МЕТОДИ ТА ЗАСОБИ АВТОМАТИЗОВАНОГО КОНТРОЛЮ ЗУБЧАСТОГО ПРОФІЛЮ РОТОРІВ ПЛАНЕТАРНИХ ГІДРОМАШИН
DOI:
https://doi.org/10.32782/1994-4691-2025-1-75-2Ключові слова:
система роторів, зубчастий профіль, автоматизований контроль, вимірювальні пристрої, селективний підбір.Анотація
Анотація. У гідроприводах сучасної самохідної техніки все більше застосування знаходять гідравлічні машини планетарного типу. Одним з основних вузлів цих гідромашин є система роторів із зубчастими поверхнями. Точність виготовлення геометрії зубчастого профілю роторів визначає працездатність планетарної гідромашини. В результаті проведених досліджень обґрунтовано методологічну можливість автоматизації контролю зубчастої поверхні роторів планетарних гідромашин. З метою визначення контрольованих параметрів розроблено розрахункову схему системи роторів планетарної гідромашини та отримано математичні залежності, що описують елементи конструкції вимірювальних пристроїв. Виробнича перевірка розроблених засобів автоматизованого контролю роторів показала, що запропонований метод контролю дозволяє здійснити прецизійне складання системи роторів планетарних гідромашин шляхом селективного підбору відповідних пар.
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. Rundo M. Models for Flow Rate Simulation in Gear Pumps: A Review. Energies. 2017. 9 (10). No: 1261. https://doi.org/10.3390/en10091261
3. 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
4. Онопрейчук Д.В., Мірієв К.І. Визначення ресурсу аксіально-поршневих насосів гідроприводів будівельних машин. Збірник наукових праць УкрДАЗТ, 2014. Вип. 147. С. 177- 180.
5. Michael, P., Burgess, K., Kimball, A., Wanke, T. Hydraulic Fluid Efficiency Studies in Low-Speed High-Torque Motors. SAE Technical Papers 2009-01-2848; SAE International: Warrendale, PA, USA, 2009. 1–7. https://doi.org/10.4271/2009-01-2848
6. Van de Ven, J. On Fluid Compressibility in Switch-Mode Hydraulic Circuits. – Part II: Experimental Results. Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, 2012. 135 (2). 021014-021014-7, https://doi.org/10.1115/1.4023063
7. 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
8. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А., Волошин А.А., Нестеренко К.В. Вплив конструктивних особливостей системи роторів планетарного гідромотору на зміну його вихідних характеристик. Праці ТДАТУ, 2021. Вип. 21. Т. 4. С. 61-77. https://doi.org/10.31388/2078-0877-2021-21-2-61-77
9. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А., Волошин А.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
10. Panchenko, А., Voloshina, А., Panchenko, I., Titova, O., Pastushenko, A. Reliability design of rotors for orbital hydraulic motors. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2019. 708(1). 012017. https://doi.org/10.1088/1757-899X/708/1/012017
11. Panchenko, A., Voloshina, A., Milaeva, I., Panchenko, I., Titova, O.: The Influence of the form Error after Rotor Manufacturing on the Output Characteristics of an Orbital Hydraulic Motor. International Journal of Engineering and Technology, 2018. 7 (4.3). 1–5, https://doi.org/10.14419/ijet.v7i4.3.19542
12. Panchenko, A., Voloshina A., Luzan P., Panchenko I., Volkov, S: Kinematics of motion of rotors of an orbital hydraulic machine. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2021. 1021. 012045. https://doi.org/10.1088/1757-899X/1021/1/012045
13. 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
14. González, J., Oro, J., Argüelles-Díaz, K. Flow analysis for a double suction centrifugal machine in the pump and turbine operation modes. International Journal for Numerical Methods in Fluids, 2009. 61(2). 220-236. https://doi.org/10.1002/fld.1951
15. Gentner, Ch., Sallaberger, M., Widmer, Ch., Braun, O., Staubli, T. Numerical and experimental analysis of instability phenomena in pump turbines. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2012. 15(3). 0320422. https://doi.org/10.1088/1755-1315/15/3/032042
16. Egusquiza, E., Valero, C., Presas, A., Huang, X., Guardo, A., Seidel, U.: Analysis of the dynamic response of pump-turbine impellers. Mechanical Systems and Signal Processing, 2016. 68- 69. 330-341. https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2015.05.034
17. Mao, X., Dal Monte, A., Benini, E., Zheng, Y. Numerical study on the internal flow field of a reversible turbine during continuous guide vane closing. Energies, 2017. 10(7). 988. https://doi.org/10.3390/en10070988.
18. Makarov, V., Rezvaya, K., Drankovskiy, V., Mikhaylo, C. Determination of the main parameters of the pump-turbine using the block-hierarchical approach. IEEE KhPI, 2020. 9250164. 536-540. https://doi.org/10.1109/KhPIWeek51551.2020.9250164
19. Barrio, R., Fernández, J., Blanco, E., Parrondo, J. Performance characteristics and internal flow patterns in a reverse-running pump-turbine. Journal of Mechanical Engineering Science, 2012. 226(3). 695-708. https://doi.org/10.1177/0954406211416304
20. Amelio, M., Barbarelli, S.: A one-dimensional numerical model for calculating the efficiency of pumps as turbines for implementation in micro-hydro power plants. Proceedings of the 7th Biennial Conference on Engineering Systems Design and Analysis, 2004. 1. 65-72. https://doi.org/10.1115/esda2004-58080
21. Rogovyi, A., Korohodskyi, V., Khovanskyi, S., Hrechka, I., Medvediev, Y. Optimal design of vortex chamber pump. In Journal of Physics: Conference Series, 2021. 1741, 012018. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1741/1/012018
22. Andrenko, P., Rogovyi, A., Hrechka, I., Khovanskyi, S., Svynarenko, M.: Characteristics improvement of labyrinth screw pump using design modification in screw. In Journal of Physics: Conference Series, 2021. 1741. 012024. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1741/1/012024
23. Rogovyi, A., Korohodskyi V., Medvediev Y.: Influence of Bingham fluid viscosity on energy performances of a vortex chamber pump. Energy, 2021. 218. 119432. https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.119432
24. Van de Ven, J. On Fluid Compressibility in Switch-Mode Hydraulic Circuits. Part I: Modeling and Analysis. Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, 2012. 135 (2). 021013-021013-13. https://doi.org/10.1115/1.4023062
25. Rogovyi, A., Khovanskyi, S., Hrechka, I., Gaydamaka, A. Studies of the Swirling Submerged Flow Through a Confuser. In Design, Simulation, Manufacturing: The Innovation Exchange. Springer, Cham, 2020. 85–94. https://doi.org/10.1007/978-3-030-50491-5_9
26. 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
27. Andrenko, P., Rogovyi, A., Hrechka, I., Khovanskyi, S., Svynarenko, M.: The Influence of the Gas Content in the Working Fluid on Parameters of the the Hydraulic Motor’s Axial Piston. In Design, Simulation, Manufacturing: The Innovation Exchange. Springer, Cham, 2021. 97–106. https://doi.org/10.1007/978-3-030-77823-1_10
28. Gamez-Montero, P., Codina, E., Castilla, R.: A Review of Gerotor Technology in Hydraulic Machines. Energies, 2019. 12. 2423 (2019). https://doi.org/10.3390/en12122423
29. Volkov, G., Smirnov, V. Systematization and comparative scheme analysis of mechanisms of planetary rotary hydraulic machines. MATEC Web of Conferences, 2018. 224, https://doi.org/10.1051/matecconf/201822402083
30. Volkov, G., Kurasov, D. Planetary Rotor Hydraulic Machine with Two Central Gearwheels Having Similar Tooth Number. Mechanisms and Machine Science, 2018. 51. 435–446. https://doi.org/10.1007/978-3-319-60399-5_21
31. Volkov, G., Smirnov, V. Computation and structural methods to expand feed channels in planetary hydraulic machines. Journal of Physics: Conference Series, 2019. 1210. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1210/1/012131
32. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А. Обґрунтування кінематичних схем розподільних систем гідромашин планетарного типу. Праці ТДАТУ, 2018. Вип.18. Т. 2. С. 30– 49. https://doi.org/10.31388/2078-0877-18-2-29-48
33. 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 34. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А., Волошин А.А. Проектування мехатронних систем з заданими вихідними характеристиками. Праці ТДАТУ, 2020. Вип.20. Т. 4. С. 18–35. https://doi.org/10.31388/2078-0877-2020-20-4-18-35
35. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А., Засядько А.І. Поліпшення вихідних характеристик планетарних гідромашин. Праці ТДАТУ, 2019. Вип. 19. Т. 2. С.68–85. https://doi.org/10.31388/2078-0877-19-2-68-85
36. Stryczek, J., Bednarczyk, S., Biernacki, 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
37. Ivanovic, L., Miric, N., Devedzic, G., Ćuković, S. Analysis of forces and moments in gerotor pumps. Journal of Mechanical Engineering Science, 2010. 224(10). 2257-2269. https://doi.org/10.1243/09544062JMES2041
38. 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
39. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А., Волошин А.А., Нестеренко К.В. Вплив конструктивних особливостей системи роторів планетарного гідромотору на зміну його вихідних характеристик. Праці ТДАТУ, 2021. Вип. 21. Т. 4. С. 61-77. https://doi.org/10.31388/2078-0877-2021-21-2-61-77
40. Panchenko, A., Voloshina, A., Boltianska, N., Pashchenko, V., Volkov, S. Manufacturing Error of the Toothed Profile of Rotors for an Orbital Hydraulic Motor. InterPartner 2021: Advanced Manufacturing Processes III. LNME. Springer, Cham, 2022. 22-32, https://doi.org/10.1007/978-3-030-91327-4_3
2. Rundo M. Models for Flow Rate Simulation in Gear Pumps: A Review. Energies. 2017. 9 (10). No: 1261. https://doi.org/10.3390/en10091261
3. 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
4. Онопрейчук Д.В., Мірієв К.І. Визначення ресурсу аксіально-поршневих насосів гідроприводів будівельних машин. Збірник наукових праць УкрДАЗТ, 2014. Вип. 147. С. 177- 180.
5. Michael, P., Burgess, K., Kimball, A., Wanke, T. Hydraulic Fluid Efficiency Studies in Low-Speed High-Torque Motors. SAE Technical Papers 2009-01-2848; SAE International: Warrendale, PA, USA, 2009. 1–7. https://doi.org/10.4271/2009-01-2848
6. Van de Ven, J. On Fluid Compressibility in Switch-Mode Hydraulic Circuits. – Part II: Experimental Results. Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, 2012. 135 (2). 021014-021014-7, https://doi.org/10.1115/1.4023063
7. 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
8. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А., Волошин А.А., Нестеренко К.В. Вплив конструктивних особливостей системи роторів планетарного гідромотору на зміну його вихідних характеристик. Праці ТДАТУ, 2021. Вип. 21. Т. 4. С. 61-77. https://doi.org/10.31388/2078-0877-2021-21-2-61-77
9. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А., Волошин А.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
10. Panchenko, А., Voloshina, А., Panchenko, I., Titova, O., Pastushenko, A. Reliability design of rotors for orbital hydraulic motors. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2019. 708(1). 012017. https://doi.org/10.1088/1757-899X/708/1/012017
11. Panchenko, A., Voloshina, A., Milaeva, I., Panchenko, I., Titova, O.: The Influence of the form Error after Rotor Manufacturing on the Output Characteristics of an Orbital Hydraulic Motor. International Journal of Engineering and Technology, 2018. 7 (4.3). 1–5, https://doi.org/10.14419/ijet.v7i4.3.19542
12. Panchenko, A., Voloshina A., Luzan P., Panchenko I., Volkov, S: Kinematics of motion of rotors of an orbital hydraulic machine. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2021. 1021. 012045. https://doi.org/10.1088/1757-899X/1021/1/012045
13. 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
14. González, J., Oro, J., Argüelles-Díaz, K. Flow analysis for a double suction centrifugal machine in the pump and turbine operation modes. International Journal for Numerical Methods in Fluids, 2009. 61(2). 220-236. https://doi.org/10.1002/fld.1951
15. Gentner, Ch., Sallaberger, M., Widmer, Ch., Braun, O., Staubli, T. Numerical and experimental analysis of instability phenomena in pump turbines. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2012. 15(3). 0320422. https://doi.org/10.1088/1755-1315/15/3/032042
16. Egusquiza, E., Valero, C., Presas, A., Huang, X., Guardo, A., Seidel, U.: Analysis of the dynamic response of pump-turbine impellers. Mechanical Systems and Signal Processing, 2016. 68- 69. 330-341. https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2015.05.034
17. Mao, X., Dal Monte, A., Benini, E., Zheng, Y. Numerical study on the internal flow field of a reversible turbine during continuous guide vane closing. Energies, 2017. 10(7). 988. https://doi.org/10.3390/en10070988.
18. Makarov, V., Rezvaya, K., Drankovskiy, V., Mikhaylo, C. Determination of the main parameters of the pump-turbine using the block-hierarchical approach. IEEE KhPI, 2020. 9250164. 536-540. https://doi.org/10.1109/KhPIWeek51551.2020.9250164
19. Barrio, R., Fernández, J., Blanco, E., Parrondo, J. Performance characteristics and internal flow patterns in a reverse-running pump-turbine. Journal of Mechanical Engineering Science, 2012. 226(3). 695-708. https://doi.org/10.1177/0954406211416304
20. Amelio, M., Barbarelli, S.: A one-dimensional numerical model for calculating the efficiency of pumps as turbines for implementation in micro-hydro power plants. Proceedings of the 7th Biennial Conference on Engineering Systems Design and Analysis, 2004. 1. 65-72. https://doi.org/10.1115/esda2004-58080
21. Rogovyi, A., Korohodskyi, V., Khovanskyi, S., Hrechka, I., Medvediev, Y. Optimal design of vortex chamber pump. In Journal of Physics: Conference Series, 2021. 1741, 012018. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1741/1/012018
22. Andrenko, P., Rogovyi, A., Hrechka, I., Khovanskyi, S., Svynarenko, M.: Characteristics improvement of labyrinth screw pump using design modification in screw. In Journal of Physics: Conference Series, 2021. 1741. 012024. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1741/1/012024
23. Rogovyi, A., Korohodskyi V., Medvediev Y.: Influence of Bingham fluid viscosity on energy performances of a vortex chamber pump. Energy, 2021. 218. 119432. https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.119432
24. Van de Ven, J. On Fluid Compressibility in Switch-Mode Hydraulic Circuits. Part I: Modeling and Analysis. Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, 2012. 135 (2). 021013-021013-13. https://doi.org/10.1115/1.4023062
25. Rogovyi, A., Khovanskyi, S., Hrechka, I., Gaydamaka, A. Studies of the Swirling Submerged Flow Through a Confuser. In Design, Simulation, Manufacturing: The Innovation Exchange. Springer, Cham, 2020. 85–94. https://doi.org/10.1007/978-3-030-50491-5_9
26. 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
27. Andrenko, P., Rogovyi, A., Hrechka, I., Khovanskyi, S., Svynarenko, M.: The Influence of the Gas Content in the Working Fluid on Parameters of the the Hydraulic Motor’s Axial Piston. In Design, Simulation, Manufacturing: The Innovation Exchange. Springer, Cham, 2021. 97–106. https://doi.org/10.1007/978-3-030-77823-1_10
28. Gamez-Montero, P., Codina, E., Castilla, R.: A Review of Gerotor Technology in Hydraulic Machines. Energies, 2019. 12. 2423 (2019). https://doi.org/10.3390/en12122423
29. Volkov, G., Smirnov, V. Systematization and comparative scheme analysis of mechanisms of planetary rotary hydraulic machines. MATEC Web of Conferences, 2018. 224, https://doi.org/10.1051/matecconf/201822402083
30. Volkov, G., Kurasov, D. Planetary Rotor Hydraulic Machine with Two Central Gearwheels Having Similar Tooth Number. Mechanisms and Machine Science, 2018. 51. 435–446. https://doi.org/10.1007/978-3-319-60399-5_21
31. Volkov, G., Smirnov, V. Computation and structural methods to expand feed channels in planetary hydraulic machines. Journal of Physics: Conference Series, 2019. 1210. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1210/1/012131
32. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А. Обґрунтування кінематичних схем розподільних систем гідромашин планетарного типу. Праці ТДАТУ, 2018. Вип.18. Т. 2. С. 30– 49. https://doi.org/10.31388/2078-0877-18-2-29-48
33. 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 34. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А., Волошин А.А. Проектування мехатронних систем з заданими вихідними характеристиками. Праці ТДАТУ, 2020. Вип.20. Т. 4. С. 18–35. https://doi.org/10.31388/2078-0877-2020-20-4-18-35
35. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А., Засядько А.І. Поліпшення вихідних характеристик планетарних гідромашин. Праці ТДАТУ, 2019. Вип. 19. Т. 2. С.68–85. https://doi.org/10.31388/2078-0877-19-2-68-85
36. Stryczek, J., Bednarczyk, S., Biernacki, 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
37. Ivanovic, L., Miric, N., Devedzic, G., Ćuković, S. Analysis of forces and moments in gerotor pumps. Journal of Mechanical Engineering Science, 2010. 224(10). 2257-2269. https://doi.org/10.1243/09544062JMES2041
38. 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
39. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А., Волошин А.А., Нестеренко К.В. Вплив конструктивних особливостей системи роторів планетарного гідромотору на зміну його вихідних характеристик. Праці ТДАТУ, 2021. Вип. 21. Т. 4. С. 61-77. https://doi.org/10.31388/2078-0877-2021-21-2-61-77
40. Panchenko, A., Voloshina, A., Boltianska, N., Pashchenko, V., Volkov, S. Manufacturing Error of the Toothed Profile of Rotors for an Orbital Hydraulic Motor. InterPartner 2021: Advanced Manufacturing Processes III. LNME. Springer, Cham, 2022. 22-32, https://doi.org/10.1007/978-3-030-91327-4_3
##submission.downloads##
Опубліковано
2025-06-01
Номер
Розділ
ПРИКЛАДНА ГІДРОМЕХАНІКА. ГІДРОМАШИНИ І ГІДРОАГРЕГАТИ
