Гидропривод механизма хода погрузочной машины 2ПНБ2Б. Постановка задачи и исследования

1.

Южно-Российский государственный политехнический
университет имени М.И. Платова
Кафедра «МЕХАТРОНИКА И
ГИДРОПНЕВМОАВТОМАТИКА»
Мадатов Эдуард Вячеславович
Бакалаврская работа на тему:
«Гидропривод механизма хода
погрузочной машины 2ПНБ2Б»
Направление подготовки: 13.03.03 «Энергетическое машиностроение»
Научный руководитель:
доцент, кандидат технических наук Кондрашев Валерий Леонидович
Новочеркасск, 2023

2.

Кафедра «МЕХАТРОНИКА И
ГИДРОПНЕВМОАВТОМАТИКА»
Слайд 2
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
Основной целью и задачей представленной
бакалаврской работы исследование гидропривода
хода шахтной погрузочной машины 2ПНБ2Б. Также
должны быть разработаны математическая модель,
алгоритм и программа расчета
гидравлической
системы 2ПНБ2Б. Необходимо произвести расчет
регулятора мощности регулируемого насоса и
доказать желательность замены штатного насоса на
более современный насос. Нужно произвести
исследование
динамических
характеристик
гидропривода в реальных условиях эксплуатации.

3.

Кафедра «МЕХАТРОНИКА И
ГИДРОПНЕВМОАВТОМАТИКА»
Слайд 3
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Объектом исследования является гидравлическая система погрузочной машины 2ПНБ2Б
Общий вид погрузочной машины 2ПНБ2Б

4.

Кафедра «МЕХАТРОНИКА И
ГИДРОПНЕВМОАВТОМАТИКА»
Слайд 4
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Объектом исследования является гидравлическая система погрузочной машины 2ПНБ2Б
Принципиальная схема гидравлической системы погрузочной машины 2ПНБ2Б

5.

Кафедра «МЕХАТРОНИКА И
ГИДРОПНЕВМОАВТОМАТИКА»
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Сдвоенный насос аксиально-поршневой регулируемый 223.25
Слайд 5

6.

Кафедра «МЕХАТРОНИКА И
ГИДРОПНЕВМОАВТОМАТИКА»
ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
Регулятор мощности сдвоенного насоса 323.25
Слайд 6

7.

Кафедра «МЕХАТРОНИКА И
ГИДРОПНЕВМОАВТОМАТИКА»
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ
Блок-схема алгоритма расчета усилия нагружения Fнаг
Слайд 7

8.

Кафедра «МЕХАТРОНИКА И
ГИДРОПНЕВМОАВТОМАТИКА»
Слайд 8
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ
V, м/с
X, м
Динамические характеристики гидропривода хода погрузочной машины 2ПНБ2Б
t, с
Зависимости скорости и пути погрузочной машины во времени при
нагрузке на ковше до 80 кН

9.

Кафедра «МЕХАТРОНИКА И
ГИДРОПНЕВМОАВТОМАТИКА»
Слайд 9
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ
Динамические характеристики гидропривода хода 2ПНБ2Б
Qн, м3/с
t, с
Изменение подачи насоса во времени при нагрузке на ковше до 80 кН

10.

Кафедра «МЕХАТРОНИКА И
ГИДРОПНЕВМОАВТОМАТИКА»
Слайд 10
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ
Динамические характеристики гидропривода хода 2ПНБ2Б
φ,
рад
t, с
Изменение угла поворота вала насоса во времени при нагрузке на ковше до 80 кН

11.

Кафедра «МЕХАТРОНИКА И
ГИДРОПНЕВМОАВТОМАТИКА»
Слайд 11
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ
Динамические характеристики гидропривода хода 2ПНБ2Б
Fнаг,
Н
t, с
Циклограмма нагрузки на ковше (вариант №1 – до 80 кН)

12.

Кафедра «МЕХАТРОНИКА И
ГИДРОПНЕВМОАВТОМАТИКА»
Слайд 12
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ
Динамические характеристики гидропривода хода 2ПНБ2Б
pн, p1, p3,
МПа
t, с
Изменение давлений на насосе (pн) и гидромоторах (p1 и p3)
во времени при нагрузке на ковше до 80 кН

13.

Кафедра «МЕХАТРОНИКА И
ГИДРОПНЕВМОАВТОМАТИКА»
Слайд 13
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ
Динамические характеристики гидропривода хода 2ПНБ2Б
ωн, ωг,
рад/с
t, с
Изменение угловых скоростей насоса (ωн) и гидромоторов (ωг) во времени при
нагрузке на ковше до 80 кН

14.

Кафедра «МЕХАТРОНИКА И
ГИДРОПНЕВМОАВТОМАТИКА»
Слайд 14
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ
Динамические характеристики гидропривода хода 2ПНБ2Б
V, м/с
X, м
t, с
Зависимости скорости и пути погрузочной машины во времени при нагрузке на
ковше до 100 кН

15.

Кафедра «МЕХАТРОНИКА И
ГИДРОПНЕВМОАВТОМАТИКА»
Слайд 15
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ
Динамические характеристики гидропривода хода 2ПНБ2Б
Qн, м3/с
t, с
Изменение подачи насоса во времени при нагрузке на ковше до 100 кН

16.

Кафедра «МЕХАТРОНИКА И
ГИДРОПНЕВМОАВТОМАТИКА»
Слайд 16
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ
Динамические характеристики гидропривода хода 2ПНБ2Б
φ,
рад
t, с
Изменение угла поворота вала насоса во времени при нагрузке на ковше до 100 кН

17.

Кафедра «МЕХАТРОНИКА И
ГИДРОПНЕВМОАВТОМАТИКА»
Слайд 17
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ
Динамические характеристики гидропривода хода 2ПНБ2Б
Fнаг, Н
t, с
Циклограмма нагрузки на ковше (вариант №2 – до 100 кН)

18.

Кафедра «МЕХАТРОНИКА И
ГИДРОПНЕВМОАВТОМАТИКА»
Слайд 18
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ
Динамические характеристики гидропривода хода 2ПНБ2Б
pн, p1, p3,
МПа
t, с
Изменение давлений на насосе (pн) и гидромоторах (p1 и p3)
во времени при нагрузке на ковше до 100 кН

19.

Кафедра «МЕХАТРОНИКА И
ГИДРОПНЕВМОАВТОМАТИКА»
Слайд 19
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ
Динамические характеристики гидропривода хода 2ПНБ2Б
ωн, ωг,
рад/с
t, с
Изменение угловых скоростей насоса (ωн) и гидромоторов (ωг) во времени при
нагрузке на ковше до 100 кН

20.

Кафедра «МЕХАТРОНИКА И
ГИДРОПНЕВМОАВТОМАТИКА»
Слайд 20
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В выпускной квалификационной работе рассмотрен гидропривод шахтной погрузочной машины
типа 2ПНБ2Б.
При этом проанализирована технология эксплуатации погрузочной машины, работа и
особенности гидравлической системы, рассмотрены пути оптимизации для повышения
эффективности ее использования для выполнения различных функций.
Произведены статические расчеты гидроприводов механизма передвижения (вращательного
движения) и рабочего оборудования (поступательного движения).
Выполнен расчет регулятора мощности насоса 323.25, результатом которого явилось
предложение замены насоса 223.25 на более эффективный насос 323.25.
В исследовательской части составлена математическая модель, алгоритм расчета и
программное обеспечение работы 2ПНБ2Б в условиях горного забоя. При этом произведено
математическое моделирование гидропривода рассматриваемой машины с достаточно высокой
степенью детализации, а также при ее работе в разных технологических условиях забоя.
Анализ значений давлений на насосе показывает, что своего максимума (Рн = 32МПа) в
момент разгона гидромотора давление не достигает. Максимальное давление на насосе при
рабочем процессе не превышает 22,5 МПа, хотя насос способен создавать давление до 32 МПа.
С точки зрения повышения эффективности его работы за счет регулятора мощности усилие
сопротивления нагрузки может быть увеличено.
В разделе безопасность жизнедеятельности выполнен анализ опасностей и вредностей
возникающих при эксплуатации погрузочной машины. Отражены меры безопасности при работе с
2ПНБ2Б и общие требования безопасности к эксплуатации погрузочной машины.