Analiza dynamiki przekładni planetarnej dużej mocy z wykorzystaniem grafów przepływu mocy oraz grafów mieszanych i konturowych

Istnieje wiele metod modelowania i symulacji układów mechanicznych (napędzanych w różny sposób, np.hydrauliczny). Efektywne modelowanie przekładni i elementów transmisji w maszynach roboczych i ciężkich pojazdach wymaga uwzględnienia wielu zjawisk fizycznych oraz opracowania modeli wielu części i podzespołów konstrukcyjnych. Zastosowana przez autorów metoda grafów przepływu mocy (zwana również metodą grafów wiązań) spełnia wyżej wymienione wymagania. Metoda służy do opisu układów dynamicznych, posługuje się zestawem zmiennych uogólnionych pogrupowanych w pary, umożliwiających wykorzystanie analogii pomiędzy podukładami mechanicznymi, elektrycznymi, hydraulicznymi i innymi.Iloczyn odpowiedniej pary zmiennych uogólnionych daje moc, stąd nazwa metody. Otrzymany model w postaci grafu skierowanego (graf orientujemy dwukrotnie raz dla określenia kierunku przepływu mocy, drugi raz dla wyznaczenia tzw.przyczynowości obliczeniowej) może być dalej używany do otrzymania modelu zjawisk fizycznych zachodzących w urządzeniu w postaci układu równań różniczkowych pierwszego rzędu (ODE) lub układu równań algebraiczno-różniczkowych (DAE), który to układ można potem rozwiązywać, w zależności od rozmiarów i postaci rozpatrywanego układu równań metodami analitycznymi i numerycznymi.Istnieje ponadto łatwa metoda konwersji gradu wiązań do schematu blokowego, co umożliwia wykorzystanie gotowego oprogramowania np.Matlab/Simulink. Istotna dla inżyniera, użytkownika metody jest możliwość przekształcania i upraszczania grafu przepływu mocy (podobnie jak upraszcza się modele w postaci schematów blokowych), co prowadzi do znacznej redukcji rozmiarów modelu, a tym samym zmniejsza się rozmiar otrzymanego modelu matematycznego, a ewentualna konwersja na schemat blokowy staje się prostsza. Metoda umożliwia uwzględnienie nieliniowości zjawisk fizycznych oraz nieliniowości geometrycznych. Obecnie wraz z rozwojem oprogramowania umożliwiającego budowę modeli w postaci grafów przepływu mocy, metodę zalicza się do graficznych języków programowania wysokiego poziomu. W pracy będą przedstawione obliczenia dynamiki przekładni planetarnej 2KH dużej mocy przeznaczonej do kombajnów górniczych i maszyn budowlanych. Na rys.1.przedstawiono graf wiązań przekładni, na podstawie którego generuje się układ równań dynamiki. W pracy będą przedstawione również obliczenia kinematyki przekładni planetarnej z wykorzystaniem grafów mieszanych i konturowych. Dzięki zastosowaniu grafów mieszanych i konturowych będzie możliwe zweryfikowanie obliczeń na etapie projektu koncepcyjnego.