Дослідження динамічних процесів у гідросистемі затискання заготовки завантажувальної машини кільцевої нагрівальної печі ТПА 140
Loading...
Files
Date
2022
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
НМетАУ, Дніпро
Abstract
UKR: Мета. Метою роботи є дослідження динамічних навантажень, які виникають в гідросистемі механізму затискання трубної заготовки завантажувальної машини кільцевої нагрівальної печі ТПА 140 та розробка заходів по їх зниженню. Методика. Методика дослідження заснована на використанні методів математичного моделювання та фундаментальних законів гідравліки та гідродинаміки. Розроблено математичну модель дослідження динамічних процесів, що відбуваються у гідросистемі механізму затискання трубної заготовки яка враховує хвильові процеси у довгих гідромагістралях. Відмінною рисою розробленої математичної моделі є можливість вибору раціонального шагу дискретизації на основі аналізу динамічної реакції гідромагістралі на вплив збурення, характерний для даного гідроприводу, для ефективного врахування хвильових властивостей гідромагістралей. Результати. З використанням розробленої моделі досліджено динамічні процеси, які відбуваються у гідросистемі механізму затискання трубної заготовки. Встановлено, що коефіцієнт динамічності гідросистеми складає 1,39, який значно перевищує припустиме значення. Запропоновані технічні рішення для зниження небезпечних динамічних навантажень у гідросистемі полягають у тому, що необхідно зменшити час спрацьовування гідророзподільника з 0,30 сек до 0,15 сек, та використовувати у гідроциліндрі гальмівний пристрій з довжиною камери гальмування у 15 мм. Наукова новизна. Для ефективного врахування хвильових властивостей гідромагістралей у математичній моделі передбачений вибір раціонального шагу дискретизації на основі аналізу динамічної реакції гідромагістралі на вплив збурення, характерний для даного гідроприводу. В якості таких впливів збурення в умовах насосного приводу найчастіше за все виступають практично миттєве спрацьовування керуючих елементів та раптова зупинка робочого органу на при кінці його руху. Таким чином, для кожної з гідромагістралей було взято раціональне число ділянок розбиття kj, що забезпечує задану точність математичної моделі. Практична значущість. Практична значущість роботи полягає в розробленій математичній моделі, яка дозволяє з високою достовірністю аналізувати поведінку гідросистеми механізму затискання, що піддається впливу різного характеру в широкому діапазоні режимних параметрів.
ENG: Purpose. The purpose of the work is to study the dynamic loads that occur in the hydraulic system of the pipe blank clamping mechanism of the loading machine of the ring heating furnace of the pipe rolling unit 140 and to develop measures to reduce them. Methodology. The research methodology is based on the use of mathematical modeling methods and fundamental laws of hydraulics and hydrodynamics. A mathematical model of the study of dynamic processes occurring in the hydraulic system of the pipe blank clamping mechanism has been developed, which takes into account wave processes in long hydraulic mains. A distinctive feature of the developed mathematical model is the possibility of choosing a rational discretization step based on the analysis of the dynamic response of the hydraulic main to the influence of the disturbance characteristic of this hydraulic drive, in order to effectively take into account the wave properties of hydraulic mains. Findings. Using the developed model, the dynamic processes that occur in the hydraulic system of the pipe blank clamping mechanism were investigated. It was established that the dynamic coefficient of the hydraulic system is 1.39, which is significantly higher than the permissible value. Proposed technical solutions to reduce dangerous dynamic loads in the hydraulic system are that it is necessary to reduce the activation time of the hydraulic distributor from 0.30 sec to 0.15 sec, and to use a brake device with a brake chamber length of 15 mm in the hydraulic cylinder. Originality. In order to effectively take into account the wave properties of hydraulic mains in the mathematical model, the choice of a rational discretization step is provided based on the analysis of the dynamic response of the hydraulic main to the influence of the disturbance characteristic of this hydraulic drive. As such effects of disturbances in the conditions of the pump drive, the almost instantaneous activation of the control elements and the sudden stop of the working body at the end of its movement appear most often. Thus, for each of the hydraulic mains, a rational number of kj division sections was taken, which ensures the specified accuracy of the mathematical model. Practical value. The practical significance of the work lies in the developed mathematical model, which makes it possible to analyze with high reliability the behavior of the hydraulic system of the clamping mechanism, which is exposed to various influences in a wide range of mode parameters.
ENG: Purpose. The purpose of the work is to study the dynamic loads that occur in the hydraulic system of the pipe blank clamping mechanism of the loading machine of the ring heating furnace of the pipe rolling unit 140 and to develop measures to reduce them. Methodology. The research methodology is based on the use of mathematical modeling methods and fundamental laws of hydraulics and hydrodynamics. A mathematical model of the study of dynamic processes occurring in the hydraulic system of the pipe blank clamping mechanism has been developed, which takes into account wave processes in long hydraulic mains. A distinctive feature of the developed mathematical model is the possibility of choosing a rational discretization step based on the analysis of the dynamic response of the hydraulic main to the influence of the disturbance characteristic of this hydraulic drive, in order to effectively take into account the wave properties of hydraulic mains. Findings. Using the developed model, the dynamic processes that occur in the hydraulic system of the pipe blank clamping mechanism were investigated. It was established that the dynamic coefficient of the hydraulic system is 1.39, which is significantly higher than the permissible value. Proposed technical solutions to reduce dangerous dynamic loads in the hydraulic system are that it is necessary to reduce the activation time of the hydraulic distributor from 0.30 sec to 0.15 sec, and to use a brake device with a brake chamber length of 15 mm in the hydraulic cylinder. Originality. In order to effectively take into account the wave properties of hydraulic mains in the mathematical model, the choice of a rational discretization step is provided based on the analysis of the dynamic response of the hydraulic main to the influence of the disturbance characteristic of this hydraulic drive. As such effects of disturbances in the conditions of the pump drive, the almost instantaneous activation of the control elements and the sudden stop of the working body at the end of its movement appear most often. Thus, for each of the hydraulic mains, a rational number of kj division sections was taken, which ensures the specified accuracy of the mathematical model. Practical value. The practical significance of the work lies in the developed mathematical model, which makes it possible to analyze with high reliability the behavior of the hydraulic system of the clamping mechanism, which is exposed to various influences in a wide range of mode parameters.
Description
І. Мазур: ORCID 0000-0003-2177-7110
Keywords
машина завантажувальна, механізм затискання, гідросистема, процеси хвильові, тиск, навантаження динамічні, процеси перехідні, гідророзподільник, час спрацьовування, пристрій гальмування, loading machine, clamping mechanism, hydraulic system, wave processes, pressure, dynamic loads, transient processes, hydraulic distributor, activation time, braking device, КМАМВ
Citation
Мазур І. А., Лісний Д. Ю., Шелудько, Д. О. Дослідження динамічних процесів у гідросистемі затискання заготовки завантажувальної машини кільцевої нагрівальної печі ТПА 140. Теорія і практика металургії. 2022. № 1 (132). С. 15–26. DOI: https://doi.org/10.34185/tpm.1.2022.03.