Větvené mazací systémy a jejich proudové poměry tribologicko-hydraulické aspekty

Transkript

1 OBHAJOBA DISETAČNÍ PÁCE Větvené mzcí systémy jejich proudové poměry triologicko-hydrulické spekty PhD student: Ing. Antonín Dvořák Školitel: Doc. NDr. Ing. Josef Nevrlý, CSc. Ústv konstruování VUT- BNO Fkult strojního inženýrství Technická, BNO Moil: E-mil:

2 OBSAH PEZENTACE - Součsný stv prolemtiky -způsoy mzání (individuální mzání, centrální mzcí systémy) - optimlizce dodávného množství mziv do mzného uzlu - Cíl úkol disertční práce -Důvody proč se zývt témty disertční práce - Eperimentální měření - prmetry plstických mziv -mzcípřístroje - tlkové ztráty - progresivní centrální mzcí ovod - Mtemtické modelování pomocí progrmu DYNAST - Výsledky teoretické eperimentální nlýzy -Závěr zhodnocení disertční práce -Měření n progresivním centrálním mzcím systému v pri využití výsledků měření

3 ZPŮSOBY A MOŽNOSTI MAZÁNÍ individuální mzání mzání olejovou náplní ruční mzání olejem neo plstickými mzivy mzání rozstřikováním oleje mzání smomznými kluznými ložisky mzání prcovní kplinou centrální mzcí systémy jednopotruní systém

4 ZPŮSOBY A MOŽNOSTI MAZÁNÍ dvoupotruní systém vícepotruní systém progresivní systém speciální mzcí systémy (mzání řetězů, mzání ozuených kol, mzání jeřáových drh, mzání okolků kol, mzání olejovou mlhou)

5 ZPŮSOBY A MOŽNOSTI MAZÁNÍ - PŘÍKLADY Progresivní centrální mzcí systémy jsou určeny hlvně pro tvářecí, oráěcí, tetilní, licí, trnsportní td. stroje, moilní zřízení (podvozky technologické nástvy), části technologických kompleů (npř. hutí, válcoven, elektráren, cementáren, chemiček, skláren, cukrovrů, pivovrů) td. V levo pohled n sudové čerpdlo - doplněním úprvy vzduchu lze použít vzduchem poháněné sudové čerpdlo. Toto provedení je vhodné u rozsáhlejších progresivních CMS, které využívá originálních olů výroce. V prvo je pohled n progresivní CMS moilních strojů, prvděpodoně s mzcím přístrojem s pohonem elektromotorem n stejnosměrné npětí

6 OPTIMALIZACE DODÁVANÉHO MNOŽSTVÍ MAZIVA DO MAZANÉHO UZLU Ojem mziv v ložisku uční mzání horní hrnice ojemu mziv dolní hrnice ojemu mziv Čs mzání Ojem mziv v ložisku Automtické centráln lní mzání horní hrnice horní ojemu hrnice mziv optim dolní hrnice ojemu mziv Čs mzání

7 CÍL A ÚKOL DISETAČNÍ PÁCE Cílem disertční práce je pro pri přijtelný mtemtický popis stendu centrálního mzcího systému s progresivním rozdělovčem mziv, n kterém proíhlo měření v lortoři to tk, y ylo možné predikovt provozní stvy pomocí simulce, což y význmně přispělo k předcházení řešení krizových situcí při provozu systémů v pri. Tento mtemtický model ověřit pomocí eperimentu. Stěžejním úkolem y měl ýt všk nlýz hlvního prvku centrálních mzcích systémů progresivního rozdělovče mziv. Dílčí úkoly disertční práce: zjištění tlkové průtokové chrkteristiky použitých mzcích přístrojů určení tlkové ztráty v knálcích progresivního rozdělovče mziv, zjištění závislosti odporu proti pohyu mziv n míře otevření přepouštěcího knálku v progresivním rozdělovči mziv, stnovení závislosti posunutí pístků n protitlku v jednotlivých výstupech progresivního rozdělovče (n posuvu pístků je závislý ojem dodného mziv do mzného uzlu), simulce kinemtiky dynmiky progresivního rozdělovče mziv pomocí progrmu Dynst, simulce tlkové ztráty ve vedení (potruí) centrálních mzcích systémů pomocí progrmu Dynst, simulce proudění plstického mziv pomocí progrmu Fluent (ve spolupráci s VŠB Ostrv), sloučit do jednoho celku všechny jednotlivé simulovné části centrálního mzcího ovodu tk, y předstvovly celý lortorní systém centrálního mzání v dosttečné šíři pro použití při projekci odoných dlších či jiných centrálních mzcích systémů s progresivním rozdělovčem nejen s ním

8 DŮVODY POČ SE ZABÝVAT TÉMATY DISETAČNÍ PÁCE tém centrálních mzcích systémů neylo nikde v žádné litertuře tkto zeširok nlyzováno (zinteresovné oory jko reologie modely, mziv, měřicí přístroje; triotechnik; hydrodynmik, výpočetní prostředky Dynst, Fluent) snhou je optimlizovt mzcí systémy tk, y se dosáhlo zlepšení v životnosti, spolehlivosti, mechnické účinnosti v neposlední řdě tké ekologii hygieně provozu - celkově tk, y se snížily nákldy n provoz k dosáhnutí zmíněného ylo nutné se věnovt široké olsti při výroě, použití zprcování plstických mziv dlšími spekty souvisejícími s mzcími systémy pokud možno vše dát do jednoduchého srozumitelného tvru použitelného pro sndné rychlé projektování centrálních mzcích systémů

9 EXPEIMENTÁLNÍ MĚŘENÍ před smotnými eperimenty muselo ýt nvrženo konstrukční elektronické řešení eperimentu, to vše z velice rychlého sledu událostí při nevelkých finnčních možnostech; rozsáhlost náročnost zvoleného témtu je ptrná z množství stnovených úkolů minimálního množství dostupné litertury zývjící se těmito prolémy eperimentální měření proíhl hlvně v triologické lortoři Odoru fluidního inženýrství Victor Kpln yly eperimentálně zjišťovány hodnoty pro hlvní i dílčí úkoly disertční práce z různých teplot, pro různé konzistence yly zjišťovány hodnoty tlkové ztráty při různém průtoku pro potruí hdice různých průměrů, délek mteriálů měření ylo prováděno z pomocí měřicího progrmu ScopeWinu; celý měřicí systém se dále skládl z měřicího zesilovče, ke kterému se připojují snímče měřených fyzikálních veličin osoního počítče; měřicí progrm zezpečuje sěr dt, rchivci nměřených dt, jejich nlýzu přípdnou prezentci

10 ZÁVISLOST HUSTOTY PLASTICKÉHO MAZIVA MOGUL EKO-L NA TLAKU A TEPLOTĚ Teplot T ( C) Polynom Hodnot spolehlivosti () -8,6 ρ 0,577. p 908,56 0,9969 -,5 ρ 0,6. p 907,9 Hustot (kg/m) 0,997 0 ρ 0,64 9. p 907,8 0,9975 4, ρ 0,6568. p 907, ,999 Hustot (kg/m),t - 8,6 C 6,4,8 8 5 ρ 0,645. p 907, 909 ρ 0,606. p 906, ρ 0,69. p 906,4 Hustot (kg/m) 907 ρ 0,7085. p 90, ,9977 0,994 0,9949 0,9988 Hustot (kg/m),t -,5 C Hustot (kg/m),t 0 C Hustot (kg/m),t 4, C Hustot (kg/m),t 6,4 C Hustot (kg/m),t,8 C Hustot (kg/m),t8 C Hustot (kg/m),t 5 C ,5,5,5,5 4 p (MP)

11 EOLOGIE PLASTICKÝCH MAZIV viskozit závisí n řdě prmetrů - není konstntní kde: S prmetr, chrkterizující fyzikálně-chemické složení měřené látky T prmetr, chrkterizující vliv teploty látky p tlk γ - rychlost smykové deformce η η S, T, p, γ, t, u t čs; tento prmetr znmená, že viskozit závisí n historii, tzn. n tom, zd yl kplin v klidu neo pohyu, jk dlouho jk intenzivně yl hněten (tiotropie, reopeie) u elektrické npětí; tento prmetr znmená, že reologické chování některých látek závisí n půsoení elektrického pole složení mziv: zpevňovdlo, zákldní olej, zušlechťovcí přísdy

12 ZÁVISLOST SMYKOVÉHO NAPĚTÍ NA YCHLOSTI SMYKOVÉ DEFOMACE n požádání yly některé výsledky zslány přímo od výroce Korm Kolín ylo nutné se seznámit s progrmem heowin pro vyhodnocování měření plstických mziv stnovení prmetrů plstického mziv potřených pro mtemtickou simulci z orázku je zřetelně vidět tiotropie plstického mziv MOGUL EKO-L

13 VZTAHY PO MODELOVÁNÍ POUDĚNÍ V POTUBÍ EOLOGICKÝ MODEL Herschell Bulkley kde: τ το Κ γ τ m n - inde toku K - součinitel konzistence (P.s n ) τ 0 -počáteční smykové npětí (P) - rychlost smykové deformce (/s) poloměr světlosti potruí (m) l - délk potruí (m) Δp - tlková ztrát (MP) Q - průtok (m /s) γ n γ d ekv Δp l 4 Q π

14 SCHÉMA EXPEIMENTÁLNÍHO STENDU PO MĚŘENÍ TLAKOVÝCH ZTÁT

15 FUNKCE POGESIVNÍHO OZDĚLOVAČE MAZIVA plstické mzivo dodávné HG plstické mzivo oddělené pístky progresivního rozdělovče od tlkové větve plstické mzivo vytlčovné progresivním rozdělovčem

16 MĚŘICÍA VYHODNOCOVACÍZAŘÍZENÍ Měřicí osoní počítč, zdroj npětí proudu pro snímče měřicí zesilovč Měřicí příprvek se snímčem pohyu snímčem zrychlení

17 MĚŘICÍA VYHODNOCOVACÍZAŘÍZENÍ Progresivní rozdělovč s instlovnými snímči tlku polohy

18 Δ Δ Δ Δ Δ SCHÉMA ŘAZENÍ ODPOŮ V POGESIVNÍM OOZDĚLOVAČI MAZIVA Hydrulické schém progresivního rozdělovče se znázorněnými proměnnými odpory proti pohyu schémticky spřženými s pístky Δ

19 MĚŘENÍ ODPOU POTI POHYBU PO TOK PLASTICKÉHO MAZIVA PŘES ZÁPICH NA PÍSTKU POGESIVNÍHO OZDĚLOVAČE MAZIVA Vstup mziv X Měřená vzdálenost z toho vypočítná ploch otevření knálku Výstup mziv

20 GAFICKÝ VÝSTUP Z POGAMU FLUENT ozložení tlku při toku plstického mziv Vektory rychlosti při toku plstického mziv

21 VÝSLEDKY VÝPOČTU POGAMU FLUENT, MĚŘENÍ A FOTO PŘÍPAVKU PŘI MĚŘENÍ Foto měřicího příprvku pro měření proměnného odporu proti pohyu při toku mziv přes zápich n pístku Tlková ztrát v závislosti n střední rychlosti toku plstického mziv MOGUL EKO-L delt p (MP) 0,5 0, 0,5 5 ž 55 4 ž 45 ž 5 ž 5 ž 5 7 ž 75 7 ž ž ž 575 0, 0, , 0, 0, v (mm/s) 0,4 0,5 0,

22 Integrční, derivční lgerické členy ( ) ( ) ( ) ( ) < < < L L dt S L Q Q L dt S Q p G G P G dt d v dt dv ( pistek ρ S Q ξ z ( ) ( ) ( ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ( ( 0 0 s pn z po o o s pn z po o o z po o o o o z po o o M pistek p M pistek p M pistek p pistek p pistek p M p p ( P t S m F tek ( ( pistek pistek pistek MATEMATICKÝ MODEL POGESIVNÍHO OZDĚLOVAČE MAZIVA - NÁHLED

23 GAFICKÉ OKNO POGAMU DYNAST Posuvy pístků tlk uvnitř prcovních prostor progresivního rozdělovče

24 NAMĚŘENÉ ÚDAJE POGESIVNÍHO OZDĚLOVAČE POMOCÍ POGAMU SCOPEWIN Tlk uvnitř prcovních prostor posuvy pístků progresivního rozdělovče

25 SOVNÁNÍ VÝSLEDKŮ EXPEIMENTŮ A MATEMATICKÝCH SIMULACÍ posuv pístku posuv [mm] čs [s] průěh posuvu pístku - SCOPEWIN průěh posuvu pístku - DYNAST Průěhy tlků p p [P] 5,0E06 4,0E06,0E06,0E06,0E06 p - SCOPEWIN p - DYNAST 0,0E čs [s]

26 ZÁVĚY A ZHODNOCENÍ DISETAČNÍ PÁCE yl zmpován plikovtelnost dných mtemtických vzthů modelů dle velikosti průtoku mziv hydrulickým vedením při předpokládných možných nepřesnostech výpočtů n to lze konsttovt, že výěr vzthů pro newtonské neo nenewtonské kpliny je znedtelný, pohyujeme-li se v určité ohrněné olsti p- Q chrkteristiky dného prvku yly proměřeny otestovány dv mzcí přístroje, přičemž yl nznčen myšlenk použití plynule regulovtelného zdroje mziv yly nměřeny prmetry několik typů plstických mziv yly nsimulovány eperimentálně změřeny tlkové ztráty v potruí knálcích progresivního rozdělovče z různých provozních podmínek yl uskutečněn mtemtický model progresivního rozdělovče (ve třech etpách) celého eperimentálního stendu, jeho simulce nldění tktéž jeho eperimentální ověření yly vyjmenovány podněty k dlšímu postupu, které y nvzovli n tuto práci přispěli k dlšímu rozvoji výzkumu tlkových proudových poměrů v progresivních rozdělovčích

27 ZÁVĚY A ZHODNOCENÍ DISETAČNÍ PÁCE NÁHLED NA POLOVINU OTEVŘENÝCH DOLNÍCH VAT LEVÉ PLAVEBNÍ KOMOY POHLED NA UMÍSTĚNÍ MAZACÍHO PŘÍSTOJE A KONTOLNÍ KOSTKY Měření tlkových ztrát n dolních vrtech plveních komor vodního díl Gčíkovo Tlková ztrát n výstupním potruí z ZP-B do MM POHYBLIVÝ PŘÍVOD MAZIVA A KABELU BEZKONTAKTNÍHO SNÍMAČE KE VATŮM POGESIVNÍ OZDĚLOVAČ ZP-B UVNITŘ VAT S KONTOLOU BEZKONTAKTNÍM SNÍMAČEM Tlková ztrát v přívodním potruí Tlková ztrát n výstupních potruích z ZP-B do MM Tlková ztrát n výstupech progresivního rozdělovče ZP-B HONÍ LOŽISKO VAT SE DVĚMA PŘÍVODY MAZIVA V disertční práci je velké množství nměřených dt z eperimentálních měření s velkou přesností. Toho se dá s výhodou použít v projekční pri pro dnes čím dál čstěji nszovné PLC - utomtické systémy řízení. Sttistické vyhodnocení dt lze použít pro smokontrolu CMS (npř. prsklá hdice, netěsnost vedení, ucpné mzcí místo, zhoršování stvu čerpcích jednotek, td.)

28 ZÁVĚY A ZHODNOCENÍ DISETAČNÍ PÁCE Sttistické vyhodnocení měření z prktického nszení progresivního centrálního mzcího systému n dolních vrtech plveních komor vodního díl Gčíkovo počet měření kontrolní kostk pk (0,MP) před ZP-B p0 (0,MP ) tlková ztrát n přívodním potruí Δp (0,MP). výstup ze ZP- B p (0,MP ) tlková ztrát n progresivním rozdělči -výstup Δp (0,MP). výstup ze ZP- B p (0,MP ) tlková ztrát n progresivním rozdělči -výstup Δp (0,MP). výstup ze ZP- B p (0,MP ) tlková ztrát n progresivním rozdělči -výstup Δp (0,MP) Tlková 8 ztrát v progresivním 7 rozdělovči 9 ZP-B zpojená 4 mzcí míst s ritmetický průměr směrodtná vý.odchylk s n 04,6 6,9 n 50,8 7, ( i p (0, MP) Δ 50 5,8 40 6, i ± 0 0, 59N n( n ) ),8,4 9 5,8 0,6 4,0 číslo měření 0, 5,, 8,8, výstup výstup výstup

29 ZÁVĚY A ZHODNOCENÍ DISETAČNÍ PÁCE NYNÍ Trend utomtických systémů centrálních mzcích systémů - prktické nszení řídicího, ovládcího kontrolního systému s možností dálkového zsílání povelů směrem k mzcímu ovodu neo poruchových hlášení mzcího ovodu přes GSM do dignostického centr v pri ylo již vyzkoušeno posílání zákldních poruchových hlášek

30 VYBANÉ VLASTNÍ PUBLIKACE NEBO SPOLUATOSTVÍ [] Dvořák, A.: Mtemtický model progresivního rozdělovče mziv, FSI junior konference 00, ISDN , Brno, 00. []idvořák, A.: Mzcí systémy, pohy šoupátek progresivního rozdělovče mziv, VI. medzinárodná vedecká odorná konferenci idenie tekutinových systémov, ájecké Teplice, Slovensko , s [] Dvořák, A.: Oecné vlstnosti mziv I., FSI VÚT Brno, Hydrulik pneumtik, Čsopis pre hydruliku, pneumtiku utomtizčnú techniku, 00, roč. IV, č., s [4] Dvořák, A.: Oecné vlstnosti mziv (III.), FSI VÚT Brno, Hydrulik pneumtik, Čsopis pre hydruliku, pneumtiku utomtizčnú techniku, 00, roč. V, č., s [5] Dvořák, A.: Simulce tlkové ztráty toku plstického mziv vedením mzcích systémů komprce měření výpočtů, Hydrulik pneumtik 00, Medzinárodná vedecká konferenci, Čstá Píl, hotel HYDOSTAV, Slovensko, jún 00, s [6] Dvořák, A.: Tlkové ztráty při proudění plstického mziv vedením mzcích systémů, XXII. mezinárodní vědecká konference kteder prcovišť mechniky tekutin termomechniky, Sorník z mezinárodní vědecké konference, Lierec, Česká repulik, Douice České Švýcrsko, červn 00, s. 7. [7] Nevrlý, J., Dvořák, A.: Ekologická plstická mziv, Sorník přednášek Triotechnik v teorii pri, Česká triotechnická společnost, sekce triotechnik Eduk Prh, Hotel Orlík, Vystrkov u Orlické přehrdy,.. říjn 00. [8] Špondr, P., Dvořák, A.: Centrální mzcí systémy v těžením průmyslu, Konference Triotechnik v provozních podmínkách její význm pro údržu strojů zřízení - sorník přednášek, Hotel Hruá Skál,.. říjn 004, vydl Ostrv, říjen 004, s. 5 57, ISBN