Статическая характеристика измерительного преобразователя угловой скорости для адаптивных систем управления гидравлическими приводами

Цель исследований – получение статической характеристики измерительного преобразователя угловой скорости разработанной конструкции и определение его конструктивных параметров. Методика исследований предусматривает теоретическое обоснование статической характеристики предложенного измерительного преобразователя угловой скорости с инерционной заслонкой и соплами. В статье рассмотрен принцип действия различных конструкций измерительных преобразователей угловой скорости с инерционными массами. Обоснован вариант конструктивного исполнения измерительного преобразователя угловой скорости с инерционной заслонкой и соплами, для которого получена статическая характеристика. На основе полученных выражений определены основные конструктивные параметры устройства. Рассмотрена методика расчета статической характеристики измерительных преобразователей угловой скорости в адаптивной системе управления гидравлическим приводом. Полученное выражение статической характеристики предложенной конструкции измерительного преобразователя угловой скорости связывает внешнее возмущающее воздействие (угловую скорость) и перепад давлений в междроссельных камерах в установившемся режиме работы. Рекомендуемые параметры элементов измерительного преобразователя угловой скорости: диаметр отверстия сопла в интервале 0,5–1,5 мм, диаметр торца сопла в интервале 1,2–1,5 диаметра отверстия сопла, ход заслонки до 0,1 диаметра отверстия сопла. Следует отметить, что при диаметрах отверстий постоянного дросселя и сопла меньше 0,5 мм, а также при перемещении заслонки менее 0,02 мм возможно возникновение облитерации, то есть заращивание проходных сечений сопротивлений поляризованными молекулами жидкости, что нарушает работоспособность измерительного преобразователя угловых скоростей. Полученное выражение статической характеристики предложенной конструкции измерительного преобразователя угловой скорости с инерционной заслонкой и соплами позволяет определить конструктивные параметры его элементов и на их основе динамические характеристики.

1. Chetverikova I., Popikov P., Glushkov S. Improving the efficiency of manipulator-type machines with an improved hydraulic drive. IOP Conference Series: Earth and Envi-ronmental Science. 2021;875(1):012055. DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/875/1/012055

2. Glushkov S., Popikov P., Chetverikova I., Druchinin D. Reduction of dynamic loads on the hydraulic drive of forest boom lifter. IOP Conference Series: Earth and Envi-ronmental Science. 2020;595(1):012023. DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/595/1/012023

3. Lagerev A. V., Tarichko V. I., Lagerev I. A. Modeling of hydrodynamic and kinematic processes during the operation of a mobile cargo rope complex. Journal of Physics: Conference Series. 2021;1753(1):012022. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1753/1/012022

4. Kumar M., Naik S. M., Rahul D., Kumar S. N. S. S. Design modification in hydraulic puller for increased efficiency for dismounting TTC coupling. AIP Conference Proceedings. 2021;2358(1):050019. DOI: https://doi.org/10.1063/5.0058136

5. Mitov A., Slavov T., Kralev J. Robustness Analysis of an Electrohydraulic Steering Control System Based on the Estimat-ed Uncertainty Model. Information (Switzer-land). 2021;12(12):512. DOI: https://doi.org/10.3390/info12120512

6. Sokolov V., Krol O., Stepanova O. Automatic control system for electrohydraulic drive of production equipment. Russian Internet Journal of Industrial Engineering. 2018:6(2):8501609. URL: https://journals.i-publ.ru/index.php/IndEng/article/view/2852

7. Yan X., Chen B. Analysis of a novel automatic control approach for the free forging hammer. Applied Sciences. 2020;10(24):9127. DOI: https://doi.org/10.3390/app10249127

8. Medvedev Y. A., Kuznetsov V. P. Dynamics of a Multimotor Electrohydraulic Drive in an Automatic Control System. Russian Engineering Research. 2011;31(6):527–538. URL: https://link.springer.com/article/10.3103/S1068798X11060165

9. Neyezhmakov P., Zakharov I. Determination of the time constant of measuring transducers. Measurement: Sensors. 2021;18:100278. DOI: https://doi.org/10.1016/j.measen.2021.100278

10. Rybarczyk D. Application of the mems accelerometer as the position sensor in linear electrohydraulic drive. Sensors. 2021;21(4):1479. DOI: https://doi.org/10.3390/s21041479

11. Lytviak O., Komar S., Derevyanko O., Durieiev V. Devising quality control criteria for manufacturing control valves of the type «Nozzle-Flap». Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2021;1/1(109):12–34. URL: https://zenodo.org/records/4772583

12. Корнюшенко С. И. Гидроусилители типа «сопло-заслонка» и «струйная трубка». СТТ: Строительная техника и технологии. 2015;(7(115)):76–79. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=25675609 EDN: VPWISF

13. Ермишин А. В. Исследование влияния давления питания на работу электрогидравлического усилителя типа сопло-заслонка. Гидравлика. 2023;(20):115–124. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=54829568 EDN: VVZXXF

14. Очкур Г. В. Расчет динамической характеристики электрогидравлического преобразователя типа сопло-заслонка для модернизации системы управления топливоподачей двигателя автомобиля. Вестник Брянского государственного технического университета. 2020;(5(90)):32–38. DOI: https://doi.org/10.30987/1999-8775-2020-5-32-38 EDN: FXMFEW

15. Авроров В. А., Мурашкина О. А., Сарафанкина Е. А. Определение величины прогиба оси ротора диспергатора численными методами. XXI век: Итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. 2022;11(2):55–58. DOI: https://doi.org/10.46548/21vek-2022-1158-0009 EDN: XDOAQV

16. Овтов В. А., Орехов А. А., Поликанов А. В., Чиркова Н. С., Фролов Д. А., Колдаев Н. Н., Костромитин А. С., Девликамов Р. И. Моделирование напряженно-деформированного состояния вала роторного лопастного ориентирующего устройства. Нива Поволжья. 2022;(3(63)):3001. DOI: https://doi.org/10.36461/NP.2022.63.3.003 EDN: IYOZWW

17. Мачнев А. В., Мачнев В. А., Мачнева О. Ю., Быков А. В., Шилина В. Д., Черняев Д. О. Теоретическое обоснование трехлопастного ротационного питателя. Нива Поволжья. 2022;(2(62)):3002. DOI: https://doi.org/10.36461/NP.2022.62.2.005 EDN: RMJIZI

18. Симанин Н. А., Голубовский В. В. Измерительный преобразователь угловой скорости: пат на полезную модель №188919 Российская Федерация. № 2018147346; заявл. 27.12.2018; опубл. 29.04.2019. Бюл. № 13. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=38146615 EDN: BUJPYK

19. Симанин Н. А., Голубовский В. В. Проектирование элементов и систем автоматического регулирования гидравлических приводов технологического оборудования: монография. Пенза: Пензенский государственный технологический университет, 2015. 180 с.

20. Урекин В. С., Истомина Ю. В. Разработка гидравлических систем автоматического управления приводами технологического оборудования. Инновации технических решений в машиностроении и транспорте: сб. ст. II Всеросс. науч.-техн. конф. для молодых ученых и студентов с международным участием, Пенза, 15–17 апреля 2016 года. Пенза: Пензенская государственная сельскохозяйственная академия, 2016. С. 259–262. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=26518376 EDN WIHVRJ

21. Golubovsky V., Konovalov V., Doncova M. Modeling static characteristics of angular velocity measuring transducer of the "nozzle-damper" type. Journal of Physics: Conference Series. 2020;1614:012084. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1614/1/012084

22. Golubovsky V., Konovalov V., Doncova M. Modelling the force action of a liquid on the shutter of a measuring transducer. E3S Web of Conferences. Key Trends in Transportation Innovation (KTTI 2019). 2020;157:02007. DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202015702007

23. Golubovsky V., Konovalov V., Doncova M. Influence of flapper-nozzle transducer parameters on the flow rate amplification factor. Transportation Research Procedi. 2022;63:853–858. DOI: https://doi.org/10.1016/j.trpro.2022.06.082