ВПЛИВ ГЕОМЕТРИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ РОЗПОДІЛЬНИХ СИСТЕМ НА СТАБІЛІЗАЦІЮ ВИХІДНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЛАНЕТАРНИХ ГІДРОМАШИН

  • А. І. Панченко Таврійський державний агротехнологічний університет імені Дмитра Моторного https://orcid.org/0000-0002-1230-1463
  • А. А. Волошина Таврійський державний агротехнологічний університет імені Дмитра Моторного https://orcid.org/0000-0003-4052-2674
  • І. М. Холод Таврійський державний агротехнологічний університет імені Дмитра Моторного
  • А. А. Волошин ВСП «Мелітопольський фаховий коледж ТДАТУ»
Ключові слова: амплітуда коливань, коефіцієнт пульсації, площа прохідного перетину, стабілізація вихідних параметрів.

Анотація

Анотація. Досліджено вплив геометричних параметрів розподільних систем на вихідні характеристики планетарних гідромашин з метою забезпечення стабілізації їх вихідних параметрів. Встановлено, що нераціональна конструкція розподільної системи перетворює її на джерело пульсацій робочої рідини. Основний вплив на величину пульсацій надає кінематична схема, кутовий зазор між розподільними вікнами та кількість додаткових вікон рухомого розподільника. Встановлено, що раціональне варіювання цими параметрами дозволяє усунути пульсацію робочої рідини. Обґрунтовано вихідні умови проектування розподільних систем, що виключають пульсацію робочої рідини в планетарних гідромашинах. При проектуванні розподільних систем найбільш раціональними є кінематичні схеми 5/4, 9/8 та 13/12 без застосування додаткових вікон та з використанням чотирьох додаткових вікон рухомого розподільника, 7/6 та 13/12 – з використанням двох додаткових вікон при нульовому зазорі між розподільними вікнами. При використанні запропонованих кінематичних схем відсутня пульсація робочої рідини, що дозволяє стабілізувати вихідні характеристики планетарних гідромашин.

Посилання

1. Gamez-Montero P., Codina E. and Castilla R. A Review of Gerotor Technology in Hydraulic Machines. Energies. 2019. 12. No 2423. https://doi.org/10.3390/en12122423.
2. 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. 2019. P. 169–176. https://doi.org/10.1007/978-3-030-14918-5_18.
3. Панченко А. І., Волошина А.А., Панченко І. А., Волошин А. А. Модель гідравлічного приводу мехатронної системи. Праці ТДАТУ. 2018. Вип. 18, т. 2. С. 59–83. https://doi.org/10.31388/2078-0877-18-2-58-82.
4. Panchenko А., Voloshinа А., Boltyansky О. [et al.]. Designing the flow-through parts of distribution systems for the PRG series planetary hydraulic motors. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2018. № 3/1(93). P. 67–77. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.132504.
5. 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.
6. 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.
7. 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.
8. Panchenko A., Voloshina A., Panchenko, I., Pashchenko V., Zasiadko A. Influence of the Shape of Windows on the Throughput of the Planetary Hydraulic Motor’s Distribution System. Advances in Design, Simulation and Manufacturing IV. 2021. Vol. 2. P. 146–155. https://doi.org/10.1007/978-3-030-77823-1_15.
9. 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. Vol. 1021. No 012037. https://doi.org/10.1088/1757-899X/1021/1/012037.
10. Панченко А. І., Волошина А. А., Панченко І. А., Волошин А. А. Дослідження динамічних характеристик мехатронних систем з гідравлічним приводом. Праці ТДАТУ. 2020. Вип. 20, т. 4. С. 58–72. https://doi.org/10.31388/2078-0877-2020-20-4-58-72.
11. Makarov V., Rezvaya K., Drankovskiy V., Mikhaylo C. Determination of the main parameters of the pump-turbine using the block-hierarchical approach. Week on Advanced Technology. 2020. No 9250164. P. 536–540. https://doi.org/10.1109/KhPIWeek51551.2020.9250164.
12. Barrio R., Fernández J., Blanco E., Parrondo J., Marcos A. Performance characteristics and internal flow patterns in a reverse-running pump-turbine. Journal of Mechanical Engineering Science. 2012. Vol. 226 (3). P. 695–708. https://doi.org/10.1177/0954406211416304.
13. Egusquiza E., Valero C., Presas A. [et al.]. Analysis of the dynamic response of pump-turbine impellers. Influence of the rotor. Mechanical Systems and Signal Processing. 2016. Vol. 68(69). P. 330–341. https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2015.05.034.
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. Vol. 16(2). P. 220–236. https://doi.org/10.1002/fld.1951.
15. Rundo M. Models for Flow Rate Simulation in Gear Pumps: A Review. Energies. 2017. Vol. 9(10). P. 1261. https://doi.org/10.3390/en10091261.
16. Rogovyi A., Korohodskyi V., Khovanskyi S., Hrechka I., Medvediev Y. Optimal design of vortex chamber pump. In Journal of Physics: Conference Series. 2021. Vol. 1741(1). No 012018. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1741/1/012018.
17. Rogovyi A., Korohodskyi V., Medvediev Y. Influence of Bingham fluid viscosity on energy performances of a vortex chamber pump. Energy. 2021. Vol. 218. No 119432. https://doi.org/10.1016/j.energy.2020. 119432.
18. Korohodskyi V., Kryshtopa S., Migal V., Rogovyi A., Polivyanchuk [et al.]. Determining the Characteristics for the Rational Adjusting of an Fuelair Mixture Composition in a Two-stroke Engine with Internal Carburation. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2020. № 2(5). No 39–52. http://journals.uran.ua/eejet/article/view/ 200766.
19. Rogovyi A., Khovanskyi S., Hrechka I., Gaydamaka A. Studies of the Swirling Submerged Flow Through a Confuser. In Design, Simulation, Manufacturing: The Innovation Exchange. 2020. P. 85–94, https://doi.org/10.1007/978-3-030-50491-5_9.
20. Liu C., Jin Y., Zhou J., Tang F., Hao C., Han J. Study of internal flow in cube-type bidirection passages of axial-flow pump system by numerical simulation and experiment. Journal of Hydroelectric Engineering. 2011. Vol. 30(5). P. 192-198.
21. 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. Vol. 1741(1). No 012024. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1741/1/012024.
22. Yao J., Shi W., Wu S. [et al]. Numerical calculation and experiment on pressure fluctuation in axial flow pump. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery. 2013. Vol. 44(1). P. 119-124. https://doi.org/10.6041/j.issn.1000-1298.2013.S1.022.
23. 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. Vol. 138(11). FE-15-1757. https://doi.org/10.1115/1.4033675.
24. Chiu-Fan H. Flow Characteristics of Gerotor Pumps With Novel Variable Clearance Designs. Journal of Fluids Engineering. 2015. Vol. 137 (4). FE-14-1137. https://doi.org/10.1115/1.4029274.
25. Yang D., Yan J., Tong S. Flowrate Formulation of Deviation Function Based Gerotor Pumps. Journal of Mechanical Design. 2010. Vol. 132(6). No 064503-5. https://doi.org/10.1115/1.4001595.
26. Ding H., Lu J., Jiang В. A CFD model for orbital gerotor motor. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2012. Vol. 15 (6). No 062006. https://doi.org/10.1088/1755-1315/15/6/062006.
27. Furustig J., Almqvist A., Bates C.A., Ennemark P., Larsson R. A two scale mixed lubrication wearing-in model, applied to hydraulic motors. Tribology International. 2015. Vol. 90. P. 248–256. https://doi.org/10.1016/ j.triboint.2015.04.033.
28. 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. Vol. 135(2). No 021013-021013-13. https://doi.org/10.1115/1.4023062.
29. Van de Ven J. On Fluid Compressibility in Switch-Mode Hydraulic Circuits. – Part II: Experimental Results. Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control. 2012. Vol. 135 (2). No 021014-021014-7. https://doi.org/10.1115/1.4023063.
30. Volkov G., Smirnov V. Systematization and comparative scheme analysis of mechanisms of planetary rotary hydraulic machines. MATEC Web of Conferences. 2018. P. 224. https://doi.org/10.1051/matecconf/ 201822402083.
31. Volkov G., Kurasov D. Planetary Rotor Hydraulic Machine with Two Central Gearwheels Having Similar Tooth Number. Mechanisms and Machine Science. 2018. Vol. 51. P. 435–446. https://doi.org/10.1007/978-3-319-60399-5_21.
32. Volkov G., Smirnov V. Computation and structural methods to expand feed channels in planetary hydraulic machines. Journal of Physics Conference Series. 2019. Vol. 1210. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1210/ 1/012131.
33. Shah Y., Vacca A., Dabiri S. A fast lumped parameter approach for the prediction of both aeration and cavitation in Gerotor pumps. Meccanica. 2018. Vol. 53(1/2). P. 175–191. https://doi.org/10.1007/s11012-017-0725-y.
34. 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. Vol. 11(1). P. 33–45. https://doi.org/10.1080/14399776.2010. 10780996.
35. Velev E. Study Cavitation Gerotor Motors, Using Computer Simulatio. Renewable Energies and Innovative Technologies. 2016. P. 64–66.
36. 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.
37. Biernacki K. Selection of the optimum tooth profile for plastic cycloidal gears. Journal of mechanical engineering science. 2014. Vol. 228 (18). P. 3395–3404.
38. Biernacki K. Methods of Increasing Loadability for the Plastic Cycloidal Gears. Fundamentals of machine design, 2012. 490 p.
39. Ivanovic L., Miric N., Devedzic G., Ćuković S. Analysis of forces and moments in gerotor pumps. Journal of Mechanical Engineering Science. 2010. Vol. 224(10). No 2257–2269. https://doi.org/10.1243/ 09544062JMES2041.
40. Furustig J., Almqvist A., Pelcastre L. A strategy for wear analysis using numerical and experimental tools, applied to orbital type hydraulic motors. Journal of mechanical engineering science. 2016. Vol. 230(12). No 2086–2097. https://doi.org/10.1177/0954406215590168.
41. Choi T., Kim M., Lee G. [et al.]. Design of Rotor for Internal Gear Pump Using Cycloid and Circular-Arc Curves. Journal of Mechanical Design. 2012. Vol. 134(1). No 011005-12. https://doi.org/10.1115/ 1.4004423.
42. 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.
43. 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.
44. 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. DSMIE 2023: Advances in Design, Simulation and Manufacturing V. 2023. Vol. 2. P. 84–94. https://doi.org/10.1007/978-3-031-32774-2_9.
45. 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. 2023. P. 32–43. https://doi.org/10.1007/978-3-031-16651-8_4.
46. 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. 2022. Vol. 2. P. 133–143. https://doi.org/10.1007/978-3-031-06044-1_13.
47. Voloshina А., Panchenko А., Panchenko I., Titova O., Zasiadko A. Improving the output characteristics of planetary hydraulic machines. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. Vol. 708(1). No 012038. https://doi.org/10.1088/1757-899X/708/1/012038.
48. Волков В. С., Мілаєва І. І., Сельська А. А., Шамро А. В., Волошин А. А. Обґрунтування геометричних параметрів розподільної системи планетарного гідромотора. Праці ТДАТУ. 2019. Вип. 19, т. 4. С. 320–334. https://doi.org/10.31388/2078-0877-19-4-320-334.
Опубліковано
2023-11-15
Як цитувати
Панченко, А., Волошина, А., Холод, І., & Волошин, А. (2023). ВПЛИВ ГЕОМЕТРИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ РОЗПОДІЛЬНИХ СИСТЕМ НА СТАБІЛІЗАЦІЮ ВИХІДНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЛАНЕТАРНИХ ГІДРОМАШИН. Праці Таврійського державного агротехнологічного університету імені Дмитра Моторного, 23(2), 6-24. Retrieved із https://oj.tsatu.edu.ua/index.php/pratsi/article/view/635

##plugins.generic.recommendByAuthor.heading##