BADANIA LABORATORYJNE ZMODERNIZOWANEGO REGULATORA PRZEPŁYWU 2FRM-16 STOSOWANEGO W PRZEMYŚLE



Podobne dokumenty
WYDZIAŁ MECHANICZNY Katedra Budowy i Eksploatacji Maszyn specjalność: konstrukcja i eksploatacja maszyn i pojazdów

Wyznaczanie charakterystyk statycznych dwudrogowego regulatora przepływu i elementów dławiących

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych. Sterowanie odbiornikiem hydraulicznym z rozdzielaczem typu Load-sensing

Zajęcia laboratoryjne

Zajęcia laboratoryjne

Ćwiczenie Nr 2. Temat: Zaprojektowanie i praktyczna realizacja prostych hydraulicznych układów sterujących i napędów

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych Napęd hydrauliczny

Zajęcia laboratoryjne

Zajęcia laboratoryjne

Zajęcia laboratoryjne

symbol graficzny Kierunek przepływu i oznaczenie czynnika hydraulicznego Kierunek przepływu i oznaczenie czynnika pneumatycznego

Ćwiczenia laboratoryjne z przedmiotu : Napędy Elektryczne, Hydrauliczne i Pneumatyczne

symbol graficzny kierunek przepływu i oznaczenie czynnika hydraulicznego kierunek przepływu i oznaczenie czynnika pneumatycznego

Zajęcia laboratoryjne Napęd Hydrauliczny

Zawór hamujący sterowany typ UZPHE6

1. Wstęp. 2. Rozdzielacze hydrauliczne. 3. Przegląd rozwiązań konstrukcyjnych. 4. Obliczenia hydrauliczne przyjętego rozwiązania.

Laboratorium. Hydrostatyczne Układy Napędowe

Urządzenia nastawcze

Załącznik 1. Obejmuje zdjęcia wykonanych stanowisk i pomocy dydaktycznych do laboratorium Specjalnych Metod Odlewania

Uniwersalne elektrohydrauliczne stanowisko dydaktyczno-badawcze

SYSTEMY STEROWANIA APARATURĄ POMIAROWĄ BAZUJĄCE NA MAGISTRALI CAN

Technote. Frese STBV FODRV DN15 - DN300 Statyczne zawory równoważące ze zintegrowaną kryzą pomiarową. Opis. Zastosowanie. Działanie. Zalety.

Frese STBV VODRV DN15 - DN500 Statyczne zawory równoważące z króćcami pomiarowymi

BADANIA EKSPERYMENTALNE ZAWORU CIŚNIENIOWEGO O ZMODYFIKOWANEJ KONSTRUKCJI

Temat /6/: DYNAMIKA UKŁADÓW HYDRAULICZNYCH. WIADOMOŚCI PODSTAWOWE.

Zajęcia laboratoryjne

Technote. Frese STBV FODRV DN15 - DN300 Statyczne zawory równoważące ze zintegrowaną kryzą pomiarową. Opis. Zastosowanie. Działanie. Zalety.

Frese STBV VODRV DN15 - DN500 Statyczne zawory równoważące z króćcami pomiarowymi

dr inż. Piotr Pawełko / Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia patrz punkt 6!!!

Zawór redukcyjny warstwowy typ UZRC6

Zawór redukcyjny warstwowy typ UZRC6

Praca dyplomowa inżynierska

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych. Układy rewersyjne

Wyznaczanie charakterystyk statycznych zaworu przelewowego i redukcyjnego

II. STEROWANIE I REGULACJA AUTOMATYCZNA

WYDZIAŁ MECHANICZNY Katedra Budowy i Eksploatacji Maszyn specjalność: konstrukcja i eksploatacja maszyn i pojazdów

PODSTAWY AUTOMATYKI IV. URZĄDZENIA GRZEJNE W UKŁADACH AUTOMATYCZNEJ REGULACJI

Podwójny zawór hamujący sterowany typ 2UZPHE6

Sterowanie odbiornikiem hydraulicznym z rozdzielaczem proporcjonalnym

INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA ZAKŁAD GEOINŻYNIERII I REKULTYWACJI ĆWICZENIE NR 4 OKREŚLENIE WSPÓŁCZYNNIKA STRAT LOEKALNYCH

Zawór dławiąco - zwrotny warstwowy podwójny typ Z2FS16

Płyny newtonowskie (1.1.1) RYS. 1.1

Zajęcia laboratoryjne

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania

Proporcjonalny 3-drogowy regulator przepływu, nabojowy typ WDUD6

Proporcjonalny 3-drogowy regulator przepływu, nabojowy typ WDUD10

Wprowadzenie. Napędy hydrauliczne są to urządzenia służące do przekazywania energii mechanicznej z miejsca jej wytwarzania do urządzenia napędzanego.

Urządzenia do wyposażenia stanowisk smarowniczych w stacjach obsługi pojazdów i maszyn

Zawór hamujący sterowany typ UZPHE6

ROZDZIELACZE I BLOKI ZAWOROWE

PL B1 AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA, KRAKÓW, PL

Zawór dławiąco - zwrotny warstwowy podwójny typ Z2FS22 WK WN25 do 35 MPa do 360. dm /min KARTA KATALOGOWA - INSTRUKCJA OBSŁUGI ZASTOSOWANIE

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

ZAWORY DŁAWIĄCE I DŁAWIĄCO-ZWROTNE ADJUSTABLE RESTRICTOR VALVES

RPL 27518/02.03 Zastępuje Podwójny zawór dławiący zwrotny Typ Z2FS 10 Spis treści Cechy Zawartość Strona Kod zamówienia

3-drogowy regulator przepływu nabojowy typ UDUD10

Zawór stałej mocy LV 06 Elementy sterowania dla typoszeregu 5 i typoszeregu E/C

MECHANIKA PŁYNÓW LABORATORIUM

Zajęcia laboratoryjne

Ćwiczenie 1. Badanie aktuatora elektrohydraulicznego. Sterowanie Napędów Maszyn i Robotów Przemysłowych - laboratorium. Instrukcja laboratoryjna

Równoważenie instalacji grzewczych i wody lodowej

UKŁAD HAMULCOWY GĄSIENICOWEGO POJAZDU AUTONOMICZNEGO

3-drogowy regulator przepływu typ UDUE10

NIERÓWNOMIERNOŚĆ PRĘDKOŚCI RUCHÓW NAPĘDÓW PNEUMATYCZNYCH I PNEUMOHYDRAULICZNYCH

Regulator przepływu ze zintegrowanym zaworem reg. (PN 16) AHQM montaż na rurociągu zasilającym i powrotnym

Zawór regulacyjny może być regulowany przez regulator elektroniczny ECL współpracujący z siłownikiem elektrycznym AMV(E) firmy Danfoss.

POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT OBRABIAREK I TECHNOLOGII BUDOWY MASZYN. Ćwiczenie H-4

Regulator przepływu ze zintegrowanym zaworem regulacyjnym (PN 16) AHQM montaż na rurociągu zasilającym i powrotnym

Zawory liniowe. Zawór zwrotny bliźniaczy sterowany. Zawór zwrotny bliźniaczy sterowany. Opis:

ROZDZIELACZ HYDRAULICZNY P 80

Numeryczna symulacja rozpływu płynu w węźle

NAPĘD I STEROWANIE PNEUMATYCZNE PODSTAWY

Interpretacja graficzna mocy strat energetycznych oraz mocy rozwijanych w elementach układu. układu napędu i sterowania hydrostatycznego

Próby ruchowe dźwigu osobowego

V5004T Zawór równoważąco-regulacyjny Kombi-QM

P O L I T E C H N I K A W A R S Z A W S K A

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Wpływ gęstości medium na ciśnienie wyjściowe reduktora średniego ciśnienia

Regulator różnicy ciśnienia z ograniczeniem przepływu maksymalnego

Zajęcia laboratoryjne

CZTEROKULOWA MASZYNA TARCIA ROZSZERZENIE MOŻLIWOŚCI BADAWCZYCH W WARUNKACH ZMIENNYCH OBCIĄŻEŃ

Zawór redukcyjny warstwowy typ UZRC10

SYSTEM STEROWANIA W STACJI RADIOLOKACYJNEJ BAZUJĄCY NA MAGISTRALI CAN

Rozdzielacz suwakowy typ WMM6

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2019 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

Zawór hamujący ZH Wprowadzenie HYDRAULIKA I PNEUMATYKA

MODELOWANIE HAMULCA TARCZOWEGO SAMOCHODU OSOBOWEGO Z WYKORZYSTANIEM ZINTEGROWANYCH SYSTEMÓW KOMPUTEROWYCH CAD/CAE

WYSOKIE CIŚNIENIA - zawory

Zawory termostatyczne do wody chłodzącej

Niezależny od ciśnienia zawór równoważący i regulacyjny (PIBCV)

Regulator przepływu ze zintegrowanym zaworem regulacyjnym (PN 16, 25, 40*) AFQM, AFQM 6 montaż na rurociągu zasilającym i powrotnym

PNEUMATYCZNA TECHNIKA PROPORCJONALNA

STANOWISKO DO SMAROWANIA WĘZŁÓW TRĄCYCH W ŚRODKACH TRANSPORTOWYCH Typ SA 1 i SA1G

DA 516, DAF 516. Regulator różnicy ciśnienia ENGINEERING ADVANTAGE

Zawór przelewowy typ DB

POMPA CENTRALNEGO SMAROWANIA Typ PD 40

Wprowadzenie. Budowa pompy

Proporcjonalny regulator przepływu, sterowany bezpośrednio typ WDUB6

Wprowadzenie. - Napęd pneumatyczny. - Sterowanie pneumatyczne

Frese S - automatyczny regulator przepływu

Transkrypt:

Szybkobieżne Pojazdy Gąsienicowe (25) nr 1/2010 Paweł GLEŃ BADANIA LABORATORYJNE ZMODERNIZOWANEGO REGULATORA PRZEPŁYWU 2FRM-16 STOSOWANEGO W PRZEMYŚLE Streszczenie. W pracy przedstawiono wyniki badań doświadczalnych, których zadaniem było sprawdzenie poprawności działania utworzonego modelu komputerowego opisanego w artykule pod tytułem Badania symulacyjne modernizowanego regulatora przepływu 2FRM-16 oraz weryfikacji konstrukcji regulatora 2FRM-16. Na podstawie badań modelowych (symulacyjnych) opracowana została konstrukcja elementów oraz wyznaczono parametry regulatora. Wykonane na podstawie dokumentacji technicznej elementy konstrukcyjne zostały zamontowane w korpusie seryjnego regulatora oraz przebadane. Słowa kluczowe: ciśnienie sterujące, natężenie przepływu, charakterystyka statyczna, zawory hydrauliczne. 1. WPROWADZENIE W technice regulacyjnej a dokładniej w technice sterowania przepływem medium, występuje szeroki wachlarz stosowanych urządzeń i elementów. Obiektem niniejszych badań jest regulator przepływu 2FRM-16 o maksymalnym natężeniu przepływu 100dm 3 /min. Takie regulatory pozwalają stabilizować na przykład prędkość silnika hydraulicznego, niezależnie od zakłóceń wynikających ze zmian obciążenia silnika lub pompy. Omawiany regulator przepływu jest dwudrogowym, nastawnym zaworem sterującym natężeniem przepływu. Regulatory takie są stosowane m.in. w wyrobie MS-20 (Most Samochodowy) do stabilizowania przepływu oleju w układzie hydraulicznym rozkładania przęseł mostu. Rys. 1. Przykłady regulatorów przepływu serii 2FRM [3] Do grupy zaworów sterujących natężeniem przepływu zalicza się także synchronizatory, których zadaniem jest podział strumienia zasilającego, w określonym stosunku - na dwa równocześnie pracujące, różnie obciążone odbiorniki. Obecnie dzięki zaawansowanym sterowaniom elektroniczno-hydraulicznym, synchronizatory nazywane również dzielnikami strumienia, wychodzą z praktycznego użycia [1]. Mgr inż. Paweł GLEŃ Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Urządzeń Mechanicznych OBRUM sp. z o.o., Gliwice

Paweł Gleń 2. ISTOTA DZIAŁANIA REGULATORA PRZEPŁYWU W każdym nastawnym regulatorze można wyróżnić dwa współpracujące zawory: - zawór dławiący zasadniczy (dławik), nastawiany na żądany przepływ (nastawa może być wykonywana ręcznie lub zdalnie), - zawór dławiący pomocniczy zwany różnicowym, którego zadaniem jest kompensacja zmian ciśnienia za zaworem, tak aby utrzymać stały wydatek Q 2 (rys.2). Tym sposobem następuje stabilizacja pracy odbiornika (np. silnika hydraulicznego). Działanie regulatora przepływu polega na utrzymaniu z jak największą dokładnością nastawionego przepływu cieczy. Dokonać tego można wbudowując w układ zawór różnicowy, który będzie utrzymywał stały spadek ciśnienia na dławiku. Stabilizowanie wydatku następuje przez utrzymanie stałego spadku ciśnienia na dławiku, bez względu na zmiany ciśnienia przed odbiornikiem (obciążeniu odbiornika). 2.1. Przypadki usytuowania zaworów dławiącego i różnicowego W praktycznych zastosowaniach regulatory przepływu wykorzystywane w napędach hydraulicznych mogą być usytuowane w dwojaki sposób. Pierwsze rozwiązanie, którego schemat przedstawiony jest na rysunku 2 przedstawia regulator z zaworem różnicowym na wyjściu. Rys. 2. Dwudrogowy regulator przepływu z zaworem różnicowym na wyjściu [2] W rozwiązaniu tym stałe ciśnienie p 1, utrzymywane przez zawór przelewowy doprowadzane jest do zaworu dławiącego. Natomiast zawór różnicowy utrzymuje stałą wartość ciśnienia p 1 za dławikiem, niezależnie od zmian ciśnienia p 2 za regulatorem przepływu. Układy tego typu cechuje niewrażliwość na zakłócenia pochodzące od zjawisk cieplnych, ponieważ na temperaturę cieczy doprowadzanej do zaworu dławiącego nie wpływają zmiany ciśnienia p 2. Rozwiązania te stosuje się w przypadku, kiedy regulator pracuje przy znacznych wahaniach ciśnienia p 1 przed regulatorem.

Badania laboratoryjne zmodernizowanego regulatora przepływu Rysunek 3 przedstawia drugi sposób, w jaki można zabudować zawór różnicowy w układzie hydraulicznym. Niestety rozwiązanie to, polegające na odwrotnym zamontowaniu zaworu dławiącego i różnicowego, powoduje wzrost zakłóceń wynikające z występowania zjawisk cieplnych. Rys. 3. Dwudrogowy regulator przepływu z zaworem różnicowym na wejściu [2] Olej rozgrzany przez dławienie w zaworze różnicowym wpływa do dławika, w którym zmiana lepkości oleju powoduje zmiany w natężeniu przepływu, również przy stałym spadku ciśnienia na dławiku p d. Tego typu rozmieszczenie zaworów dławiącego i różnicowego sprawdza się bardzo dobrze w sytuacji wahań ciśnienia p 2 za regulatorem. 3. BADANIA LABORATORYJNE W trakcie badań modelowych należało dokonywać rejestracji wartości ciśnienia przed i za regulatorem, przemieszczenia liniowego tłoczka zaworu różnicowego oraz natężenia przepływu medium roboczego za regulatorem. W przypadku badań doświadczalnych na stanowisku dokonywano pomiarów ciśnienia na wejściu i wyjściu regulatora, natężenia przepływu medium na wyjściu regulatora, przemieszczenia tłoczka zaworu różnicowego oraz dodatkowo rejestrowana była wartość ciśnienia sterującego podawanego ze źródła zewnętrznego. 3.1. Cel badań Celem badań była przede wszystkim modernizacja regulatora poprzez wprowadzenie hydraulicznego sposobu sterowania suwakiem zaworu różnicowego zamiast dotychczasowego mechanicznego (zestaw sprężyn). Wersja katalogowa regulatora 2FRH posiada wprawdzie hydrauliczny sposób sterowania jednak na stopniu dławiącym, natomiast opisana w tym artykule, nowatorska koncepcja sterowania hydraulicznego polega na zastosowaniu tego sterowania na stopniu zaworu różnicowego. Poprzez zastosowanie takiego rozwiązania możliwe było uzyskanie większego zakresu regulacji natężenia przepływu.

Paweł Gleń Rys. 4. Model fizyczny regulatora 2FRM-16 wykonany w programie Unigraphics NX 4.0 3.2. Układ pomiarowy dla badań doświadczalnych W skład układu pomiarowego stosowanego przy badaniach doświadczalnych wchodzą: tensometryczne czujniki ciśnienia p1, p2 firmy Special Instrument; przepływomierz turbinowy PMB 60000; czujnik przemieszczenia IW18-03-01 128 firmy Hydronorma; czujnik ciśnienia sterującego; mostek tensometryczny HBM KWS 503C; karta pomiarowa Advantech CL818L. Rys. 5. Schemat układu pomiarowego dla badań laboratoryjnych Dla realizacji podania ciśnienia sterującego do komory zaworu różnicowego, konieczne było przekonstruowanie modułu, w którym poprzednio montowane były sprężyny. Konstrukcję nowego modułu z możliwością podłączenia przewodu hydraulicznego w celu dostarczenia ciśnienia sterującego wraz z suwakiem zaworu różnicowego pokazano na rys. 6.

Badania laboratoryjne zmodernizowanego regulatora przepływu Rys. 6. Widok fizycznego modelu suwaka i głowicy zaworu różnicowego 3.3. Wynikowe charakterystyki statyczne Modyfikacji w regulatorze przepływu poddany został zawór różnicowy. Analizowana w pracy modyfikacja regulatora przepływu typu 2FRM-16, polegała na zastąpieniu siły pochodzącej od układu dwóch sprężyn na siłę pochodzącą od dodatkowego, zewnętrznego ciśnienia sterującego pracą zaworu różnicowego. Rozwiązanie to wymagało wykonania nowej konstrukcji suwaka zaworu różnicowego, poprzez wprowadzenie dodatkowego trzpienia o przekroju kołowym Ø8 [mm], na którego powierzchnię czołową działało ciśnienie sterujące o odpowiedniej wartości. Konstrukcję nowego suwaka oraz charakterystykę statyczną uzyskaną z pomiarów przedstawiono na rys.7. Rys. 7. Konstrukcja suwaka zaworu różnicowego i charakterystyka statyczna w modyfikacji pierwotnej Otrzymane ze zmodyfikowanego pierwotnie regulatora przepływu charakterystyki są znacznie nieliniowe, co znaczy, że regulator nie działa poprawnie (podobnie jak w modelu komputerowym) jego zachowanie przypomina działanie zaworu dławiącego. Ostatnim etapem było powiększenie średnicy trzpienia suwaka zaworu różnicowego na Ø16 [mm], co spowodowało wyrównanie pól powierzchni suwaka. Dzięki temu nastąpiło zrównoważenie ciśnienia p wew z ciśnieniem odbiornika p odb czego wynikiem była prawidłowa praca zaworu różnicowego i w konsekwencji odpowiednia regulacja natężenia przepływu przy zmiennym obciążeniu. Przyjęta ostatecznie konstrukcja suwaka zaworu różnicowego oraz charakterystyka statyczna pokazane są na rys. 8.

Paweł Gleń Rys. 8. Konstrukcja i charakterystyka statyczna zmodernizowanego regulatora Powyższa charakterystyka ze względu na dużą nieliniowość wymusiła dalsze prace nad zmodernizowanym regulatorem przepływu 2FRM-16, które dotyczyły badań dla innej pary głowicy i suwaka zaworu różnicowego. 4. WNIOSKI I PODSUMOWANIE Dzięki zastosowaniu rozwiązania w postaci odpowiedniej konstrukcji suwaka zaworu różnicowego oraz zastąpienia siły pochodzącej od sprężyn siłą hydrostatyczną, możliwe jest uzyskanie bardzo dobrych własności regulacyjnych, czyli nastawionej, stałej wartości natężenia przepływu przy zmiennym obciążeniu. Pomiar przemieszczenia suwaka zaworu różnicowego dokonywany był w celu zbadania jak zmienia się szczelina dławiąca pod wpływem zmian ciśnienia. Na podstawie analizy charakterystyk statycznych oraz cech konstrukcyjnych modelowanego zaworu było możliwe wyznaczenie kierunku rozwoju, mającego na celu poprawę dokładności regulacji natężenia przepływu. 5. LITERATURA [1] Tomasiak E.: Napędy i sterowanie hydrauliczne i pneumatyczne. Gliwice 2001. [2] Stryczek S.: Napęd hydrostatyczny. Elementy. Tom I. WNT, Warszawa 1984,1995. [3] Katalog F.E.H. PONAR-WADOWICE S.A. EXPERIMENTAL RESEARCH OF MODERNIZED THE FLOW CONTROLLER 2FRM-16 APPLIED IN INDUSTRY Abstract: In the paper the experimental research has been presented. The task of the research was a verification of correctness of operation of created computer model and verification of construction of regulator 2FRM-16. Construction of elements has been processed on basis of model research and parameters of regulators. The executed design elements have been installed on base of engineering documentation in serial body of regulator and they have been tested. Key words: pressure control, flow rate, static characteristic, hydraulic valves. Recenzent: Dr inż. Andrzej SZAFRANIEC