HYDRAULIC UNITS FOR DRIVING SYSTEMS OF RUNNING EQUIPMENT IN ROAD CONSTRUCTION MACHINERY

UNIDADES HIDRÁULICAS PARA SISTEMAS DE ACCIONAMIENTO DEL EQUIPO DE RODADURA EN MAQUINARIA DE CONSTRUCCIÓN DE CARRETERAS

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2016
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Abstract
Operational efficiency of multi-functional road construction machines depends on number of working bodies which are simultaneously performing technological operations. Systems for propulsion pto to the running equipment drive and active working bodies of road construction machines are developing in the way of using three-axis hydraulic drives. When designing a hydraulic system for road construction machinery dividing of power flow from propulsion to the running equipment drive and active working bodies is considered as rather essential problem. Leading companies do not pay attention to the development of flow divider designs, preferring to produce more expensive multi-flow pumps. One of the ways to increase efficiency of multi-functional road construction machinery is an implementation of running equipment hydraulic driving system based on a mono-aggregate pump unit which consists of a pump and a volumetric divider of power fluid flow. A principle of volumetric division and summing-up of power fluid flows, technical realization and methodology for calculation of key parameters of discrete flow distributors has been developed on the basis of discrete hydraulics regulations. The paper presents results of mathematical modeling of hydraulic systems equipped with the discrete flow distributor. Analysis of a dual-motor hydraulic drive operation has shown the following results: a discrete flow distributor ensures independent load mode of the current consumer circuit operation from the load mode of the second consumer circuit within a wide range of loads; rational value of working fluid flow discretization parameter is the following value interval k = 4–6, maximum value of parameter efficiency is reached when an angular velocity of a distributor rotor coincides with the angular velocity of a pump shaft; discrete flow distributor provides a possibility to change parameters of hydraulic flow feeding in consumers’ pressure lines within a wide range due to changes in geometrical parameters of the design; discrete flow distributor should be installed either close to the pump or be integrated into its design. The developed mathematical model and methodology for determination of parameters for the discrete flow distributor allow to optimize its design. Application of the mono-aggregate pump unit which consists of a pump and a discrete flow distributor of running equipment drive in multi-functional road construction machinery permits to decrease a number of hydraulic drive pumps, to withdraw from large-sized and material-intensive pump drive gear box.
La eficiencia operativa de la maquinaria multifuncional para la construcción de carreteras depende del número de órganos de trabajo que realizan operaciones tecnológicas de manera simultánea. Los sistemas de toma de fuerza de propulsión hacia el accionamiento del tren de rodaje y los órganos de trabajo activos de las máquinas de construcción vial se desarrollan hacia el uso de accionamientos hidráulicos de tres ejes. Al diseñar un sistema hidráulico para maquinaria de construcción de carreteras, la división del flujo de potencia desde la propulsión hacia el accionamiento del tren de rodaje y los órganos de trabajo activos se considera un problema fundamental. Las empresas líderes no prestan atención al desarrollo de diseños de divisores de caudal, prefiriendo fabricar bombas multiflujo más costosas. Una de las formas de incrementar la eficiencia de la maquinaria multifuncional para la construcción de carreteras es la implementación de un sistema de accionamiento hidráulico del tren de rodaje basado en una unidad de bombeo monoagregada, la cual consta de una bomba y un divisor volumétrico de flujo de fluido de potencia. Sobre la base de las leyes de la hidráulica discreta, se ha desarrollado un principio de división volumétrica y suma de flujos de fluido de potencia, así como su materialización técnica y la metodología para el cálculo de los parámetros clave de distribuidores de caudal discreto. El artículo presenta los resultados del modelado matemático de sistemas hidráulicos equipados con el distribuidor de caudal discreto. El análisis del funcionamiento de un accionamiento hidráulico bimotor ha mostrado los siguientes resultados: un distribuidor de caudal discreto garantiza que el régimen de carga del circuito del consumidor operativo sea independiente del régimen de carga del segundo circuito consumidor dentro de un amplio rango de cargas; el valor racional del parámetro de discretización del flujo de fluido de trabajo corresponde al intervalo k = 4–6, alcanzándose el valor máximo de eficiencia del parámetro cuando la velocidad angular del rotor del distribuidor coincide con la velocidad angular del eje de la bomba; el distribuidor de caudal discreto ofrece la posibilidad de modificar los parámetros de alimentación del flujo hidráulico en las líneas de presión de los consumidores dentro de un amplio rango debido a variaciones en los parámetros geométricos del diseño; el distribuidor de caudal discreto debe instalarse cerca de la bomba o bien integrarse en su diseño. El modelo matemático y la metodología desarrollados para la determinación de los parámetros del distribuidor de caudal discreto permiten optimizar su diseño. La aplicación de la unidad de bombeo monoagregada, compuesta por una bomba y un distribuidor de caudal discreto para el accionamiento del tren de rodaje en maquinaria multifuncional de construcción de carreteras, permite reducir el número de bombas del accionamiento hidráulico y prescindir de cajas reductoras de accionamiento de bombas voluminosas y de alto consumo de material.
Reference Key
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Authors Kotlobai, A. Ja.;Kotlobai, A. A.;Tamelo, V. F.;
Journal nauka i tehnika
Year 2016
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