большие значения, так как в этом случае потери напора меньше. Тогда диаметр трубопровода можно оценить по формуле:

Здесь R и T - это газовая постоянная и начальная температура воздуха (газа) находящегося в баллоне. Для основного пневмобаллона в качестве p_равн следует подставлять максимальное за время подъема значение равновесного давления; для пускового пневмобаллона - начальное значение равновесного давления. После соединения трубопроводов, идущих от двух пневмобаллонов, диаметр общего участка следует принимать равным большему из двух диаметров.

В схеме с внешними пневмобаллонами на выходе из баллонов целесообразно использовать дроссели. Их сечение следует выбирать на 20-30% меньше сечения трубопровода, выходящего из данного пневмобаллона.

Для смягчения начальных колебаний открывать запорный пневмоклапан следует постепенно. Для этого в можно использовать клапан с гидротормозом. Проходное сечение такого клапана должно составлять 0,5-0,8 от сечения трубопровода, а время открытия - 3-4 секунды.

5.9 Определение прочих исходных данных для расчета динамики

Параметры окружающей среды: для выбора параметров системы будем проводить расчеты при T_{0 ж}=293 К и р₀=1,01325•10⁵ Па. При проведении проверочных расчетов необходимо рассчитать варианты с T_{0 ж}=233 К и T_{0 ж}=313 К. Параметры грунта: рассматриваем влажный грунт с коэффициентом пористости е=0,6, как наихудший вариант.

Зависимость проходного сечения дросселя в магистрали слива жидкости из камеры торможения от угла поворота стрелы: эта зависимость подбирается в процессе расчетов по программе.

Угол начала торможения ц₂=73⁰. При ц₃=74⁰ проходное сечение принимаем равным: при . Минимальное значение проходного сечения дросселя, соответствующее углу ц_N=90⁰ можно оценить так: Изменение проходного сечения в диапазоне от ц₃ до ц_N можно аппроксимировать:

5.10 Выбор основных параметров пневмобаллона

К основным параметрам пневмобаллона относится давление, объем баллона и набор клапанов обеспечивающих закачку газа в баллон и выход их него. Также следует предусмотреть предохранительные клапаны, обеспечивающие не превышение максимального давления. Для закачки газа в баллон достаточно поставить простой обратный клапан. Основное внимание при определении входных параметров системы должно уделяться параметрам, связанным с уменьшением динамических нагрузок. Как показывают результаты исследований, повышенные динамические нагрузки могут возникнуть в начале движения, при переключении ступеней, при резком изменении сечения дросселирующего элемента и при торможении. При выборе параметров необходимо решить несколько главных задач: минимизировать динамические нагрузки при запуске, при отрыве стрелы от упора, при переключении ступеней. Необходимо, чтобы скорость подхода к участку торможения была бы не слишком значительной, чтобы давление в пневмогидравлическом вытеснителе и в гидроцилиндре не превышало допустимых значений, и чтобы все параметры не выходили за пределы допустимых. При этом желательно использовать наиболее простые, а, следовательно, и более надежные схемы. Например, если использовать схему торможения с регулируемым дросселем в магистрали слива, то целесообразно между вытеснителем и гидроцилиндром устанавливать дроссель постоянного сечения вместо регулируемого дросселя

Одной из задач при проектировании привода является обеспечение подъема груза за заданное время с заданными ограничениями по динамическим нагрузкам (не более 11 м/с²). Основным параметром, влияющим на время подъема, является расход газа из газовой полости вытеснителя. Он обеспечивается выбором соответствующего начального объема и величиной давления в пневмобаллонах.

Расчеты, связанные с выбором параметров основного пневмобаллона, сначала проводим по исходным данным. Если при этом происходит временная остановка (или существенное падение скорости) при переключении ступеней, то можно увеличить наддув баллонов, но не следует забывать об ограничении(28,0 МПа). Объем пневмобаллонов выбирается таким образом, чтобы в момент начала торможения давление в газовой камере вытеснителя было как можно меньшим для обеспечения нормального условия торможения. Дополнительный баллон целесообразно подключать в момент переключения ступеней (обычно со второй на третью).

Поскольку начальный объем вытеснителя мал, быстрый рост давления в вытеснителе при открытии в клапана пневмомагистрали, соединяющей пневмобаллон с газовой полостью вытеснителя, может привести к сильному удару, скачку усилия гидроцилиндров и значительной вибрации ТПК и изделия. Для того, чтобы смягчить этот удар, можно уменьшить проходное сечение газовой магистрали, соединяющей пневмобаллон и газовую полость вытеснителя или поставить в ней дроссель постоянного сечения. Однако в дальнейшем, когда начнется подъем, это приведет к большим потерям на этой магистрали, замелит ход подъема и приведет к ударам при переключении ступеней.

Поэтому целесообразно сделать так, чтобы проходное сечение газовой магистрали постепенно увеличивалось от нуля до максимального значения. Это позволит замедлить скорость возрастания давления в вытеснителе и смягчить начало подъема. Поскольку зависимость сечения от времени является монотонной и достаточно равномерной, то для изменения сечения целесообразно использовать пневмоклапан с гидравлическим тормозом, который по подаче команды на начало подъема будет постепенно открываться, выдавливая жидкость из тормозной камеры через малое калиброванное отверстие. Желательное значение времени открытия такого клапана составляет 3-4 с.

Другой особенностью данной схемы является более сложный закон изменения проходного сечения дросселя , расположенного в напорной гидравлической магистрали. При выбранных координатах опорных точек силового треугольника равновесное давление возрастает практически до начала выдвижения третьей ступени. При этом давление в пневмобаллоне уменьшается по адиабатическому закону. Очевидно, что в момент переключения со второй на третью ступень давление в пневмобаллоне должно с определенным запасом превышать равновесное давление. Следовательно, на начальной стадии разность давления в пневмобаллоне и равновесного давления будет достаточно большой и если ее не уменьшить, ТПК будет ускоряться с большим ускорением, что опасно и само по себе и из-за большой скорости подъема при переключении ступеней. Поэтому дроссель на напорной магистрали в процессе подъема должен все время изменять проходное сечение в соответствии с изменением разности давления в пневмобаллоне и равновесного давления, а также с учетом необходимости восстановления усилия гидроцилиндров при переключении ступеней.

Результаты расчетов для схемы с пневмобаллоном приведены графиках. Так как задача оптимизационная и многопараметрическая, то поиск оптимума - весьма сложная задача, в то же время можно найти варианты удовлетворяющие всем ограничениям и выбрать их них наиболее приемлемый. Приведем два варианта расчета:

1. В основном баллоне 2,5 м³ при давлении 27,0 МПа, во вспомогательном 0,25 м³ при давлении 27,0 МПа.

2. В основном баллоне 1,5 м³ при давлении 28,0 МПа, во вспомогательном 1,0 м³ при давлении 28,0 МПа.

В первом случае основной баллон используется и как стартовый, а вспомогательный чтоб повысить давление в гидросистеме при переключении со второй ступени на третью, чтобы не произошло превышения равновесного требуемого давления над имеющимся в системе. Во втором случае вспомогательный баллон выполняет роль стартового, а дальнейший подъем осуществляется с помощью основного пневмобаллона. Приведем графические зависимости для обоих случаев.

Рис. 5.1. Зависимости выдвижения (а) и скорости выдвижения (б) гидроцилиндров от времени.

Рис. 5.2. Зависимость угловой скорости подъема ТПК от времени.



Рис. 5.3. Зависимости фактического (R_ГЦ ) и равновесного (R_ГЦравн ) усилий гидроцилиндров от времени.

Рис. 5.4. Зависимости давлений (в вытеснителе - черная линия, рабочей камере гидроцилиндров - синяя линия, камере противодавления - красная линия и равновесного давления - зеленая линия) - а; массовых расходов жидкости в напорной (верхняя линия) и сливной (нижняя линия) магистралях - б от времени

Рис. 5.5. Зависимости ускорений нижней (черная линия), центральной (синяя линия) и верхней (зеленая линия) точек изделия от времени.

Рис. 5.6. Зависимости давлений (в вытеснителе - черная линия, рабочей камере гидроцилиндров - синяя линия, камере противодавления - красная линия и равновесного давления - зеленая линия) (а); площади проходного сечения дросселя в магистрали слива из камеры противодавления (б); массовых расходов жидкости в напорной (верхняя линия) и сливной (нижняя линия) магистралях (в); фактического (черная линия) и равновесного (синяя линия) усилий гидроцилиндров (г) и угловой скорости ТПК (д) от угла подъема ТПК.

Рис. 5.7. Зависимости выдвижения (а) и скорости выдвижения (б) гидроцилиндров от времени.

Рис. 5.8. Зависимость угловой скорости подъема ТПК от времени.

Рис. 5.9. Зависимость расхода газа из баллона в вытеснитель от времени, черный это из первого баллона, синий из второго, зеленый суммарный.

Рис. 5.10. Зависимости фактического (R_ГЦ) и равновесного (R_ГЦравн ) усилий гидроцилиндров от времени.

Рис. 5.11. Зависимости давлений (в вытеснителе - черная линия, рабочей камере гидроцилиндров - синяя линия, камере противодавления - красная линия и равновесного давления - зеленая линия) - а; массовых расходов жидкости в напорной (верхняя линия) и сливной (нижняя линия) магистралях - б от времени.

Рис. 5.12. Зависимости ускорений нижней (черная линия), центральной (синяя линия) и верхней (зеленая линия) точек изделия от времени.

Рис. 5.13. Зависимости давлений (в вытеснителе - черная линия, рабочей камере гидроцилиндров - синяя линия, камере противодавления - красная линия и равновесного давления - зеленая линия) (а); площади проходного сечения дросселя в магистрали слива из камеры противодавления (б); массовых расходов жидкости в напорной (верхняя линия) и сливной (нижняя линия) магистралях (в); фактического (черная линия) и равновесного (синяя линия) усилий гидроцилиндров (г) и угловой скорости ТПК (д) от угла подъема ТПК.

В отличие от схемы с зарядом твердого топлива, давление в вытеснителе нарастает равномерно и быстро и практически сразу ТПК начинает подниматься. При выбранной скорости открытия клапана в пневмомагистрали, соединяющей пневмобаллон с газовой полостью вытеснителя, открытие клапана вызывает значительную вибрацию системы, однако амплитуды виброускорений (см. рис. 10) при этом не превышают соответствующие значения при переключении ступеней.

Обе схемы при нормальных условиях удовлетворяют техническим требованиям, но во втором случае ускорения и давление идет почти по пределу, плюсом этой схемы является время подъема. В обеих схемах начальное усилие развиваемое гидроцилиндром намного превышает требуемое, но у первой рост усилия резче чем у второй, отсюда большие перегрузки на момент страгивания, но они меньше чем при переключении степеней, а значит это не критично. В конце подъема во второй схеме действительное значение усилия в штоке сильно отличается от требуемого и знакопеременно относительно него, отсюда возникают условия для возникновения колебаний. Это негативно сказывается на установке так как она будет колебаться после остановки гидроцилиндра и нужно будет предусматривать специальные устройства для гашения этих колебаний. Введение таких устройств усложняет конструкцию, повышая ее ненадежность и стоимость. Разница в объемах двух схем составляет 0,5 м³, это достаточно много при компоновке баллонов на агрегате, при этом величина максимального давления одинакова, следовательно, и мощность компрессора должна быть примерно одинакова. Однако в первом случае остается достаточное давление в системе в момент начала торможения и из-за этого приходится повышать давление в магистрали торможения.

Далее покажем зависимость проходного сечения дросселя от угла подъема.

0	5.200e-4
65	5.200e-4
66	4.800e-4
67	4.500e-4
68	3.200e-4
69	3.000e-4
70	2.700e-4
71	2.500e-4
72	1.700e-4
73	1.500e-4
74	1.200e-4
75	1.000e-4
76	1.000e-4
77	0.900e-4
78	0.800e-4
79	0.600e-4
80	0.500e-4
81	0.304e-4
82	0.304e-4
83	0.304e-4
84	0.304e-4
85	0.304e-4
86	0.304e-4
87	0.304e-4
88	0.304e-4
89	0.304e-4
90	0.304e-4
/91	0.304e-4

Приведем также реакции грунтовых опор и их просадку.

Для первого случая:

Рис.5.14. Реакции грунтовых опор при установке машины на грунте

Для второго случая:

Рис. 17. Реакции грунтовых опор при установке машины на грунте

На рис. 12(а) приведены графики изменения нагрузки, действующей на задние грунтовые опоры -Rsupm1 и на передние (синий цвет) - Rsupm2. На нижнем графике показана просадка грунтовых опор. Начальная просадка передних опор (синий цвет) - составляет 35 мм, задних (черный цвет) - 18 мм. После подъема стрелы просадка задних опор увеличилась до 40мм, а передних уменьшилась до 19 мм.

Таблица основных параметров работы привода при разной температуре окружающей среды.

	1 T=233K	2 базовый вариант (Т=293К)	3 T=313 K
Номер варианта	1	2	1	2	1	2
Объем основного пневмобаллона, м3	2,5	1,5	2,5	1,5	2,5	1,5
Давление в основном баллоне, МПа	27,0	27,0	27,0	27,0	27,0	27,0
Объем вспомогательного пневмобаллона, м3	0,3	1,0	0,3	1,0	0,3	1,0
Давление во вспомогательном баллоне, МПа	23,5	27,0	23,5	27,0	23,5	27,0
Максимальное давление в вытеснителе, МПа	21,50	23,00	22,28	23,07	21,51	23,11
Максимальное давление в гидроцилиндре, МПа	21,52	21,60	22,29	22,03	21,51	22,12
Максимальное давление в камере противодавления, МПа	25,43	25,23	26,27	26,01	25,47	26,37
Время подъема, с	29,46	20,21	25.55	17,83	26,47	17,47
Максимальное ускорение объекта,	10.95	11.51	10.08	10,37	8,87	10,21
Минимальное ускорение объекта,	-10,60	-10.70	-9,18	-9,63	-8,46	-9,56
Максимальные напряжения в ступенях гидроцилиндра, МПа	30,0 24,6 19,6 17,0	29,8 24,4 19,5 16,9	31,1 25,5 20,3 17,6	30,0 24,6 19,7 17,1	30,2 24,8 19,8 17,2	30,0 24,7 19,7 17,1
Скорость выдвижения гидроцилиндра при полном вытягивании, м/с	0.087	0,086	0.091	0,088	0,090	0,089

Таблица основных параметров работы привода для двух схем

№ варианта	1	2
Максимальное усилие создаваемое гидроцилиндром,	325,18	322,23
Максимальное давление в вытеснителе, МПа	22,28	23,11
Максимальное давление в гидроцилиндре, МПа	22,29	22,12
Максимальное давление в камере противодавления, МПа	26,27	26,37
Время подъема, с	26,47	20,21
Максимальное ускорение объекта,	10.95	11.51
Минимальное ускорение объекта,	-10,60	-10.70
Максимальные напряжения в ступенях гидроцилиндра, МПа	311.435 255.322 203.426 176.372	300.496 246.862 197.257 171.397
Скорость выдвижения гидроцилиндра при полном вытягивании, м/с	0.091	0.089

Анализ таблиц показал что для второй схемы необходимо термостатирование, так как она не вписывается по допустимым ускорениям при -40^о C. Применение термостатирования для схемы с пневмоаккумуляторами крайне не желательно, отсюда следует вывод что надо выбирать первую схему, однако в менее жестких условиях (не таких больших перепадах температуры или менее жестких условий по перегрузкам) вторая схема имеет полное право на существование ее основным преимуществами является меньший объем баллонов и меньшее время подъема. Для агрегата работающего в жестких климатических условиях больше подходит первая схема, так как с экономической точки зрения выгоднее разместить дополнительные 0,5 м³, чем произвести термостатирование системы. В приложении приведем только первую схему.

5.11 Описание работы гидросхемы

Гидросистема гидропривода подъема состоит из:

А1 - привод подъема;

А2 - станция насосная.

Привод подъема А1 содержит гидроцилиндр Ц1, с последовательным выдвижением четырех ступеней. Гидроцилиндр имеет штоковую полость только на четвертой ступени. В состав гидроцилиндра входят: гидрозамок ГЗ2, предназначенный для удержания грузовой стрелы на любом угле при остановке или при обрыве трубопровода; поворотный гидропереход ПГП1 для подвода рабочей жидкости в полости гидроцилиндра, дроссели опускания пустой и груженой стрелы.

В приводе подъема имеется тормозное устройство ТУ1, содержащее дроссель ДР1, кулачок КЧ1 с определенным профилем, и тормозной золотник ТЗ1, кинематически связанный посредством кулачка КЧ1 и тяги с осью поворота грузовой стрелы. Тормозное устройство ТУ1 предназначено для соблюдения определенного закона движения привода подъема стрелы.

В состав привода подъема входит также пневмогидравлический вытеснитель ПГВ1, представляющий собой цилиндр с поршнем, также имеются регулятор расхода, клапаны обратные, дроссели, вентили и др.

Гидропривод подъема работает в следующих режимах:

- подъем грузовой стрелы с помощью пневмогидравлического вытеснителя;

- подъем грузовой стрелы с помощью насоса;

- опускание грузовой стрелы с грузом от станции насосной;

- опускание грузовой стрелы без груза от станции насосной.

В результате открывания выходных клапанов давление в газовой полости вытеснителя ПГВ1 увеличивается, поршень начинает перемещаться, создавая давление жидкости в напорной гидромагистрали гидропривода. Давление жидкости через обратный клапан КО5 поступает к гидрораспределителю Р1 к левому торцу золотника, перемещая его в левую позицию и жидкость под давлением через обратный клапан КО2, через поворотный гидропереход ПГП1, открыв гидрозамок ГЗ2 и через обратный клапан КО поступит в поршневую полость гидроцилиндра Ц1. Начинается подъем грузовой стрелы. После того, как начнет выдвигаться последняя ступень гидроцилиндра Ц1, жидкость из ее штоковой полости начнет вытесняться через тормозное устройство ТУ1, создающее переменное сопротивление, способствующее торможению привода подъема. Во время выдвижения последней, четвертой, ступени гидроцилиндра, жидкость из ее штоковой полости вытесняется через поворотный гидропереход ПГП1, через тормозное устройство ТУ1, через гидрораспределитель Р1, в сливную магистраль, и через фильтр Ф1 и обратный клапан КО1 поступает в бак Б1.

Для подъема стрелы с помощью насоса распределитель Р5 переводится в правое положение и масло из вытеснителя через обратный клапан КО9 поступает в бак Б1. Далее открывается вентиль В1, начинается работа насоса Н1. Масло под давлением через обратный клапан КО4 поступает к гидрораспределителю Р1 к левому торцу золотника, перемещая его в левую позицию и жидкость под давлением через обратный клапан КО2, через поворотный гидропереход ПГП1, открыв гидрозамок ГЗ2 и через обратный клапан КО поступит в поршневую полость гидроцилиндра Ц1. Начинается подъем грузовой стрелы. В случае недопустимого повышения давления срабатывает предохранительный клапан ПРК1. Слив происходит так же как и в предыдущем случае.

Когда гидроцилиндры полностью выдвигаются гидрораспределитель Р3 переводится в правое положение, отжимается клапан "или" и гидрозамок ГЗ1, после чего стравливается газ из вытеснителя через обратный клапан КО7.

Для опускания стрелы с грузом с пульта управления включается электродвигатель насоса Н1. Включаются гидрораспределители Р1 и Р2 в правую позицию. Масло под давлением через обратный клапан КО4 поступает к гидрораспределителю Р1, далее через обратный клапан КО8 и гидропереход ПГП1 отжимает гидрозамок ГЗ2. Начинается слив масла из гидроцилиндра Ц1 через дроссель ДР3, открытый гидрозамок ГЗ2, гидропереход, регулируемый дроссель ДР1. Затем масло поступает через гидрораспределитель Р2, обратный клапан КО6 в вытеснитель, наполняя его. В это время часть рабочей жидкости проходит через клапан "или" КИ1, отжимает гидрозамок ГЗ1. Газ стравливается из вытеснителя через обратный клапан КО7. Если к окончанию опускания не сработали сигнализаторы в пневмогидравлическом вытеснителе "поршень в начальном положении", то гидрораспределитель Р3 переводится в правое положение и начинается подача рабочей жидкости из бака Б1 с помощью насоса Н1, до тех пор пока не сработает сигнализатор.

Для опускания стрелы без груза гидрораспределитель Р4 переводится в левое положение и ПДК1 в правое. Рабочая жидкость из гидроцилиндра проходит не только через дроссель ДР3 но и через дроссель ДР4, который имеет большую проходную площадь. Вследствие чего падает сопротивление и увеличивается скорость опускания. В остальном процесс опускания стрелы без груза аналогичен процессу опускания стрелы с грузом.

6. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НАЧАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ НА ПАРАМЕТРЫ СИСТЕМЫ

Энергия запасенная в баллоне пропоциональна произведению давления в пневмобаллоне на его объем. В исследовательской части не стоит сильно увеличивать энергоемкость системы, так как чем больше запас энергии тем более опасна становится система, потому что возможен несанкционированный выход этой энергии.

Следовательно увеличивая давление в баллоне следует пропорционально уменьшать объем системы.

Давление в баллоне не должно превышать допускаемое, следовательно максимально возможное давление в баллоне 28,0 МПа, суммарный объем при этом должен составлять 2,4-2,45 м³. Дальше соответственно будем уменьшать давление в баллоне и увеличивать объем. Предел уменьшения давления - статическое давление равновесия в гидроцилиндре, оно составляет 17,0 МПа. Так как необходимо превышение этого давления хотя бы на 8-12 атмосфер, за нижний предел возьмем 18,0 МПа. Объем баллона при этом составит 3,75-3,8 м³. Приведем полученные данные в таблице:

P, МПа	V, м^3	Pmax, в камере	Pmax, в гидр.с.	P против	t,c	Скорость	amax	amin
28	2,44	220	220	256	26,42	0,089	9,56	-8,95
27	2,53	223	223	263	25,55	0,091	10,08	-9,18
26	2,63	208	208	250	28,14	0,088	8,54	-8,76
25	2,73	201	201	244	29,90	0,09	8,31	-9,58
24	2,85	193	193	237	34,04	0,086	8,90	-10,05
23	2,97	191	185	3,00	-	-	9,61	-11,53

Приведение значения меньше 23,0 МПа нецелесообразно, так как потери при дросселировании, а также выбранный гидроцилиндр с силовым треугольником не обеспечивают подъема контейнера, уже при 23,0 МПа гидроцилиндр останавливается на середине второй ступени. Построим графические зависимости объема, максимальных давлений, времени и скорости подъема, максимальных ускорений от давления.

Рис.18. Зависимость объема баллона от давления в нем.

Рис.19. Зависимость максимального давления в газовой камере (синий, совпадает с красным), в гидроцилиндре (красный) и в камере противодавления (зеленый) от давления в пневмобаллоне.

Рис.20. Зависимость времени подъема от давления в баллоне

Рис.21. Зависимость линейной скорости выдвижения гидроцилиндра от давления в пневмобаллоне

Рис.22. Зависимость ускорений (максимального - синий, минимального красный) от давления в пневмобаллоне.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При выполнении курсовой разработана система подъема ТПК с изделием весом 90 тонн, длиной 32 м, диаметром 2,5 м. Проведенный анализ показывает, что использовать баллоны так же как в схеме с газогенератором (вспомогательный газогенератор запускается одновременно с основным и служит для резкого поднятия давления в системе) нецелесообразно, удачнее будет схема когда вспомогательный баллон подключается позже основного в момент переключения ступеней. Это объясняется тем что в начальный момент времени давления в пневмоаккумуляторе достаточно для начала выдвижения гидроцилиндра, а вспомогательный баллон служит для превышения действительного давления в гидросистеме над равновесным, чтобы не возникало условий для возникновения колебаний. В качестве гидроаккумулятора использовался пневмогидравлический вытеснитель. Данная система обеспечивает подъем ТПК с изделием менее чем за 30 секунд, при этом отсутствуют недопустимые перегрузки. Выбрана схема с начальным давлением в 27,0 МПа исходя из минимального времени подъема и максимальной скорости подъема.

ПРИЛОЖЕНИЕ

пусковой контейнер нагрузка гидроцилиндр

Базовый вариант. (293К)

Газогенератор № 1

Толщина сгоревшего слоя 0.00 mm

Суммарная масса топлива 0.000 kg

Срыв горения. tau=0.000s

Расчетная масса воспламенителя 0.000 kg

Максимальное давление в камере газогенератора 270.00 Pa*1.e5

Газогенератор № 2

Толщина сгоревшего слоя 0.00 mm

Суммарная масса топлива 0.000 kg

Срыв горения. tau=0.000s

Расчетная масса воспламенителя 0.000 kg

Максимальное давление в камере газогенератора 270.00 Pa*1.e5

Температура горения при постоянном давлении 1700. K

Коэффициент адиабаты продуктов сгорания 1.200

Газовая постоянная продуктов сгорания 360.0 J/kg/K

Давление устойчивого горения 25.0 Pa*10**5

Коэффициент запаса воспламенения 1.15

Максимальная температура стенки трубопровода 293.0 K

Максимальный критерий прочности стенки трубопровода 2.3333

Максимальная температура стенки днища вытеснителя 293.2 K

Максимальный критерий прочности стенки днища вытеснителя 0.7163

Рабочий ход поршня-разделителя в вытеснителе 1731. mm

Внутренний диаметр 1-й ступени гидроцилиндра 452. mm

Длина гидроцилиндра в начальном положении 4.064 m

Длина полностью выдвинутого гидроцилиндра 15.521 m

Максимальное давление в газовой камере вытеснителя 214.93 Pa*1.e5

Максимальное давление в гидравлической камере вытеснителя 215.00 Pa*1.e5

Максимальное давление в гидроцилиндре 215.10 Pa*1.e5

Максимальное давление в камере противодавления 254.748 Pa*1.e5

Максимальное усилие, создаваемое гидроцилиндром 313.712 N*1.e4

Максимальное проходное сечение регулируемого дросселя между вытеснителем и гидроцилиндром 99.9997 sm**2

Максимальное проходное сечение регулируемого дросселя или клапана в магистрали слива из камеры противодавления 5.2000 sm**2

Время подъема 26.89 s

Скорость выдвижения гидроцилиндра при полном вытягивании 0.089 m/s

Максимальные усилия в ступенях гидроцилиндра 301.709 N*1.e4 247.756 N*1.e4 197.857 N*1.e4 171.844 N*1.e4

Максимальные напряжения в ступенях гидроцилиндра 249.455 *10⁵Па 228.198 *10⁵Па 222.306 *10⁵Па 248.820 *10⁵Па

Максимальные напряжения в штоке 215.309 *10⁵Па

Максимальные усилия в опорах машины 92.74 N*1.e4

Минимальные усилия в опорах машины 0.00 N*1.e4

Максимальное ускорение в нижней точке объекта 7.96 m/s**2

Минимальное ускорение в нижней точке объекта -8.73 m/s**2

Максимальное ускорение в середине объекта 4.72 m/s**2

Минимальное ускорение в середине объекта -4.57 m/s**2

Максимальное ускорение в верхней точке объекта 9.18 m/s**2

Минимальное ускорение в верхней точке объекта -8.76 m/s**2

Максимальное ускорение объекта 9.18 m/s**2

Минимальное ускорение объекта -8.79 m/s**2

Максимальное усилие в опорах объекта 46.81 N*1.e4

Минимальное усилие в опорах объекта -6.08 N*1.e4

Вариант при температуре T=313 K

Газогенератор № 1

Толщина сгоревшего слоя 0.00 mm

Суммарная масса топлива 0.000 kg

Срыв горения. tau=0.000s

Расчетная масса воспламенителя 0.000 kg

Максимальное давление в камере газогенератора 270.00 Pa*1.e5

Газогенератор № 2

Толщина сгоревшего слоя 0.00 mm

Суммарная масса топлива 0.000 kg

Срыв горения. tau=0.000s

Расчетная масса воспламенителя 0.000 kg

Максимальное давление в камере газогенератора 270.00 Pa*1.e5

Температура горения при постоянном давлении 1700. K

Коэффициент адиабаты продуктов сгорания 1.200

Газовая постоянная продуктов сгорания 360.0 J/kg/K

Давление устойчивого горения 25.0 Pa*10**5

Коэффициент запаса воспламенения 1.15

Максимальная температура стенки трубопровода 313.0 K

Максимальный критерий прочности стенки трубопровода 2.3880

Максимальная температура стенки днища вытеснителя 313.3 K

Максимальный критерий прочности стенки днища вытеснителя 0.7241

Рабочий ход поршня-разделителя в вытеснителе 1731. mm

Внутренний диаметр 1-й ступени гидроцилиндра 452. mm

Длина гидроцилиндра в начальном положении 4.064 m

Длина полностью выдвинутого гидроцилиндра 15.521 m

Максимальное давление в газовой камере вытеснителя 214.97 Pa*1.e5

Максимальное давление в гидравлической камере вытеснителя 215.06 Pa*1.e5

Максимальное давление в гидроцилиндре 215.13 Pa*1.e5

Максимальное давление в камере противодавления 254.735 Pa*1.e5

Максимальное усилие, создаваемое гидроцилиндром 313.780 N*1.e4

Максимальное проходное сечение регулируемого дросселя между вытеснителем и гидроцилиндром 99.9995 sm**2

Максимальное проходное сечение регулируемого дросселя или клапана в магистрали слива из камеры противодавления 5.2000 sm**2

Время подъема 26.47 s

Скорость выдвижения гидроцилиндра при полном вытягивании 0.090 m/s

Максимальные усилия в ступенях гидроцилиндра 302.192 N*1.e4 248.235 N*1.e4 198.331 N*1.e4 172.316 N*1.e4

Максимальные напряжения в ступенях гидроцилиндра 249.490 *10⁵Па 228.230 *10⁵Па 222.338 *10⁵Па 248.856 *10⁵Па

Максимальные напряжения в штоке 215.340 *10⁵Па

Максимальные усилия в опорах машины 92.83 N*1.e4

Минимальные усилия в опорах машины 0.00 N*1.e4

Максимальное ускорение в нижней точке объекта 7.92 m/s**2

Минимальное ускорение в нижней точке объекта -8.15 m/s**2

Максимальное ускорение в середине объекта 4.81 m/s**2

Минимальное ускорение в середине объекта -4.23 m/s**2

Максимальное ускорение в верхней точке объекта 8.87 m/s**2

Минимальное ускорение в верхней точке объекта -8.15 m/s**2

Максимальное ускорение объекта 8.87 m/s**2

Минимальное ускорение объекта -8.46 m/s**2

Максимальное усилие в опорах объекта 47.07 N*1.e4

Минимальное усилие в опорах объекта -6.15 N*1.e4

Вариант при температуре T=233 K.

Газогенератор № 1

Толщина сгоревшего слоя 0.00 mm

Суммарная масса топлива 0.000 kg

Срыв горения. tau=0.000s

Расчетная масса воспламенителя 0.000 kg

Максимальное давление в камере газогенератора 270.00 Pa*1.e5

Газогенератор № 2

Толщина сгоревшего слоя 0.00 mm

Суммарная масса топлива 0.000 kg

Срыв горения. tau=0.000s

Расчетная масса воспламенителя 0.000 kg

Максимальное давление в камере газогенератора 270.00 Pa*1.e5

Температура горения при постоянном давлении 1700. K

Коэффициент адиабаты продуктов сгорания 1.200

Газовая постоянная продуктов сгорания 360.0 J/kg/K

Давление устойчивого горения 25.0 Pa*10**5

Коэффициент запаса воспламенения 1.15

Максимальная температура стенки трубопровода 233.0 K

Максимальный критерий прочности стенки трубопровода 2.1840

Максимальная температура стенки днища вытеснителя 233.2 K

Максимальный критерий прочности стенки днища вытеснителя 0.6938

Рабочий ход поршня-разделителя в вытеснителе 1731. mm

Внутренний диаметр 1-й ступени гидроцилиндра 452. mm

Длина гидроцилиндра в начальном положении 4.064 m

Длина полностью выдвинутого гидроцилиндра 15.521 m

Максимальное давление в газовой камере вытеснителя 214.89 Pa*1.e5

Максимальное давление в гидравлической камере вытеснителя 214.99 Pa*1.e5

Максимальное давление в гидроцилиндре 215.16 Pa*1.e5

Максимальное давление в камере противодавления 254.330 Pa*1.e5

Максимальное усилие, создаваемое гидроцилиндром 313.450 N*1.e4

Максимальное проходное сечение регулируемого дросселя между вытеснителем и гидроцилиндром 99.9997 sm**2

Максимальное проходное сечение регулируемого дросселя или клапана в магистрали слива из камеры противодавления 5.2000 sm**2

Время подъема 29.46 s

Скорость выдвижения гидроцилиндра при полном вытягивании 0.087 m/s

Максимальные усилия в ступенях гидроцилиндра 299.725 N*1.e4 245.795 N*1.e4 195.917 N*1.e4 169.915 N*1.e4

Максимальные напряжения в ступенях гидроцилиндра 249.532 *10⁵Па 228.268 *10⁵Па 222.375 *10⁵Па 248.898 *10⁵Па

Максимальные напряжения в штоке 215.376 *10⁵Па

Максимальные усилия в опорах машины 92.43 N*1.e4

Минимальные усилия в опорах машины 0.00 N*1.e4

Максимальное ускорение в нижней точке объекта 10.31 m/s**2

Минимальное ускорение в нижней точке объекта -9.69 m/s**2

Максимальное ускорение в середине объекта 4.33 m/s**2

Минимальное ускорение в середине объекта -5.92 m/s**2

Максимальное ускорение в верхней точке объекта 10.95 m/s**2

Минимальное ускорение в верхней точке объекта -10.60 m/s**2

Максимальное ускорение объекта 10.95 m/s**2

Минимальное ускорение объекта -10.60 m/s**2

Максимальное усилие в опорах объекта 45.82 N*1.e4

Минимальное усилие в опорах объекта -5.87 N*1.e4

Размещено на Allbest.ru