ВПЛИВ ФОРМИ ВІКОН НА ПРОПУСКНУ СПРОМОЖНІСТЬ РОЗПОДІЛЬНОЇ СИСТЕМИ ПЛАНЕТАРНОГО ГІДРОМОТОРА

  • 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
  • О. Ю. Романишин Поліський національний університет https://orcid.org/0000-0001-9976-3080
  • А. А. Волошин ВСП «Мелітопольський фаховий коледж ТДАТУ»
Ключові слова: розподільна система, рухомий розподільник, нерухомий розподільник, структурно-функціональна схема, розподільні вікна

Анотація

Сучасні тенденції застосування гідравлічних приводів активних робочих органів самохідної техніки вимагають розробки нових гідромашин обертальної дії, зокрема планетарних. Процеси, які відбуваються у гідромашинах, пов'язані з рухом робочої рідини каналами їх розподільних систем. Розроблено методику вибору розподільної системи із заданими вихідними, геометричними та технологічними характеристиками, що дозволяє при проектуванні гідромотора вибирати раціональну розподільну систему. Розроблено структурно-функціональну схему визначення площі прохідного перерізу розподільної системи з різною формою розподільних вікон, що дозволяє моделювати процес зміни площі прохідного перерізу. Виконано аналіз вихідних характеристик розподільних систем, що дозволяє прийняти раціональне конструктивне рішення щодо вибору форми вікон проектованої розподільної системи планетарного гідромотора. Встановлено, що розподільні вікна, виконані у формі паза, є найбільш функціональними, при цьому дуже складні в технології виготовлення. Розподільні вікна, виконані у вигляді отвору, будучи найтехнологічнішими, мають прохідний перетин у три рази менше, ніж сегментні.

Посилання

1. Gamez-Montero P., Codina E., Castilla R.: A Review of Gerotor Technology in Hydraulic Machines. Energies. 2019. Vol.12. P. 2423. https://doi.org/10.3390/en12122423.
2. Stryczek J., Bednarczyk S., Biernacki K. Strength analysis of the polyoxymethylene cycloidal gears of the gerotor pump. Archives of Civil and Mechanical Engineering. 2014. Vol. 4(14). P. 647–660. https://doi.org/10.1016/j.acme.2013.12.005.
3. Stryczek J., Bednarczyk S., Biernacki K. Gerotor pump with POM gears: Design, production technology, research. Archives of Civil and Mechanical Engineerin. 2014. Vol. 3(14). P. 391–397. https://doi.org/10.1016/j.acme.2013.12.008.
4. 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). e011005-12. https://doi.org/10.1115/1.4004423.
5. Furustig J., Almqvist A., Pelcastre L. A strategy for wear analysis using numerical and experimental tools, applied to orbital type hydraulic motors. Proceedings of the institution of mechanical engineers part c-journal of mechanical engineering science. 2016. Vol. 12(230). e2086-2097. https://doi.org/10.1177/0954406215590168.
6. Панченко А. И., Волошина А. А. Конструктивные особенности и принцип работы гидромашин с циклоидальной формой вытеснителей. Промислова гідравліка і пневматика. 2019. № 6. С. 57–69. 7. 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). e012038. https://doi.org/10.1088/1757-899X/708/1/012038.
8. 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. 9. Voloshina A., Panchenko A., Panchenko I., Zasiadko A. Geometrical Parameters for Distribution Systems of Hydraulic Machines. Modern Development Paths of Agricultural Production. 2019. Ch. 2. P. 323-336. https://doi.org/10.1007/978-3-030-14918-5_34. 10. Voloshina A., Panchenko A., Boltyansky O., Titova O. Improvement of Manufacture Workability for Distribution Systems of Planetary Hydraulic Machines. Advances in Design, Simulation and Manufacturing II, Lecture Notes in Mechanical Engineering. 2020. Vol. 673. P. 732-741. https://doi.org/10.1007/978-3-030-22365-6_73.
11. Strutinsky V., Demyanenko A. The development of mechatronic active control system of tool spatial position of parallel kinematics machine tool. Journal of Theoretical and Applied Mechanics. 2016. Vol. 54(3). P. 757–768. https://doi.org/10.15632/jtam-pl.54.3.757. 12. Strutynskyi S. Defining the dynamic accuracy of positioning of spatial drive systems through consistent analysis of processes of different range of performance. Naukovyi Visnyk NHU. 2018. Vol. 3. P. 64-73. https://doi.org/10.29202/nvngu/2018-3/13.
13. Strutynskyi S., Nochnichenko I. Design of parallel link mobile robot manipulator mechanisms based on function-oriented element base. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2018. № 4. 7(100). 54-64. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.174613.
14. Strutynsky V., Hurzhi A., Kozlov L. Determination of static equilibrium conditions of mobile terrestrial complex with lever-type manipulator. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2019. Vol. 5. P. 79-86. https://doi.org/10.29202/nvngu/2019-5/7.
15. Chernetskaya-Beletskaya N., Rogovyi A., Shvornikova A., Baranov I. [et al.]. Study on the coal-water fuel pipeline transportation taking into account the granulometric composition parameters. International Journal of Engineering & Technology. 2018. Vol. 7(4.3). P. 240–245.
16. 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. 3(226). P. 695-708. https://doi.org/10.1177/0954406211416304.
17. Rogovyi A., Khovanskyy S., Grechka I., Pitel J. The Wall Erosion in a Vortex Chamber Supercharger Due to Pumping Abrasive Mediums. Design, Simulation, Manufacturing: The Innovation Exchange. 2019. P. 682–691.
18. Rogovyi A., Khovanskyi S., Hrechka I., Gaydamaka A. Studies of the Swirling Submerged Flow Through a Confuser. Design, Simulation, Manufacturing: The Innovation Exchange. 2020. P. 85–94.
19. Gaydamaka A., Kulik G., Frantsuzov V., Hrechka I. [et al.]. Devising an engineering procedure for calculating the ductility of a roller bearing under a no-central radial load. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2019. № 3. 7(99). P. 6–10. https://doi.org/ 10.15587/1729-4061.2019.168145.
20. Korohodskyi V., Kryshtopa S., Migal V., Rogovyi A. [et al.]. Determining the Characteristics for the Rational Adjusting of an Fuel-air Mixture Composition in a Two-stroke Engine with Internal Carburation. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2020. № 2(5). P. 39–52.
21. 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. 1(11). P. 33-45. https://doi.org/10.1080/14399776. 2010.10780996. 22. Elashmawy М. Design of Swashplate Axial Piston Machines Having Low Piston Transverse Forces. International Journal of Mechanical Engineering and Applications. 2015. Vol. 3(1). P. 17. https://doi.org/10.11648/j.ijmea.s.2015030102.13.
23. Maiti R., Nagao M. Prediction of starting torque characteristics of epitrochoid generated orbital rotary piston hydraulic motors. International journal series С-mechanical systems machine elements and manufacturing. 2018. Vol. 2(42). P. 416-426.
24. 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. 2020. Vol. 2(61). P. 220-236. https://doi.org/10.1002/fld.1951.
25. Yao J., Shi W., Wu S., Zhang D., Wang H., Hu Q. Numerical calculation and experiment on pressure fluctuation in axial flow pump. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery. 2013. Vol. 1(44). P. 119-124. https://doi.org/10.6041/j.issn.1000-1298. 2013.S1.022.
26. Ivanović L., Blagojević M., Devedžić G., Assoul Y. Analitycal and Numerical Analysis of Load Gerotor Pumps. Scientific Technical Review. 2010. Vol. 60(1). P. 30–38.
27. Chang Y., Kim J., Jeon C., Chul K., Jung S. Development of an Integrated System for the Automated Design of a Gerotor Oil Pump. Journal of Mechanical Design. 2006. Vol. 129(10). P. 1099–1105. https://doi.org/10.1115/1.2757629. 28. Ivanovic L., Miric N., Devedzic G., Ćuković S. Analysis of forces and moments in gerotor pumps. Journal of Mechanical Engineering Science. 2010. Vol. 10(224). P. 2257-2269. https://doi.org/10.1243/ 09544062JMES2041.
29. 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. Vol. 134(5). e054502-7. https://doi.org/10.1115/1.4006440.
30. 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. 38(11). FE-15-1757. https://doi.org/10.1115/1.4033675.
31. 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.
32. 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. Vol. 135(2). e021013-021013-13. https://doi.org/10.1115/1.4023062.
33. 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. Vol. 135(2). e021014-021014-7. https://doi.org/10.1115/1.4023063.
34. Velev E. Study Cavitation Gerotor Motors, Using Computer Simulatio. XV International Scientific Conference: Renewable Energies and Innovative Technologies. 2016. P. 64–66.
35. 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. 1-2(53). P. 175–191. https://doi.org/ 10.1007/s11012-017-0725-y.
36. 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.
37. Yang D., Yan J., Tong S. Flowrate Formulation of Deviation Function Based Gerotor Pumps. Journal of Mechanical Design. 2010. Vol. 6(132). e064503-5. https://doi.org/10.1115/1.4001595.
38. Pop I. I., Marcu I. L. Interconnection possibilities for the working volumes of the alternating hydraulic motors. Scientific Bulletin of the Politehnica University of Timisoara Transactions on Mechanics. 2004. P. 365–370.
39. Ding H., Lu X.J., Jiang B. A CFD model for orbital gerotor motor. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2012. Vol. 15(6). e062006. https://doi.org/10.1088/1755-1315/15/6/062006.
40. Xing K., Zhang Y., Jin X. Performance analysis and experimental research of the orbital motor. Proceedings of the seventh international conference on fluid power transmission and control. 2009. P. 131–135.
41. Strmcnik E., Majdic F. The Pressure and Efficiency Characteristic of Hydraulic Gerotor Motor with the Floating Outer Ring. Tehnicki vjesnik-technical gazette. 2018. Vol. 2(25). P. 609–615. https://doi.org/10.17559/TV-20161201093324.
42. Панченко А. И., Волошина А. А., Панченко И. А. Способы распределения рабочей жидкости в планетарных гидромашинах. Вісник НТУ «ХПІ». Серія: Гідравлічні машини та гідроагрегати. 2016. № 20(1192). С. 46–52.
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. 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.
45. 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.
46. 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.
47. Панченко А. І., Волошина А. А., Панченко І. А., Пастушенко С. І. Обґрунтування розташування вікон розподільних систем планетарних гідромашин. Праці ТДАТУ. 2019. Вип. 19, т. 4. С. 3–20. https://doi.org/10.31388/2078-0877-19-4-3-20.
48. Панченко А. І., Волошина А. А., Засядько А. І. Вплив конструктивних особливостей торцевої розподільної системи на функціональні параметри планетарного гідромотора. Праці ТДАТУ. 2017. Вип. 17, т. 3. С. 33–50.
49. 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.
50. 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.
51. Панченко А. І., Волошина А. А., Панченко І. А., Волошин А. А. Модель гідравлічного приводу мехатронної системи. Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. 2018. Вип. 18, т. 2. С. 59–83. https://doi.org/10.31388/2078-0877-18-2-58-82.
52. 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. Р. 146–155. https://doi.org/10.1007/978-3-030-77823-1_15.
Опубліковано
2024-07-02
Як цитувати
Панченко, А. І., Волошина, А. А., Романишин, О. Ю., & Волошин, А. А. (2024). ВПЛИВ ФОРМИ ВІКОН НА ПРОПУСКНУ СПРОМОЖНІСТЬ РОЗПОДІЛЬНОЇ СИСТЕМИ ПЛАНЕТАРНОГО ГІДРОМОТОРА. Праці Таврійського державного агротехнологічного університету імені Дмитра Моторного, 24(1), 7-22. https://doi.org/10.32782/2078-0877-2024-24-1-1