IMPROVING THE OUTPUT CHARACTERISTICS OF PLANETARY HYDRAULIC MACHINES
Abstract
One of the main systems limiting the work of a planetary hydraulic motor is its distribution system. The distribution system of such a hydraulic motor consists of fixed and movable distributor. The fixed distributor serves to supply (drain) the working fluid in the planetary hydraulic motor. It is mounted fixed relative to the motor case. The movable distributor serves to supply (drain) the working fluid to the working chambers of the hydraulic motor. It is mounted on the hydraulic motor shaft and rotates relative to the fixed distributor. The efficiency of the distribution system depends on the manufacturability of its elements. To solve the problem of improving the manufacturability of the elements for the distribution system of a planetary hydraulic motor, the shape of the windows of the movable and fixed distributors is justified. A design diagram, a mathematical model and a calculation algorithm have been developed as well. That allowed to investigate the effect of changes in the geometric parameters of the distribution system on a planetary hydraulic motor throughput when the windows are made in the form of a circle. It has been established that the flow area of the distribution system varies according to the kinematic diagram of the distribution system. At the same time, the amplitude of the flow area oscillations changes as well. When using the discharging windows of the distributor as additional working windows, the throughput increases, and the amplitude of oscillations decreases. The critical parameter which determines the operability of the distribution system is the oscillations of the flow area. Therefore, when designing distribution systems, it is recommended to use additional discharging windows as working ones.
References
2. Остренко С. А. Гидравлика, гидропривод, гидравлические и пневматические системы. ВГУЭС. URL: https://abc.vvsu.ru/books/l_gidrosys/default.asp (дата звернення: 20.10.2018).
3. Панченко А. І. Гідромашини для приводу активних робочих органів та ходових систем мобільної сільськогосподарської техніки // Техніка АПК. 2006. № 3. С. 11-13.
4. Перспективи гідрофіксації мобільної сільськогосподарської техніки / А. І. Панченко, А. А. Волошина, О. Ю. Золотарьов, Д. С. Тітов // Промислова гідравліка і пневматика. 2003. № 1. С. 71-74.
5. Панченко А. И., Волошина А. А., Панченко И. А. Разработка планетарных гидромоторов для силовых гидроприводов мобильной техники // MOTROL. Commission of Motorization and Energetics in Agriculture. 2015. Vol. 17, No 9. Р. 29-36.
6. Панченко А. И., Волошина А. А., Панченко И. А. Конструктивные особенности планетарных гидромоторов серии PRG // Вісник НТУ «ХПІ». Сер. Гідравлічні машини та гідроагрегати. Харків, 2018. № 17. С. 88-95.
7. Панченко А. И., Волошина А. А. Планетарно-роторные гидромоторы. Расчет и проектирование: монография. Мелитополь: Люкс, 2016. 236 с.
8. Вплив конструктивних особливостей торцевої розподільної системи на функціональні параметри планетарного гідромотора / А. І. Панченко, А. А. Волошина, І. А. Панченко, А. І. Засядько // Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. Мелітополь, 2017. Вип. 17, т. 3. С. 33-50.
9. Панченко А. І., Волошина А. А., Панченко І. А. Обгрунтування кінематичних схем розподільних систем гідромашин планетарного типу // Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. Мелітополь, 2018. Вип. 18, т. 2. С. 30-49.
10. Stryczek J., Bednarczyk S., Biernacki K. Strength analysis of the polyoxymethylenecycloidal gears of the gerotor pump // Archives of Civil and Mechanical Engineering. 2014. № 14 (4). P. 647-660. Doi: 10.1016/j.acme.2013.12.005.
11. Stryczek J., Bednarczyk S., Biernacki K. Gerotor pump with POM gears: Design, production technology, research // Archives of Civil and Mechanical Engineerin. 2014. № 14 (3). P. 391-397. Doi:10.1016/j.acme.2013.12.008.
12. Design of Rotor for Internal Gear Pump Using Cycloid and Circular-Arc Curves / T. Choi, M. Kim, G. Lee and others // Journal of Mechanical Design. 2012. № 134 (1). 011005-12. Doi:10.1115/1.4004423.
13. Панченко А. І., Волошина А. А., Панченко І. А. Оценка адекватности математической модели планетарного гидромотора в составе гидроагрегата // Промислова гідравліка і пневматика. 2018. № 1 (59). С. 55-71.
14. Analysis of forces and moments in gerotor pumps / L. Ivanovic, N. Miric, G. Devedzic, S. Ćuković // Journal of Mechanical Engineering Science. 2010. № 224 (10). P. 2257-2269. Doi: 10.1243/09544062JMES2041.
15. Панченко А. И. Математическая модель гидроагрегата с планетарным гидромотором // Промислова гідравліка і пневматика. 2005. № 4 (10). С. 102-112.
16. Панченко А. И., Волошина А. А., Панченко И. А. Особенности моделирования рабочих процессов, происходящих в гидравлической системе насос-клапан-гидровращатель // Науковий вісник ТДАТУ. Мелітополь, 2016. Вип. 6, т. 1. С. 63-79.
17. Панченко А. И., Волошина А. А., Панченко И. А. Математическая модель насосной станции с приводным // Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. Мелітополь, 2013. Вип. 13, т. 6. С. 45-61.
18. Ivanović L., Blagojević M., Devedžić G., Assoul Y. Analitycal and Numerical Analysis of Load Gerotor Pumps // Scientific Technical Review. 2010. No 60 (1). P. 30-38.
19. Development of an Integrated System for the Automated Design of a Gerotor Oil Pump / Y. Chang, J. Kim, C. Jeon, K. Chul, S. Jung // Journal of Mechanical Design. 2006. No 129 (10). P. 1099-1105. Doi:10.1115/1.2757629.
20. Van de Ven J. D. On Fluid Compressibility in Switch-Mode Hydraulic Circuits. – Part I: Modeling and Analysis // Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control. 2012. No 135 (2). 021013-021013-13. Doi: 10.1115/1.4023062.
21. Van de Ven J. D. On Fluid Compressibility in Switch-Mode Hydraulic Circuits. – Part II: Modeling and Analysis // Journal of Dynamic Systems, Measurement and Control. 2012. No 135 (2). 021014-021014-7. Doi: 10.1115/1.4023063.
22. A two scale mixed lubrication wearing-in model, applied to hydraulic motors / J. Furustig, A. Almqvist, C. A. Bates, P. Ennemark, R. Larsson // Tribology International. 2015. No 90. P. 248–256. Doi: 10.1016/j.triboint.2015.04.033.
23. Косенок Б. Б. Инвариантность векторных моделей в моделировании зубчатых передач // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. 2009. № 19. С. 157-161.
24. Панченко А. І., Волошина А. А., Панченко І. А. Модель гідравлічного приводу мехатронної системи // Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. Мелітополь, 2018. Вип. 18, т. 2. С. 59-83. Doi: 10.31388/2078-0877-18-2-58-82.
25. Ding H., Lu J. Х., Jiang В. A CFD model for orbital gerotor motor // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2012. No 15 (6). 062006. Doi: 10.1088/1755-1315/15/6/062006.
26. 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. No 38 (11). FE-15-1757. Doi: 10.1115/1.4033675.
27. Chiu-Fan H. Flow Characteristics of Gerotor Pumps With Novel Variable Clearance Designs // Journal of Fluids Engineering. 2015. No 137 (4). FE-14-1137. Doi: 10.1115/1.4029274.
28. Математическое векторное моделирование пульсаций подачи жидкости шестеренным качающим узлом / Б. Б. Косенок, А. Н. Крючков, Л. В. Родионов, Е. В. Шахматов // Известия Самарского научного центра РАН. 2009. № 11 (3). С. 257-262.
29. Панченко А. И., Волошина А. А., Панченко И. А. Способы распределения рабочей жидкости в планетарных гидромашинах // Вісник НТУ «ХПІ». Сер. Гідравлічні машини та гідроагрегати. Харків, 2016. № 20 (1192). С. 46-52.
30. Математическая модель торцевой распределительной системы с окнами в форме паза / А. И. Панченко, А. А. Волошина, В. М. Верещага, А. А. Зуев // Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. Мелітополь, 2011. Вип. 11, т. 6. С. 322-331.
