B a lo g h E ndre mk. s z á z a d o s REPÜLŐGÉP HIDRAULIKA RENDSZEREN VÉGREHAJTOTT

Átírás

1 B a lo g h E ndre mk. s z á z a d o s REPÜLŐGÉP HIDRAULIKA RENDSZEREN VÉGREHAJTOTT k í s é r l e t i m érés A r ep ü lő g é p e k Ü z e m e lte té s e s o rá n g y a k ra n t a p a s z t a lh a t ó, h o gy a z Uzomi je lle m z ő k a z ü zem id ő fü g g v é n y é b e n e lt é r n e k a n é v le g e s. m űszaki le ír á s o k b a n, ü z e m e lt e t é s i dokum entációkban m eg h a tá r o z o tt é r t é k e k t ő l. E z e k e t a z e l t é r é s e k e t s z e r k e z e t i és ü z e m e lt e t é s i h a tások v á l t j á k k i. a m e ly e k e t a r e p ü lő g é p f e d é l z e t i r e n d s z e r e in e k C p l. a h id r a u lik a r e n d s z e r } a n o m á liá i o k o zzák Í 3 ). A h id r a u lik a r e n d s z e r b e li e lt é r é s e k le h e tn e k : s z e r k e z e t i J e lle g ű e k C p l. rugók k ifá r a d á s a. d e fo rm á c ió k s t b. }, i l l e t v e ü z e m e lt e t é s i h ib ák C p l. akkum u látorban nem m e g fe le lő a f e l t ö l t é s i nyom ás, h e l y t e l e n b e s z a b á ly o z á s s t b. }. Ezen e lt é r é s e k a z a lk a lm a z o tt s z e r k e z e t i an yagok f i z i k a i, k é m iai t u la jd o n s á g a it ó l, a t e r v e z é s, g y á r t á s s a já t o s s á g a it ó l fü g g ő en m indenkor s z to c h a s z tik u s a n v á l t o z t a t j á k a h id r a u lik a rendszer üzemi Jellem zőinek é rték ét. Rendkívül fon tos ezen üzemi Jellem zők dinamikus v á lto zá sa in a k ü zem idő fü g g ő v i z s g á l a t a, m elyek Is m e re té b e n e g y r é s z t o p t im a liz á lh a t ó a r e p ü lő g é p k a r b a n ta r tá s a. J a v ít á s a, m á s ré s zt k o r s z o r ű d ia g n o s z t ik a i e ljá r á s o k d o lg o z h a tó k k i a z a d o t t r e n d s z e r e k r e. A m ikroelektronika fe jle t ts é g e, a szám ítástechnika széle s k ö r ű e l t e r j e d é s e ma már le h e t ő v é t e s z i, h o gy f e d é l z e t i á l l a p o t f i g y e l ő. á lla p o t a z o n o s ít ó é s d i a g n o s z t i z á l ó r e n d s z e r e k e t f e jle s s z e n e k k i. Ehhez v is z o n t e le n g e d h e t e t le n ü l s z ü k s é g e s, a m érendő d ia g n o s z t ik a i J e lle m z ő k e l ő z e t e s k i v á l a s z t á s a, v a l a m in t azok fe ld o lg o z h a t ó s á g a v a la m e ly d ia g n o s z t ik a i m o d ell s e g í t s é g é v e l. M in d ezek h ez a z e lm é l e t i é s g y a k o r la t i v i z s g á l a tokhoz. a d iagn osztik a i m odell a zo n o sítá si problém áinak t is z 51

2 tá z á s á h o z szu kségllnk van a h id r a u lik a r o n d s ze r raaienvtu kal m o d e lljé n e k e l k é s z í t é s é r e [2 3. A m a tem a tik a i m o d ell m inden e s e t b e n a v i z s g á l t ob jek tu m szám unkra f o n t o s t u la jd o n s á g a it t ü k r ö z i. Nem te k in t h e t jü k ekvivalensnek a v iz s g á lt objektummal, de kompakt Jdl k e ze l h e tő form á ban, szám i tó g é p e n f u t t a t h a t ó módon ta r ta lm a z z a a v i z s g á l t r e n d s z e r in fo r m á c ió it. Munkám c é l j a a z v o l t. h o g y e g y n a g y s eb e s s ég d r e p ü lő g é p h id rau lik a - ren d szer k iv á la s z to tt elem einél az áram lástechnikai folyam atok dinamikus tulajdonságainak v izs gá la tá ra a lk a l mas m é r ő r e n d s z e rt h o zzak l é t r e. A m érő ren d szer k i a l a k í t á s á t é s a v i z s g á la t o k a t a f ő i s k o l a r e p ü lő t e c h n ik a i Ü zem b en tartó ta n s zé k é n v é g e zte m e l. 1 A m érő ren d szer k ia la k ít á s a Tikuzim y eb. Hyoadat b lrt.o rynt* S to M llrátort nűiwtetd bu»tt*r rend*tér 1. á b ra

3 A v i z s g á l a t v é g r e h a jtá s á h o z r e n d e lk e z é s e d r e á l l t a r e p ü lő g é p h id r a u lik a ren d sz eré n e k működőképes m o d e llje. C m od ell v á z la t a lá t h a t d a z 1. á b rán. A m é r ő r e n d s z e rt a h á ro m h e ly z e tű fé k s z á r n y a t m ű ködtető m unkahengerre C I O é s a s t a b i 11 z á t o r t m űködtető buszter munkahengerre CO a lak ítottam k i. Ahhoz, X. a re&dst«s '.XX. s reodazer visszavezető iga; 1- fé k s z á r n y inunk a henger ; 2 - p i e z o - r e z i s z t i v nyom ásadók; 3 - í n - d u k c ló s e lv e n működő H o t t in g e r t íp u s é e lm o zd u lá s tá v a d ó k ; 4-m eg h ib á so d á st im it á lá s á r a b e é p í t e t t f o j t ó k ö t e g ; 5 - fé k s z á r n y m unkahengert v e z é r l ő e le k tro m á g n e s e s c sap o k ; 6 - s t a b i 1i z á t o r m unkahenger; 7 - e l ő e r ő s í t ő. n o r m á llz á t o r ; 8 - d l g l t a l l z á l ó ; O -k ö zp o n ti m em ória; d is p la y ; 11-n y o m ta tó v a g y p l o t t e r ; 1 2 -h a J lé k o n y le m ez o s t á r o l ó ; 1 3 -m erevlera ezes t á r o l ó. 2. ábra 53

4 hogy b iztosítsam a berendezések Üzemszerű te rh e lé sé t a terh e lé s Im itá lását a kővetkezőképpen oldottam meg. a. s A fék szár nymunk ahenger esetében 2 db. azonos karakt e r i s z t i k á j ú s p ir á lr u g ó t é s ezek r a e g v e z e té s é r e s z o l g á l ó t a r tó k eretet a lak ítottam k i. A mérés során a munkahenger terh e lé s e á lla n d ó é r t é k ű v o l t ; b. A busz t é r m unkahengernél a z e g y ik o l d a l r ó l t ö r t é n ő t e r h e l é s t e g y la p r u g ó k ö t e g g e l v a ló s ít o t t a m meg. í g y le h e t ő s é g v o l t a r r a. h ogy a m érést t e r h e l t é s t e r h e l e t l e n e s etb e n is s ze re lé s nélkül végre lehessen h ajtan i. A t e r h e lő rugók k a r a k t e r i s z t i k á i t m indkét e s e t b e n m éréssel határoztam meg. A m érési rendszer vá zla ta a 2. ábrán láth ató. 1 - F ék s zá rn y munkahenger A munkahenger h á ro m h ely ze tű, a z C55 e le k tro m á g n e s e s c s a pokkal v e z é re lt hidrau liku s végroh ajtó berendezés. Az e le k trom ágn eses c s a p o k k a l o ly a n v é g r e h a jt ó m echanizm ust a lk o t, am ely b i z t o s í t j a a l e - é s f e l s z á l l á s k o r a fé k s z á rn y a k a d o tt é rték re tö rtén ő b e á llítá s á t, valam int a rep ü lési sebesség növ e k e d é s e e s e t é n Ú g y n e v e z e tt "ü s z ő " fé k s z á r n y m ozgással a fé k - szá rn von f e l l é p ő m a x im á lis e r ő t k o r lá t o z z a ü gy. h ogy a l é g e r ő növekedésével a fékszárn y becsukódik P i e z o - r e z i s z t i v nyomásadók E zt a nyom ásadó t í p u s t a modern m érőb eren d ezéso kben már s z é le s k ö r ű e n a lk a lm a zzá k. Működésének lé n y e g e : e g y fém tokban e l h e l y e z e t t p ie z o k v a r c k r is t á ly r a a h id r á u li k a fo ly a d é k n y o m ást g y a k o r o l, a nyomás h a tá s á r a p e d ig a k r i s t á l y m echanikai d e fo r m á c ió t s zen ved. A d e fo r m á c ió v a l m e g v á lto z ik a k r i s t á l y e le k tro m o s e l l e n á l l á s a i s. E zt a z e l l e n á l l á s v á l t o z á s t a k r is t á ly h o z k a p c s o lt e g y s z e r ű W h e a ts to n e -h id m e g fe le lő p o n t-

5 J a in. fe s z ü lt s é g k ü lö n b s é g fo rm á já b a n m érh e tjü k. au w ly a rá n y os a k r i s t á l y d e fo r m á c ió já t o k o z ó nyomás é r t é k é v e l E lm o zd u lás távad ó k A H ottinger cég á lta l k ife jle s z t e t t inkukciós elven működű távad ó k c s a lá d já b ó l k i v á l a s z t o t t W a s t í p u s t a l k a l maztam. Működési e l v e : e g y t e f l o n b e v o n a to s vasm ag m ozog e g y indukciós tekercs b elsejéb en, s a vasmag helyzetének fü ggvényében v á lto zik a tekercsben az indu kált fe szü lts é g F o jt á s A m érés s o rá n m eg h ib á sodá so k a t i s im it á lt a m a v i z s g á l t b e re n d e z é s e k n é l. E r r e e g y 0.4 mm á tm é r ő jű f u r a t t a l e l l á t o t t lem e ze s f o j t ó k ö t e g e t a lk alm azta m. A f o j t á s o k a t a b e ren d ezések nyomó- és vissza vezetőá g közé párhuzamosan é p ítettem be. e z zel m odellezve az ad ott berendezés résveszteségein ek növeked é s é t S ta b iliz á to rt működtető b u szter munkahenger Követő v e zérlésű s zervó munkahenger. M axim ális te rh elése a d u g a tty ű r d d z é r u s m ozgási s e b e s s é g e e s e t é n 32 kn. A v e z é r l ő t o la tty ű n a k ±2 mra-es ér z é k e t le n s é g! z ó n á ja van E l ő e r ő s í t ő, n o rm ál1z á t o r F ela d a tu k a t á v a d ó k t ó l é r k e z ő J e le k e r ő s í t é s e, v a la m in t a s z á m ító g é p h e z v a l ó c s a t la k o z á s le h e tő s é g é n e k b i z t o s í t á s a, a J e l s z in t e k m eg h a tá rozá sa IBM k o n fig u r á c ió A m érő ren d szer a la p já n a z IBM AT s z á m ító g é p, v a la m in t a r e n d s z e r b e i l l e s z t h e t ő A s y s t a n t P lu s z m érő- é s k i é r t é k e l ő r e n d s z e r h a rd w a re k é p e z i. Ez a r e n d s z e r CASYST SOFTVARE TECHNOLOGIES In c. R o c h e s te r New YORK s z é r ia ^ a d a t g yű jtés re és k ié rté k e lé s re kész programcsomag. Legfőbb tu la j donsága. hogy m enüvezérelt, ami m egkönnyíti a program k e ze lé sét. Nagy vá la szték ot tartalm az a m érési eredmények fe ld o lg o -

6 3. áb ra

7 z á s á h o z i s. A m i n t a v é t e le z é s i fr e k v e n c iá k ta rto m á n y a s z é l e s h a tá ro k k ö z ö t t v á lt o z t a t h a t ó. A program g r a f i k a i le h e t ő s é g e i tám ogatják p lo tte r c s a tla k o zta tá s á t, am ellyel a m érési ered mények n a gy p o n to s s á g é m e g je le n ít é s e b i z t o s í t h a t ó. A b u s z te r m unkahengeren tö b b m érést h a jto tt a m v é g r e. A 3. áb rá n lá t h a t ó e g y f e l d o l g o z a t l a n, s z in u s z b e m en ő jel e s e té b e n l é t r e j ö v ő bem enőági n y o m á s v á lto zá s. Az A. ábrán lá t h a t ó g r a f ik o n ig e n sok z a j t t a r t a lm a z, d e e z a z a j nem minden e s e t b e n a v i z s g á l t r e n d s z e r s a j á t j a. A B. áb rá n a s z á m ító g é p á l t a l f e l d o l g o z o t t s i m í t o t t g r a f ik o n t lá t h a t ju k. I t t a z a j nem J e le n t k e z ik d e a m éré s i eredm ények e g y e s e s e t e k b e n még tartalm azh atják azt. A to vá b b ia k b a n már csak a s z á m ító g é p á l t a l f e l d o l g o z o t t adatok d tján kapott grafik on ok at Ism ertetem 11). 4. áb ra 57

8 A 4. ábrán a zo n o s m űködési fo ly a m a to k osol-óbcn a m in ta - v é t e l e z é s i fr e k v e n c iá k v á lt o z á s á v a l, a m érési eredm ények I n fo r m á c ió t a r ta lm á v a l é s azo k a lk a lm a z h a tó s á g á v a l k a p c s o la to s v i z s g á l a t eredm én yei lá t h a t ó k. M e g á lla p ít h a t ó, h o gy az 50 H z -e s m in ta v é te le z é s á r a m lá s te c h n ik a i fo ly a m a to k v iz s g á la t á r a a lk a lm a tla n m ivel annak din am ikus fo ly a m a t a ir ó l sem J e l l e g r e, sem é rté k e ire elegendő in form ációt nem ad. Az 1000 H z-es m in t a v é t e le z é s i fr e k v e n c ia CB. á b r a ) e s e tében már m egjelenik a rendszerben le já ts zó d ó dinamikus fo ly a m a t. d e in fo r m á c ió ta r ta lm a még nem e le g e n d ő. Az e l v é g z e t t m érések a la p já n m e g á lla p ít h a t ó, h o gy e z e n f r e k v e n c ia z a j t a r ta lm a a z e lő z ő n é l nagyobb. Az 5000 H z-es m in t a v é t e le z é s CC. á b r a ) e s e t é b e n a z a j - tartalom k ic s i, az inform ációtartalom Jó. Az adatok jó l tükr ö z ik a z á ra m lá s te c h n ik a i fo ly a m a t d in a m ik á já t. A 7500 H z-es m in t a v é t e le z é s s e l CD. á b r a ) már sem z a jb a n, sem inform ációtartalom ban nincs lényeges vá lto zá s az e lő z ő höz képest. M egállapíth ató teh á t, hogy a h id rau lik a ren dszerek á r a m lá s te c h n ik a i fo ly a m a ta in a k v i z s g á l a t á r a a z 5000 H z-e s m in t a v é t é le z é s i fr e k v e n c ia s zü k s é g e s é s e le g e n d ő. Az o p t im á lis m in t a v é t e le z é s i fr e k v e n c ia m e g v á la s z tá s a után a következő ábrákon konkrét mérési eredmények láth atók. Az 5. ábrán a fékszárn y munkahenger egyik működési f á z i sa lá t h a t ó. Az A. ábrán a munkahenger d u g a tty ü rű d e lm o z d u lá s a. a B. ábrán a n y o m ó o ld a li nyom ásérték d iagram m ja lá t h a t ó. I t t CA. ábra ) m egfigyelh ető, hogy az elm ozdulás adó és a nyomásadó J e l e i r e r á s z u p e r p o n á lo d o tt az e le k tro m á g n e s o s csapok m ű ködtető nyomógomb e le k tro m o s J e l e. e z k ö r n y e z e t i z a j. A munkahenger e lm o zd u lá s a a csapok n y it á s i p i l l a n a t á t ó l kb m ásodperc molva k ö v e tk e z ik be. A n y om áslen gések CB. á b r a ) igen Jelentősek a nyom óoldalon, ami a rendszer te h e tő t - 58

9 le n s é g é v e l m a gy arázh ató. A d u g a tty ú rú d e lm o z d u lá s a m in daddig nem kezdődik meg amíg a hid rau lik afolyad ék nyom áslengése nem 5. áb ra c s i l l a p o d i k l e. A le n g é s le c s illa p o d á s a kb. 0.1 m ásodperc a la tt tö rtén ik meg. ezután a dugattyú állan d ó sebességgel moz o g. á lla n d ó t e r h e lé s m e lle t t. A Ö. ábrán a s ta b illz á to r busztér műnkahenger állan d ó s e bességű " u g rá sjel r e " ad ott válasza, a működéskor m érhető nyom ásérték ek g r a f i k o n j a i lá t h a t ó k. Az A. áb rá n a b e m e n ő je l v á l tozását s ze m lé lte ti az id ő függvényében. A B. ábrával ö sszev e t v e - ami a d u g a tty ú r ú d e lm o z d u lá s á t m u ta tja - lá t h a t ó, h o gy a d u g a tty ú rú d e lm o zd u lá s a k éső b b k e zd ő d ik meg é s a bemen ő je l s o b e s s é g v á lt o z á s a nem J e le n ik meg. Ez k é t o k b ó l te v ő d ik ö s s z e : a./ a b u s z te r k ö v e t ő v e z é r lé s ű é s a v e z é r l ő t o la tty ú n a k - 2 mm é r z é k o t le n s é g l z ó n á ja van;

10 60

11 b. / a rendszer teh etetlen ség e. A b em en ő jel CAD é l e s t ö r é s s e l v e s z i f e l a z á lla n d ó s u lt é r t é k e t, m íg a v é l a s z j e l CBD s z i n t e odasim u l a h h o z, b iz o n y o s k é s é s s e l. A C. és D. ábrák ö s s z e v e t é s e s o r á n m eg á i1 a p it h a t ó. h o gy a r en d sz erb e n a n y o m á s v á lto z á s in t e n z i t á s a lé n y e g e s e n k is e b b m in t a b u s z te r n y o m ó o ld a lá n m ért. A D. á b rán lá t h a t ó nyom áscsdesok a v e z é r 1ő t o l a t t y d z á r á s i é s n y i t á s i fo ly a m a t á t J e l z i k. Ezek a fo ly a m a to k a v is s z a v e z e t ó á g i nyom ásképen i s f e l l e l h e t ő e k a zo n o s id ő p illa n a t o k b a n. A v is s z a v e z e t ő á g b a n CE. áb ra> m ért n y om ásien g ések a b u s z te r b e l s ő c s a to r n á ib a n l e j á t s z ó d ó n y o m á s ie n g é sek e t t ü k r ö z i. A v e z é r l ő t o l a t t y ú é l é nek z á r á s a u tá n CD. ábrad g y o r s nyom ásn övekedés, m ajd e g y nyomáslengés láth ató. A len gés közel egy en letes nyomásnövek edés van a C. é s D. ábrák a la p já n. A 7. ábrán a s t a b i l l z á t o r t m ű k öd tető b u s z te r munkahenger v iz s g á la t á n a k ered m én yei lá th a tó a k s z in u s z b e m e n ő je i e s e t é n és párhuzamosan b e é p íte tt fo jtá s s a l C terhel és és m eghibásodás lm ltá lá s D. Az A. é s B. á b r á k a t ö s s z e v e t v e, a b e m en ő jel é s a v á l a s z j e l J e l l e g e m e g e g y e z ik, a s z é ls ő é r t é k e k maximumai id ő b e n k ésn ek. A B. é s C. á b r á k a t ö s s z e v e t v e m e g á lla p ít h a t ó, hogy a nyomóági nyomás is k éséssel veszi fe l m axim ális é r t é k é t. A n y o m á s v á lto zá s J e l l e g e m eg egy ezik a b e m en ő jel é v e l. A b em en ő jel s e m le g es h e l y z e t é n é l C zé ru s k i t é r é s } a nyomóágban e g y lo n g é s í fo ly a m a t In d u l e l. a m it a k ö v e t k e z ő n y o m á sfel - fu t á s s z ü n te t meg. A CD) bem enőági nyomás é r d e k e s é g e. h o gy a m a x im á lis é r t é k után e g y ü j nyom áscsücs kezd k ia la k u ln i. E zt a b u s z te r c s a t o r n á ir a o r i e n t á l t m éré s se l l e h e t a k éső b b ie k b e n m eg h a tá ro zn i. Az E. áb rá n a v is s z a v e z e t ő á g nyom áscsü csa i C neg a tiv D a zo n o s id ő p illa n a t b a n vannak a bem enőági n yom áscsdc s o k k a l. A párhuzam osan b e é p í t e t t f o j t á s o k o z ta a n yom áscsdcsok egyb eesését. 61

12 (52

13 4. ö s s z e f á s Ebben a c ik k b e n nem n y í l t le h e t ő s é g a m éré s i eredm ények r é s z l e t e s e le m z é s é r e. Munkám e r e d e t i c é l k i t ű z é s e i s a z v o l t. h o gy e g y o ly a n, m érő r e n d s ze rt a la k ít s a k k i. a m ely e g y s z e r ű, könnyen b e s z e r e z h e tő e s z k ö z ö k k e l a lk a lm a s h id r a u lik a r e n d s z e r e k á r a m lá s te c h n ik a i fo ly a m a ta in a k d in a m ik a i v iz s g á l a t á r a. A mérések során m egállapítottam, hogy az ily e n típusú mérés e k n é l a z 5000 H z-es m in t a v é t e le z é s i f r e k v e n c ia s z ü k s é g e s é s elégséges, valam int a zt. hogy a ren d szerb eli e lté ré s e k kimutathatók és vizsgálh atók. A m érési eredmények alapul s z o lg á l hatnak a mért berendezésekre fe l i r t matematikai m odell azonos ít á s á h o z. v a la m in t d ia g n o s z t ik a i r e n d s z e r k id o lg o z á s á h o z. A m érő ren d szer f e j l e s z t é s é v e l é s ú j m érések e lv é g z é s é v e l p o n to sabb in fo rm á c ió k s z e re z h e tő k be. E fcü lia& tlál 3c 1 odalgm :. \.y Balogh Endre: Repülőgép hid rau lik a rendszerén tö rtén ő m érések. Diplomamunka BME Közlekedésm érnöki Kar ^ Rohály Gábor: Repülőgép h id rau lik a rendszer m odellezés le h e t ő s é g e i a futóm ű m ű k öd tető r é s z r e n d s z e r v i z s g á l a t a a la p já n IX. Magyar R epü léstu dom á n yi Napok B udapest 1S / Pox.im Hoxeó, Poxafi Taőop, riovopaan Jlac.no: M ecneao- BáHHÖ DOZMOXHOCTV1 AMarHOCTHpOBaHHH adhaumohhux rmflpabflmmeckhx M BO3Ay0IMblX CHCTCM no ASHHblM, p e r XCTpXPOBaMMbíM OO B p e :«HopManbHoro í ^ hx unohnpohntmn. Cőophmz floxnany r p e r b e fi komcopohuhh no abxauwm. Eyaaneurr