Основные виды стендовых испытаний следящих приводов
18.2. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ СТЕНДОВЫХ ИСПЫТАНИЙ СЛЕДЯЩИХ ПРИВОДОВ
Стендовые испытания СП подразделяют на испытания при нормальных условиях, испытания на устойчивость и стойкость к воздействиям механических и климатических факторов и ресурсные испытания.
При нормальных условиях испытаний (ГОСТ 15150—69) основные климатические факторы внешней среды имеют следующие значения:
Температура внешней среды . . . . . . . . . . . . . . (25 ± 10) ?C
Атмосферное давление . . . . . . . . . . . . . . . . . (84 ... 106) кПа
Относительная влажность . . . . . . . . . . . . . . . . (45 ... 80) %
Дополнительно для следящих гидроприводов устанавливается нормальная температура рабочей жидкости в пределах 25 ... 45 ?C.
В нормальных условиях проверяют все характеристики, оговоренные в технической документации на СП, — статические и динамические.
Испытания на устойчивость и стойкость к воздействиям факторов внешней среды проводят для проверки работоспособности, СП и проверки основных характеристик как в процессе действия того или иного фактора внешней среды, так и после его действия.
Ресурсные испытания проводят для проверки работоспособности СП после наработки определенного ресурса в режимах, оговоренных в T3 на привод.
Различают последовательные параллельные и комбинированные методы испытаний. При последовательном методе испытуемый СП последовательно подвергают разного рода проверкам. При параллельном методе испытывают одновременно несколько СП при воздействии различных факторов. Такой метод позволяет существенно сократить время испытаний. При комбинированном методе СП подвергается одновременному воздействию нескольких факторов, что ближе соответствует реальным условиям эксплуатации. Однако комбинированный метод испытаний требует более сложной испытательной аппаратуры и оборудования и поэтому его применяют редко.
Испытания СП в нормальных условиях. Как правило, в процессе испытаний в нормальных условиях проверяют все требуемые характеристики СП (статические и динамические). Испытания проводятся на специальных испытательных стендах, содержащих систему нагружения СП типовыми нагрузками.
В состав испытательного стенда для ГСП (Д) входят дополнительно насосные станции, содержащие приводной электродвигатель, насос, холодильник, бак, гидроаккумулятор, предохранительные и переливные клапаны, фильтры и контрольно-измерительную аппаратуру.
При проверке статических и динамических характеристик последние могут быть определены как для отдельных узлов СП, так и для всего СП в целом. Проверка ведется по специальным методикам, разработанным для каждого типа СП.
В качестве примера рассмотрим некоторые проверки и их методику для ЭГСП (Д) с ГИУ в виде ГЦ.
Определение зоны нечувствительности регулировочной характеристики по скорости (PXC). Проверка этой характеристики ведется по следующей методике.
При подведенном к ЭГСП (Д) гидропитании и разомкнутом контуре по цепи обратной связи на вход ЭГУ подается электрический сигнал управления I1 и фиксируется его значение, соответствующее началу движения [(2 ... 3) мм/с] штока ГЦ. С помощью аппаратуры управления шток останавливается в любом промежуточном положении, а затем, постепенно уменьшая сигнал управления, фиксируем его значение I2, соответствующее началу движения штока ГЦ в противоположную сторону. Алгебраическая сумма сигналов I1 и I2 определяет зону нечувствительности PXC.
Примечание. При определении зоны нечувствительности для уменьшения влияния петли гистерезиса ЭМП перед замером его размагничивают. Для этого проводятся несколько перекладок (2—3) при сигналах управления, составляющих (50 ... 70) % Imax, (20 ... 30) % Imax и (8 ... 10) % Imax. А при замерах зоны нечувствительности управляющий сигнал не должен превышать 10 % Imax.
Рис. 180. Осциллограмма ЛАФЧХ
Определение несимметрии петли гистерезиса PXC и ее ширины. При подведенном к ЭГСП (Д) гидропитании и при разомкнутом контуре цепи обратной связи на вход ЭГУ вначале ступеньками подается 2—3 раза максимальный сигнал управления. Затем плавно подают электрический сигнал управления и фиксируют это значение IГ1, соответствующее началу движения штока ГЦ.
Следует отметить, что в настоящее время для определения ЛАФЧХ СП стали применять специализированные устройства на основе микропроцессорной техники, обеспечивающие автоматизированный процесс вычисления ЛАФЧХ, например, частотный анализатор фирмы «Солартрон» (Англия).
Определение переходного процесса. В этом случае на вход СП подают управляющий сигнал в виде ступеньки (скачкообразное изменение управляющего сигнала) и с помощью шлейфового осциллографа записывают графики входного b1 и выходного b2 сигналов. По виду переходного процесса (см. рис. 181) можно судить о запасах по устойчивости замкнутого контура СП и о его быстродействии.
Частота переходного процесса fп.п=?l/(l2??).
Значение перерегулирования в процентах находят по формуле
Величина (?l1/?l)?? определяет чистое запаздывание.
Испытания СП на механические воздействия. Все виды механических испытаний СП подразделяют на испытания:
на вибропрочность, виброустойчивость, ударную прочность устойчивость к воздействию центробежного ускорения и испытания на транспортабельность.
Рис. 181. Осциллограмма переходного процесса
Под вибропрочностью понимают свойство СП противостоять разрушающему воздействию вибрационных нагрузок. Испытания проводят на специальных вибростендах в различных диапазонах частот, соответствующих эксплуатационным условиям. Обычно кроме частоты оговариваются ускорение, амплитуда и время действия вибрации.
Под виброустойчивостью понимают свойство СП обеспечивать заданные характеристики в условиях вибраций заданной частоты при заданных ускорении и амплитуде и в течение определенного промежутка времени. Положение СП на вибростенде по отношению к направлению действия вибраций во время испытаний должно соответствовать эксплуатационному. Испытания проводят в каждом из заданных диапазонов частот при плавном изменении частоты от нижнего предела до верхнего.
Ударная прочность — это свойство СП противостоять ударным нагрузкам и выполнять свои функции после окончания их действия.
Оговариваются частота ударов, ускорение, длительность импульса и общее число ударов.
Узлы корабельных СП и СП летательных аппаратов во время испытаний должны находиться во включенном состоянии.
Под устойчивостью СП к воздействию центробежных ускорений понимается его способность нормально функционировать в условиях центробежных ускорений (линейных перегрузок). Испытания проводят на специальных центрифугах. Кроме значения ускорения оговаривается время его действия.
Испытания на транспортабельность заключаются в проверке работоспособности СП после того, как транспортное средство проделает определенный путь. Испытания проводят на булыжных и грунтовых проселочных дорогах со средней скоростью 20 … 40 км/ч и на заданном расстоянии, но не менее 200 км. Для проверки состояния СП и осматривают через каждые 100 км пути. Транспортные испытания могут быть имитированы с помощью вибростендов и ударных стендов. B этом случае оговариваются: частота и амплитуда вибрации, ускорение, длительность, ударное ускорение, длительность импульса и число ударов.
Во время механических испытаний проверяют надежность работы СП и его отдельных узлов (скользящих контактов, реле, гидромеханических устройств, контакторов и т. п.), а также их механическую прочность.
Правильность работы электрических и электронных узлов, входящих в состав СП, при механических испытаниях контролируют с помощью специальных электрических и электронных схем, позволяющих имитировать рабочие режимы испытуемых элементов и контролировать их работоспособность.
Испытания СП на воздействие климатических факторов. Под климатическими испытаниями СП понимается проверка СП на соответствие предъявляемым к ним техническим требованиям в условиях действия, оговоренных в T3 на СП климатических воздействий (влажности, отрицательной температуры, положительной температуры, пониженного давления, инея и росы).
Обычно испытаниям подлежат следующие свойства СП.
1. Влагоустойчивость при кратковременном воздействии. В этом случае оговариваются относительная влажность, температура, продолжительность испытаний, время выдержки в нормальных условиях.
Проверяется устойчивость параметров СП, и выявляются возможные дефекты (коррозия, нарушение покрытий и т. п.).
2. Высотность. Задаются атмосферное давление, положительная температура и продолжительность ее действия, отрицательная
температура и продолжительность ее действия. Проверяется
устойчивость параметров СП и выявляются возможные дефекты.
3. Холодоустойчивость. Оговариваются температура и продолжительность ее действия, время выдержки в нормальных условиях. Проверяются основные параметры СП.
4. Работоспособность в условиях инея и росы. Оговариваются отрицательная температура и продолжительность ее действия, время выдержки в нормальных условиях.
5. Теплоустойчивость. Задаются рабочая температура и время ее действия, предельная температура и время ее действия, время выдержки в нормальных условиях.
6. Устойчивость работы СП в условиях высоких температур. При этом выявляются различные дефекты (нарушение герметичности, покрытий и т. п.).
7. Влагоустойчивость при длительном воздействии. Оговариваются относительная влажность, температура, продолжительность и время выдержки при нормальных условиях. Во время испытаний проверяют устойчивость работы СП в условиях длительного пребывания в среде с повышенной влажностью. При этом выявляют различные дефекты (коррозия, повреждение покрытий и т. п.).
Кроме того, проводят испытания:
на брызгозащищенность. Оговариваются интенсивность и продолжительность испытаний. Bo время испытаний и после них проверяют работоспособность СП по ряду основных параметров:
на пылезащищенность. Оговариваются: скорость воздушного потока и продолжительность испытания. Обдувка СП осуществляется специальной пылевой смесью, содержащей 70 % песка, 15 % мела, 15 % каолина в количестве, равном 0,1 % от полезного объема испытательной камеры.
Проверка работоспособности СП проводится после испытания. Проверяется также состояние внешних защитных покрытий и наличие пыли во внутренних полостях приборов.
Ресурсные испытания СП. Эти испытания проводят по специальной программе, которую составляют на основе анализа режимов работы СП в условиях эксплуатации.
Обычно оговариваются несколько циклов работы СП и для каждого цикла указываются амплитуда движения выходного звена СП, частота и время работы, а в некоторых случаях и нагрузки на выходном звене СП. Иногда задается и температура окружающей среды, при этом возможны и заранее известны режимы изменения температуры (например, от нормальной до максимальной за определенное время или от заданной отрицательной до заданной положительной и т. д.). При испытании ЭГСП иногда оговаривается время выдержки привода под рабочим давлением и при неподвижном выходном звене.
Перед началом испытаний проводят проверки СП в нормальных условиях, а затем эти же проверки повторяют после выработки ресурса. Объем проверок после ресурсных испытаний обычно уменьшен по сравнению с объемом проверок при нормальных условиях, так как многие параметры привода в принципе не зависят от ресурсных испытаний (например, ход выходного звена, масса СП, динамические характеристики и т. д.).
Ресурсные испытания — самый трудоемкий вид испытаний, требующий больших затрат времени и средств, поэтому актуальным стал вопрос о замене полномасштабных ресурсных испытаний эквивалентными ускоренными испытаниями. Ускоренными ресурсными испытаниями считаются любые испытания, которые позволяют получить информацию о долговечности изделий за время, меньшее, чем время испытаний при эксплуатационных режимах [5]. Существует много методик проведения ускоренных ресурсных испытаний. Наиболее распространенной в технике является методика, при которой СП подвергается испытаниям в более интенсивном режиме, чем в эксплуатации, но за время, существенно меньшее, чем при обычных ресурсных испытаниях,
При определении режимов ускоренных ресурсных испытаний обычно исходят из предположения, что состояние СП и его основных узлов должно быть одинаковым как после обычных ресурсных испытаний, так и после ускоренных. В качестве основных — технических параметров при выборе эквивалентных режимов считаются износ, старение и суммарные усталостные повреждения наиболее ответственных узлов СП.
Назад | Содержание
| Вперед
