Загальні відомості

 

1. Запустіть систему моделювання Vissim.

2. Відкрийте схему амплітудного модулятора (файл 5-11.vsm з сервера Share\Labs\СПД\COM_DISC\CS_CIRC\PICS-CS5). Запустіть файл на виконання. Результат моделювання схеми замалюйте в зошит.

3. Зніміть спектр амплітудно-модульованого сигналу (файл 5-1-1А.vsm, рис.1,б) після видалення зі схеми квантовача Кв і порівняйте отримані результати з результатами на рис. 1,б.

4. Встановіть залежність форми спектру і тимчасового зміщення амплітудно-модульованого коливання відносно моделюючого (на виході Кв) від часу моделювання шляхом збільшення параметру Impulse Time джерела Impulse (файл 5-1-1А.vsm).

5. Проведіть дослідження амплітудних модуляторів у вузькосмуговому режимі (при Fc = 0, файли 5-11.vsm i 5-1-1А.vsm). Порівняйте спектри модульованих сигналів з показаними на схемі.

6. Відкрийте схему частотного модулятора (файл 5-2-1.vsm з сервера Share\Labs\СПД\COM_DISC\CS_CIRC\PICS-CS5). Запустіть файл на виконання. Результат моделювання схеми замалюйте в зошит.

7. Дослідіть залежність форми спектру частотно модульованого сигналу від амплітуди моделюючого сигналу (0,1 і 0,3 В) та індексу модуляції. Проведіть порівняльний аналіз отриманих результатів.

8. Відкрийте схему фазового модулятора (файл 5-3-1.vsm з сервера Share\Labs\СПД\COM_DISC\CS_CIRC\PICS-CS5). Запустіть файл на виконання. Результат моделювання схеми замалюйте в зошит.

9. Дослідіть залежність форми спектру фазово модульованого сигналу від амплітуди моделюючого сигналу (0,1 і 0,3 В) та індексу модуляції. Проведіть порівняльний аналіз отриманих результатів.

10. Відкрийте схему тонального модулятора (файл 5-4-1.vsm з сервера Share\Labs\СПД\COM_DISC\CS_CIRC\PICS-CS5). Запустіть файл на виконання. Результат моделювання схеми замалюйте в зошит.

11. Дослідіть залежність параметрів частотно модульованого сигналу від параметру number of tones (число тонів) модуляторів. Для яких цілей потрібен цей параметр?

12. Збільшуючи рівень шуму каналу 9 (зменшуючи відношення Es / No) визначте (шляхом порівняння осцилограм 2 і 3) значення Es / No, при якому буде спостерігатись один збій в одному із рівнів сигналу, що передаються.

 

 

Контрольні запитання

 

1. Дайте означення процесу модуляції / демодуляції сигналу

2. Які види модуляції Вам відомі?

3. Охарактеризуйте амплітудну модуляцію сигналів

4. Якими параметрами визначаються характеристики частотних модуляторів?

5. Якими ефектами супроводжується фазова модуляція?

6. Чи є різниця в ширині спектру фазово модульованого та частотно модульованого коливання?

7. Яким чином можна визначити кількість бокових частот та ширину спектру фазово модульованого коливання?

8. В чому полягає принцип роботи тональних модуляторів

 

Лабораторна робота № 4

Тема: БУДОВА І ПРИНЦИП РОБОТИ ГСТ-90

М е т а: вивчити будову, принцип роботи, характерні несправності, причини виникнення і методи їх усунення.

 

Обладнання: гідропривід об’ємний ГСТ-90, плакати, зернозбиральний комбайн ДОН-1500, бурякозбиральний комбайн КС-6Б-02

Вказівки до виконання роботи.

1. Вивчити призначення, будову, принцип роботи гідростатичної трансмісії ГСТ-90

2. Вивчити та записати технічні параметри ГСТ-90

3. Вивчити типи насосів та гідромоторів, що застосовуються у гідрооб’ємних приводах ведучих коліс сільськогосподарської техніки.

4. Вивчити переваги та недоліки гідростатичних трансмісій.

 

Завдання для звіту:

1. Записати основні елементи конструкції ГСТ-90.

2. Записати технічну характеристику ГСТ-90.

3. Записати розрахункові залежності ГСТ-90.

4. Записати характерні несправності ГСТ, причини їх виникнення і методи їх усунення.

Додаткова література:

1. Гидропривод объемный ГСТ-90,Техническое описание и инструкция

по эксплуатации., ГСТ-90-00.000.ТО,1990.

2. Погорілець 0.М., Жизолуп Г.І. Зернозбиральні комбайни.К.:

Урожай,1994.

3. Жарский М.А. Принципиальные схемы и расчет объемных гидропри­водов мобильных машин. Горки,1986.

 

Загальні відомості

Гідропривід ГСТ-90 (гідростатична трансмісія) застосовується дляпередачі потужності від двигуна до ходових коліс сільськогос­подарській машин з безступінчастим регулюванням швидкості рухуі сили тяги.

ГСТ-90 широко застосовується на різних мобільних машинах: комбайнах, навантажувачах, автогрейдерах, екскаваторах, тракторах і т.д.

В нашій країні і країнах СНД розроблено ряд машин, на яких передбачено застосування ГСТ-90, ГСТ-112, серед них: бурякозбираль­ний комбайн КС-6Б, кукурудзозбиральний комбайн КСКУ-6, зернозбиральний комбайн Дон-1200, Дон-1500, ДОН-«Акрос», Славутич, кормозбиральний комбайн "Полісся" і інші.

Застосування ГСТ-90 дає ряд суттєвих переваг:

- безступінчате регулювання реверсуванням швидкості руху і сили тяги у всьому діапазоні передачі;

- широкі можливості по автоматизації керування з забезпеченням оптимального режиму роботи;

- висока швидкодія, низька інерційність;

- низька металоємкість;

- широка уніфікація гідравлічного обладнання при простій компоновці на машинах.

Реалізація даних переваг при експлуатації з ГСТ-90 дає мож­ливість в порівнянні з машинами,які обладнані механічними приво­дами, підвищити продуктивність машин, зменшити витрати палива і т.п.

ГСТ-90 складається з слідуючих основних вузлів:

1. Регульований реверсивний насос високого тиску (вхідна ланка)

2. Нерегульований реверсивний гідромотор (вихідна ланка)

3. Гідроапаратура керування

4. Допоміжні пристрої.

В якості головних ланок застосовується насос і гідромотор.

Таблиця 1.

 

Технічна характеристика ГСТ-90
Показники	Насос	Гідромотор
Тиск на виході з насосу чи aна вході в гідромотор, МПа: Номінальний   Максимальний   короткочасний(наладка запобіжного клапана		-
Тиск на вході в насос чи на виході з гідромотора, МПа: Максимальний мінімальний	1.5 1.0	1.5 1.0
Номінальний перепад тиску в гідро­ моторі, МПа	-
Робочий об’єм,см3
Частота обертання, хв.-1 номінальна максимальна мінімальна
Номінальна витрата, л/хв
Потужність, споживана насосом при номінальному робочому тиску і най­більшій частоті обертання чи розви­нута гідромотором,кВт	93,5	81,
Крутний момент гідромотора: номінальний, Н.м. зрушення, % від номінального	- -
Коефіцієнт подачі насоса, не менше	0,96
Маса (без робочої рідини),кг

 

Гідропривід ГСТ-90 (рис.1) складається з наступних вузлів: регульованого гідронасосу 3 в зборі з шестеренним підживлюваним насосом гідророзподільником; нерегульованого гідромотора 1 в зборі з клапанною коробкою, а також резервуара для робочої рідини, фільтра тонкої очистки 4 з вакуумметром, трубопроводів і рукавів 2. Вал, 5 (рис.2) гідронасосу обертається в двох роли­кових підшипниках. На шліци валу змонтований блок циліндрів, в отворах яких переміщаються плунжери. Кожний плунжер сферичним шарніром з'єднаний з башмаком, який опирається на опору розміще­ну в коливній плиті 6.Коливна плита з‘єднана з корпусом гідронасосу за допомогою двох роликових підшипників і завдяки чому може бути змінений нахил коливної плити відносно валу гідронасосу

Зміна кута нахилу в межах -/+ 18° коливної плити відбувається під цією зусилля одного з двох сервоциліндрів 4, поршні яких з’єднані з коливною плитою за допомогою тяг. Всередині сервоциліндрів знахо­дяться пружини, які діють на поршні і встановлюють коливну плиту так щоб розташована в ній опора була перпендикулярна валу. Разом з блоком циліндрів обертається приставне дно, яке ковзає по розподільнику, який закріплений на задній кришці. Отвори в розподільнику і приставному дні періодично з'єднують робочі камери блоку циліндрів з ма­гістралями, які зв’язують гідронасос з гідромотором.

Сферичні шарніри плунжерів і башмаки знаходяться під тиском робочої рідини. Внутрішня порожнина кожного агрегату заповнена робочою рідиною і являється масляною ванною для працюючих в ній механізмів. В цю порожнину поступають втрати із з’єднань гідроагрегату. До задньої торцевої поверхні гідронасоса кріпиться підживлювальний насос 3 (робочий об’єм 18 см3, максимальний тиск 1,63 МПа), вал якого з’єднаний з валом гідронасоса.

 

 

Рис.1. Об’ємний гідропривід ГСТ-90.

1 - гідромотор аксіально-плунжерний нерегульований; 2 - рукав високого тиску; 3 - насос аксіально-плунжерний регульований; 4 - фільтр масляний; 5 - кільце ущільнююче; б - шайба; 7 - гвинт - напівфланець.

Підживлювальний насос 3 всмоктує робочу рідину із бака 10 і подає її:

- в гідронасос через один із зворотніх клапанів 2,

- систему керування через розподільник в кількості, яка обмежена

жиклером.

 

Рис. 2. Конструктивна (а) і принципова (б) схеми гідроприводу веду­чих коліс:

1 — вал гідромотора; 2 - похила нерухома плита; З — гідромотор; 4 — запобіжний клапан лінії високого тиску; 5 і 27— трубопроводи; 6 — шунтувальний клапан; 7— бак; 8 — фільтр; 9 — радіатор; 10 — запобіжний клапан підживлювального насоса;11 і 23 — сервоциліндри; 12 — насос; 13 — зливна лінія; 14 — блок циліндрів; 15 — плунжер; 16 — вал насоса; 17 — канал; 18 — коливна плита; 19 — диск; 20 — ва­жіль; 21 -— диференціальний важіль; 22 — золотник; 24 — напірна лінія підживлювального насоса; 25 — зворотний клапан; 26 — підживлювальний насос; 28 — пере­ливний клапан; 29—дренажний трубопровід

На корпусі розміщений запобіжний клапан 4, який відкривається при перевищенні тиску, який створюється насосом.

Гідророзподільник 22 призначений для розподілення потоку рідини в систему керування, тобто для направлення її до одного з двох сервоциліндрів 11 або 23, в залежності від зміни положення важеля запиран­ня рідини в сервоциліндрі. Гідророзподільник складається з корпуса, золотника 22 з зворотною пружиною, яка розміщена в стакані, важіль ке­рування 20 з пружиною скручування, а також важеля і двох тяг 21, які з’єднують золотник з важелем керування і коливною плитою.

Будова гідромотора аналогічна будові насоса. Основні відмін­ності заключаються в слідуючому:

- башмаки плунжерів при обертанні валу ковзають по похилій неру­хомій плиті 2, яка має постійний кут нахилу, а тому коливна плита і механізм її повороту з гідророзподільником відсутні;

- замість підживлювального насосу 26 до задньої торцевої поверхні гідромотора кріпиться клапанна коробка (рис.5.).

 

Рис. 5. Схема клапанної коробки гідромотора:

1 - переливний клапан; 2 - золотник шунтувального клапана; 3 і 9 - зливні отвори;

4 і 14 - корпуси запобіжних клапанів; 5 - конусний допоміжний клапан; 6, 7 і 19 — пружини;

8 - золотите: 10 - напірна лінія; 11 - плунжер; 12 - блок циліндрів; 13 - зливна лінія;

15 - запобіжний клапан лінії високого тиску; 16 - упорне кільце; 17 - дросельний отвір;

18 і 20 - канали; 21 — порожнина корпусу гідромотора.

 

Гідронасос з гідромотором зв’язані двома трубопроводами (магістралями "гідронасос-гідромотор"). По одній з магістралей потік робочої рідини рухається від гідронасоса до гідромотора під високим тиском, по другій - повертається назад під низьким тиском, В корпусі клапанної коробки знаходяться два клапани високого тиску 4, переливний клапан 28 і золотник 6 (шунтувальний клапан). Клапани високого тиску 4 за­побігають перевантаженню гідроприводу, перепускаючи робочу рідину і магістралі високого тиску в магістраль низького тиску. Так як магістралей дві і кожна з них в процесі роботи може бути магіст­раллю високого тиску, то і клапанів високого тиску також два. Переливний клапан 28 повинен випускати надлишок робочої рідини з магістралі низького тиску, куди вона постійно подається підживлювальним насосом.

Золотник 6 в клапанній коробці підключає переливний клапан тієї магістралі "гідронасос-гідромотор" в якій тиск менший.

При спрацюванні клапанів системи підживлювання (запобіжного і переливного) робоча рідина, яка витікає потрапляє у внутрішню по­рожнину агрегатів, де змішуючись по дренажних трубопро­водах потрапляє в радіатор і далі з бак. Дякуючи дренажному пристрою вона відводить тепло від деталей гідроагрегатів. Спеціальне торцеве ущільнення валу запобігає витіканню рідини з внутрішньої порожнини агрегату. Бак служить резервуаром.для ро­бочої рідини, всередині має перегородку, яка розділяє його на зливну і всмоктувальну порожнини; обладнаний покажчиком рівня.

Фільтр тонкої очистки з вакуумметром затримує сторонні частинки. Фільтрувальний елемент – паперовий його замінюють якщо розрідження у всмоктувальному трубопроводі перевищує 0,025 МПа. Розрідження контролюється вакуумметром.

 

Принцип роботи гідроприводу

Дизельний двигун обертає вал гідронасосу, а також блок циліндрів і вал підживлювального насосу (рис.2). Підживлювальний насос всмоктує робочу рідину з баку через фільтр і подає в гідронасос. Система підживлювання включає підживлювальний насос 26, а також зворотні запобіжні і переливній клапани.

Призначення системи підживлювання - постачати робочою рідиною систему керування, забезпечувати мінімальний тиск в магістралях «гідронасос–гідромотор», компенсувати втрати в гідронасосі і гідромоторі, постійно перемішувати рідину, яка циркулює в гідронасосі і гідромоторі, з рідиною в баці, відводячи від деталей тепло.

При відсутності тиску в сервоциліндрах пружини, які знаходяться в них, встановлюють коливну плиту так, щоб площина опори (шайби) яка знаходиться в ній була перпендикулярна осі вала. В цьому випадку при обертанні блоку циліндрів башмаки плунжерів ковзають по опорі, не викликаючи осьового переміщення плунжерів і гідронасос не подає робочу рідину в гідромотор; від регульованого гідронасосу і процесі роботи можна одержати різний об’єм рідини, яка подається за один оберт (подача).

Для зміни подачі гідронасосу повертають рукоятку гідророзподільника, який кінетично зв’язаний з коливною плитою 18 золотником. Останній переміщуючись, направляє робочу рідину, яка поступає від підживлювального насосу, в систему керування в один з сервоциліндрів 11 або 23, а другий сервоциліндр з’єднує із зливною порожниною. Знаходячись під дією тиску робочої рідини поршень першого сервоциліндра починає рух, повертаючи коливну плиту, переміщуючи поршень в другому сервоциліндрі і стискуючи пружину. Коливна плита, повер­таючись в положення яке задане рукояткою гідророзподільника, пере­міщує золотник 22, поки не поверне його в нейтральне положення (при цьому положенні вихід робочої рідини з сервоциліндрів закритий поясками золотника).

При обертанні блоку циліндрів 14 башмаки, ковзаючи по похилій площині, викликають переміщення плунжерів в осьовому напрямку і внаслідок цього відбувається зміна об’єму камер, які утворені отворами в блоці циліндрів і плунжерами 15. При цьому половина камер збільшує свій об’єм, друга половина - зменшує. Завдяки отворам в приставному дні і в розподільнику ці камери почергово з'єд­нуються з магістралями "гідронасос-гідромотор".

В камерах, які збільшують свій об’єм, робоча рідина поступає з магістралі низького тиску, куди подається підживлювальним насосом через один з зворотних клапанів. Обертаючи блок циліндрів рі­дина, яка знаходиться в камерах, переноситься до другої магістралі і витісняється в неї плунжерами, створюючи високий тиск. По цій магістралі вона потрапляє в робочі камери гідромотора, де тиск передається на торцеві поверхні плунжерів, викликаючи їх перемі­щення в осьовому напрямку дякуючи взаємодії башмаків плунжерів з коливною плитою заставляє блок циліндрів обертатись. Проходячи робочі камери гідромотору, робоча рідина входить в магістраль низького тиску, по якій частина її повертається до гідронасосу, а за­лишки через золотник і переливний клапан витікають у внутрішню порожнину гідромотора. При перевантаженні гідроприводу високий тиск в магістралі "гідронасос-гідромотор" може підвищуватись до тих пір, поки не відкриється клапан високого тиску, який перепустить робочу рідину з магістралі високого тиску з магістраль низького тиску, минуючи гідромотор.

 

ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ І РОЗРАХУНКОВІ ЗАЛЕЖНОСТІ ГІДРОПРИВОДУ ГСТ-9О

ГСТ-90 відноситься до гідроприводів з об’ємним регулюванням швидкості виконавчого робочого органу. Розглянемо зміни основних технічних показників ГСТ при регулюванні.

Робочий об’єм аксіально-поршневого насосу визначається зміною об’єму робочих камер, викликаного переміщенням плунжерів по поверхні коливної плити з одного крайнього положення в друге за один оберт валу.

 

 

,

де d- діаметр поршня (плунжера)

h- хід поршня (плунжера)

z- число поршнів

 

Хід поршня ,

 

де D- діаметр, по якому розміщені осі циліндрів.

 

Середня теоретична і дійсна подача насосу визначається за формулою:

 

,

,

 

де n_H – частота обертання валу насосу.

 

Характеристики гідроприводу при регулюванні можна розгля­дати в залежності від параметру регулювання, в нашому випадку β - кут нахилу коливної плити. При цьому характеристики змінюються лінійному закону від нуля при β = 0 до максимуму β = 30°. Момент на валу насосу гідромотору при постійному n_H і зміні q_n насосу буде змінюватись по лінійному закону.

 

 

 

Потужність насосу і гідромотору визначають за залежністю:

 

 

 

ХАРАКТЕРНІ НЕСПРАВНОСТІ І МЕТОДИ IX УСУНЕННЯ
Найменування несправностей	Ймовірна причина	Метод усунення
1. Виникає підвищений шум в системі. 2. Гідропривід не працює ні в одному ні в другому напрямку 3. Гідромотор не розвиває необхідної потужності (крутного моменту).	1. Низький рівень робочої рідини 2. Пошкоджена тяга до керуючого важеля гідророзподільника. 3. Вихід з ладу з'єднувального пристрою між двигуном і насосом 3.1Внутрішнє пошкодження насоса чи гідромотора	1. Долити до рівня верхньої мітки мірного вікна баку. 2. Проконтролювати внутрішній стан агрегатів і трубопрово­дів. Визначити місця втрат і усунути несправність. 2.1 Замінити тягу, перевірити наявність шплінта, який фіксує механізм керування гідророзподільника. 3. Замінити з'єднувальний пристрій(гідро лінія) між двигуном і насосом. 3.1 Демонтувати і перевірити насос і гідромотор встановивши їх на стенд для діагностики КИ-4300 в спеціалізованій майстерні, (ніякому разі не виконувати розбирання в непристосованих умовах)

Таблиця 2.

Питання для самопідготовки

1. З яких основних вузлів складається ГСТ-90?

2. Розкажіть будову, принцип роботи аксіально-плунжерного насоса НП-90 і гідромотора МП-90

3. Поясніть за рахунок чого виникає крутний момент на вихідному валу гідромотора МП-90.

4. Вкажіть основні несправності ГСТ-90 та способи їх усунення.

5. Яка марка робочої рідини використовується в гідростатичних трансмісіях. Яка відмінність її від інших олив, які використовуються в гідросистемах?

6. Вкажіть на яких марках мобільних сільськогосподарських машин встановлюються гідростатичні трансмісії ГСТ-90 і ГСТ-112?

Список рекомендованої літератури

1. Башта Т.М. Объемные насосы и гидравлические двигатели гидросистем. Учебник. — М.: Машиностроение,1974. — 606 с.

3. Васильковский М.И., Мещишина А.Г., Миишн Д.П. и др. Методические указания к самостоятельной работе студентов по расчету обгемного гидропривода. — Кировоград: КИСХМ, 1991. — 56 с.

4. Васильченко В.А. Гидравлическое оборудование мобильннх машин: Справочник. — М.: Машиностроение, 1983. — 301 с.

5. Вильнер Я.М., Ковалев Я.Т., Некрасов Б.Б. и др. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам. — Минск: Вншзйшая шк., 1985. — 382с.

6. Воспуков В.К. Гидравлические и пневматические схемы сельскохозяйственннх машин: Справ, пособие. —Минск:, 1985. —141 с.

7. Гидравлические агрегаты тракторов и сельскохозяйственных машин: Ката­лог. — ЦНИИТЗИ автосельхозмаш, 1989. — 137 с.

8. Гидравлические агрегаты тракторов и сельскохозяйственных машин: Ката­лог. — ЦНИИТЄИ автосельхозмаш, 1986. — 62 с.

9. Гідропривід сільськогосподарської техніки: Навчальне видання/ О.М. Погорілець, М.С. Волянський, В.Д. Войтюк; За ред. О.М. Погорільця. – К.: Вища освіта, 2004.- 368 с.: іл..