Разработка электрогидравлического актуатора для сельскохозяйственной техники
DOI:
https://doi.org/10.28983/asj.y2024i9pp134-146Ключевые слова:
электрогидравлический актуатор, система управления, позиционный цикл, сельскохозяйственная техника, имитационная модель, математическая модельАннотация
Основными исполнительными механизмами в большинстве моделей сельскохозяйственной и специальной техники являются гидравлические приводы линейного движения, объединенные общей системой гидравлических линий и управляемые системой клапанов. Несмотря на многие достоинства этого решения, такая система обладает низкой точностью позиционирования и энергоэффективностью. Альтернативой гидравлическим приводам являются электрические актуаторы, которые позволяют решить вышеуказанные недостатки. Однако применение таких актуаторов в конструкции сельскохозяйственной техники ограничено из-за низкой устойчивости к ударным перегрузкам. Наиболее перспективным видом приводов являются электрогидравлические актуаторы (ЭГА), позволяющие объединить преимущества таких систем. В статье дано описание конструкции ЭГА с односторонним штоком, даны его структурная и принципиальная гидрокинематическая схемы. Описано математическое и имитационное моделирование ЭГА. Отдельно представлены структура и технические характеристики основного компонента ЭГА – разработанного драйвера двигателя. Представлены результаты лабораторных испытаний системы управления электрогидравлическим линейным актуатором и прототипом ЭГА на комбайне Дон-1500 производства ОО «Ростсельмаш» для регулирования положения деки зерноуборочного комбайна. В результате проведенных испытаний опытного образца ЭГА было установлено, что разработанный актуатор позволяет достичь высокой скорости перемещения рабочих элементов (до 10 мм/с) и точности управления и позиционирования (до 0,25 мм), имеет защиту от ударных нагрузок, а также в 2,2 раза превосходит электроприводы исполнительных механизмов, используемых в сельскохозяйственной технике.
Скачивания
Библиографические ссылки
Красило М. С., Исраелян Г. М., Назаров А. А. Конструкционные изменения робота-погрузчика // Мехатроника, автоматика и робототехника. 2021. № 8. С. 11.
Лобачевский Я. П., Дорохов А. С. Цифровые технологии и роботизированные технические средства для сельского хозяйства // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2021. Т. 15, № 4. С. 6–10.
Лобачевский Я. П., Ценч Ю. С. Принципы формирования систем машин и технологий для комплексной механизации и автоматизации технологических процессов в растениеводстве // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2022. Т. 16, № 4. С. 4–12.
Математическое моделирование гидравлического плунжерного насоса малого расхода / Д. Д. Медведев, В. И. Грищенко, Е. А. Ивлиев, В. С. Сидоренко // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2023. № 12. С. 335–342. DOI: 10.24412/2071-6168-2023-12-335-336.
Переход сельского хозяйства к цифровым, интеллектуальным и роботизированным технологиям / Е. А. Скворцов и др. // Экономика региона. 2018. Т. 14, № 3. С. 1014–1028.
Перспективы развития рынка электротранспорта и зарядной инфраструктуры в России / Д. В. Санатов и др. СПб.: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2021. 44 с.
Электрогидравлический следящий привод: Патент на полезную модель № 214441 U1 / Грищенко В. И., Назаренко Д. В., Ивлиев Е. А., Медведев Д. Д. № 2022122956: заявл. 26.08.2022; опубл. 28.10.2022. EDN QVDHCD.
Электрогидравлический сервоактуатор: Патент на полезную модель № 220048 U1 / Грищенко В. И., Назаренко Д. В., Ивлиев Е. А., Медведев Д. Д. № 2023112541: заявл. 16.05.2023; опубл. 22.08.2023. EDN KJKUAJ.
Электрогидравлический следящий линейный привод: Патент на полезную модель № 220091 U1 / Грищенко В. И., Назаренко Д. В., Ивлиев Е. А., Медведев Д. Д. № 2023110499: заявл. 24.04.2023; опубл. 24.08.2023. EDN VOXHCA.
An analysis of the energy consumption in the high-pressure system of an agricultural tractor through modeling and experiment / X. Tian et al. // LAND.TECHNIK AgEng. 2019. P. 9–18.
Berg H., Ivantysynova M. Design and testing of a robust linear controller for secondary controlled hydraulic drive // Proceedings of the institution of mechanical engineers. 1999. Vol. 213, No. 5. P. 375–386.
Boldea I. Linear electric machines, drives, and Maglevs handbook. CRC Press, 2017. 660 p.
Boldea I., Nasar S. A. Electric drives. CRC Press, 2016. 672 p.
Energy savings in the hydraulic circuit of agricultural tractors / M. Borghi et al. // Energy Procedia. 2014. Vol. 45. P. 352–361.
Lv C., Wang H., Cao D. High-precision hydraulic pressure control based on linear pressure-drop modulation in valve critical equilibrium state // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2017. Vol. 64, No. 10. P. 7984–7993.
Maniowski M. Minimization of real-time factor in «miMA» vehicle-driver-road model // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 421, No. 2. 022022.
Pawlus W., Choux M., Hansen M. R. Hydraulic vs. electric: A review of actuation systems in offshore drilling equipment // Modeling, Identi?cation and Control. 2016, Vol. 37, No. 1. P. 1–17
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2024 Аграрный научный журнал
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
