Разработка системы подъема транспортно-пускового контейнера, страница 13

6. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НАЧАЛЬНОГО ДАВЛЕНИ 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 90тонн, 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 (для схемы 1)

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