ElarTSATU
Електронний Інституційний репозитарій Таврійського державного агротехнологічного університету імені Дмитра Моторного.
Ласкаво просимо на сайт Інституційного репозитария Таврійського державного агротехнологічного університету імені Дмитра Моторного!
Наш електронний архів накопичує, зберігає і надає вільний, довгостроковий доступ до електронних версій наукових публікацій,
науково-методичних і навчальних матеріалів, створених науковцями, аспірантами та студентами ТДАТУ.
Надсилайте Ваші матеріали на е-mail: lib.nauka@tsatu.edu.ua
Положення про репозитарій ТДАТУ
Вимоги щодо розміщення матеріалів у репозитарії ТДАТУ
ISSN: 2524-0714
Фонди
Виберіть фонд, щоб переглянути його зібрання.
Нові надходження
Item type:Документ, Access status: Open Access , Аналіз контактної взаємодії складнопрофільних елементів радіально-поршневих гідрооб’ємних передач(Запоріжжя : Видавничий дім «Гельветика», 2025) Ткачук, М. М.; Tkachuk, M.; Гречка, І. П.; Hrechka, I.; Льозний, О. С.; Loznyi, O.; Грабовський, А. В.; Grabovskiy, A.; Ткачук, М. А.; Tkachuk, M.UA: Мета роботи – створення математичної моделі контактної взаємодії складнопрофільних елементів радіально-поршневих гідрооб’ємних передач та дослідження впливу форми їхніх контактуючих поверхонь на міцність цих елементів. Така модель будується на основі теорії розвитку та адаптації варіаційних нерівностей. Дискретизація задачі здійснюється із залученням методу скінченних елементів. За допомогою створеного засобу досліджень проаналізовано вплив форми поперечного перерізу бігової доріжки статорного кільця на розподіл контактного тиску у взаємодії із кульковим поршнем. На цій основі рекомендовані раціональні профілі поперечного перерізу бігової доріжки статорного кільця. /// EN: Radial-piston hydrodynamic transmissions with ball pistons are widely used in the transmissions of special-purpose vehicles. Such pistons move in contact with two bodies: the walls of the rotor cylinders and the raceway of the stator ring. The greatest loads act in the coupling of the ball piston with the stator ring raceway. The raceway surface is a torus, the cross-section of which in the zone of interaction with the ball piston is a complex curve. The task is to determine the rational form of this curve (i.e., the transverse profile of the torus) according to strength criteria. The aim of the work is to create a mathematical model of the contact interaction of complex profile elements of radial-piston hydrodynamic transmissions and to study the influence of the shape of their contacting surfaces on the strength of these elements. Such a model is built on the basis of the theory of development and adaptation of variational inequalities. In addition to the description of the geometric shape, the developed model also integrates the properties of the surface layers of the materials of the contacting bodies. Thus, along with the constructive ones, technological solutions for the surface treatment of the studied bodies are also sought and optimized. The discretization of the problem is carried out using the finite element method. Using the created research tool, the influence of the shape of the cross-section of the stator ring raceway on the distribution of contact pressure in interaction with the ball piston was analyzed. On this basis, rational cross-sectional profiles of the stator ring raceway are recommended. The research has established a significant influence of design and technological parameters on the distribution of contact pressure between the ball piston and the toroidal raceway of the stator ring of the radial hydraulic transmission. By varying these parameters, it becomes possible to ensure the strength of these complex-profile bodies. Accordingly, it is possible to improve the technical characteristics of the created hydraulic transmission. In particular, the developed models and methods were applied to the study of the GOP-900 hydraulic transmission.Item type:Документ, Access status: Open Access , До питання проектування подільника потоку системи живлення гідростатичних опор(Запоріжжя : Видавничий дім «Гельветика», 2025) Сахно, Євгеній Юрійович; Sakhno, Е.; Коваленко, С. В.; Kovalenko, S.UA: В статті розкриваються питання проектування подільника потоку робочої рідини для модернізованої системи живлення гідростатичних опор. Розглянуто і порівняно можливості багатопотокових подільників, щодо рівномірності розподілу рідини, та сил які впливають на якість роботи гідроавлічного вузла з валом, що обертається. Показано, що похибка подільного клапана при постійному коефіцієнті підсилення залежить від роботи першого ступеня поділу, оскільки зміни прохідних перерізів вхідних дроселів при осциляції плунжера незначні. Надано результати моделювання подільника потоку в програмному комплексі SolidWorks. /// EN: In recent years, there has been a tendency to reduce the dimensions and complexity of the design of hydraulic components, which is due to the improvement of processing technologies and the improvement of the efficiency of production processes. Nowadays, cartridge (spool) separators and flow adders are becoming more and more widely used. The article discusses the issue of designing a working fluid flow divider for a modernized hydrostatic support power supply system. The capabilities of multi-flow dividers, regarding the uniformity of liquid distribution, and the forces that affect the quality of work of a hydraulic unit with a rotating shaft are considered and compared. It is shown that the error of the dividing valve at a constant amplification factor depends on the operation of the first stage of separation, since the changes in the cross-sections of the inlet throttles during the oscillation of the plunger are insignificant. The results of modeling the flow divider in the SolidWorks software complex are provided. The use of flow dividers in hydraulic systems provides a number of advantages, including precise control of individual drives and guaranteed delivery of the required amount of working fluid. This contributes to increasing the overall efficiency and productivity of the system, and also prevents overloading of its elements due to the even distribution of the load between the components of the hydraulic system.Item type:Документ, Access status: Open Access , Математичне моделювання траєкторії руху твердих частинок у вихрових камерах(Запоріжжя : Видавничий дім «Гельветика», 2025) Роговий, Андрій Сергійович; Rogovyi, Andrii; Тімченко, Є. І.; Timchenko, Ye.; Дьомін, Д. Р.; Domin, D.; Цента, Євген Миколайович; Tsenta, YevhenUA: Метою роботи є розробка аналітичної моделі для визначення траєкторії руху твердої частинки у вихровій камері газового середовища з урахуванням сил лобового опору та градієнта тиску. Наукова новизна полягає у використанні аналітичного підходу для потенційного руху газу, що дозволяє оцінити вплив розміру та густини частинок на їх динаміку без значних обчислювальних витрат. Практична цінність дослідження полягає у можливості застосування отриманих результатів для оптимізації конструкцій вихрових клапанів, вихорокамерних нагнітачів у системах транспортування газових середовищ із твердими включеннями. Основні результати показують, що траєкторії частинок мають спіралеподібний характер, а час перебування залежить від їх розміру та густини; неврахування сили тиску може призвести до похибки до 60 %. Врахування градієнта тиску для дрібних частинок та перспективність аналітичного моделювання як бази для подальших досліджень підтверджується результатами моделювання траєкторій. /// EN: This paper presents an analytical approach to modeling the trajectory of solid particles in a vortex chamber operating within a gaseous medium. The primary objective is to develop a simplified yet accurate mathematical model that accounts for the main forces acting on a particle: drag and pressure gradient, while minimizing computational complexity compared to full-scale CFD simulations. The novelty of the study lies in applying potential flow theory to describe the gas motion and superimposing the particle’s movement on this flow, enabling rapid evaluation of particle dynamics under varying conditions. The methodology involves dividing the vortex chamber into four distinct regions: the mixing zone of supply and control flows, the central core, boundary layers on end walls, and the outlet region. The particle is assumed to be an ideal sphere with negligible concentration effects, and its trajectory is calculated using force balance equations solved by the Runge-Kutta method (4th-5th order) in MATLAB. Initial conditions include particle size, density, and inlet gas velocity, allowing parametric analysis of their influence on motion. Results indicate that particle trajectories form spirals with progressively decreasing radial increments, asymptotically approaching the chamber periphery. Larger and denser particles exhibit less curvature and shorter residence times, while smaller particles remain longer in the core region. Neglecting the pressure force introduces significant errors up to 60% for particles smaller than 20 μm highlighting the necessity of considering radial pressure gradients in design calculations. The practical significance of this research lies in its applicability to the optimization of vortex valves and flow control devices in pneumatic transport systems, particularly for gas-solid mixtures. The proposed analytical model provides a cost-effective tool for preliminary design and can serve as a foundation for further validation through advanced CFD techniques and experimental studies.Item type:Документ, Access status: Open Access , Особливості конструкції та компонування планетарних гідромоторів серії PRG(Запоріжжя : Видавничий дім «Гельветика», 2025) Панченко, Анатолій Іванович; Panchenko, Anatolii; Волошина, Анжела Анатоліївна; Voloshyna, Anzhela; Панченко, Ігор Анатолійович; Panchenko, Ihor; Холод, Ігор Михайлович; Kholod, Ihor; Волошин, Анатолій Анатолійович; Voloshin, AnatoliiUA: У мехатронних модулях з гідравлічним приводом активних робочих органів та ходових систем сучасної самохідної техніки все більше застосування знаходять гідравлічні машини планетарного типу. Експлуатаційна ефективність цих гідромоторів визначається чотирма основними вузлами – система роторів, розподільний пристрій, механізм, що компенсує планетарний рух роторів та ущільнення вихідного кінця валу гідромотора. Для підвищення ефективності використання самохідної техніки шляхом стабілізації вихідних характеристик виконавчих механізмів розроблено планетарні гідромотори серії PRG, які представлені чотирма типорозмірними уніфікованими рядами гідромоторів PRG-33, PRG-22, PRG-11 та PRG-8 з номінальною потужністю 33, 22, 11 та 8 кВт, відповідно, які здатні забезпечити частоту обертання робочого органу в діапазоні від 1420 до 75 хв-1. Гідромотори кожного уніфікованого ряду мають однакові приєднувальні розміри та вхідні характеристики, а відрізняються лінійним габаритним розміром, масою та вихідними характеристиками, у діапазоні зміни робочого об'єму від 35 до 1600 см3. /// EN: Planetary hydraulic motors are increasingly being used in mechatronic modules with hydraulic drives for active working parts and chassis systems of modern self-propelled equipment. The operational efficiency of these hydraulic motors is determined by four main components: the rotor system, the distribution device, the mechanism compensating for the planetary motion of the rotors, and the seal at the output end of the hydraulic motor shaft. To improve the efficiency of self-propelled equipment by stabilizing the output characteristics of the actuators, the PRG series of planetary hydraulic motors has been developed. These motors are available in four standardized sizes: the PRG 33, PRG-22, PRG-11, and PRG-8, with rated power of 33, 22, 11 and 8 kW and output shaft speeds from 1420 to 75 min-1. Hydraulic motors in each standardized series have identical connection dimensions and input characteristics, but differ in their linear dimensions, weight, and initial characteristics over a displacement range of 35 to 1,600 cm³. The conducted research substantiated the interaction patterns of rotor system and distribution system elements. A mechanism compensating for the planetary motion of rotors, similar to the operation of a planetary gearbox, is proposed, as well as a mechanical seal for the output shaft end of the hydraulic motor, based on distribution system elements. Analysis of the kinematic arrangement of rotor system elements and the compensating mechanism, as well as the interaction of distribution system elements in the PRG series hydraulic motors, demonstrates that the proposed kinematics enables the development of planetary hydraulic motors with high power (over 80 kW) and large displacement (over 10,000 cm³).Item type:Документ, Access status: Open Access , Забезпечення працездатності розподільних систем планетарних гідромашин з урахуванням гідродинамічної складової(Запоріжжя : Видавничий дім «Гельветика», 2025) Волошина, Анжела Анатоліївна; Voloshyna, Anzhela; Панченко, Анатолій Іванович; Panchenko, Anatolii; Панченко, Ігор Анатолійович; Panchenko, Ihor; Засядько, Андрій Іванович; Волошин, Анатолій Анатолійович; Voloshin, AnatoliiUA: Для приводу ходових модулів та робочих органів мехатронних систем самохідної техніки в основному застосовуються планетарні гідромотори. Основним недоліком планетарних гідромашин є нерівномірність їх вихідних характеристик, обумовлена наявністю гідравлічних та об'ємних втрат у розподільній системі, які обумовлені нераціональною конструкцією її елементів, геометричні параметри яких задають необхідне зусилля постійного контакту між рухомим і нерухомим розподільниками. З метою забезпечення працездатності систем планетарних гідромоторів обґрунтовано раціональні геометричні параметри ступінчастих поверхонь нерухомого і рухомого розподільників, необхідні для забезпечення утворення масляної плівки в контактній зоні. Розроблені розрахункові схеми та математична модель дозволяють визначати раціональне зусилля у зоні контакту поверхонь нерухомого і рухомого розподільників при їх проектуванні. В результаті досліджень встановлено, що зниженням притискного зусилля на 3...5% у модернізованій розподільній системі можна досягти зниження перетікань у контактному зазорі на 26%. Зниження перетікань у контактній зоні дозволяє підвищити продуктивність розподільної системи на 2,4% шляхом її об'ємного ККД. /// EN: Planetary hydraulic machines are primarily used to drive the running gear and operating components of mechatronic systems in self-propelled vehicles. The main drawback of planetary hydraulic machines is the unevenness of their output characteristics, caused by hydraulic and volumetric losses in the distribution system. These losses are caused by the inefficient design of the distribution system components, whose geometric parameters determine the required constant contact force between the fixed and moving distributors. Constant contact between the distributors is the basis for stabilizing the output characteristics of planetary hydraulic machines. Therefore, studying the processes occurring in the distribution system during planetary hydraulic motor operation to substantiate rational geometric parameters that ensure increased efficiency is a pressing task. To ensure the operability of planetary hydraulic motor distribution systems, rational geometric parameters for the stepped surfaces of the fixed and moving distributors, necessary for the formation of an oil film in the contact zone, have been substantiated. The developed calculation schemes, mathematical apparatus and mathematical model allow us to determine rational forces in the contact zone of the surfaces of the fixed and movable distributors during their design. A rational force in the contact zone ensures an increase in the productivity of the distribution system and the efficiency of the hydraulic motor as a whole. The research has established that rational design of the distribution system elements allows for a reduction force of pressing F1 by 3...5%, subject to the condition 1.06 ≤ F1 / F2 ≤ 1.07. This ratio of the forces of pressing F1 and the repulsion F2 forces made it possible to reduce the flow through the gap h in the distribution system of the planetary hydraulic motor by 26%. Such a reduction in the flow in the gap between the contacting surfaces of the fixed KP1 and movable KP2 distributors made it possible to increase the productivity of the distribution system by 2.4% by reducing volumetric losses (increasing the volumetric efficiency) of the planetary hydraulic motor.