Modelado y análisis experimental del conjunto de motobomba coaxial de un solo eje en actuadores electrohidrostáticos

Los conjuntos de motobombas son componentes clave de los activadores electrohidrostáticos. Este protocolo presenta un método de prueba eficiente sobre las características de salida del montaje de la bomba de motor y las amplias condiciones de trabajo. Este protocolo adopta la acumulación de simulación y deterioro, de modo que el rendimiento del conjunto de la bomba modelo se puede obtener rápidamente.

Esta tecnología contribuye al desarrollo del conjunto de la bomba modelo. Al llevar a cabo el experimento, protéjase para evitar el daño del ruido y el aceite. Es importante asegurarse de que las tuberías de aceite estén bien conectadas antes de cargar.

Demostrando el procedimiento estará Yuxuan Ma, un estudiante de posgrado del laboratorio. Para comenzar, establezca los parámetros principales del conjunto de la bomba de motor ingresando al modo de parámetro y establezca los parámetros principales haciendo doble clic en el componente específico en el modelo de simulación. Establezca la velocidad de rotación y la presión de prueba, como se describe en el texto.

Establezca los parámetros previos a la ejecución del modelo como la hora de inicio de cero segundos, la hora final de un segundo y el intervalo de impresión de un milisegundo. Ejecute previamente la simulación y compruebe si el sistema alcanzará el estado estable al final de la simulación. Si el sistema alcanza el estado estable, marque la opción Usar valores finales antiguos en la ventana Ejecutar parámetros.

Si no es así, reinicie el tiempo final a dos segundos o incluso más, hasta que el sistema alcance el estado estacionario. A continuación, establezca los parámetros de ejecución del modelo como la hora de inicio de cero segundos, el tiempo final de 0,2 segundos y el intervalo de impresión de 0,002 milisegundos. Para instalar las interfaces mecánicas, conecte la cara final del conjunto de la bomba del motor con el bloque de válvulas de prueba y use al menos cuatro tornillos para garantizar un buen rendimiento del techo.

Fije el conjunto de la bomba del motor y el bloque de válvulas de prueba en el banco de trabajo del banco de pruebas. Conecte el conjunto de la bomba del motor y el bloque de la válvula de prueba a las herramientas dedicadas con cuatro tornillos, y las herramientas al banco de trabajo con dos tornillos. Instale dos grupos de sensores de presión y temperatura del puerto A y el puerto B en el bloque de válvulas de prueba.

Conecte estos sensores directamente al puerto de fugas para el monitoreo de fugas. Para conectar las interfaces hidráulicas, conecte inicialmente los dos puertos de aceite de alta presión de la fuente de la bomba con el puerto A o B del bloque de válvulas de prueba. Luego conecte el puerto de aceite presurizado con el puerto de aceite de fugas de la bomba.

Para el agotamiento de aire del conjunto de la bomba del motor, asegúrese de que la válvula de alivio del sistema de suministro de aceite esté en estado de descarga. Haga funcionar el motor de suministro de aceite durante tres minutos para expulsar el aire del sistema de prueba y calentarlo. Para verificar si hay fugas en el conjunto de la bomba del motor, cierre la válvula de alivio del sistema de suministro de aceite y busque fugas en el conjunto de la bomba del motor.

Ajuste la presión de suministro de aceite a dos MegaPascal durante más de un minuto. Para conectar las interfaces eléctricas, primero conecte la interfaz de la fuente de alimentación y la interfaz de señal giratoria al controlador del conjunto de la bomba de motor. Conecte el controlador al controlador a través de RS-442, trabajando en un modelo dúplex completo, y luego a una alimentación de CC de 270 voltios.

Para realizar la inspección sin carga del conjunto de la bomba de motor, haga funcionar la bomba de suministro de aceite y mantenga las válvulas de alivio de los sistemas de suministro y carga de aceite en el estado de descarga. Encienda el controlador y el controlador, y compruebe si el conjunto de la bomba del motor puede recibir el comando de control normalmente. Establezca una instrucción de 2000 rpm hacia adelante y luego invierta al conjunto de la bomba del motor.

Observe el estado de funcionamiento del conjunto de la bomba del motor y compruebe si hay fugas en el bloque de válvulas. Para configurar el sistema de suministro de aceite, haga funcionar la bomba de suministro de aceite y cambie las válvulas de alivio del sistema de suministro de aceite y el sistema de carga al estado de carga. Para determinar el valor mínimo de presión de suministro de aceite, comience ajustando la presión de suministro de aceite a un MegaPascal o más, que se decide mediante el conjunto de la bomba de motor probado.

Luego, ajuste la velocidad de rotación del conjunto de la bomba de motor probado a 9000 rpm, asegurándose de que el flujo de la bomba sea igual al flujo teórico de la bomba. De lo contrario, aumente la presión de suministro de aceite para evitar la cavitación. Reduzca lentamente la presión de suministro de aceite y registre el cambio del flujo de la bomba.

Trazar el flujo relativo de la bomba frente a la presión de suministro de aceite y encontrar el punto de inflexión del flujo de la bomba denotado como la presión mínima de suministro de aceite. Ajuste la válvula de alivio de carga a la presión mínima de suministro de aceite. Encienda el sistema de control de temperatura y ajuste la temperatura del aceite a 30 grados centígrados.

Además, encienda la cámara termográfica para detectar la temperatura de la superficie del conjunto de la bomba del motor. Envíe las instrucciones de control al conjunto de la bomba del motor, para que funcione continuamente a una velocidad específica. Ajuste la válvula de alivio de carga gradualmente.

Aumente la presión de carga a un valor específico y mantenga durante cuatro segundos en cada presión crítica medida. Después de que la presión alcance el valor específico de la velocidad, ajuste la válvula de alivio de carga a un MegaPascal. Exporte los datos de flujo experimentales y trace el mapa característico del flujo de la bomba del conjunto de la bomba de motor.

Calcule la eficiencia general del conjunto de la bomba de motor en diferentes condiciones de trabajo y trace el mapa de eficiencia general. El resultado de la simulación del flujo de descarga indicó que el flujo disminuyó ligeramente, con un aumento de la presión a una velocidad constante, mientras que aumentó linealmente con el aumento de la velocidad a presión constante. Se observó una ligera diferencia en los resultados experimentales y de simulación para el flujo de descarga.

Cuando la velocidad es superior a 5000 rpm, donde el flujo de salida disminuye primero y luego aumenta con la presión creciente. Se determinó la eficiencia volumétrica, lo que demuestra que la eficiencia de la bomba fue mayor a baja presión y velocidad. A 3000 rpm, la presión máxima de salida era de cinco MegaPascal, mientras que a 8000 rpm, era de 23 MegaPascal.

Los resultados experimentales difieren de la simulación, cuando el conjunto de la bomba del motor funciona a alta velocidad y baja presión. Sin embargo, a una presión de 10 MegaPascal, la eficiencia volumétrica disminuye, con el aumento de la velocidad de rotación. Se observó que la simulación y los resultados experimentales están más cerca a mayor velocidad y casi coinciden con los resultados experimentales en el rango de velocidad de 3500 a 9000 rpm.

Los resultados experimentales de la eficiencia general muestran que en condiciones extremas, como baja velocidad y alta presión, o alta velocidad y baja presión, la eficiencia total es relativamente baja. Es importante asegurarse de que los puntos de medición de presión estén cerca de los puertos de petróleo. Además, preste atención a la presión de entrada para asegurarse de que no exista cavitación.

Siguiendo este procedimiento, también podemos adoptar el método de inyección de fallas, para estudiar el rendimiento y el modo de falla del ensamblaje de la bomba de motor en condiciones de trabajo extremas.