Abbiamo costruito un modello di simulazione per valutare sperimentalmente le caratteristiche di flusso della pompa e le prestazioni del gruppo motopompa coassiale monoalbero negli attuatori elettroidrostatici e studiare sperimentalmente l'efficienza complessiva in un'ampia gamma di condizioni di lavoro del gruppo motore-pompa.
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Articolo metodologico
Modellazione e analisi sperimentale del gruppo motore-pompa coassiale monoalbero in attuatori elettroidrostatici
In questo articolo
Sommario
Abstract
Un attuatore elettroidrostatico (EHA) può essere l'alternativa più promettente rispetto ai tradizionali servoattuatori idraulici per la sua elevata densità di potenza, facilità di manutenzione e affidabilità. Come unità di potenza principale che determina le prestazioni e la durata dell'EHA, il gruppo motore-pompa deve possedere contemporaneamente un ampio intervallo di velocità/pressione e un'elevata risposta dinamica.
Questo documento presenta un metodo per testare le prestazioni del gruppo motore-pompa attraverso la simulazione e la sperimentazione. Le caratteristiche di portata sono state definite attraverso la simulazione e l'analisi dell'assemblaggio all'inizio dell'esperimento, portando alla conclusione se la pompa potesse soddisfare i requisiti dell'EHA. Una serie di test delle prestazioni sono stati condotti sul gruppo motore-pompa tramite un banco di prova della pompa nella gamma di velocità di 1.450-9.000 giri / min e nell'intervallo di pressione di 1-30 MPa.
Abbiamo testato l'efficienza complessiva del gruppo motore-pompa in varie condizioni di lavoro dopo aver confermato la coerenza tra i risultati dei test delle caratteristiche di uscita del flusso con i risultati della simulazione. I risultati hanno mostrato che l'assemblaggio ha una maggiore efficienza complessiva quando si lavora a 4.500-7.000 giri / min sotto la pressione di 10-25 MPa e a 2.000-2.500 giri / min sotto 5-15 MPa. Nel complesso, questo metodo può essere utilizzato per determinare in anticipo se il gruppo motore-pompa soddisfa i requisiti di EHA. Inoltre, questo documento propone un metodo di test rapido del gruppo motore-pompa in varie condizioni di lavoro, che potrebbe aiutare a prevedere le prestazioni EHA.
Introduzione
Conosciuto come attuatore tipicamente integrato con alta densità di potenza, l'EHA ha ampie prospettive in settori quali aerospaziale, aviazione, macchine edili e robotica 1,2. L'EHA è costituito principalmente da un servomotore, pompa, cilindro, serbatoio pressurizzato, blocco valvole, valvole di controllo modale, valvole di controllo del modulo e sensori, costituendo un sistema idraulico chiuso altamente integrato, controllato da pompa. Il diagramma schematico e il modello fisico sono mostrati in Figura 1 3,4,5,6,7.....
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Protocollo
1. Simulazione delle caratteristiche di portata della pompa
- Creare il modello di simulazione dell'assieme motore-pompa. Aprire la piattaforma di simulazione AMESim ed entrare in modalità SKETCH .
- Costruire il modello di simulazione per un singolo pistone secondo il modello cinematico matematico e la curva di distribuzione (Figura 3). Incapsulare il modello a pistone singolo come super componente (Figura 4).
NOTA: Il modello cinematico matematico principale del pistone (Eq (1)) produce:
- Costruire il modello di simulazione per un singolo pistone secondo il modello cinematico matematico e la curva di distribuzione (Figura 3). Incapsulare il modello a pistone singolo come super componente (Figura 4).
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Risultati
Il risultato della simulazione del flusso di scarico (figura 10A) ha indicato che il flusso di scarico è leggermente diminuito con l'aumento della pressione di carico quando la velocità era costante. Inoltre, la portata in uscita aumenta linearmente con l'aumentare della velocità quando la pressione è costante, a giudicare dalla stessa larghezza del nastro. Per valutare direttamente le prestazioni del gruppo motore-pompa in diverse condizioni di lavoro, abbiamo tracciato il suo diagramma di .......
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Discussione
Quando si eseguono queste fasi sperimentali, è importante assicurarsi che i punti di misurazione della pressione siano abbastanza vicini alla porta dell'olio della pompa, il che influenzerebbe notevolmente i risultati sperimentali. Inoltre, prestare attenzione alla pressione della porta di ingresso del gruppo motopompa per garantire che non esista cavitazione, specialmente in condizioni di lavoro ad alta velocità.
Questo metodo consente una regolazione dinamica della pressione di alimentazione.......
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Dichiarazioni
Gli autori dichiarano di non avere conflitti di interesse.
Ringraziamenti
Questo lavoro è stato supportato dal Chinese Civil Aircraft Project [No. MJ-2017-S49] e dalla China Postdoctoral Science Foundation [No.2021M700331].
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Piattaforma di simulazione AmeSim | Siemens | Amesim 16 | |
| Scheda DAQ | Advantech | PCI1710 | |
| Misuratore di portata | KRACHT | VC0.04E1RS, 0,02-4 L/min | |
| Misuratore di portata | KRACHT | VC0.4E1RS, 0,2-40 L/min | |
| Computer industriale | Advantech | 610H | |
| Motore di alimentazione dell'olio | Siemens | 1TL0001-1BB23-3JA5 | |
| Pompa di alimentazione dell'olio | Kangbaishi | P222RF01DT | |
| OriginPro | OriginLab Corporation | OriginPro 2021 (64 bit) 9.8.0.200 | |
| Sensore di pressione | Feejoy | PI131G(0-5 MPA)F4MCAH5C | |
| Valvola di massima pressione | idraulica Huade | DBE10-30B/50YV | |
| Valvola | di massima pressione proporzionaleMotore mandrino idraulico | Huade DBE10-30B/315YV | |
| HAOZHI | DGZX-18020 / 22A2-KFHWVJLS | Velocità massima: 18.000 giri/min; Potenza: 22 kW | |
| Sensore di temperatura | Feejoy | TI-A42M1A180/30+F1 |
Riferimenti
- Yu, B., Wu, S., Jiao, Z., Shang, Y. Multi-objective optimization design of an electrohydrostatic actuator based on a particle swarm optimization algorithm and an analytic hierarchy process. Energies. 11 (9), 2426(2018).
- Chao, Q., et al.
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Ristampe e permessi
