Yöntem makalesi

Elektrohidrostatik Aktüatörlerde Tek Şaftlı Koaksiyel Motor-Pompa Düzeneğinin Modellenmesi ve Deneysel Analizi

DOI:

10.3791/63549

⸱

13 Haziran 2022

 ,  ,  ,  , 
1Research Institute for Frontier Science, Beihang University, 2School of Mechanical Engineering and Automation, Beihang University, 3Laboratory of Aerospace Servo Actuation and Transmission, Beihang University

Bu makalede

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Elektrohidrostatik aktüatörlerde pompa akış özelliklerini ve tek şaftlı koaksiyel motor-pompa tertibatının performansını değerlendirmek ve motor-pompa tertibatının geniş bir çalışma koşulları kümesindeki genel verimliliği deneysel olarak araştırmak için bir simülasyon modeli oluşturduk.

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bir elektrohidrostatik aktüatör (EHA), yüksek güç yoğunluğu, bakım kolaylığı ve güvenilirliği nedeniyle geleneksel hidrolik servo aktüatörlere kıyasla en umut verici alternatif olabilir. EHA'nın performansını ve hizmet ömrünü belirleyen çekirdek güç ünitesi olarak, motor-pompa tertibatı aynı anda geniş bir hız/basınç aralığına ve yüksek dinamik tepkiye sahip olmalıdır.

Bu yazıda, motor-pompa tertibatının performansını simülasyon ve deney yoluyla test etmek için bir yöntem sunulmaktadır. Akış çıkış karakteristikleri, deneyin başlangıcında montajın simülasyonu ve analizi yoluyla tanımlanmış ve pompanın EHA'nın gereksinimlerini karşılayıp karşılayamayacağı sonucuna varılmıştır. Motor-pompa tertibatı üzerinde, 1.450-9.000 rpm hız aralığında ve 1-30 MPa basınç aralığında bir pompa test tezgahı aracılığıyla bir dizi performans testi gerçekleştirilmiştir.

Akış çıkış karakteristiklerinin test sonuçları ile simülasyon sonuçları arasındaki tutarlılığı doğruladıktan sonra motor-pompa tertibatının genel verimliliğini çeşitli çalışma koşulları altında test ettik. Sonuçlar, montajın 10-25 MPa basınç altında 4.500-7.000 rpm'de ve 5-15 MPa altında 2.000-2.500 rpm'de çalışırken daha yüksek genel verimliliğe sahip olduğunu göstermiştir. Genel olarak, bu yöntem, motor-pompa tertibatının EHA gereksinimlerini karşılayıp karşılamadığını önceden belirlemek için kullanılabilir. Ayrıca, bu makale, EHA performansının tahmin edilmesine yardımcı olabilecek çeşitli çalışma koşullarında motor-pompa tertibatının hızlı bir test yöntemini önermektedir.

Giriş

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yüksek güç yoğunluğuna sahip tipik olarak entegre bir aktüatör olarak bilinen EHA, havacılık, havacılık, inşaat makineleri ve robotik 1,2 gibi alanlarda geniş beklentilere sahiptir. EHA esas olarak bir servo motor, pompa, silindir, basınçlı rezervuar, valf bloğu, mod kontrol valfleri, modül kontrol valfleri ve sensörlerden oluşur ve yüksek oranda entegre, pompa kontrollü, kapalı bir hidrolik sistem oluşturur. Şematik diyagram ve fiziksel model Şekil 1 3,4,5,6,7'de gösterilmiştir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Pompa akış karakteristiklerinin simülasyonu

  1. Motor-pompa tertibatının simülasyon modelini oluşturun. AMESim simülasyon platformunu açın ve SKETCH moduna girin.
    1. Kinematik matematik modeline ve dağılım eğrisine göre tek bir piston için simülasyon modeli oluşturun (Şekil 3). Tek pistonlu modeli süper bileşen olarak kapsülleyin (Şekil 4).
      NOT: Pistonun ana kinematik matematik modeli (Eq (1)) şunları sağlar:
      figure-protocol-1

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Deşarj akışının simülasyon sonucu (Şekil 10A), hız sabit olduğunda yük basıncındaki artışla birlikte deşarj akışının biraz azaldığını göstermiştir. Ayrıca, çıkış akış hızı, basınç sabit olduğunda, aynı bant genişliğinden yola çıkılarak artan hız ile doğrusal olarak artmıştır. Motor-pompa tertibatının farklı çalışma koşulları altındaki performansını doğrudan değerlendirmek için, hacimsel verimlilik diyagramını çizdik (Şekil 11A). Pompa hacimsel verimliliğinin dah.......

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu deneysel adımları uygularken, basınç ölçüm noktalarının pompanın yağ portuna yeterince yakın olduğundan emin olmak önemlidir, bu da deneysel sonuçları büyük ölçüde etkileyecektir. Ek olarak, özellikle yüksek hızlı çalışma koşullarında, kavitasyon olmadığından emin olmak için motor-pompa tertibatının giriş portunun basıncına dikkat edin.

Bu yöntem, farklı çalışma koşullarının doğru bir simülasyonunu gerçekleştirerek yağ besleme basıncının dinamik bir şekilde ayarlanmasını sağlar.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarlar çıkar çatışması olmadığını beyan ederler.

Teşekkürler

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu çalışma Çin Sivil Uçak Projesi [No. MJ-2017-S49] ve Çin Doktora Sonrası Bilim Vakfı [No.2021M700331] tarafından desteklenmiştir.

....

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
AmeSim simülasyon platformuSiemensAmesim 16
DAQ kartıAdvantechPCI1710
Akış ÖlçerKRACHTVC0.04E1RS, 0.02-4 L/dk
Akış ÖlçerKRACHTVC0.4E1RS, 0.2-40 L/dk
Endüstriyel BilgisayarAdvantech610H
Yağ besleme motoruSiemens1TL0001-1BB23-3JA5
Yağ besleme pompasıKangbaishi P222RF01DT
OriginProOriginLab CorporationOriginPro 2021 (64 bit) 9.8.0.200
Basınç sensörüFeejoyPI131G(0-5 MPA)F4MCAH5C
Oransal tahliye vanasıHuade hidrolikDBE10-30B/50YV
Oransal tahliye vanasıHuade hidrolikDBE10-30B/315YV
Mil motoruHAOZHIDGZX-18020 / 22A2-KFHWVJLSMaksimum hız: 18.000 rpm;   Güç: 22 kW
Sıcaklık sensörüFeejoyTI-A42M1A180/30+F1

Kaynaklar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Yu, B., Wu, S., Jiao, Z., Shang, Y. Multi-objective optimization design of an electrohydrostatic actuator based on a particle swarm optimization algorithm and an analytic hierarchy process. Energies. 11 (9), 2426(2018).
  2. Chao, Q., et al.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

Performans TestiSim lasyon AnaliziAk k KarakteristikleriVerimlilik HaritalamaBas n Sens rleriD n H zHata Enjeksiyonu

İlgili makaleler