МЕТОДИКА УСТАНОВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НАГРЕВА ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОРГАНОВ ВЫЕМОЧНЫХ КОМБАЙНОВ СО ВСТРОЕННЫМИ КОРРЕКТИРУЮЩИМИ ДИНАМИЧЕСКИМИ ЗВЕНЬЯМИ

Горбатов П.А., докт. техн. наук, проф., Лысенко Н.М., канд., техн. наук, доц., Ржавский Э.В. магистрант

Источник: http://masters.donntu.ru/2009/fema/lysenko/library/article2.htm

Разработана методика установления температуры нагрева исполнительных органов выемочных комбайнов со встроенными корректирующие динамические звеньями.

Как известно, принцип работы любого виброзащитного устройства, являющегося по сути корректирующим динамическим звеном (КДЗ) для подсистем привода исполнительных органов выемочных комбайнов, состоит в поглощении и рассеивании энергии механических колебаний, что обеспечивает снижение коэффициента вариации крутящего момента по всей длине упругого валопровода редуктора. При этом рассеиваемая энергия в виде потерь на трение в КДЗ трансформируется в тепловую энергию, проявляющуюся в нагреве как элементов самого КДЗ, так и непосредственно сопряженных с ним деталей или узлов подсистемы привода исполнительных органов. В настоящей работе разработана методика установления температуры нагрева исполнительных органов выемочных комбайнов, в которые встроены корректирующие динамические звенья. Уравнение теплового баланса исполнительного органа с КДЗ при его длительной работе с постоянной нагрузкой можно в первом приближении записать в следующем виде:

При составлении уравнения теплового баланса приняты следующие допущения:

1. Исполнительный орган с КДЗ представляет собой однородное тело, имеющее одинаковые тепловые свойства всей массы, не изменяющиеся во времени.
2. Теплоемкость окружающей среды равна бесконечности.
3. Мощность потерь на трение является величиной постоянной.

Следует отметить, что аналогичные подходы и допущения принимаются при составлении исходного уравнения теплового баланса электродвигателей, что позволяет получить достаточно простые расчетные зависимости при приемлемой точности результатов.

После соответствующих преобразований уравнения (1) и последующего его решения относительно величины температуры перегрева исполнительного органа по сравнению с окружающей средой применительно к двум качественно различным периодам его функционирования в составе выемочного комбайна (длительная работа с постоянной нагрузкой, сопровождающаяся нагревом исполнительного органа, и длительная пауза в работе, при которой исполнительный орган охлаждается) получим:

Зависимость (2) позволяет рассчитать температуру перегрева работающего исполнительного органа, а зависимость (3) – неработающего исполнительного органа при его охлаждении после остановки.

Физический смысл постоянной времени нагрева состоит в том, что она представляет собой время, в течение которого температура работающего исполнительного органа с КДЗ повысится на величину при условии, что тепло, выделяемое КДЗ, не отводится в окружающую среду. Численное значение постоянной времени нагрева может быть получено из следующей зависимости:

Если предположить, что теплоотдача исполнительного органа будет одинаковая как при его работе, так и при остановке (это вполне приемлемо для исполнительных органов выемочных комбайнов), то постоянная времени охлаждения численно будет равна постоянной времени нагрева.

Таким образом, разработанная методика позволяет определять величину как средней, так и конечной (более высокой) температуры перегрева исполнительных органов выемочных комбайнов со встроенными корректирующими динамическими звеньями и с учетом реальной температуры внешней среды оценивать их температуру нагрева при работе с различными уровнями средней нагрузки. Эти результаты необходимы для принятия решения о необходимости проектирования принудительной системы охлаждения исполнительных органов, а также для выбора параметров данной системы, если ее необходимость доказана.