Аннотация
Развитие современного производства невозможно без создания испытательной базы для выпускаемых изделий. Одним из наиболее ответственных испытаний, определяющих надежность и срок службы, является проверка на стойкость к механическим воздействиям. Эти испытания проводятся для изделий наземного, морского и воздушного базирования, космической техники и техники специального назначения. Наиболее сложными являются испытания для устройств, имеющих большую массу и габариты. Единственным эффективным оборудованием в этих случаях могут быть только мощные следящие гидроприводы (СГП), способные создавать ударные и вибрационные нагрузки, имитирующие условия транспортировки и эксплуатации. Основу СГП составляют электрогидравлические усилители мощности (ЭГУМ) – устройства, соединяющие в себе электромеханический привод (ЭМП) и золотниковый распределитель (ЗР). ЭМП является наиболее ответственным элементом системы. Он работает в тяжелых эксплуатационных условиях с большими токовыми нагрузками и частотами. Это закрытое устройство от попадания твердых тел и влаги, имеющее малый объем. По этим причинам отвод тепловых потерь представляет собой сложную задачу. Цель исследования: предложить и обосновать эффективную систему охлаждения для ЭМП. Методы: в статье предлагается двухконтурная система воздушного охлаждения. Для анализа предложенного решения применен метод эквивалентных схем замещения для аэродинамической цепи и теплового анализа. Результаты: расчеты показали эффективность двухконтурной системы воздушного охлаждения. При увеличении потерь до 250 Вт нагрев обмотки якоря не превысил класса нагревостойкости изоляции H, температура постоянных магнитов не превысила рабочую температуру для материала неодим-железо-бор. Практическая значимость: применение двухконтурной системы воздушного охлаждения не приведет к существенному изменению конструкции ЭГУМ. Увеличение габаритов для ЭГУМ не является существенным фактором, при этом расширяется диапазон эксплуатационных режимов, повышается надежность и срок службы устройства. Данное решение можно рекомендовать для мощностного ряда ЭГУМ.
Ключевые слова
следящий гидропривод, электрогидравлический усилитель мощности, электромеханический привод, двухконтурная система воздушного охлаждения, эквивалентная схема замещения, аэродинамическое сопротивление, тепловое сопротивление
1. Ардашев Д.В., Жуков А.С. Технологические особенности изготовления высокоточной золотниковой пары // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение. 2024. Т. 24. № 3. C. 38-52. doi: 10.14529/engin240304
2. Ardashev D.V., Zhukov A.S. Technological Features of Manufacturing a High Precision Spool Pair // Proceedings of the 10th International Conference on Industrial Engineering (ICIE 2024). Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, Cham. 2024. Pp. 555-568. doi: 10.1007/978-3-031-65870-9_51
3. Effect of tool wear and variable friction coefficient on cutting force / J. Kuai, Y. Duan, X. Li, S. Liu, D.V. Ardashev / Optics and Precision Engineering. 2024. Vol. 32. No. 14. Pp. 2211-2224. doi: 10.37188/OPE.20243214.2211
4. Requirements Definition, Modeling, and Simulation of Control Units of an Electrohydraulic Power Amplifier / A. Baturin, D.V. Ardashev, H. Abbasova // Advances in Science and Technology. 2024. Vol. 148. Pp. 179-186. doi: 10.4028/p-c1JZF9
5. The Development and Study of an Electromechanical Converter for an Electro-Hydraulic Power Amplifier of a Servo-Hydraulic Drive / S.A. Gandzha, N. Neustroev, A. Sogrin, D. Korobatov, D.V. Ardashev, R. Dadashov // Advances in Science and Technology. 2024. Vol. 148. Pp. 163-178. doi: 10.4028/p-6hcdrD
6. Лифанов В.А. Расчет электрических машин малой мощности с возбуждением от постоянных магнитов: учеб. пособие. Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2010. 164 с.
7. Проектирование электрических машин / Копылов И.П., Клоков Б.К., Морозкин В.П., Токарев Б.Ф. М.: Высшая школа, 2005. 767 с.
8. Вольдек А.И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1979. 832 с.
9. Пат. 222690 Российская Федерация, МПК F15B 13/044. Электромеханический преобразователь электрогидравлического усилителя / Бодров В.В., Багаутдинов Р.М., Багаутдинов А.Р., Суворов К.В., Ардашев Д.В., Неустроев Н.И., Согрин А.И., Ганджа С.А., Коробатов Д.В.; заявитель: ООО «Уральский инжиниринговый центр». №2023126530, заявл. 17.10.2023, опубл. 16.01.2024.
10. Shuai Wu, Zongxia Jiang, Rui Zhahg,Juntao Ju, Chin-Yin Chen. Development of a Direct-Drive Servo Valve with High-Frequency Voice Coil Motor and Advanced Digital Controller. June 2014 IEEE/ASME Transactions on Mechatronics. 2013. 19(3):932-942. doi:10.1109/TMECH.2013.2264218
11. Сибикин Ю.Д. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха: учеб. пособие. М.: Издательский центр «Академия», 2007. https://djvu.online/file/ATAAqr1PAPPhT
12. Зеликов В.В. Справочник инженера по отоплению, вентиляции и кондиционированию. М.: Инфра-Инженерия, 2013. https://djvu.online/file/iE1J7nDWWhdZn
13. Аэродинамика и самолетостроение: учеб. пособие / [В.В. Бирюк и др. Самара: Изд-во Самарского университета, 2018. 180 с.: ил. ISBN 978-5-7883-1343-6 https://repo.ssau.ru/handle/Uchebnye-izdaniya/Aerodinamika-i-samoletostroenie-Elektronnyi-resurs-ucheb-posobie-73313
14. Типы охлаждения электродвигателей. https://el-dv.com/electrodvigateli-statiy/tipy-ohlazhdeniya-elektrodvigatelej (дата обращения 10.02.2025)
15. Охлаждение промышленных электродвигателей. https://www.ttaars.ru/news/oxlazhdenie-promyishlennyix-elektrodvigatelej (дата обращения 10.02.2025)
16. Казаков В.Г., Луканин П.В., Смирнова О.С. Эксергетические методы оценки эффективности теплотехнологических установок: учеб. пособие. СПб.: Санкт-Петербургский государственный технологический университет растительных полимеров, 2013. 63 с.: ил. ISBN: 978-5-91646-051-3. https://nizrp.narod.ru/metod/kpte/2.pdf
17. Тепловой расчёт с помощью тепловых схем замещения. https://studfile.net/preview/16568105/page:28 (дата обращения 10.02.2025)
18. Детализированные тепловые схемы замещения бесконтактных двигателей с возбуждением от постоянных магнитов / А.Н. Анненков, С.С. Акимов, В.Д. Волков, О.В. Родионов // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2012. Т. 7. №12-3. С. 19-22. https://cyberleninka.ru/article/n/detalizirovannye-teplovye-shemyzamescheniya-beskontaktnyh-dvigateley-s-vozbuzhdeniem-ot-postoyannyh-magnitov/viewer
Ганджа Д.С., Ардашев Д.В. Разработка двухконтурной системы охлаждения электромеханического привода электрогидравлического усилителя мощности // Электротехнические системы и комплексы. 2025. № 1(66). С. 25-31. https://doi.org/10.18503/2311-8318-2025-1(66)-25-31