Een kritische beschouwing van de werking van de hydraulische excitator van Van Der Wolf

Een kritische beschouwing van de werking van de

hydraulische excitator van Van Der Wolf

Citation for published version (APA):

Kals, H. J. J. (1969). Een kritische beschouwing van de werking van de hydraulische excitator van Van Der Wolf. (TH Eindhoven. Afd. Werktuigbouwkunde, Laboratorium voor mechanische technologie en werkplaatstechniek : WT rapporten; Vol. WT0217). Technische Hogeschool Eindhoven.

Document status and date: Gepubliceerd: 01/01/1969

Document Version:

Uitgevers PDF, ook bekend als Version of Record

Please check the document version of this publication:

• A submitted manuscript is the version of the article upon submission and before peer-review. There can be important differences between the submitted version and the official published version of record. People interested in the research are advised to contact the author for the final version of the publication, or visit the DOI to the publisher's website.

• The final author version and the galley proof are versions of the publication after peer review.

• The final published version features the final layout of the paper including the volume, issue and page numbers.

Link to publication

General rights

Copyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright owners and it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights. • Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research. • You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain

• You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal.

If the publication is distributed under the terms of Article 25fa of the Dutch Copyright Act, indicated by the “Taverne” license above, please follow below link for the End User Agreement:

www.tue.nl/taverne

Take down policy

If you believe that this document breaches copyright please contact us at:

openaccess@tue.nl

providing details and we will investigate your claim.

technische hogeschool eindhoven

laboratorium voor mechanische technologie en werkplaatstechniek rapport van de sectie: Werkplaatstechniek

titel:

auteur(s):

EEN KRITISCHE BESCHOUWING VAN DE WERKING VAN DE HYDRAULISCHE EXCITATOR VAN VAN DER WOLF

li.J.J. Kals

..

sectieleider: .

hoogleraar: Prof. Dr. P.C. Veenstra

-~---~--~--~

samenvatting

prognose

I '

Dit rapport gaat in op de moeilijkheden welke bij het gebruik van de hydraulische excitator van van der Wolf ontstonden tijdens dynamische metingen aaneen dynamisch "slap" systee}l. Getracht wordt te verklaren waarom metingen met bedoelde excitator aan een Hettner kolomboor-machine wel tot goede resultaten leidde. Aanwijzingen ter verbetering van het ontwerp worden gegeven.

biz. 1 van 6 biz.

rapport nr. 0217 . ,

codering:

P.7.c

trefwoord:

stab i.li tei t van gereed-schapswerktuig en datum: 1 - 7 - 1969 . aantal biz. 6 geschikt voor publicatie in: I I

I

I

0 10 - 20:- 25- 30- 15- 40-

lOr-rapport nr. biz. 2 van biz.

EEN KRITISCHE BESCHOUWING VAN DE WERKING VAN DE HYDRAULISCHE EXCITATOR.

I. De Pomp.

De toepassing van een schottenpomp voor het'opwekken van de benodig-de oliedruk blijkt achteraf gezien ongeschikt.

De door de schotten veroorzaakte verstoring van het druksignaal is moeilijk te elimineren. De frequentie van deze storing welke bepaald wordt door het aantal schotten en het toe rental waarmee de pomp

wordt aangedreven bedraagt ongeveer 890 Hz. De grootte van de versto~

ring neemt met betrekking tot het dynamische druksignaal vooral bij die frequenties ontoelaatbare waarden aan, waarbij de grootste ver-zwakking van genoemd druksignaal plaats vindt. De oorzaak hiervan is dat bij bedoelde waarden van de frequentie door de dynamische druk-regelaar de gemiddelde oliedruk aan de schottenpomp tot hoge waarden wordt opgevoerd, teneinde de amplitude van het dynamische druksignaal konstant te kunnen houden. Daardoor zullen de schotten bij het passe-ren van de aan- en afvoer-openingen van het pomphuis grotere diskon-tinui~eiten inhet druksignaal veroorzaken.

Vooral omdat het hiervoor beschreven verschijnsel steeds in grote mate optreedt in de buurt van de eigenfrequenties van de te

onder-zoeken dynamische systemen, waarbij de belangrijkste informatie ver-kregen moet worden, is het duidelijk dat bovengenoemd verschijnsel zeer nadelige invloed heeft op de meetresultaten.

Een poging om met behulp van een aan het oliecircuit gekoppeld massa-veersysteem het stoorsignaal te dempen mislukte als gevolg van de grote demping welke bij het massa-veersysteem werd geintroduceerd door de afdichting tegen olie-Iekkage van de met de massa mee

bewe-I

evenmin resultaat Ope

Daar in een vroeger stadium van de ontwikkeling van de drukgenerator betere resultaten voor wat betreft de pompruis verkregen werden, was een van de mogelijke oorzaken de slijtage van de schotten.

51-'

10

r-e

r-rapport nr.

Montage van nieuwe pompen leidde echter niet tot verbetering. Een zeke-re verklaring voor de eerder verkzeke-regen goede zeke-resultaten is niet te ge-ven. Het is mogelijk dat luchtbellen in het oliesysteem of andere toe-vallige faktoren hier een invloed hebben gehad.

Een alternatieve oplossing voor wat betreft de keuze van de pomp is moeilijk te geven. Volgens literatuurgegevens geven de schottenpomp en de wormpomp de minste aanleiding tot ruis, waarbij de wormpomp in dit geval echter het nadeel heeft dat de frequentie van het stoorsignaal aanmerkelijk lager is en daardoor vaak zal samenvallen met eigenfrequen-ties welke bij gereedschapswerktuigen optreden.

Een andere mogelijkheid lijkt echter om, met behulp van een drukvat waar achter een reduceerinrichting geplaatst is, de oliestroom naar de roterende klep te verzorgen. Het drukvat kan met olie gevoed worden door middel van een schottenpomp. Een nadeel is dat op deze' wijze geen stroombron verkregen wordt. Evenwel .lijkt het mogelijk door een gun-stige verhouding te kiezen tussen de in het drukvat aanwezige gashoe-veelheid en de doorvoersnelheid van de olie enerzijds en

B - tussen de in het vat heersende druk en de druk na de reduceerinrichting anderzijds, een vrij stijle Q-H kromme te verkrijgen. Daarbij zal een goed afgestemde luchtzak en een hoge reduceerverhouding leiden tot een ~ _ effektief dempen van de pompruis.

35-

,40-Tenslotte zal een goed aangepaste drukregelaar de invloed van de om-schreven, niet ideale, stroombron kunnen opvangen.

2. Oliefilter.

Ter verklaring van storingssignalen van afwijkende frequentie als wel-ke onder punt 1. worden genoemd, is de roterende klep aan een onder-zoek onderworpen. Hierbij bleek dat naast een buiten de gestelde tole-rantie liggende maatonnauwkeurigheid als gevolg van slijtage van de

~ - bronzen cylinder ~en zeer onregelmatige slijtage had plaatsgevonden in

50-de vorm van krassen.

Bij demontage van het oliefilter bleek dat zich zeer fijne materiaal-deeltjes aan de secundaire zijde van het filter bevonden.

0 - 5--1Q '- 15f-20,.... 25 30 - 40- 45-

50-rapport nr. biz. 4

van

Daar voor zover mogelijk de afdichting tussen het filterelement en het filterhuis in orde bevonden werd blijkt toepassing van een

fil-ter met kleinere maaswijdte noodzakelijk te zijn. Het is tevens aan te raden om in het oliecircuit

tussen de pompellt de roterende klep een magnetisch filter te plaatsen.

Naar de grote hoeveelheid slijpsel te oordelen moet dit "afkomstig zijn van de schotten van de pomp.

3. Lagering van de roterende klep.

Na een voorlopig provisorische wijziging van de oorspronkelijke op-stelling ontstond een toestand, waarin de roterende klep met de in zijn verlengde liggende aandrijfas min of meer een star geheel vorm-de, hetwelk op drie punten gelagerd was. Aanvankelijk was men van mening dat bij een nauwkeurige montage deze konstruktie, althans voor het prototype, te handhaven was.

De bijmetingen aan het klepje gekonstateerde onrondheid geeft ech-ter aanleiding tot de veronderstelling dat, als gevolg van het niet goed uitlijnen van de klep, een kwispeleffekt ontstaat ten gevolge van het afrollen van de klep tegen de wand van het bronzen klephuis. Een verbetering zal kunnen worden bereikt door de klep, welke in de bestaande toestand op twee plaatsen gelagerd is, middels een koppe-ling rechtstreeks te verbinden met de motoras.Deze koppekoppe-ling dient in tangentiale richting stijf te zijn.

Door het vervallen van de nu bestaande aandrijving met behul? van een V-snaar zal de dynamische overdracht van de aandrijving van de klep verbeterd worden, zoals metingen aantoonden. Tevens zal men dan geen rekening behoeven te houden met enige radiale bel-asting opde aandrijfas.

Het verdient eveneens aanbeveling, om in tegenstelling tot de be-staande toestand, waarin het toerental van de aandrijfmotor in-direkt via een tweede V-snaar wordt gemeten, de voor de frequent ie-regeling benodigde tachogenerator rechtsreeks te koppelen met de roterende klep.

werkplaat.techn lek technische hogeschool eindhoven

b,z.l

o

It

rapport nt. 0217 biz.

5

6

4.

De drukregeling

De bestaande drukregeling is ontworpen met behulp van gege-,

vens welke tijdens het aanatoten van een grote

kolomboor-maohine (Rettner) werden verkregen.

Tijdens het gebruik van de hydraulisohe exoitator bij het

onderzoeken van het dynam1soh gedrag van een in het

W.T.-laboratorium opgestelde proefstand (Vanherck - Peters

beitelhouder). blijkt de regelaar n1et te voldoen.

Ten gevolge van de optredende, relatief grote, uitwijkingen

in de buurt van de belangr1jkste eigenfrequent1e wordt de

1

druk onvoldoende bijgeregeld. Opvoering van de rondgaande '.

veraterking maakt de regeling instabiel, ook indian het

integrerend karakter van de regelaar aanmerkelijk wordt

vergroot.

Bedoelde instabiliteit kan enerzijds verklaard worden uit

de, afwijkende overdraoht

het systeem, welke ala gevolg

van een relatie! grota uitwijking bij een kleine damping,

in de buurt van de voornaamste eigenfrequentie een grote

afgeleide na.r de frequentie bezit.

Anderzijds zal de hystereae van de pneumatische

regalklep-pan. ten gevolge van de aanwezige rustwrijving welke

var-oorzaakt wordt door de afdichting aan de klepsteel, de

oor-zaak zijn van oBcillerende bewegingen van de klep.

vo~ral

bij aen grota rondgaanda varsterking. Immers

tan-gavolge van genoemde wrijving zal, indian de rustwrijving

wordt overwonnen. een te grote "versnellingttvan de klep

optreden. Hierdoor zal de ingestelde waarde worden

over-Bohreden waarbij een periodieke herhaling van de beweging,··> ,.

vooral bij grote versterkingsfaktoren. in de hand gewerkt

wordt. In het algemeen zijn hysterese - verschijnselen

regeltechni8ch we1 oplosbaar.

Bet ver100p van de klepkarakteristieken vormt eveneens

een moeilijkheid.

Oi1Q

-

lSi-rapport nr. 0217 biz.

6

6

blz.l

l3ij

grote uitwijkingen van de te onderzoeken dynam:isohe

systemen blijkt het gekozen. en bij benadering lineair

zijude,

gedeelte van

klepkarakteristiek geen

drukver-anderingen van ,voldoende grootte opte kunnen brengen.

aierdoor

in bepaalde gevallen een groot deel van

Diet lineaire karakteristiek;doorlopen moeten worden.

Eon gavels

hiervan is dat

de

rondgaand. versterking grot.

verandering kan ondergaan. waarbij deze aan de ene kant

tot een onvoldoende gevoeligheid van de regelaar en aan

de Andere kant tot .en instabiele regeling leidt.

Om

te komen toteen goede

van de druk

moeten,

worden atgezien van toepassing van voornoemde kleppen.

Zo ean

korrektie van

de

klepkarakteristiek met behulp van

d10deschakelingen zal kunnen plaatsvinden. dan nog zal

het hysterea.·. verschijnsel een goede regeling verhinderen,

daar de hierdoor veroorzaakte·snelle verstoringen ala

ga-volg van een relatiet trage pneumatische bediening van de

kleppen moeilijk op te vangen zullen zijn.

De voorkeur gaat derhalve uit naar rechtstreeks

elektro-nisoh bediende kleppen met ingebouwde hydraulische

verater-30 i-

kers

" p ,