Однією з тенденцій розвитку робочих мобільних машин є перехід на регульовані гідроприводи. Розроблено нові схеми систем керування гідроприводів з LS-регулюванням. Представлено математичні моделі та програму, які дозволяють досліджувати робочі процеси в гідроприводах. Знайдено можливість зменшення величини керуючих перепадів золотників регуляторів, що знижує гідравлічні втрати, за умов забезпечення необхідних статичних і динамічних характеристик. Виконано оптимізацію конструкцій гідророзподільника та регулятора насоса, на базі яких розроблено схему гідросистеми неповноповоротного екскаватора. Гідросистема дозволяє забезпечити роботу екскаватора в регульованих режимах, що створює передумови підвищення його продуктивності, економічності, поліпшення якості виконаних робіт.

  Скачати повний текст

Проаналізовано інтенсифікацію протитечійної регенерації на основі імпульсів підвищеного тиску, що виникають у результаті гідравлічного удару. Доведено, що максимальна величина сил тертя, які утримують частинку в клітинці сітки, зумовлена переходом кінетичної енергії частинок у пружні контактні деформації під час засмічення. Визначено, що сила, з якою імпульс підвищеного тиску впливає на частинку забруднювача залежить від амплітудного значення тиску та величини відношення часу наростання імпульсу до часу, за який збурювання в рідині розповсюдиться на відстань, рівну розміру частинки. Розроблено пристрій гідроімпульсної інтенсифікації протитечійної регенерації, заснований на явищі гідравлічного удару. Експериментально досліджено ефективність застосування гідроімпульсної інтенсифікації протитечійної регенерації, заснованої на використанні гідравлічного удару.

  Скачати повний текст

Визначено у гідроприводі чутливому до навантаження залежність величини врівноважувального перепаду тиску, що формується за допомогою переливного клапана на робочому вікні розподільного золотника мультирежимного гідророзподільника, від провідності дроселів допоміжної камери під час роботи у режимах розвантаження гідронасоса, регулювання витрати гідродвигуна та захисту від перевантаження. Розроблено математичну модель даного гідроприводу, в якій враховані експериментально одержані залежності витрати через робоче вікно розподільного золотника, гідродинамічної сили та сили тертя спокою на золотнику переливного клапана мультирежимного гідророзподільника. Удосконалено критерії оптимізації гідроприводу чутливого до навантаження на підставі комплексного врахування енергетичних, динамічних і статичних характеристик гідроприводу під час його роботи у режимах розвантаження гідроноса, регулювання витрати гідродвигуна та захисту від перевантаження.

  Скачати повний текст

Уточнено фізичну модель генерування кавітаційних коливань тиску в дросельних елементах кавітаційних генераторів коливань тиску (КГКТ) і одержано аналітичні залежності для розрахунку ступеня прискорення кавітаційного струменя у дросельному пристрої КГКТ, оцінки об'єму виділеного повітря у зоні кавітації, а також розмаху кавітаційних коливань тиску для відносного перепаду на кавітаційному генераторі. Запатентовано перспективний спосіб очищення внутрішніх поверхонь трубопроводів. Виявлено кореляційні залежності між розмахом кавітаційних коливань тиску у КГКТ і відносним перепадом тиску на дросельному елементі генератора, а також вплив параметрів генератора на розмах кавітаційних коливань тиску. Виявлено вплив режимів очищення на розвиток кавітаційної ерозії поверхонь елементів і агрегатів гідропроводу, виготовлених з різних конструкційних матеріалів.

  Скачати повний текст

Розроблено методику аналізу об'ємного напружено-деформованого стану гумових елементів пружних втулковопальцевих муфт, на основі якої визначено жорсткісні параметри муфт, регламентованих ГОСТом 21424-75. За допомогою апроксимації одержаних розрахункових результатів встановлено аналітичні залежності лінійних і кутових жорсткостей пружних втулковопальцевих муфт від номінального моменту для випадків деформування втулок без зазоро- та із зазароутворенням. Отримано залежності крутильної та радіальної жорсткостей муфти від геометричних параметрів пружних елементів (кілець) та від модуля пружності матеріалу. Розроблено методику розрахунку та визначено жорсткість пружної втулковопальцевої муфти, що відповідає кутовому зміщенню валів, для характерних випадків деформування гумових елементів. Проведено математичне моделювання динамічних процесів у привідній системі з пружною муфтою, яка має нелінійну жорсткісну характеристику, з урахуванням взаємовпливу електромагнітних явищ в асинхронному двигуні та механічних коливань. Досліджено динамічні процеси у привідних системах з урахуванням зазороутворення у пружній втулковопальцевій муфті та самогальмування у черв'ячній передачі. Досліджено жорсткісні характеристики пружних втулковопальцевих муфт, а також кінематичні та силові параметри процесів пуску привідної установки, що дало можливість підтвердити достатню для інженерної практики точність математичного моделювання перехідних процесів у електромеханічних привідних системах з пружними муфтами. Запропоновано математичну модель і методику розрахунку динамічних процесів у привідних системах з керованими пружними муфтами.

  Скачати повний текст

Розроблено теоретичні основи геометричних моделей поверхонь, що обмежують робочі об'єми роторно-планетарних гідромашин і враховують особливості взаємного спряження рухомих і нерухомих їх частин. Зазначено, що запропоновані методи дозволяють визначити геометрію спряжених поверхонь, залежно від відношення радіусів ділильних кіл зубчастого зчеплення роторно-планетарного механізму. Наведено метод визначення закону зміни об'єму між корпусом і ротором, залежно від кута повороту ротора. Викладено спосіб врахування зубчастої передачі внутрішнього зчеплення арочного типу, яка входить до роторно-планетарного механізму. Висвітлено математичну модель розрахунку динаміки роторно-планетарних гідромашин з асинхронним електродвигуном.

  Скачати повний текст

Визначено та досліджено фактори, які впливають на рівень дисипації енергії в системах по рівнях гідроапаратів та в циклограмі їх роботи; запропоновано напрямок зменшення енергетичних втрат. Розроблено й експериментально перевірено логіко-функціональну модель багатопривідних цифрових систем, що складається з функціональної, логічної й енергетичної складових, яка дозволяє прогнозувати енергетичні втрати. Наведено методику для порівняння за показником енергетичної ефективності різних схемних рішень гідравлічних систем, яка враховує одночасну роботу виконавчих пристроїв, навантаження на приводах, зміну температури робочої рідини, циклограму роботи системи та надає порівняльну оцінку з похибкою, що не перевищує 3 %. На основі логіко-функціональної моделі розроблено прикладну програму "MAS 2.0", яка дозволяє прогнозувати енергетичні характеристики циклової системи гідроприводів за типами схемного рішення, що забезпечує скорочення початкового етапу проектування та зменшує рівень енергетичного споживання розробленої промислової системи.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано та розроблено методологію проектування аксіально-поршневих гідромашин (АПГ) високого технічного рівня із застосуванням ієрархічної багаторівневої моделі, створеної на засадах морфологічного принципу декомпозиції з встановленням внутрішньо- та міжрівневих зв'язків згідно за значенням критеріальних показників технічного рівня й умов працездатності. Визначено, що основою проектування для такої моделі АПГ є аналітичне визначення раціональних параметрів хитних вузлів шляхом системного розгляду кінематики, умов міцності, жорсткості, довговічності й енергетичної ефективності. Проаналізовано вплив конструктивних схем на питомі показники АПГ. Розроблено методику вибору розмірів циліндропоршневої групи (ЦПГ) згідно відносних параметрів, встановлено значення кутів нахилу блоку циліндрів або диску для забезпечення мінімальних осьових габаритів гідромашини. Розроблено методику розрахунку довговічності гідромашин, яка лімітується втомленою міцністю блоку циліндрів. Досліджено вплив деформацій деталей ЦПГ на енергетичну ефективність гідромашини. Наведено основні способи та параметри гідравлічного розвантаження ЦПГ і розробено його математичну модель. Створено та досліджено гідромашини із похилим блоком і конічним регулюванням робочого об'єму.

  Скачати повний текст

Створено наукові засади підвищення ефективності системи приводів шляхом урахування наявності випадкових змін характеристики гідроприводу як складової частини даної системи. Обгрунтовано стохастичні зміни характеристики приводу. Доведено, що причиною випадкових змін характеристики є особливості робочих процесів, зокрема, деформативні процеси робочої рідини, в якій присутнє нерозчинне повітря у вигляді дрібнодисперсної газової фази. Відзначено, що стохастичними гідродинамічними процесами є турбулізація, відривні та кавітаційні явища в рідині. Установлено наявність випадкових змін стохастичних динамічних характеристик окремих гідросистем та системи приводів. Розглянуто випадкові зміни характеру системи приводів на конкретних прикладах приводів стендового обладнання для діагностичних випробувань гідравлічних амортизаторів. Виконано детальний аналіз об'єкта випробувань. Розглянуто ряд конструцій амортизаторів залізничних вагонів і вагонів метрополітену. Обгрунтовано вибір типового гідравлічного амортизатора та розроблено його імітаційну модель. Виконано імітаційне моделювання процесу стендових діагностичних випробувань гідравлічних амортизаторів. За цього враховано стохастичні зміни статичних і динамічних характеристик системи електро- та гідроприводів стендового обладнання та гідравлічного амортизатора. Врахування випадкових змін характеристики дозволило сутєво збільшити обсяг інформації, одержаної завдяки діагностичним випробуванням амортизаторів та підвищити її достовірність. Розроблено методи спектрального аналізу результатів діагностичних випробувань амортизатора.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано шляхи підвищення ефективності проточних частин радіально-осьових гідромашин. Розроблено методику та програми для проектування та дослідження характеристик лопатєвих систем робочих коліс радіально-осьових гідромашин низької та середньої швидкохідності. Одержано розрахункові залежності, які відображають вплив основних геометричних параметрів решіток робочого колеса на прогнозні характеристики та дозволяють мінімізувати гідравлічні втрати у розрахунковій режимній точці. За допомогою числового експерименту одержано залежності, що відображають вплив геометричних параметрів лопатєвої системи робочого колеса (кута обхвату в плані, напірного та всмоктувального кута, числа лопатей) на її енергокавітаційні характеристики. Наведено результати комплексних досліджень моделі проточної частини оборотної гідромашинини з робочим колесом ОРО 120/5237 на гідродинамічному стенді. На підставі порівняння розрахункових показників у турбінному та насосному режимі з експериментальними даними встановлено задовільний збіг результатів. З використанням розроблених методик і програм спроектовано робочі колеса високонапірних гідротурбін серії РО 500, розрахункові кінематичні, енергетичні та кавітаційні характеристики яких кращі, ніж у номенклатурного робочого колеса РО 500/3502. Проведено порівняльний аналіз результатів розрахунку гідравлічних втрат і кавітаційного коефіцієнта в робочому колесі за дво- та тривимірними методами, виявлено позитивний збіг результатів.

  Скачати повний текст

Розглянуто обгрунтований теоретично й експериментально підтверджено новий підхід до розв'язання проблеми експресного усунення за неспеціалізованих чи експлуатаційних умов відмов, викликаних внаслідок зношування, надмірним збільшенням зазорів і витоків у циліндро-поршневих парах аксіально-поршневих гідромашин, з одночасним підвищенням їх робочих характеристик без обов'язкового використання під час відновлення прецизійних видів обробки зношених отворів блоків гідроциліндрів. Визначено закономірності зміни профілів зношування контактуючих поверхонь, зазорів, величин і знака коефіцієнта конусності, тисків і витоків за різних положень поршня в циліндрі та терміну наробітку пари. На підставі одержаних розрахункових і експериментальних закономірностей запропоновано та сконструйовано вузли тертя з елементами, що спеціально деформуються пружно чи пластично, підсумовуючого та диференціального принципу дії. Установлені на поршнях ці елементи здатні зменшувати зазори у зношених блоках гідроциліндрів, виявляючи здатність у багато разів знижувати витоки навіть за підвищених температур мастила та за малих робочих тисків. З ростом тиску мастила та температури їх ефективність зростає. Показано шляхи керування робочими характеристиками таких комбінованих пар тертя, зокрема підвищення терміну їх служби, що перевірено на модельних зразках і експериментальних гідромашинах, і рекомендовано для впровадження.

  Скачати повний текст

Розроблено схемні рішення гідроагрегату верстата та гідророзподільника з гідравлічним вібраційним контуром, їх нелінійні математичні моделі. Одержано нові аналітичні залежності для розрахунку: густини робочої рідини, яка враховує нестаціонарність гідродинамічних процесів, і частоти обертання вала гідромотора від зовнішнього навантаження. Встановлено залежності між сумарною жорсткістю пружини гідророзподільника та його точністю. Визначено взаємозв'язок між параметрами осциляції золотника гідророзподільника, його переміщенням та умовою виникнення кавітації. Розроблено методику розрахунку та проектування гідроагрегату на базі багатокритеріальної оптимізації параметрів.

  Скачати повний текст

Проведено теоретичні та експериментальні дослідження, спрямовані на покращення характеристик пасивних гасителів пульсацій (ПГП) шляхом удосконалення методики їх проектування. Створено математичні моделі гідроагрегата (ГА) з гідравлічними ПГП камерного та інтерференційного типу на підставі розробленої методики гідродинамічного розрахунку гідравлічної системи (ГС), в основі якої - декомпозиція ГС на узагальнені структурні елементи - гідравлічні вузли, та розрахунок несталих гідродинамічних процесів за допомогою методу Фур'є. Встановлено частотні діапазони ефективного застосування гідравлічних ПГП. Доповнено та удосконалено існуючу інженерну методику проектування ПГП, яка залежно від робочих параметрів ГА, дозволяє обрати тип гасителя з високим коефіцієнтом гасіння пульсацій тиску робочої рідини (РР) і мінімальними габаритами за умови стандартних з'єднувальних розмірів. Результати наукового дослідження використано під час розробки ПГП інтерференційного типу для СП ЗАТ "ХЕМЗ - ІРЕС", захищений патентом України та прийнятий для впровадження у виробництво, а також у навчальному процесі для викладання дисциплін "Надійність та експлуатація гідромашин і гідроприводів", "Гідропневмоавтоматика".

  Скачати повний текст

Розроблено конструкцію гасителя пульсацій тиску з автоматичним підстроюванням параметрів, математичні моделі його робочого процесу та гідроагрегату стенда для випробування гідроапаратури. Досліджено робочий процес у гасителі та виявлено, що коефіцієнт гасіння має пульсуючий характер. Одержано нові аналітичні залежності коефіцієнта гасіння від конструктивних параметрів гасителя та робочих параметрів гідроагрегату. Визначено взаємозв'язок між формою та параметрами пульсацій робочої рідини та коефіцієнтом гасіння. Встановлено межове значення імовірності безвідмовної роботи гасителя та склад економічних збитків за його експлуатації в гідроагрегаті стенда для випробувань гідроапаратів. Розроблено методику розрахунку та проектування гасителя пульсацій тиску, на підставі багатокритеріальної оптимізації параметрів.

  Скачати повний текст

Наведено рішення актуальних задач теорії пружності та гідродинаміки стосовно до гідроімпульсних конструкцій. Обгрунтовано математичну модель і розроблено методики розрахунку на міцність гідроімпульсних пристроїв з урахуванням динамічних навантажень, пружно-пластичних деформацій та нестаціонарної кавітації. Розроблено алгоритми та програми, проведено комп'ютерне моделювання. Для розрахунку нестаціонарних рухів рідини з кавітацією і пружно-пластичних деформацій корпусу гідропристрою адаптовано числовий метод зі штучною в'язкістю. Розраховано параметри течії рідини, що супроводжується нестаціонарною хвильовою кавітацією. Показано, що у разі знехтування кавітації якійсно й кількісно змінюються параметри течії. Вперше в нестаціонарній постановці розраховано напружено-деформований стан корпусу експериментального зразка порохової гідрогармати з урахуванням динаміки процесу, реальної геометрії пристрою та кавітації рідини. Дану задачу вирішено комплексно на базі спільного розрахунку пружно-пластичних деформацій корпусу та руху ідеальної стисливої рідини. Результати дослідження реалізовано у вигляді робочої методики розрахунку параметрів гідрогармат.

  Скачати повний текст

Визначено, науково обгрунтовано та вирішено проблему підвищення технічного рівня гідроприводів. Розроблено та використано принципово новий класу гідроапаратів з осциляцією. Розроблено концепцію побудови гідроапаратів з осциляцією та гідроприводів, побудованих на їх базі. Розвинуто наукові основи проектування створених гідроапаратів, а саме: методи розрахунку гідродинамічної сили, коефіцієнта передачі гідравлічного вібраційного контуру, сил тертя та демпфірування, пружних елементів, витоків. Розроблено математичні моделі таких гідроапаратів і гідроприводів, методики імітаційного моделювання, розрахунку та проектування, а також багатокритеріальної оптимізації параметрів. Виявлено особливості робочих процесів у гідроапаратах і гідроприводах. Уточнено моделі тертя та гідродинамічної сили. Введено поняття приведеного коефіцієнта осциляції. Запропоновано нові форми дроселюючих щілин.

  Скачати повний текст

Досліджено науково-технічне завдання розширення області застосування дискретних пневмоагрегатів (ПА) у бік істотного збільшення інерційних навантажень, що вирішувалася одночасно з підвищенням швидкодії та значним зниженням непродуктивних енерговитрат, а також завдання високоточного вільнопрограмованого позиціювання робочого органа (РО) ПА на основі серійної пневмоапаратури з використанням нової стратегії дискретного керування. Загальною основою знайдених рішень є уявлення ПА як системи змінної структури, у якій рух РО, гальмування й позиціювання здійснюється за рахунок зміни структури комутаційних зв'язків залежно від знаходження РО в тій або іншій області фазового простору. Упроваджено методику ексергічного аналізу дискретних ПА, що стала основою для синтезу енергозберігагальних схем ПА. Розроблено алгоритм структурного синтезу енергозберігальної структури ПА методом безроздільної декомпозиції рівнянь. Визначено область раціонального використання енергозберігальних схем ПА в просторі основних критеріїв динамічної подоби. Одержано універсальний розподільний блок керування, який має необхідну функціональну гнучкість і здатний ефективно реалізувати запропоновану стратегію керування.

  Скачати повний текст

Розроблено нову схему системи керування регульованого аксіально-поршневого насоса з профільованим вікном золотника комбінованого регулятора подачі, що забезпечує роботу насоса в режимах стабілізації подачі та постійної потужності. Розроблено розрахункову схему та математичну модель системи керування. Дослідження процесів у системі керування за допомогою математичної моделі виконано в програмному середовищі MatLab Simulink. Проведено оптимізацію конструктивних параметрів комбінованого регулятора подачі. Експериментально підтверджено адекватність математичної моделі та прийнятих припущень. Розроблено конструкцію комбінованого регулятора подачі та на його основі схему гідроприводу обертання змішувального барабана автобетонозміщувача.

  Скачати повний текст

На базі системного підходу, з метою удосконалення динамічних властивостей, проведено дослідження виконавчих пристроїв у вигляді струминно-мембранних клапанів, що складаються з вихрового й одномембранного клапанів, призначених для управління потужними потоками рідин і газів. На розроблених адекватних математичних моделях визначено динамічні характеристики кожного з цих елементів і всього агрегату в цілому у взаємодії з пристроями управління. За результатами числового та натурного експериментів розроблено методику розрахунку оптимальних параметрів пристроїв, що забезпечують необхідну швидкодію. Експериментальним шляхом отримано характеристики вихрового клапана на двофазних середовищах "вода - повітря". Струминно-мембранні клапани з удосконаленими динамічними властивостями застосовано в системі дозування розчинів хімікатів у складі струминно-вихрового приводу відсаджувальних машин для збагачення вугілля та руд.

  Скачати повний текст

Наведено результати теоретичного узагальнення та нове рішення наукової задачі, яке полягає у вдосконаленні робочих характеристик струминних виконавчих пристроїв (СВП) за рахунок покращання статичних і динамічних характеристик електропневматичного клапана (ЕПК), яке досягається підвищенням його пропускної спроможності та швидкодії на математичних моделях. Одержано картини течії у вихідному каналі за різних положень запірного елемента, розглянуто пропускну спроможність клапана та процеси відкриття та закриття ЕПК. Знайдено залежність гідродинамічної сили, яка діє на запірний елемент клапана з боку робочого середовища. Адекватність математичної моделі підтверджено порівнянням картин течії. Розрахунковим шляхом одержано апроксимаційні залежності часу закриття та сумарного часу відкриття та закриття ЕПК від параметрів розвантажувального пристрою та визначено оптимальні їх співвідношення, які дозволили одержати мінімальний час відкриття та закриття. Методика інженерного розрахунку СВП доповнена урахуванням особливостей вдосконаленого ЕПК і дозволяє одержати СВП з більш високими статичними та динамічними характеристиками.

  Скачати повний текст