Методика определения режимов ускоренных эквивалентных испытаний агрегатов управления потоком жидкости в гидросистемах

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ

РЕЖИМОВ УСКОРЕННЫХ

ЭКВИВАЛЕНТНЫХ ИСПЫТАНИЙ

АГРЕГАТОВ УПРАВЛЕНИЯ

ПОТОКОМ ЖИДКОСТИ

В ГИДРОСИСТЕМАХ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Стандарт содержит методику определения режимов ускоренных эквива­лентных испытаний агрегатов управления потоком жидкости в гидросистемах, осно­ванную на теории физического моделирования и обеспечивающую воспроизведение конечного технического состояния агрегата за более короткое время, чем при нор­мальных испытаниях на режимах, заданных в технических условиях (ТУ) или техни­ческих заданиях (ТЗ), т.е. обеспечивает сокращение продолжительности испытаний на ресурс.
1.2. Ускоренным испытаниям подвергаются агрегаты, работающие на жидкостях АМГ-1О ГОСТ 6794-75 и 7-5ОС-3 ГОСТ 20734-75 при рабочих давлениях
2
до 280 кгс/см и выполненных:
• с уплотнениями из резиновых колец круглого сечения;
• с изоляцией электропроводов из полимерных материалов;
• с силовыми элементами из стали и алюминиевых сплавов;
• с неподвижными металлическими уплотнениями.
1.3. Ускоренным испытаниям подвергаются агрегаты, находящиеся на стадии опытного и серийного производства.
На стадии опытного производства - при выборе конструктивных и технологичес­ких решений; на стадии серийного производства - при контрольных испытаниях на ресурс (кроме установочной партии), при отработке агрегатов с целью увеличения ресурса, при внедрении усовершенствований (конструктивных и технологических).
1.4. Методика расчета режимов предусматривает эквивалентность ускоренных и нормальных испытаний при отработке ресурсов. Основным критерием, принятым гри выборе режимов нагружения и расчете времени ускоренных испытаний, является достижение идентичности конечного технического состояния основных функциональ­ных групп (узлов), определяющих работоспособность агрегата при нормальных и ускоренных испытаниях.
1.5. Техническое состояние агрегата определяется функциональными пара­метрами: рабочими характеристиками и параметрами, заданными в ТУ (ТЗ), структурными параметрами: состоянием элементов агрегата (величинами зазоров и износа в трущихся парах, состоянием поверхностей деталей, изменением харак­теристик пружин, усталостной прочностью силовых элементов, степенью остаточной деформации уплотнений и т.п.).
1.6. Элементами, определяющими работоспособность агрегата, техническое состояние которых подвержено наибольшему изменению в процессе испытаний, являются:
резиновые уплотнения (по старению материала)
;
•
• электроизоляция (по старению материала);
• подвижные элементы (по износу поверхностей);
• силовые элементы и металлические уплотнения (по накоплению усталостных повреждений).
1.7. Методика предусматривает сокращение времени испытаний за счет сокра­щения времени перерывов между срабатываниями управляющих элементов; форсиро­вания режимов и условий испытаний; увеличения температуры рабочей жидкости и окружающей среды; увеличения напряжения питания электромагнитов; увеличения давления рабочей жидкости.
1.8. Пределы ужесточения режимов при ускоренных испытаниях устанавливаются исходя из условия сохранения природы основных физических процессов при макси­мально допустимых нагрузках - идентичности наблюдаемых дефектов, законов распределения отказов по прототипам в эксплуатации, измерения величин рабо­чих параметров (характеристик).
1.9. Расчет режимов ускоренных испытаний проводится для гидравлических агрегатов, ресурс которых составляет не менее 500 ч,
1.10. Исходными данными для расчета режимов ускоренных испытаний явля­ются:
• основные технические данные агрегата, характеризующие режимы нормальных испытаний согласно ТУ (ТЗ);
• справочные материалы, характеризующие режимы работы элементов агрегата, старение уплотнений и электроизоляционных материалов, работу элементов в усло­виях циклического нагружения.

2. ПРИНЯТЫЕ ДОПУЩЕНИЯ

2.1. Старение резиновых уплотнений при температуре менее 50°С не учиты­вается ввиду малой скорости процессов старения. Начальной температурой старения резиновых уплотнений при расчете принимается температура 50°С.
2.2. Влияние повышенной температуры (до 200°С) на усталостную прочность стальных элементов конструкции агрегатов мало и в расчете не учитывается.
2.3. Влияние увеличения частоты нагружения в диапазоне от 0,2 до 3 Гц на усталостную прочность элементов агрегата мало и в расчете не учитывается.
2.4. Базовое число циклов NQ при расчете на усталостную прочность при­нимается:
7
1-10 циклов - для стали;
.. н _ 8
• 10 циклов - для легких сплавов.
1

3. МЕТОДИКА РАСЧЕТА РЕЖИМОВ УСКОРЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ АГРЕГАТОВ НА РЕСУРС

3.1. Объем и порядок расчета
3.1.1. Расчет режимов ускоренных эквивалентных испытаний проводится для элементов и узлов, изменение технического состояния которых определяет работо­способность агрегата при испытаниях.
3.1.2. Расчету режимов должен предшествовать анализ конструкции агрегата, режимов и условий испытаний с целью определения расчетных схем и параметров нагрузок. На основании режимов, заданных в ТУ (ТЗ), составляется табл. 1 режимов нормальных испытаний.
3.1.3. При расчете режимов рассматриваются основные процессы, вызывающие изменение технического состояния элементов и узлов агрегата:
• старение резиновых уплотнений и электроизоляции под действием повышен­ных температур;
• износ пар трения;
• накопление усталостных повреждений под действием циклических нагрузок.
3.1.4. Если длительность теплового воздействия существенно превышает время срабатываний агрегата, сокращение общей длительности испытаний произво­дится за счет ужесточения тепловых режимов, при этом расчеты на износ и уста­лость не производятся.
3.2. Расчет режимов из условия эквивалентности старения резиновых уплотнений
3.2.1. Исходными данными при выборе и расчете режимов ускоренных испы­таний для элементов, изменяющих свое состояние от воздействия температурных циклов являются:
• заданный в ТУ (ТЗ) температурный цикл нагружения;
• время воздействия температурного нагружения.
3.2.2. Исходя из максимально допустимой температуры рабочей жидкости, материала уплотнений и электроизоляции или обеспечения необходимого коэффици­ента ускорения испытаний, задается температурный режим ускоренных испытаний.
Температура работы резиновых уплотнений определяется так же как и других элементов агрегата, то есть
"£рЦ ~ 3J7 ’ 0 (1)
температура работы уплотнений агрегата, С;
температура элементов агрегата, °С.
Температура резиновых неподвижных уплотнений при нормальных и ускоренных испытаниях определяется по формуле
^РУ ~ + ^Эр + & ~^.эм *
где - температура рабочей жидкости на входе в агрегат, С;
- температура нагрева элементов агрегата от дросселирования, °С;
-д. - температура нагрева элементов агрегата от электромагнита, °С;
«2Г / /
^ОС ~ температура нагрева элементов агрегата от воздействия окружающей среды, °С.
3.2.4.1. Температура нагрева неподвижных резиновых уплотнений от дроссе-
пирования жидкости, определяется по формуле
Л4 - к ■ кР др
где К - коэффициент, учитывающий перепад давления в процессе работы агрегата.
При постоянном перепаде ~ 1;
перепад давления на дросселирующей щели, кгс/см^;
3
ТГ - плотность рабочей жидкости, кгс/м ;
у .УЬС
удельная теплоемкость рабочей жидкости, ккал/(кг °С);
J - механический эквивалент тепла, кгс-м/ккал.
Для рабочих жидкостей АМГ-1О и 7-50С-3 с достаточной для расчета точ­ностью принимается (без учета теплоотдачи).
= (4)
3.2.4.2. Температура нагрева элементов агрегата - от электромагнитов Д£\^ при их длительном включении определяется экспериментально, путем записи температуры элементов в течение температурного цикла.
Для распределителей с электромагнитным управлением типа ГА и КЭ величины температуры нагрева элементов определяются по графику, приведенному на черт. 1.
Hi*. Me дубліката

И». Jfe аадлііііка
3269

напряжение ЗО В напряжение 24 В.
1 — нагрев обмотки; 2 — нагрев корпуса агрегата
Черт. 1
3.2.4.3. Температура нагрева элементов агрегата от воздействия окружающей среды Д'Ь'др определяется:
- при непрерывном протоке жидкости по формуле

^ОС~ 7 ~ Д (^ОС ~

4- я. О_
где qq - температура окружающей среды, С;
А - коэффициент температурной нагрузки-определяется по графику.

о W 80 120 160 °С
т т ОС •Лнь.
Черт. 2 J
• при кратковременном отсутствии протока жидкости определяется
экспериментально, путем записи температуры элементов в течение температурного цикла;
• при отсутствии протока жидкости температура элементов агрегатов, не имеющих электромагнитов и агрегатов с обесточенными электромагнитами, равна темпера­туре окружающей среды, т.е. ру-^ос > а для агрегатов с длительно включен­ным электромагнитом определяется по формуле
tpy - Іос + .
3.2.5. Если заданный в ТУ (ТЗ) температурный цикл нагружения состоит из нескольких участков, то температура резиновых уплотнений определяется для каждого участка.
При непостоянном значении температуры на рассматриваемом участке расчет произ­водится по среднему значению температуры графического интегрирования.
3.2.6. Время старения резиновых уплотнений при ускоренных испытаниях определяется по формуле
Г У - ГҐ Н / t
Lpy ЬРУ я ■ , л ' z=y '
гдє LOj. - время старения уплотнений при ускоренных испытаниях, ч

Интервал температур
Значение коэффициента, характеризующего скорость

рабочей жидкости, С

старения резины
) для марок резины

В-14
В-14-1
ИРП-
ИРП-
ИРП-
ВР-7
ИРП-
ИРП-

1078
1054
1353

1287
1316
От 50 до 60 вкл.
2,37
2,27
2,31
1,82
2,30
— '
2,05
—
Св. 60 * 70 *
2,23
2,20
2,60
2,20
2,18
••
1,90
—
' 70 ' 80 *
2,15
2,16
2,99
2,63
2,06
—
1,84
1,74
' 80 № 90 *
2,11
2,12
3,34
3,04
1,95
—
1,79
1,73
' 90 ' 100 *
2,00
2,10
-
-
1,87
—
1,69
1,73
* 100 * 110 •
1,90
2,08
*
■в
1,80
—
1,65
1,73
* 110 * 120 *
-
2,00
-

1,72
—
1,64
1,65
' 120 ” 130 *
-
1,92
-
—
1,65
—
1,61
1,60
* 130 * 140 г
—
1,92
-
-
1,61
—
1,55
1,59
* 140 ' 150 '
-
-
-
-
1,59
—
1,53
1,58
' 150 № 160 '
-
-
-
-
1,60
—
1,58
1,57
' 160 * 170 *
-
-
-
-
1,67
—
1,63
1,58
* 170 * 180 '
-
-
-
-
1,80
2,40
1,68
1,58
к 180 * 190 "
-
-
-
-
1,96
2,34
1,72
1,59
* 190 * 200 •
-
-
-
-
2,20
2,30
1,75
1,60
• 200 * 210 '
-
-
-
-
—
—
1,78
-
' 210 * 220 №
-
—
-
-
-
-
1,80
-

3.2.7. Если заданный