ПОРІВНЯЛЬНІЙ АНАЛІЗ СУЧАСНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ВИСОКОНАВАНТАЖЕНОГО ЛІНІЙНОГО ПРИВОДУ
Анотація
Анотація. Сучасне машинобудування вимагає удосконалення технологій лінійних приводів. Мета статті полягає у визначенні та систематизації основних напрямків розвитку сучасних технологій лінійних приводів у контексті концепції SMART-гідравліки та Індустрії 4.0+. Така систематизація необхідна для обґрунтування науково-технічних рішень при розробці нових систем лінійного позиціонування та управління рухом в найрізноманітніших галузях техніки. Для вирішення поставленої задачі був виконаний аналіз наукової та технічної літератури, патентів, каталогів виробників та веб-ресурсів були визначені основні напрямки розвитку сучасних технологій лінійних приводів, включаючи введення датчиків нового покоління, сучасних клапанів, рекуперації енергії, переходу від клапанного до насосного управління та інтеграції з компонентами Індустрії 4.0+. Також була проаналізована можливість заміни електрогідравлічних приводів на електромеханічні ролико-гвинтові приводи. В результаті виконаного дослідження вироблені рекомендації по вибору типу лінійного приводу, в залежності від вимог конкретної машини та галузі техніки.
Посилання
2. Skvorchevsky A. Identification of the Directions of Self-contained Linear Electrohydraulic Actuators’ Development in the Context of Smart-Hydraulics Concept Emerging. ICoRSE-2024: International Conference on Reliable Systems Engineering, Springer, Cham, 2024. 328–338. https://doi.org/10.1007/978-3-031-70670-7_28
3. Skvorchevsky, A. Electronic Load Sensing for Integrating Electro-Hydraulic Mechatronic Actuators with Industry 4.0 and 5.0 Components. ICoRSE-2023: International Conference on Reliable Systems Engineering, Springer, Cham, 2023. 440–455. https://doi.org/10.1007/978-3-031-40628-7_37
4. Zengguang L., Sun J., Yue D., Zuo X., Gao H., Feng K. A review on integral evolution of electro-hydraulic actuation in three momentous domains: aerospace, engineering machinery, and robotics. MEMAT 2023: Fourth International Conference on Mechanical Engineering, Intelligent Manufacturing, and Automation Technology, 2023. 13082. 141–159. https://doi.org/10.1117/12.3026210
5. Li H., Jin L, Li J., Xiao F., Wang Z., Zhang G. Braking Force Coordination Control for In- Wheel Motor Drive Electric Vehicles with Electro-Hydraulic Composite Braking System. Vehicles, 2025. 7 (4). 1–29. https://doi.org/10.3390/vehicles7040119
6. Rui J., Huang H., Li L., Zuo H., Gan L., Sam S., Liu Z. Artificial intelligence enabled energy- saving drive unit with speed and displacement variable pumps for electro-hydraulic systems. IEEE Transactions on Automation Science and Engineering? 2023. 2 (3). 3193–3204. https://doi.org/10.1109/TASE.2023.3276766
7. Aziz K. A., Fekry M., El-Bardini M., El-Nagar A. M. Deep reinforcement learning-based adaptive fuzzy control for electro-hydraulic servo system. Neural Computing and Applications, 2025. 1–18. https://doi.org/10.1007/s00521-024-10741-x
8. Grzegorz F. Artificial intelligence methods in hydraulic system design. Energies, 2023. 8. 3320. https://doi.org/10.3390/en16083320
9. Skvorchevsky, A. Comparative Analysis of Current Approaches to Digital Twins of Electro- Hydraulic Mechatronic Systems Creations. Proceedings of 2023 International Conference on Hydraulics and Pneumatics – HERVEX, 2023. 1–5. URL: https://fluidas.ro/hervex/proceedings2023/001-005.pdf
10. Berri, P. C., Dalla Vedova M. D. L. A Review of Simplified Servovalve Models for Digital Twins of Electrohydraulic Actuators. Journal of Physics: Conference Series, 2020. 1603 (1). 012016. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1603/1/012016
11. Скідан, В. В., Ніконов О. Я., Бутенко Л. П. Архітектура інтелектуального інформаційно- керуючого комплексу наземних мобільних роботизованих платформ. Проблеми інтеграції освіти, науки та бізнесу в умовах глобалізації. Київський національний університет технологій та дизайну, 2024. C. 162–163.
12. Minav, T. A., Lasse IE L., Juha J. P. Analysis of electro-hydraulic lifting system's energy efficiency with direct electric drive pump control. Automation in construction, 2013. 30. 144–150. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2012.11.009
13. Zheng C., Helian B., Zhou Y., Geimer M. An integrated trajectory planning and motion control strategy of a variable rotational speed pump-controlled electro-hydraulic actuator. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 2022. 28 (1). 588–597. https://doi.org/10.1109/TMECH.2022.3209873
14. Zakharov, V., Minav T. Influence of hydraulics on electric drive operational characteristics in pump-controlled actuators. Actuators, 2021. 10 (12). 1–17. https://doi.org/10.3390/act10120321
15. Tong G., Wu B., Lin T., Chen H., Chen Q. Closed-circuit pump-controlled electro-hydraulic steering system for pure electric wheel loader. Applied Sciences, 2022. 12 (11). 5740. https://doi.org/10.3390/app12115740
16. Kaixian B., Wang Y., He X., Wang C., Yu B., Liu Y., Kong X. Force compensation control for electro-hydraulic servo system with pump-valve compound drive via QFT–DTOC. Chinese Journal of Mechanical Engineering, 2024. 37. 27. https://doi.org/10.1186/s10033-023-00988-1
17. Electric cylinders CEMC. EWELLIX. URL: https://medialibrary.ewellix.com/asset/16213
18. IMA Integrated Motor Rod-Style Actuator. Tolomatic. URL: https://www.tolomatic.com/ products/product-details/ima-linear-servo-actuators/
19. Li, X., Liu, G., Fu, X., Ma, S. Review on motion and load-bearing characteristics of the planetary roller screw mechanism. Machines, 2022. 10(5). 317. https://doi.org/10.3390/machines 10050317
20. Skvorchevsky, A. The Possibilities Evaluation of Replacing Electro-Hydraulic Actuators with Planetary Roller Screws Linear Actuators. The 5th International Scientific Conference Computer Technologies and Mechatronics. KhNADU. Kharkiv, 2023. P. 89-93. URL: https://dspace.khadi. kharkov.ua/server/api/core/bitstreams/af23c124-ca2e-42a4-845f-2d96c0e5b237/content
21. Hagen, D., Padovani, D., & Choux, M. Guidelines to select between self-contained electro- hydraulic and electro-mechanical cylinders. 15th IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications (ICIEA). 2020. P. 547-554. https://doi.org/10.1109/ICIEA48937.2020.9248373
22. How Does A Hybrid Linear Actuator Work? Kyntronics. URL: https://kyntronics.com/how- does-a-hybrid-linear-actuator-work/
23. Motion-control actuator combines advantages of electronics and hydraulics. Packiging Digest. URL: https://www.packagingdigest.com/machinery-equipment/motion-control-actuator-combines- advantages-of-electronics-and-hydraulics
24. Minav, T. A., Lasse IE L., Juha J. P. Analysis of electro-hydraulic lifting system's energy efficiency with direct electric drive pump control. Automation in construction, 2013. 30. 144–150. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2012.11.009
25. Zakharov, Viacheslav, and Tatiana Minav. Analysis of Frequency adjustable control of Permanent Magnet Synchronous Motor for pump-controlled actuators. International Journal of Fluid Power, 2023. 125–140. https://doi.org/10.13052/ijfp1439-9776.2416
26. Minav, T., Immonen, L. L., Vtorov, J. P., Niemela M. Electric energy recovery system for a hydraulic forklift – theoretical and experimental evaluation. IET electric power applications, 2011. 5 (4). 377–385. https://doi.org/10.1049/iet-epa.2009.0302
27. Imam, A., Moosa R., Ehsan J., Nariman S. Design, implementation and evaluation of a pump- controlled circuit for single rod actuators. Actuators, 2017. 6 (1). 10–21. https://doi.org/10.3390/act6010010
28. Ball screw drive versus planetary roller actuators. Parker Hannifin. URL: https://www.parker.com/content/dam/Parker-com/Literature/Electromechanical-Europe/White- Paper/Parker_White_Paper_Electro_Cylinder_ETH125.pdf
29. Electric Actuators, Planetary Roller Screw – Series XFC. Parker Hannifin. URL: https://ph.parker.com/us/en/product-list/extreme-force-electromechanical-cylinder-series-xfc
30. Roller screw technology for electric actuators. Tolomatic. URL: https://www.tolomatic.com/ blog/roller-screw-technology-for-electric-actuators/
31. Electric cylinders CEMC. EWELLIX. URL: https://medialibrary.ewellix.com/asset/16213