розділ 2) є вузол з'єднання повзуна (якоря) зі штоком, то основна частина розроблених мір була спрямована на вдосконалювання цього вузла.
Заходи, ефект від впровадження яких було складно оцінити аналітичними методами, були піддані експериментальній перевірці на натурних моделях ЕМК.
6.2. Рекомендації з вдосконалення конструкцій приводів ЕМК
Заходи щодо зниження енергії ударного імпульсу, переданого елементами рухомої системи привода ДШВ.
Кінематичний ланцюжок рухомої системи, що передає виконавче зусилля на запірний орган клапана, можна представити схемою, наведеною на рис. 6.4.
При відкритті клапана зусилля від електромагнітних сил викликає імпульсне переміщення повзуна 1 на ході h і його наступне контактування із стопорною шайбою 2 і штоком 3. Циклічне прикладення ударних навантажень призводить до інтенсивного нагромадження ушкоджень в елементах РС привода.
Рис. 6.4. Схема кінематичного ланцюжка привода ДШВ, що передає виконавче зусилля:
1 - повзун (якір); 2 - шайба стопорна; 3 - шток; 4 - запірний орган
Основні з них:
1. Пластична деформація головки штока й шайби стопорної, що призводить до зміни їхніх початкових форм.
Це призводить до зміни взаємного положення () штока й повзуна. У результаті цих змін зменшується хід клапана й відповідно зростає гідроопір проточної частини. Схема цих змін показана на рис. 6.5.
Рис. 6.5. Формозміна головки штока й стопорної шайби:
с' - зміна положення штоку внаслідок формозміни голівки штоку та шайби стопорної; c'' - зміна положення штоку внаслідок руйнування поверхні повзуна; с - сумарна зміна положення штоку відносно повзуна (с= с'+ c')
2. Наклеп і наступне втомне викришування матеріалу повзуна в зоні його контакту із шайбою стопорною. У результаті цього процесу хід клапана зменшується на величину (див. рис. 6.5).
3. Нагромадження мікроушкоджень в об'ємі конструкційного матеріалу штока в зоні концентратора напруження (зміна діаметра штока при переході від шийки до головки штока).
За інших рівних умов швидкість згаданих негативних змін визначається інтенсивністю ударних впливів, тобто енергія ударного імпульсу викликає оборотні й необоротні зміни в елементах рухомої системи.
У розглянутому випадку основна частина енергії ударного імпульсу витрачається на пластичні деформації. Особливість останніх полягає в тому, що вони накопичуються в матеріалі деталі з кожним наступним циклом спрацьовування ЕМК. Пружні деформації при розвантаженні зникають, а енергія розсіюється у вигляді тепла або коливань системи.
Слід відзначити, що значну частину енергії ударного імпульсу можна відволікти від руйнівних процесів, якщо на вхід кінематичного ланцюжка рухомої системи встановити елемент із малою жорсткістю. При передачі виконавчого зусилля цей елемент повинен пружно деформуватись. Введення в кінематичний ланцюжок рухомої системи демпфіруючого елемента повинно істотно знизити швидкість негативних змін технічного стану привода, а отже, - збільшити рівень його безвідмовності.
Експериментальна перевірка ефективності розглянутої пропозиції була проведена на штатному ЕМП типу ДШВ УФ 098190, ЕМК УФ 96414-010.
Серед результатів виконаної роботи слід зазначити наступне.
1) Незначно знизилася швидкодія ЕМК. Збільшення часу відкриття і часу закриття ЕМК наведено в табл. 6.2.
Таблиця 6.2
Час спрацьовування ЕМК УФ 96414-010 у штатному виконанні
й після установки пристрою демпфірування
Наробіток у циклахЧас відкриття , мсЧас закриття , мсШтатне
виконанняВиконання
з ДПШтатне
виконанняВиконання
з ДП032,544,536,346,2500031,543,436,047,41000029,536,441,045,4
2) Істотно збільшився наробіток ЕМК УФ 96414-010 до втомного руйнування штока, що підтверджено результатами проведених експериментальних досліджень.
При випробуваннях 5 зразків ЕМК у штатному виконанні зі штоком зі сплаву 08Х18Н10Т були отримані наступні значення наробітку до відмови : 6500 ц, 6500 ц, 10000 ц, 12000 ц, 20000 ц.
В тих же умовах були випробувані 2 зразки виробу УФ 96414-010, всі відмінності яких від виробів першої групи полягали тільки в тім, що їхня рухома система мала пристрої демпфірування. Випробування були припинені після досягнення рубежу 1000000 спрацьовувань. Протягом цього періоду істотних змін технічного стану виробів виявлено не було. За результатами розбирання після випробувань не було виявлено істотних змін стану деталей рухомої системи, у тому числі не спостерігалися формозміни головки штока, характерні для приводів штатного виконання. На рис. 6.6 показаний стан головки штока зі сплаву 08Х18Н10Т виробу УФ 96414-010 у штатному виконанні після наробітку 20000 ц і стан штока з того ж матеріалу (у рухому систему уведене пристрій демпфірування) після наробітку 1000000 циклів.
а б
Рис. 6.6. Вид головки штока привода ДШВ після впливу ресурсних навантажень:
а) рухома система привода без пристрою демпфірування, наробіток - 20000 ц;
б) рухома система привода із пристроєм демпфірування, наробіток - 1000000 ц
Залежно від умов застосування ЕМК, зокрема, параметрів і властивостей робочого середовища, температурних режимів функціонування тощо пристрої демпфірування можуть мати різні виконання (рис. 6.7). Як демпферні елементи, можуть бути використані плоскі прокладки з еластичного матеріалу (гуми, поліуретану й т.д.) (рис. 6.7, а), стандартні гумові кільця (рис. 6.7, б), металеві пружини (рис. 6.7, в).
а б в Рис. 6.7. Варіанти виконань пристроїв демпфірування РС ЕМП
В пристроях демпфірування як демпферні елементи були використані плоскі прокладки товщиною з гуми ИРП-1338. Пропозицію захищено патентом України на корисну модель № 17984 від 03.05.2006 р.
Заходи щодо зниження рівня динамічних напружень в елементах рухомої системи привода ДШВ.
З використанням метода кінцевих елементів (див. розділ