ОСОБЛИВОСТІ КОНСТРУКЦІЇ ТА КОМПОНУВАННЯ ПЛАНЕТАРНИХ ГІДРОМОТОРІВ СЕРІЇ PRG
Ключові слова:
компенсуючий механізм, система роторів, кінематики руху роторів, зубчастий профіль, розподільна система, проточні частини, рух робочої рідини.
Анотація
Анотація. У мехатронних модулях з гідравлічним приводом активних робочих органів та ходових систем сучасної самохідної техніки все більше застосування знаходять гідравлічні машини планетарного типу. Експлуатаційна ефективність цих гідромоторів визначається чотирма основними вузлами – система роторів, розподільний пристрій, механізм, що компенсує планетарний рух роторів та ущільнення вихідного кінця валу гідромотора. Для підвищення ефективності використання самохідної техніки шляхом стабілізації вихідних характеристик виконавчих механізмів розроблено планетарні гідромотори серії PRG, які представлені чотирма типорозмірними уніфікованими рядами гідромоторів PRG-33, PRG-22, PRG-11 та PRG-8 з номінальною потужністю 33, 22, 11 та 8 кВт, відповідно, які здатні забезпечити частоту обертання робочого органу в діапазоні від 1420 до 75 хв-1. Гідромотори кожного уніфікованого ряду мають однакові приєднувальні розміри та вхідні характеристики, а відрізняються лінійним габаритним розміром, масою та вихідними характеристиками, у діапазоні зміни робочого об'єму від 35 до 1600 см3.
Посилання
1. Panchenko, A., Voloshina, A., Milaeva, I., Luzan, P. Operating conditions’ influence on the change of functional characteristics for mechatronic systems with orbital hydraulic motors. Modern Development Paths of Agricultural Production. Springer, Cham, 2019. 169– 176, https://doi.org/10.1007/978-3-030-14918-5_18
2. Gamez-Montero P., Codina E. and Castilla R. A Review of Gerotor Technology in Hydraulic Machines. Energies, 2019. 12 (12). 2423. https://doi.org/10.3390/en12122423.
3. Rundo, M. Models for flow rate simulation in gear pumps: A review. Energies 2017, 10, 1261. https://doi.org/10.3390/en10091261.
4. Choi, T.H., Kim, M.S., Lee, G.S., Jung, S.Y., Bae, J.H., Kim, C. Design of rotor for internal gear pump using cycloid and circular-arc curves. Journal of Mechanical Design, 2012. 134. 011005. https://doi.org/10.1115/1.4004423
5. Онопрейчук Д.В., Мірієв К.І. Визначення ресурсу аксіально-поршневих насосів гідроприводів будівельних машин. Збірник наукових праць УкрДАЗТ, 2014. Вип. 147. С. 177–180.
6. Hemmi, M., Morita, R., Hirota, Y., Inoue, K., Nabae, H., Endo, G., Suzumori, K. Development of Hydraulic Tough Motors with High Power Density and their Application to a 7-axis Robotic Arm. International Symposium on System Integration, 2019. 264–269.
7. Vacca A., Klop R., Ivantysynova M. A numerical approach for the evaluation of the effects of air release and vapour cavitation on effective flow rate of axial piston machines. International Journal of Fluid Power, 2010. 11 (1). 33–45. https://doi.org/10.1080/14399776. 2010.10780996.
8. Altare G., Rundo М. Computational Fluid Dynamics Analysis of Gerotor Lubricating Pumps at High-Speed: Geometric Features Influencing the Filling Capability. Journal of Fluids Engineering, 2016. 138 (11). FE-15-1757. https://doi.org/10.1115/1.4033675.
9. Biernacki, K. Selection of the optimum tooth profile for plastic cycloidal gears. Journal of mechanical engineering science, 2014. 228 (18). 3395–3404.
10. Chiu-Fan H. Flow Characteristics of Gerotor Pumps with Novel Variable Clearance Designs. Journal of Fluids Engineering, 2015. 137 (4). FE-14-1137. https://doi.org/10.1115/1.4029274.
11. Kiurchev, S., Abdullo, M.A., Vlasenko, T., Prasol, S., Verkholantseva, V. Automated Control of the Gear Profile for the Gerotor Hydraulic Machine. InterPartner 2022: Advanced Manufacturing Processes IV. LNME. Springer, Cham, 2023. 32–43. https://doi.org/10.1007/978-3-031-16651-8_4
12. Kiurchev, S., Kyurchev, V., Fatyeyev, A., Tynyanova, I., Mudryk, K. Influence of the Radius of Curvature of the Teeth on the Geometric and Functional Parameters of the Rotors of the Planetary Hydraulic Motor. InterPartner 2023: Advanced Manufacturing Processes V. LNME. Springer, Cham, 2024. 450–461. https://doi.org/10.1007/978-3-031- 42778-7_42.
13. Панченко А.І., Волошина А.А. Гідравлічні машини планерного типу: електронний навчальний посібник. Запоріжжя: ТДАТУ, 2023. URL: https://elib.tsatu.edu.ua/dep/mtf/mstsm_1/.
14. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А., Пастушенко С.І. Дослідження впливу похибки форми виготовлення роторів на вихідні характеристики планетарних гідромоторів. Праці ТДАТУ, 2019. Вип. 19. Т. 4. С. 33–48. https://doi.org/10.31388/2078- 0877-19-4-33-48.
15. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А., Холод І.М., Волошин А.А. Вплив похибки зубчастого профілю роторів планетарного гідромотора на його технічний стан. Праці ТДАТУ, 2025. Вип. 25. Том 1. С. 36–44. https://doi.org/10.32782/2078-0877-2025-25-1-5
16. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А. Надійність конструкції роторів планетарного гідромотора. Праці ТДАТУ, 2020. Вип. 20. Т. 1. С. 82–92. https://doi.org/ 10.31388/2078-0877-20-1-82-92.
17. Kyurchev, V., Kiurchev, S., Rezvaya, K., Pastushenko, A. Głowacki, S. Experimental Evaluation of the Impact of the Diametral Clearance on Output Characteristics of a Planetary Hydraulic Motor. In: Ivanov V. et al. (eds). DSMIE 2023: Advances in Design, Simulation and Manufacturing VI. LNME. Springer, Cham, 2023. 2. 84–94. https://doi.org/10.1007/978-3-031-32774-2_9.
18. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А. Обґрунтування геометричних параметрів розподільних систем планетарних гідромашин. Праці ТДАТУ, 2020. Вип. 20. Т. 2. С. 23-35. https://doi.org/10.31388/2078-0877-20-2-23-35.
19. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А., Волошин А.А. Вплив конструктивних особливостей розподільної системи планетарного гідромотору на зміну його функціональних параметрів. Науковий вісник ТДАТУ, 2022. Вип. 12. Т. 1. https://doi.org/10.31388/2220-8674-2022-1-1.
20. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А., Холод І.М, Волошин А.А. Вплив геометричних параметрів розподільних систем на стабілізацію вихідних характеристик планетарних гідромашин. Праці ТДАТУ, 2023. Вип. 23. Т. 2. С. 6–24. https://doi.org/10.31388/2078-0877-2023-23-2-6-24.
21. Панченко А.І., Волошина А.А., Засядько А.І. Проектування розподільних систем торцевого типу (на прикладі планетарних гідромоторів): монографія. Запоріжжя: ТОВ «Науково-виробнича компанія «Інтер-М», 2023. 134 с.
22. Stryczek, J., Bednarczyk, S., Biernack K. Strength analysis of the polyoxymethylene cycloidal gears of the gerotor pump. Archives of Civil and Mechanical Engineering, 2014. 14 (4). 647–660. https://doi.org/10.1016/j.acme.2013.12.005.
23. Stryczek, J., Bednarczyk, S., Biernack K. Gerotor pump with POM gears: Design, production technology, research. Archives of Civil and Mechanical Engineerin, 2014. 14 (3). 391–397. https://doi.org/10.1016/j.acme.2013.12.008.
24. Gamez-Montero P., Castilla, R., Khamashta, M., Codina E. Contact problems of a trochoidal-gear pump. International Journal of Mechanical Sciences, 2006. 48 (12). 1471– 1480. https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2006.06.013
25. Chang, Y.J., Kim, J.H., Jeon, C.H., Chul, K., Jung, S.Y. Development of an Integrated System for the Automated Design of a Gerotor Oil Pump. Journal of Mechanical Design, 2006. 129 (10). 1099–1105. https://doi.org/10.1115/1.2757629.
26. Gamez-Montero, P.J., Garcia-Vilchez, M., Raush, G., Freire, J., Codina, E. Teeth Clearance and Relief Grooves Effects in a Trochoidal-Gear Pump Using New Modules of GeroLAB. Journal of Mechanical Design, 2012. 134 (5). 054502-7. https://doi.org/10.1115/ 1.4006440.
27. Вплив конструктивних особливостей торцевої розподільної системи на функціональні параметри планетарного гідромотора. Праці ТДАТУ, 2017. Вип. 17. Т. 3. С. 33–50.
28. Siano, D., Frosina, E., Senatore, A. Diagnostic Process by Using Vibrational Sensors for Monitoring Cavitation Phenomena in a Getoror Pump Used for Automotive Applications. Energy Procedia, 2017. 126. 1115–1122. https://doi.org/10.1016/j.egypro. 2017.08.269.
29. Pellegri, M., Vacca, A. Numerical simulation of Gerotor pumps considering rotor micro-motions. Meccanica, 2017. 52. 1851–1870. https://doi.org/10.1007/s11012-016-0536-6
30. Kiurchev, S., Luzan, P., Zasiadko, A., Radionov, H., Boltianska, N. Influence of the flow area of distribution systems on changing the operating parameters of planetary hydraulic motors. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2021. 1021. 012037. https://doi.org/10.1088/1757-899X/1021/1/012037.
31. Hutsol, T. European Green Deal: Improving the Efficiency of Using Planetary Hydraulic Machines. Energies, 2023. 16 (18). 6481. https://doi.org/10.3390/en16186481.
32. Yeremenko, O., Abdullo, M. A., Boltianska, N., Mikhalchenko, S., Verkholantseva, V. Reducing the Pulsation of the Working Fluid in Planetary Hydraulic Machines by Rational Design of Their Distribution Systems. DSMIE 2022: Advances in Design, Simulation and Manufacturing V. LNME. Springer, Cham, 2022. 2. 133–143. https://doi.org/10.1007/978-3- 031-06044-1_13.
33. Kyurchev, V., Kiurchev, S., Rezvaya, K., Fatyeyev, A., Głowacki, S. Assessing the Reliability of a Mathematical Model of Working Processes Occurring in a Hydraulic Drive. DSMIE 2024: Advances in Design, Simulation and Manufacturing VII. LNME. Springer, Cham, 2024. 281–292. https://doi.org/10.1007/978-3-031-63720-9_24.
34. Kiurchev, S., Kyurchev, V., Radkevych, O., Fatyeyev, O., Hrechka, I. Monitoring the Accuracy of Manufacturing Elements of the End Distribution System of a Hydraulic Motor Planetary Type. Interpartner 2024: Advanced Manufacturing Processes VI. LNME. Springer, Cham, 2025. 712–723. https://doi.org/10.1007/978-3-031-82746-4_63.
35. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А., Волошин А.А. Вплив величини діаметрального зазору на кінематику руху внутрішнього ротора орбітального гідромотора. Науковий вісник ТДАТУ, 2023. Вип. 13. Т. 1. https://doi.org/10.31388/2220- 8674-2023-1-3.
36. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А., Волошин А.А. Конструктивні особливості гідравлічних машин з циклоїдальним зачепленням. Промислова гідравліка і пневматика, 2025. № 1 (75). С. 5-26.
2. Gamez-Montero P., Codina E. and Castilla R. A Review of Gerotor Technology in Hydraulic Machines. Energies, 2019. 12 (12). 2423. https://doi.org/10.3390/en12122423.
3. Rundo, M. Models for flow rate simulation in gear pumps: A review. Energies 2017, 10, 1261. https://doi.org/10.3390/en10091261.
4. Choi, T.H., Kim, M.S., Lee, G.S., Jung, S.Y., Bae, J.H., Kim, C. Design of rotor for internal gear pump using cycloid and circular-arc curves. Journal of Mechanical Design, 2012. 134. 011005. https://doi.org/10.1115/1.4004423
5. Онопрейчук Д.В., Мірієв К.І. Визначення ресурсу аксіально-поршневих насосів гідроприводів будівельних машин. Збірник наукових праць УкрДАЗТ, 2014. Вип. 147. С. 177–180.
6. Hemmi, M., Morita, R., Hirota, Y., Inoue, K., Nabae, H., Endo, G., Suzumori, K. Development of Hydraulic Tough Motors with High Power Density and their Application to a 7-axis Robotic Arm. International Symposium on System Integration, 2019. 264–269.
7. Vacca A., Klop R., Ivantysynova M. A numerical approach for the evaluation of the effects of air release and vapour cavitation on effective flow rate of axial piston machines. International Journal of Fluid Power, 2010. 11 (1). 33–45. https://doi.org/10.1080/14399776. 2010.10780996.
8. Altare G., Rundo М. Computational Fluid Dynamics Analysis of Gerotor Lubricating Pumps at High-Speed: Geometric Features Influencing the Filling Capability. Journal of Fluids Engineering, 2016. 138 (11). FE-15-1757. https://doi.org/10.1115/1.4033675.
9. Biernacki, K. Selection of the optimum tooth profile for plastic cycloidal gears. Journal of mechanical engineering science, 2014. 228 (18). 3395–3404.
10. Chiu-Fan H. Flow Characteristics of Gerotor Pumps with Novel Variable Clearance Designs. Journal of Fluids Engineering, 2015. 137 (4). FE-14-1137. https://doi.org/10.1115/1.4029274.
11. Kiurchev, S., Abdullo, M.A., Vlasenko, T., Prasol, S., Verkholantseva, V. Automated Control of the Gear Profile for the Gerotor Hydraulic Machine. InterPartner 2022: Advanced Manufacturing Processes IV. LNME. Springer, Cham, 2023. 32–43. https://doi.org/10.1007/978-3-031-16651-8_4
12. Kiurchev, S., Kyurchev, V., Fatyeyev, A., Tynyanova, I., Mudryk, K. Influence of the Radius of Curvature of the Teeth on the Geometric and Functional Parameters of the Rotors of the Planetary Hydraulic Motor. InterPartner 2023: Advanced Manufacturing Processes V. LNME. Springer, Cham, 2024. 450–461. https://doi.org/10.1007/978-3-031- 42778-7_42.
13. Панченко А.І., Волошина А.А. Гідравлічні машини планерного типу: електронний навчальний посібник. Запоріжжя: ТДАТУ, 2023. URL: https://elib.tsatu.edu.ua/dep/mtf/mstsm_1/.
14. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А., Пастушенко С.І. Дослідження впливу похибки форми виготовлення роторів на вихідні характеристики планетарних гідромоторів. Праці ТДАТУ, 2019. Вип. 19. Т. 4. С. 33–48. https://doi.org/10.31388/2078- 0877-19-4-33-48.
15. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А., Холод І.М., Волошин А.А. Вплив похибки зубчастого профілю роторів планетарного гідромотора на його технічний стан. Праці ТДАТУ, 2025. Вип. 25. Том 1. С. 36–44. https://doi.org/10.32782/2078-0877-2025-25-1-5
16. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А. Надійність конструкції роторів планетарного гідромотора. Праці ТДАТУ, 2020. Вип. 20. Т. 1. С. 82–92. https://doi.org/ 10.31388/2078-0877-20-1-82-92.
17. Kyurchev, V., Kiurchev, S., Rezvaya, K., Pastushenko, A. Głowacki, S. Experimental Evaluation of the Impact of the Diametral Clearance on Output Characteristics of a Planetary Hydraulic Motor. In: Ivanov V. et al. (eds). DSMIE 2023: Advances in Design, Simulation and Manufacturing VI. LNME. Springer, Cham, 2023. 2. 84–94. https://doi.org/10.1007/978-3-031-32774-2_9.
18. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А. Обґрунтування геометричних параметрів розподільних систем планетарних гідромашин. Праці ТДАТУ, 2020. Вип. 20. Т. 2. С. 23-35. https://doi.org/10.31388/2078-0877-20-2-23-35.
19. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А., Волошин А.А. Вплив конструктивних особливостей розподільної системи планетарного гідромотору на зміну його функціональних параметрів. Науковий вісник ТДАТУ, 2022. Вип. 12. Т. 1. https://doi.org/10.31388/2220-8674-2022-1-1.
20. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А., Холод І.М, Волошин А.А. Вплив геометричних параметрів розподільних систем на стабілізацію вихідних характеристик планетарних гідромашин. Праці ТДАТУ, 2023. Вип. 23. Т. 2. С. 6–24. https://doi.org/10.31388/2078-0877-2023-23-2-6-24.
21. Панченко А.І., Волошина А.А., Засядько А.І. Проектування розподільних систем торцевого типу (на прикладі планетарних гідромоторів): монографія. Запоріжжя: ТОВ «Науково-виробнича компанія «Інтер-М», 2023. 134 с.
22. Stryczek, J., Bednarczyk, S., Biernack K. Strength analysis of the polyoxymethylene cycloidal gears of the gerotor pump. Archives of Civil and Mechanical Engineering, 2014. 14 (4). 647–660. https://doi.org/10.1016/j.acme.2013.12.005.
23. Stryczek, J., Bednarczyk, S., Biernack K. Gerotor pump with POM gears: Design, production technology, research. Archives of Civil and Mechanical Engineerin, 2014. 14 (3). 391–397. https://doi.org/10.1016/j.acme.2013.12.008.
24. Gamez-Montero P., Castilla, R., Khamashta, M., Codina E. Contact problems of a trochoidal-gear pump. International Journal of Mechanical Sciences, 2006. 48 (12). 1471– 1480. https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2006.06.013
25. Chang, Y.J., Kim, J.H., Jeon, C.H., Chul, K., Jung, S.Y. Development of an Integrated System for the Automated Design of a Gerotor Oil Pump. Journal of Mechanical Design, 2006. 129 (10). 1099–1105. https://doi.org/10.1115/1.2757629.
26. Gamez-Montero, P.J., Garcia-Vilchez, M., Raush, G., Freire, J., Codina, E. Teeth Clearance and Relief Grooves Effects in a Trochoidal-Gear Pump Using New Modules of GeroLAB. Journal of Mechanical Design, 2012. 134 (5). 054502-7. https://doi.org/10.1115/ 1.4006440.
27. Вплив конструктивних особливостей торцевої розподільної системи на функціональні параметри планетарного гідромотора. Праці ТДАТУ, 2017. Вип. 17. Т. 3. С. 33–50.
28. Siano, D., Frosina, E., Senatore, A. Diagnostic Process by Using Vibrational Sensors for Monitoring Cavitation Phenomena in a Getoror Pump Used for Automotive Applications. Energy Procedia, 2017. 126. 1115–1122. https://doi.org/10.1016/j.egypro. 2017.08.269.
29. Pellegri, M., Vacca, A. Numerical simulation of Gerotor pumps considering rotor micro-motions. Meccanica, 2017. 52. 1851–1870. https://doi.org/10.1007/s11012-016-0536-6
30. Kiurchev, S., Luzan, P., Zasiadko, A., Radionov, H., Boltianska, N. Influence of the flow area of distribution systems on changing the operating parameters of planetary hydraulic motors. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2021. 1021. 012037. https://doi.org/10.1088/1757-899X/1021/1/012037.
31. Hutsol, T. European Green Deal: Improving the Efficiency of Using Planetary Hydraulic Machines. Energies, 2023. 16 (18). 6481. https://doi.org/10.3390/en16186481.
32. Yeremenko, O., Abdullo, M. A., Boltianska, N., Mikhalchenko, S., Verkholantseva, V. Reducing the Pulsation of the Working Fluid in Planetary Hydraulic Machines by Rational Design of Their Distribution Systems. DSMIE 2022: Advances in Design, Simulation and Manufacturing V. LNME. Springer, Cham, 2022. 2. 133–143. https://doi.org/10.1007/978-3- 031-06044-1_13.
33. Kyurchev, V., Kiurchev, S., Rezvaya, K., Fatyeyev, A., Głowacki, S. Assessing the Reliability of a Mathematical Model of Working Processes Occurring in a Hydraulic Drive. DSMIE 2024: Advances in Design, Simulation and Manufacturing VII. LNME. Springer, Cham, 2024. 281–292. https://doi.org/10.1007/978-3-031-63720-9_24.
34. Kiurchev, S., Kyurchev, V., Radkevych, O., Fatyeyev, O., Hrechka, I. Monitoring the Accuracy of Manufacturing Elements of the End Distribution System of a Hydraulic Motor Planetary Type. Interpartner 2024: Advanced Manufacturing Processes VI. LNME. Springer, Cham, 2025. 712–723. https://doi.org/10.1007/978-3-031-82746-4_63.
35. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А., Волошин А.А. Вплив величини діаметрального зазору на кінематику руху внутрішнього ротора орбітального гідромотора. Науковий вісник ТДАТУ, 2023. Вип. 13. Т. 1. https://doi.org/10.31388/2220- 8674-2023-1-3.
36. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А., Волошин А.А. Конструктивні особливості гідравлічних машин з циклоїдальним зачепленням. Промислова гідравліка і пневматика, 2025. № 1 (75). С. 5-26.
Опубліковано
2025-12-01
Розділ
ПРИКЛАДНА ГІДРОМЕХАНІКА. ГІДРОМАШИНИ І ГІДРОАГРЕГАТИ
