Методика исследования закрытой гидропередачи с аккумуляторным поддержанием избыточного давления во всасывающей линии насоса

Цель  – исследовать  силы  резания на  единичном  зерне  при воздействии  его  на  обрабатываемый материал. Аналитическое исследование проведено на модели единичного абразивного зерна в виде стержня с закругленной по радиусу вершиной, действующего на обрабатываемый материал. Для расчета интенсивности деформации пластически оттесняемого материала заготовки под действием единичного зерна использован метод линий скольжения (метод  характеристик).  В  результате  проведенных  аналитических  исследований  – пластического деформирования материала, оттеснения заторможенной зоны и трения ее о поверхность зерна при движении вверх в виде стружки, трения зерна о пластически деформированный материал, а также воздействия динамической составляющей пластического деформирования – разработаны математические модели по всем перечисленным факторам. Доказана значимость динамической составляющей в общем балансе сил, связанных с пластическим деформированием, путем определения отношения динамического напряжения на линии разрыва к пределу текучести на сдвиг. На примере расчета данной зависимости для материалов Д16Т и 30ХГСА установлено, что целесообразно учитывать динамическую составляющую силы резания при скорости соударения единичного зерна с обрабатываемой поверхностью свыше 50 м/с. Приведены графики зависимости относительной силы на зерне от относительной глубины внедрения зерна. Предложенная методика расчета сил резания на единичном зерне позволяет рассчитывать суммарную силу взаимодействия единичного зерна с обрабатываемым материалом. Для перехода к заданным способу обработки и обрабатываемому материалу необходимо определить количество зерен, участвующих в контакте, продолжительность контакта, скорость резания. Имея эти данные, можно рассчитывать производительность процесса и показатели качества обработанной поверхности.

1. Харазов А.М. Техническая диагностика гидроприводов машин. М.: Машиностроение, 1979. 58 с.

2. Chen Mingdong, Zhao Dingxuan. The gravitational potential energy regeneration system with closed-circuit of boom of hydraulic excavator // Mechanical Systems and Signal Processing. 2017. Vol. 82. P. 178–192. https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2016.05.017.

3. Bury P., Stosiak M., Urbanowicz K., Kodura A., Kubrak M., Malesińska A. A case study of open- and closed-loop control of hydrostatic transmission with proportional valve start-up process // Energies. 2022. Iss. 15. P. 1860. https://doi.org/10.3390/en15051860.

4. Xiong Shaoping, Wilfong G., Lumkes J.J. Components sizing and performance analysis of hydro-mechanical power split transmission applied to a wheel loader // Energies. 2019. Vol. 12. Iss. 9. Р. 1613. https://doi.org/10.3390/en12091613.

5. Yao Zhikai, Liang Xianglong, Zhao Qianting, Yao Jianyong. Adaptive disturbance observer-based control of hydraulic systems with asymptotic stability // Applied Mathematical Modelling. 2022. Iss. 105. P. 226–242. https://doi.org/10.1016/j.apm.2021.12.026.

6. Guo Xiaofan, Vacca A. Advanced design and optimal sizing of hydrostatic transmission systems // Actuators. 2021. Iss. 10. P. 243. https://doi.org/10.3390/act10090243.

7. Skorek G. Study of losses and energy efficiency of hydrostatic drives with hydraulic cylinder // Polish Maritime Research. 2018. Iss. 25. P. 114–128.

8. Domagała Z., Kędzia K., Stosiak M. The use of innovative solutions improving selected energy or environmental indices of hydrostatic drives // Materials Science and Engineering: IOP Conference Series. 2019. Vol. 679. Р. 012016. https://doi.org/10.2478/pomr-2018-0138.

9. Singh V.P., Pandey A.K., Dasgupta K. Steady-state performance investigation of closed-circuit hydrostatic drive using variable displacement pump and variable displacement motor // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part E: Journal of Process Mechanical Engineering. https://doi.org/10.1177/0954408920953662. 2021. Vol. 235. Iss. 2. P. 249–258.

10. Choi Jaewoong, Kim Hakgu, Yu Seungjin, Yi Kyongsu. Development of integrated controller for a compound hybrid excavator // Journal of Mechanical Science and Technology. 2011. Vol. 25. Iss. 6. P. 1557–1563.

11. Xiao Yang, Guan Cheng, Lai Xiaoliang. Research on the design and control strategy for a flow-coupling-based hydraulic hybrid excavator // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering. 2014. Vol. 228. Iss. 14 P. 1675–1687. https://doi.org/10.1177/0954407013502326.

12. Azzam I., Pate K., Garcia-Bravo J., Breidi F. Energy savings in hydraulic hybrid transmissions through digital hydraulics technology // Energies. 2022. Vol. 15. Iss. 4. Р. 1348. https://doi.org/10.3390/en15041348.

13. Zhou Shilei, Walker P., Tian Yang, Zhang Nong. Mode switching analysis and control for a parallel hydraulic hybrid vehicle // Vehicle System Dynamics. 2020. Vol. 59. Iss. 6. P. 928–948. https://doi.org/10.1080/00423114.2020.1737147.

14. Zhou Shilei, Walker P., Zhang Nong. Parametric design and regenerative braking control of a parallel hydraulic hybrid vehicle // Mechanism and Machine Theory. 2020. Vol. 146. Р. 103714. https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2019.103714.

15. Бродский Г.С., Слесарев Б.В. Повышение надежности гидропривода – средство эффективного внедрения гидравлических экскаваторов на горных предприятиях СНГ // Горная промышленность. 2002. № 2. С. 76–85.

16. Бродский Г.С. Фильтры и системы фильтрации для мобильных машин. М.: Гемос, 2004. 360 с.

17. Staley D.R. Correlating lube oil filtration efficiencies with engine wear // SAE International Truck and Bus Meeting and Exposition. 1988. Р. 881825. https://doi.org/10.4271/881825.

18. Григорьев М.А., Борисова Г.В. Очистка топлива в двигателях внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1991. 208 с.

19. Пискунов М.А. Чистое масло – исправная машина // ЛесПромИнформ. 2015. № 4. С. 66–72.

20. Anferov V.N., Bazanov S.A. Parameter determination procedure for the ejector pump and hydro-pneumatic accumulator in the enclosed hydraulic drive // Journal of Mining Science. 2021. Vol. 57. Iss. 4. Р. 607–614. https://doi.org/10.1134/S1062739121040086.

21. Аронс Г.А. Струйные аппараты: теория и расчет. М.: Госэнергоиздат, 1948. 139 с.