हमने इलेक्ट्रोहाइड्रोस्टैटिक एक्ट्यूएटर में एकल-शाफ्ट समाक्षीय मोटर-पंप असेंबली के पंप प्रवाह विशेषताओं और प्रदर्शन का मूल्यांकन करने और प्रयोगात्मक रूप से मोटर-पंप असेंबली की कामकाजी स्थितियों के एक विस्तृत सेट में समग्र दक्षता की जांच करने के लिए एक सिमुलेशन मॉडल बनाया।
एक इलेक्ट्रोहाइड्रोस्टैटिक एक्ट्यूएटर (ईएचए) अपने उच्च शक्ति घनत्व, रखरखाव में आसानी और विश्वसनीयता के लिए पारंपरिक हाइड्रोलिक सर्वो एक्ट्यूएटर की तुलना में सबसे आशाजनक विकल्प हो सकता है। कोर पावर यूनिट के रूप में जो ईएचए के प्रदर्शन और सेवा जीवन को निर्धारित करता है, मोटर-पंप असेंबली में एक साथ एक विस्तृत गति / दबाव सीमा और एक उच्च गतिशील प्रतिक्रिया होनी चाहिए।
यह पेपर सिमुलेशन और प्रयोग के माध्यम से मोटर-पंप असेंबली के प्रदर्शन का परीक्षण करने के लिए एक विधि प्रस्तुत करता है। प्रयोग की शुरुआत में असेंबली के सिमुलेशन और विश्लेषण के माध्यम से प्रवाह आउटपुट विशेषताओं को परिभाषित किया गया था, जिससे यह निष्कर्ष निकला कि क्या पंप ईएचए की आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है। 1,450-9,000 आरपीएम की गति सीमा और 1-30 एमपीए की दबाव सीमा में पंप परीक्षण बेंच के माध्यम से मोटर-पंप असेंबली पर प्रदर्शन परीक्षणों की एक श्रृंखला आयोजित की गई थी।
हमने सिमुलेशन परिणामों के साथ प्रवाह आउटपुट विशेषताओं के परीक्षण परिणामों के बीच स्थिरता की पुष्टि करने के बाद विभिन्न कामकाजी परिस्थितियों के तहत मोटर-पंप असेंबली की समग्र दक्षता का परीक्षण किया। परिणामों से पता चला है कि 10-25 एमपीए के दबाव में 4,500-7,000 आरपीएम पर और 5-15 एमपीए के तहत 2,000-2,500 आरपीएम पर काम करने पर विधानसभा की समग्र दक्षता अधिक होती है। कुल मिलाकर, इस विधि का उपयोग अग्रिम रूप से यह निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है कि मोटर-पंप असेंबली ईएचए की आवश्यकताओं को पूरा करती है या नहीं। इसके अलावा, यह पेपर विभिन्न कामकाजी परिस्थितियों में मोटर-पंप असेंबली की एक त्वरित परीक्षण विधि का प्रस्ताव करता है, जो ईएचए प्रदर्शन की भविष्यवाणी करने में सहायता कर सकता है।
उच्च शक्ति घनत्व के साथ आम तौर पर एकीकृत एक्ट्यूएटर के रूप में जाना जाता है, ईएचए में एयरोस्पेस, विमानन, निर्माण मशीनरी और रोबोटिक्स 1,2 जैसे क्षेत्रों में व्यापक संभावनाएं हैं। ईएचए में मुख्य रूप से एक सर्वो मोटर, पंप, सिलेंडर, दबाव वाले जलाशय, वाल्व ब्लॉक, मोड कंट्रोल वाल्व, मॉड्यूल नियंत्रण वाल्व और सेंसर होते हैं, जो एक अत्यधिक एकीकृत, पंप-नियंत्रित, बंद हाइड्रोलिक सिस्टम का गठन करते हैं। योजनाबद्ध आरेख और भौतिक मॉडल चित्र 1 3,4,5,6,7 में दिखाए गए हैं। मोटर-पंप असेंबली कोर पावर और नियंत्रण घटक है, और यह ईएचए 7 के स्थिर और गतिशील प्रदर्शन को निर्धारित करताहै।
पारंपरिक मोटर-पंप असेंबली में एक अलग मोटर और पंप होता है, जिसकी शाफ्ट एक शाफ्ट युग्मन8 से जुड़ी होती है। इस संरचना का ईएचए के प्रदर्शन और जीवन पर महत्वपूर्ण नकारात्मक प्रभाव पड़ता है। सबसे पहले, मोटर और पंप दोनों संयोजन सटीकता के कारण अपेक्षाकृत बड़े कंपन को सहन करेंगे, खासकर उच्च गति5 पर। कंपन न केवल पंप की आउटपुट विशेषताओं को प्रभावित करेगा, बल्कि पंप में घर्षण इंटरफेस के पहनने में भी तेजी लाएगा, जिससे मोटर-पंप असेंबली9 की विफलता होगी। दूसरा, पंप के शाफ्ट सिरों पर सीलिंग सेट की जानी चाहिए, जो मौलिक रूप से रिसाव को रोक नहीं सकती है। इस बीच, मोटर-पंप असेंबली की यांत्रिक दक्षता बढ़ते घर्षण प्रतिरोध10 के साथ कम हो जाती है। तीसरा, मोटर-पंप असेंबली के लगातार रिवर्सिंग से युग्मन के पहनने में तेजी आएगी और थकान फ्रैक्चर की संभावना बढ़ जाएगी, जिससे ईएचए11,12 की सिस्टम विश्वसनीयता कम हो जाएगी।
इस प्रकार, इन कमियों से बचने के लिए एक साझा आवास के भीतर एक एकल-शाफ्ट समाक्षीय मोटर-पंप असेंबली विकसित की गई थी। संरचना चित्र 2 में दिखाया गया है। इस घटक में एक नो-कपलिंग डिज़ाइन अपनाया जाता है, जो एक साथ गतिशील प्रदर्शन और मोटर और पंप की स्नेहन स्थिति को बढ़ा सकता है। यह एकल-शाफ्ट समाक्षीय डिजाइन दो रोटर के संरेखण को सुनिश्चित करता है और उच्च गति की स्थिति में गतिशील संतुलन में सुधार करता है। इसके अलावा, साझा आवास मौलिक रूप से शाफ्ट एंड रिसाव को समाप्त करता है।
ईएचए मोटर-पंप असेंबली की आउटपुट विशेषताओं का परीक्षण ईएचए प्रदर्शन के अनुकूलन और सुधार के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। हालांकि, मोटर-पंप असेंबली के प्रदर्शन परीक्षण पर अपेक्षाकृत कम अध्ययन हैं, खासकर ईएचए के लिए। इसलिए, हमने सिमुलेशन और प्रयोगों के संयोजन की एक परीक्षण विधि आयोजित की। यह विधि परिचालन स्थितियों की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ मोटर-पंप असेंबली के परीक्षण के लिए उपयुक्त है, विशेष रूप से ईएचए पंप।
दो मुख्य चुनौतियां हैं: पहला मोटर-पंप की आउटपुट प्रवाह विशेषताओं का विश्लेषण करने और मोटर-पंप असेंबली के इष्टतम डिजाइन के लिए सहायता प्रदान करने के लिए एक सटीक सिमुलेशन मॉडल बनाना है। हमने पदानुक्रमित मॉडलिंग के माध्यम से मोटर-पंप असेंबली का एक सिमुलेशन मॉडल स्थापित किया है और विभिन्न मापदंडों को बदलकर आउटपुट प्रवाह के सिमुलेशन विश्लेषण को महसूस किया है। दूसरा उच्च गति के कारण परीक्षण तत्व का गुहिकायन है, जो सबसे महत्वपूर्ण पहलू है जो इसे साधारण पंपों से अलग करता है। इसलिए, हमने विभिन्न कामकाजी परिस्थितियों में परीक्षण का एहसास करने के लिए परीक्षण प्रणाली को डिजाइन करते समय तेल आपूर्ति प्रणाली के डिजाइन पर अधिक ध्यान केंद्रित किया।
इस प्रोटोकॉल में, शुरू में पंप प्रवाह विशेषताओं को अनुकरण करने के लिए एक आयामी सिमुलेशन मॉडल स्थापित किया गया था, यह देखते हुए कि पंप प्रवाह विशेषताएं ईएचए की आवश्यकताओं को पूरा करती हैं या नहीं। फिर, प्रवाह विशेषताओं और समग्र दक्षता को प्रयोगात्मक रूप से एक समर्पित परीक्षण बेंच पर परीक्षण किया गया था, समग्र दक्षता मानचित्र प्राप्त किया गया था जिसे सिमुलेशन द्वारा सटीक रूप से अनुकरण नहीं किया जा सकता है। अंत में, सिमुलेशन परिणामों की सटीकता को सत्यापित करने के लिए पंप प्रवाह विशेषताओं की तुलना प्रयोगात्मक परिणामों के साथ की गई थी। इस बीच, एकल-शाफ्ट समाक्षीय मोटर-पंप असेंबली के प्रदर्शन का मूल्यांकन करने के लिए समग्र दक्षता मानचित्र प्राप्त किया गया था।
इन प्रयोगात्मक चरणों का संचालन करते समय, यह सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है कि दबाव मापने वाले बिंदु पंप के तेल बंदरगाह के काफी करीब हैं, जो प्रयोगात्मक परिणामों को बहुत प्रभावित करेगा। इसके अलावा, मोटर-?…
The authors have nothing to disclose.
इस काम को चीनी नागरिक विमान परियोजना [संख्या एमजे-2017-एस 49] और चीन पोस्टडॉक्टरल साइंस फाउंडेशन [संख्या 2021 एम 700331] द्वारा समर्थित किया गया था।
AmeSim simulation platform | Siemens | Amesim 16 | |
DAQ card | Advantech | PCI1710 | |
Flowmeter | KRACHT | VC0.04E1RS, 0.02-4 L/min | |
Flowmeter | KRACHT | VC0.4E1RS, 0.2-40 L/min | |
Industrial Computer | Advantech | 610H | |
Oil supply motor | Siemens | 1TL0001-1BB23-3JA5 | |
Oil supply pump | Kangbaishi | P222RF01DT | |
OriginPro | OriginLab Corporation | OriginPro 2021 (64-bit) 9.8.0.200 | |
Pressure sensor | Feejoy | PI131G(0-5 MPA)F4MCAH5C | |
Proportional relief valve | Huade hydraulic | DBE10-30B/50YV | |
Proportional relief valve | Huade hydraulic | DBE10-30B/315YV | |
Spindle motor | HAOZHI | DGZX-18020 / 22A2-KFHWVJLS | Max speed: 18,000 rpm; Power: 22 kW |
Temperature sensor | Feejoy | TI-A42M1A180/30+F1 |