Александр Романович Зенин, начальник управления капитального строительства и капитального ремонта, и. о. проректора по капитальному строительству и развитию имущественного комплекса, преподаватель кафедры безопасности жизнедеятельности и защиты окружающей среды
44003, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Alexander R. Zenin, Head of the Department of Capital Construction and Capital Repairs, Acting Vice-Rector for Capital Construction and Development of the Property Complex, Teacher of the Department of Life Safety and Environmental Protection
1, Gagarin sq., Rostov-on-Don, 344003
Александр Тимофеевич Рыбак, доктор технических наук, профессор кафедры технологии оборудования и переработки продукции агропромышленного комплекса
44003, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Alexander T. Rybak, Dr.Sci. (Eng.), Professor of the Department of Technologies and Equipment for Processing Agricultural Products
1, Gagarin sq., Rostov-on-Don, 344003
Алексей Николаевич Бескопыльный, доктор технических наук, профессор, проректор по учебной работе и международной деятельности, профессор кафедры организации перевозок и дорожного движения
44003, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Alexey N. Beskopylny, Dr.Sci. (Eng.), Professor, Vice-Rector for Academic and International Affairs, Professor of the Organization of Transportation and Road Traffic Department
1, Gagarin sq., Rostov-on-Don, 344003
Алексей Юрьевич Пелипенко, кандидат технических наук, доцент кафедры гидравлики, гидропневмоавтоматики и тепловых процессов
44003, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Alexey Yu. Pelipenko, Cand.Sci. (Eng.), Associate Professor of the Hydraulics, Hydropneumoautomatics and Heat Management Department
1, Gagarin sq., Rostov-on-Don, 344003
Юлия Александровна Сердюкова, аспирант кафедры безопасности жизнедеятельности и защиты окружающей среды
44003, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Yuliya A. Serdyukova, Postgraduate student of Life Safety and Environment Protection Department
1, Gagarin sq., Rostov-on-Don, 344003
Introduction. Energy conservation is an urgent topic of research in the field of mechanical engineering all over the world. A particular direction in these studies is the search for energy-efficient methods of testing technical systems, which allow the most accurate prediction of the reliability of the designed equipment. The duration of resource tests established by technical conditions and GOSTs causes an irreversible loss of energy, amounting to more than 1.5 resource of the tested machine, and the energy lost in the form of “harmful heat” is released into the environment. Therefore, the problem of energy saving during testing is given special attention. One of the ways of energy saving under testing of hydraulic machines is energy recovery. However, in papers devoted to energy recovery during testing of hydraulic machines, the problems of energy recovery during testing of rotary hydraulic machines were solved, and for reciprocating hydraulic machines, the problem of energy recovery during testing of plunger hydraulic cylinders was solved. The results of these studies cannot be directly used for testing reciprocating hydraulic cylinders. In this regard, the objective of this work has been formulated — to develop the structure and basic scheme of a test bench for reciprocating hydraulic cylinders, providing the recovery of part of the energy spent on testing, due to which the energy efficiency of the testing process is significantly increased.Materials and Methods. The paper used methods for modeling the process of stand functioning based on the application of the theory of volumetric rigidity. To carry out preliminary calculations of the stand operation process, a computer program based on the SimInTech software package was developed.Results. A structural and schematic diagram of a test bench for reciprocating hydraulic cylinders has been developed. A mathematical expression has been obtained that provides a preliminary assessment of the test efficiency coefficient. A computer program based on the SimInTech software package has been created, which allows the design parameters of the stand affect its operational characteristics, including the coefficient of energy efficiency of the test process.Discussion and Conclusion. The preliminary calculations of the operating characteristics of the stand showed that the efficiency coefficient of the proposed stand was 1.7. It can be increased by conducting additional studies aimed at obtaining rational design parameters of the stand. The proposed stand provides testing of reciprocating hydraulic cylinders with recovery of part of the expended energy, and its mathematical model allows using the numerical methods in calculations. This significantly simplifies the calculation process and increases the accuracy of the calculations. At the same time, it is possible to obtain rational parameters of the stand already at the design stage, without resorting to expensive and labor-intensive field studies.
Введение. Во всем мире энергосбережение является актуальной проблемой для исследований в области машиностроения. Особое направление в этих исследованиях — поиск энергоэффективных методов испытаний технических систем, которые позволяют наиболее точно прогнозировать надёжность проектируемого оборудования. Установленная техническими условиями и ГОСТами длительность ресурсных испытаний приводит к безвозвратной потере энергии, составляющей более чем 1,5 ресурса испытуемой машины, теряемая же при этом энергия в виде «вредного тепла» выделяется в окружающую среду. Поэтому проблеме энергосбережения в процессе испытаний уделяется особое внимание. Одним из путей энергосбережения при испытаниях гидравлических машин является рекуперация энергии. Однако в работах, посвящённых рекуперации энергии при испытаниях гидравлических машин, решались задачи рекуперации энергии при испытаниях гидромашин вращательного действия, а для гидромашин возвратно-поступательного действия была решена задача рекуперации энергии при испытаниях плунжерных гидравлических цилиндров. Результаты этих исследований не могут напрямую использоваться для испытаний поршневых гидроцилиндров. В связи с этим сформулирована цель настоящей работы — разработка структуры и принципиальной схемы стенда испытаний поршневых гидроцилиндров, обеспечивающего рекуперацию части энергии, затрачиваемой на испытания, за счёт чего энергетическая эффективность процесса испытаний значительно повышается.Материалы и методы. В работе использовались методы моделирования процесса функционирования стенда на основе применения теории объёмной жёсткости. Для проведения предварительных расчётов процесса функционирования стенда разработана компьютерная программа на базе программного комплекса SimInTech.Результаты исследования. Разработаны структурная и принципиальная схемы стенда испытания поршневых гидравлических цилиндров. Получено математическое выражение, позволяющее дать предварительную оценку коэффициенту эффективности испытаний. Создана компьютерная программа на базе программного комплекса SimInTech, дающая возможность конструктивным параметрам стенда влиять на его эксплуатационные характеристики, включая коэффициент энергетической эффективности процесса испытания.Обсуждение и заключение. Проведенные предварительные расчёты характеристик функционирования стенда показали, что коэффициент эффективности предлагаемого стенда составляет 1,7. Его можно повысить за счет проведения дополнительных исследований, направленных на получение рациональных конструктивных параметров стенда. Предложенный стенд обеспечивает испытания поршневых гидравлических цилиндров с рекуперацией части затраченной энергии, а его математическая модель позволяет использовать при расчётах численные методы. Это значительно упрощает процесс расчётов и повышает их точность. При этом получать рациональные параметры стенда можно уже на стадии его проектирования, не прибегая к дорогостоящим и трудозатратным натурным исследованиям.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.