10.14489/hb.2024.05.pp.023-037

2024, 05 май (May)

DOI: 10.14489/hb.2024.05.pp.023-037

Труханов К. А.
КОНСТРУКЦИЯ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ 3/2 НЕПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ С САМОПОДХВАТОМ И ЕГО МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ
(с. 23-37)

Аннотация. Актуальной темой научного исследования и разработки для подводного добычного комплекса горно-обогатительной промышленности, для атомной промышленности и других отраслей промышленности, где требуется применение гидравлических распределителей, работающих в условиях ограниченной электрической мощности и/или взрывоопасной окружающей среды, в настоящее время стоит проблема проектирования электрогидравлических распределителей непрямого действия с самоподхватом. В статье приведено описание созданной конструкции электрогидравлического распределителя 3/2 непрямого действия с самоподхватом. Подробно описан принцип работы распределителя. Дана его принципиальная гидравлическая схема. Представлена разработанная объектно-ориентированная нелинейная математическая модель электрогидравлического распределителя 3/2 непрямого действия с самоподхватом. Представлены уравнения динамики, описывающие движения запорно-регулирующего элемента (ЗРЭ) главного распределителя и двух пилотных клапанов; уравнения, описывающие течение жидкости через ЗРЭ главного распределителя и закон изменения перекрытий площади проходных сечений ЗРЭ главного распределителя; уравнения, определяющие динамические характеристики электромеханического преобразователя (ЭМП). Получены и приведены графики переходных процессов, с помощью которых найдены динамические показатели качества созданного электрогидравлического распределителя 3/2 непрямого действия с самоподхватом. На основании проведенного анализа сделаны соответствующие выводы. К научной новизне работы следует отнести созданную объектно-ориентированную нелинейную математическую модель и разработанную конструкцию электрогидравлического распределителя 3/2 непрямого действия с самоподхватом.

Ключевые слова: распределитель электрогидравлический; конструкция распределителя; распределитель непрямого действия; распределитель с самоподхватом; модель математическая; элемент запорно-регулирующий; управление пилотное; процесс переходный; динамика распределителя; показатели качества динамические.

Trukhanov K. A.
DESIGN OF A 3/2-WAY SELF-RETAINING (SELF-LOCKING) INDIRECT-ACTING ELECTRO-HYDRAULIC VALVE AND ITS MATHEMATICAL MODEL
(pp. 23-37)

Abstract. A current topic of scientific research and development for the subsea production system, minemill industry, for the nuclear industry and other industries that require the use of hydraulic distributors operating in conditions of limited electrical power and/or explosive environment is currently the problem of designing self-retaining (self-locking) indirect-action electro-hydraulic valves (distributors). The article describes the created design of a 3/2-way self-retaining (self-locking) indirect-acting electro-hydraulic valve (distributor). The principle of operation of the distributor is described in detail. Its basic hydraulic diagram is given. The developed object-oriented nonlinear mathematical model of a 3/2-way self-retaining (self-locking) indirect-acting electro-hydraulic valve is presented. Dynamic equations are presented that describe the movements of the shut-off and control element (SCE) of the main distributor and two pilot valves; equations describing the flow of liquid through the main distributor's SCE and the law of changes in the overlap area of the main distributor's SCE flow sections; equations that determine the dynamic characteristics of an electromechanical converter (EMC). Transient processes were obtained and presented, with the help of which the dynamic quality indicators of the created a 3/2-way self-retaining (self-locking) indirect-acting electro-hydraulic valve were found. Based on the analysis, appropriate conclusions were drawn. The scientific novelty of the work includes the created object-oriented nonlinear mathematical model and the developed design of a 3/2-way self-retaining (self-locking) indirect-acting electro-hydraulic valve.

Keywords: Electrohydraulic valve; Valve design; Indirect-acting valve; Self-retaining (self-locking) valve; Mathematical model; Locking and control element; Pilot control; Transient process; Valve dynamics; Dynamic quality indicators.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

К. А. Труханов (Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана, Москва, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

K. A. Trukhanov (Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Parker Hannifin Corporation. Гидрооборудование мобильных машин. Motion & Control Training Department, 1999. 339 с.
2. Попов Д. Н. Динамика и регулирование гидро- и пневмосистем: учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1987. 464 с.
3. Труханов К. А. Методы проектирования оптимальных следящих пневматических устройств для управления системами с жидкими рабочими средами: дис. … д-ра техн. наук. Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана (национальный исследовательский университет). М., 2019 г.
4. Каталог гидравлических распределителей [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://avs-rus.ru/assets/atos-raspred.pdf?ysclid=lm9gyb8n75387661573 (дата обращения: 07.09.2023).
5. Prescott Simon L., Ulanicki B. Dynamic Modeling of Pressure Reducing Valves // Journal of Hydraulic Engineering. October 2003. P. 804 – 812. DOI: 10.1061/(ASCE)0733-9429(2003)129:10(804)
6. Данилов Ю. А., Кирилловский Ю. Л., Колпаков Ю. Г. Аппаратура объемных гидроприводов: Рабочие процессы и характеристики. М.: Машиностроение, 1990. 272 с.
7. Труханов К. А. Математическая модель и динамика редукционного клапана непрямого действия // Справочник. Инженерный журнал с приложением. 2023. № 7. С. 18 – 26. DOI: 10.14489/hb.2023.07.pp.018-026
8. Труханов К. А., Попов Д. Н., Ефремова К. Д. Влияние электродинамических свойств пневмо/гидро-распределителей на расчет систем при математическом моделировании // Справочник. Инженерный журнал с приложением. 2018. № 10. С.42 – 48.
9. Кишкевич П. Н., Жилевич М. И., Бартош П. Р. Статический и динамический расчет гидро- и пневмо-распределителей: учеб.-метод. пособие для студентов специальности 1-36 01 07 «Гидропневмосистемы мобильных и технологических машин». Минск: БНТУ, 2012. 80 с.
10. Электрические аппараты: учеб. пособие / сост.: Н. Ю. Сипайлова, Р. Я. Кляйн, Е. П. Богданов; Национальный исследовательский Томский политехнический университет. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2012. 88 с.
11. Труханов К. А. Динамика пневмопривода. Цикл лекций. Методы оптимизации следящих пневмоприводов // Справочник. Инженерный журнал с приложением. Приложение. 2022. № 6. С. 1 – 32. DOI: 10.14489/hb.supp.2022.06.pp.001-032

Eng

1. Parker Hannifin Corporation. (1999). Hydraulic equipment of mobile machines. Motion & Control Training Department.
2. Popov D. N. (1987). Dynamics and regulation of hydraulic and pneumatic systems: Textbook for universities. 2nd ed. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
3. Trukhanov K. A. (2019). “Methods for designing optimal tracking pneumatic devices for controlling systems with liquid working media.” Dissertation for the degree of Doctor of Technical Sciences. "Moscow State Technical University named after. N. E. Bauman" (national research university). Moscow. [in Russian language]
4. Catalog of hydraulic distributors. Retrieved from https://avs-rus.ru/assets/atos-raspred.pdf?ysclid=lm9gyb8n75387661573 (Accessed: 07.09.2023.) [in Russian language]
5. Simon L. Prescott, Bogumil Ulanicki. (2003). Dynamic Modeling of Pressure Reducing Valves. Journal of hydraulic engineering, 804 – 812. DOI 10.1061/(ASCE)0733-9429(2003)129:10(804)
6. Danilov Yu. A., Kirillovskiy Yu. L., Kolpakov Yu. G. (1990). Equipment of volumetric hydraulic drives: Working processes and characteristics. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
7. Trukhanov K. A. (2023). Mathematical model and dynamics of a pilot control pressure-reducing valve. Spravochnik. Inzhenerniy zhurnal s prilozheniem, (7), 18 – 26. [in Russian language] DOI: 10.14489/hb.2023.07.pp.018-026
8. Trukhanov K. A., Popov D. N., Efremova K. D. (2018). The influence of electrodynamic of pneumatichy-draulic valves by the calculation of systems at a mathematical modeling. Spravochnik. Inzhenerniy zhurnal s prilozheniem, (10), 42 – 48. [in Russian language] DOI: 10.14489/hb.2018.10.pp.042-048
9. Kishkevich P. N., Zhilevich M. I., Bartosh P. R. (2012). Static and dynamic calculation of hydraulic and pneumatic distributors: educational and methodological manual for students of specialty 1-36 01 07 “Hydropneumatic systems of mobile and technological machines.” Minsk: BNTU. [in Russian language]
10. Sipaylova N. Yu., Klyayn R. Ya., Bogdanov E. P. (2012). Electrical devices: textbook. National Research Tomsk Polytechnic University. Tomsk: Izdatel'stvo Tomskogo politekhnicheskogo universiteta. [in Russian language]
11. Trukhanov K. A. (2022). Dynamics of pneumatic drive. Lecture cycle. Optimization methods for servo pneumatic drives. Spravochnik. Inzhenerniy zhurnal s prilozheniem. Prilozhenie, (6), 1 – 32. [in Russian language] DOI: 10.14489/hb.supp.2022.06.pp.001-032

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/hb.2024.05.pp.023-037

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/hb.2024.05.pp.023-037

and fill out the form