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 , Підвищення енергоефективності робочого процесу позиційного пневмоприводу оптимізацією процесу гальмування(Запоріжжя : Видавничий дім «Гельветика», 2025) Роговий, Андрій Сергійович; Стрижак, Мар'яна Георгіївна; Іглін, Сергій Петрович; Rogovyi, Andrii; Stryzhak, Mariana; Iglin, SergiiUA: У статті розглянуто підхід до енергозбереження у швидкодіючих позиційних пневмоприводах шляхом відмови від використання демпфуючих пристроїв і стравлювання повітря з вихлопної порожнини в атмосферу. Гальмування поршня відбувається протитиском (зміною комутаційних ситуацій). Метою роботи є оптимізації координат початку та завершення гальмування поршня з метою мінімізації кінцевої швидкості поршня без застосування демпфуючих пристроїв, що дозволяє підвищити енергоефективність пневмосистеми. Методологія включає математичне моделювання перехідних процесів та чисельну оптимізацію, результати якої підтверджують можливість ефективного гальмування у кінцевих 7,5–10% ходу поршня. /// EN: The article presents a comprehensive study aimed at improving the energy efficiency of double-acting pneumatic drives through the optimization of braking coordinates during the final segment of the piston stroke. Traditional pneumatic systems widely rely on internal or external cushioning devices, which reduce impact loads but inevitably release compressed air into the atmosphere, resulting in significant energy losses. To address this limitation, the present research proposes a control strategy based on modifying the commutation scheme between cylinder chambers without using mechanical dampers. The approach enables the piston to decelerate smoothly due solely to controlled redistribution of compressed air. The study integrates mathematical modelling of transient processes with numerical optimization techniques to determine the optimal coordinates for the beginning and end of the braking phase. A nonlinear dynamic model was developed using the equations of thermal balance for open gas cavities, the ideal gas law in differential form, and the dynamic equilibrium equation of the piston. Numerical simulations were performed using a fourth-order Runge–Kutta method. Two optimization strategies were considered: the Nelder–Mead simplex algorithm and a direct exhaustive search. The first method demonstrated limited effectiveness due to the absence of a distinct extremum in the objective function, while the exhaustive search ensured stable convergence and allowed identification of braking coordinates that minimise the final piston velocity. The results show that the most energy-efficient braking occurs when the deceleration phase begins within the last 7.5–10% of the piston stroke and ends approximately within the final 5%. Under these conditions, the terminal velocity decreases to 0.03 m/s, which eliminates piston rebound and impact against the cylinder cap, ensuring smooth motion without the need for a cushioning device. The optimized trajectory shortens the transient time and prevents reverse piston movement, which otherwise reduces energy efficiency. Additionally, the research provides generalized design recommendations that link the braking start point to the cylinder stroke length and supply pressure, enabling engineers to apply the method without repeating numerical simulations. The proposed methodology significantly improves the performance and energy efficiency of pneumatic drives by preventing air discharge during braking and reducing overall compressed-air consumption. The findings can be used at the design stage to select appropriate system parameters and control strategies for industrial pneumatic actuators operating under cyclic loads.Item type:Документ, Access status: Open Access , Проєктування гідроприводу підземного модуля для збирання та зберігання твердих побутових відходів(Запоріжжя : Видавничий дім «Гельветика», 2025) Козлов, Леонід Геннадійович; Піонткевич, Олег Володимирович; Костенко, Євген Олександрович; Мазурін, Василь Васильович; Kozlov, Leonid; Piontkevych, Oleh; Kostenko, Yevhen; Mazurin, VasylUA: Закрите збирання та зберігання твердих побутових відходів в громадських і комерційних зонах вирішено шляхом проєктування підземного модуля на основі гідроприводу. Розглянуто конструктивні особливості підземних модулів різних виробників. Проведено аналіз гідроприводів для синхронізації руху його гідроциліндрів. Запропоновано конструкцію підземного модуля для збирання та зберігання твердих побутових відходів на основі гідроприводу з механічним стабілізатором. Розроблено схему гідроприводу підземного модуля на основі гальмівного клапана для забезпечення постійної швидкості опускання його платформи. Проведено проєктний розрахунок для вибору основних комплектуючих гідроприводу. Проведено інженерний аналіз гідроциліндрів гідроприводу. Отримані результати будуть корисні інженерам і виробникам при проєктуванні гідроприводів підземних модулів для збирання та зберігання твердих побутових відходів. /// EN: The issue of closed collection and storage of solid household waste in public and commercial areas has been addressed through the design of a hydraulically driven underground module. The design features of underground modules from various manufacturers, which provide high-quality and competitive products for solid household waste collection and storage, are reviewed. An analysis of hydraulic drives regarding the synchronization of hydraulic cylinder movement was conducted. Current solutions for synchronizing hydraulic cylinders based on throttle control, pressure-compensated flow control valves, and flow dividers/combiners are highlighted. A design for an underground solid household waste collection and storage module based on a hydraulic drive with a mechanical stabilizer, which increases the rigidity of the synchronizing system, is proposed. A hydraulic drive circuit for the underground module has been developed based on a counterbalance valve to ensure a constant lowering speed of the platform. A counterbalance valve with mixed pilot control was selected, which prevents cavitation processes in the hydraulic drive, ensures energy savings during platform lowering, and hermetically holds the loaded hydraulic cylinders, preventing them from drifting. Design calculations were performed to select the main hydraulic components: hydraulic cylinders, a gear pump, and a hydraulic tank. A 4/3-way normally closed solenoid-operated directional control valve was chosen as the fluid flow regulator to ensure automated control of the underground module's operation. An engineering analysis of the hydraulic cylinders was conducted to ensure reliability. Engineering calculations were performed using the SOLIDWORKS Simulation module. The most stressed parts of the hydraulic cylinder under load were identified. The impact of the load on deformation and stress for different hydraulic cylinder designs was calculated. Additionally, a comparison of the load's impact on the safety factor was conducted to select the hydraulic cylinder configuration. The obtained results will be useful to engineers and manufacturers when designing hydraulic drives for underground solid household waste collection and storage modules.Item type:Документ, Access status: Open Access , EU Regulatory Approaches to the Assessment of Energy Efficiency of Pumps and Their Applicability to Torque-flow Constructions(Запоріжжя : Видавничий дім «Гельветика», 2025) Kondus, Vladyslav; Gusak, Oleksandr; Кондусь, Владислав Юрійович; Гусак, Олександр ГригоровичEN: This paper investigates the applicability of the current European minimum energy efficiency criterion, the Minimum Efficiency Index (MEI), to torque-flow pumps, taking into account the physical limitations of their operating process. The research methodology is based on a regulatory and analytical assessment of ecodesign requirements for water pumps combined with analytical prediction of the achievable efficiency of torque-flow pumps. Using a formalized relationship for determining the minimum required hydraulic efficiency at the best efficiency point (BEP), the normative efficiency values were calculated for characteristic ranges of specific speed and flow rate. It is shown that even the minimum level of MEI = 0.4 imposes efficiency requirements in the range of 54–75%, while the predicted efficiency of torque-flow pumps is approximately 47–52%. A regulatory energy efficiency deficit of 3–28 percentage points is quantitatively established. The obtained results are consistent with analytical estimates of the physically achievable efficiency limit of the vortex working process, which does not exceed 66.6%. The study concludes that the existing energy efficiency assessment criteria require adaptation for pumps with vortex-dominated operating processes. /// UA: У роботі досліджено застосовність чинного європейського критерію мінімального індексу енергоефективності (Minimum Efficiency Index, MEI) до насосів вільновихрового типу з урахуванням фізичних обмежень їх робочого процесу. Методологія дослідження базується на нормативно-розрахунковому аналізі вимог екодизайну водяних насосів та аналітичному прогнозуванні досяжного коефіцієнта корисної дії вільновихрових насосів. На основі формалізованої залежності для визначення мінімально необхідної гідравлічної ефективності у точці найбільшої ефективності виконано розрахунок нормативних значень ККД для характерних діапазонів питомої швидкохідності та подачі. Показано, що навіть мінімальний рівень MEI = 0,4 формує вимоги до ефективності в межах 54–75 %, тоді як прогнозований ККД вільновихрових насосів становить приблизно 47–52 %. Кількісно встановлено нормативний дефіцит енергоефективності на рівні 3–28 відсоткових пунктів. Отримані результати узгоджуються з аналітичними оцінками фізично досяжної межі ефективності вихрового робочого процесу, що не перевищує 66,6 %. Зроблено висновок про необхідність адаптації критеріїв оцінювання енергоефективності для насосів з вихровим домінуванням робочого процесу.Item type:Документ, Access status: Open Access , Вибір та обґрунтування системи живлення гідростатичних опор(Запоріжжя : Видавничий дім «Гельветика», 2025) Сахно, Євгеній Юрійович; Коваленко, Світлана Володимирівна; Sakhno, Eugeniy; Kovalenko, SvitlanaUA: В статті розглянуто питання дослідження систем живлення гідростатичних опор гідровузла. Показано результати розрахунку гідравлічної системи живлення з підводом робочої рідини до опори через дросельні регулятори мембранного типу. Дослідження показали, що варіант системи живлення з багатопоточним регулятором мембранного типу в більш та менш навантаженій лінії має менше зміщення валу ніж система живлення з дросельним двопотоковим регулятором, що забезпечує більшу жорсткість та розширює діапазон припустимих навантажень на вал. /// EN: In connection with the improvement of modern machines and technological complexes, the task of increasing both the static and dynamic stiffness of the latter arises. One of the effective directions for solving this problem is the design of hydrostatic supports with automatic adjustment of stiffness and their bearing capacity without changing the geometric parameters of the bearing, because the design features of the machine nodes must meet the established standards. In this regard, the task of increasing the operational parameters of the supports due to the improvement of the power supply system and structural elements of the hydrostatic unit using a new design of the stiffness regulator arises. The purpose of this work is the analysis and substantiation of the existing power supply systems of hydrostatic supports and the selection of the most rational system for the modernization of the hydraulic system of the support bearings of the hydraulic unit, which prevents its wear and increases the service life of the technological equipment. The results of the calculation of the hydraulic power system with the supply of the working fluid to the support through throttle regulators of the membrane type are shown. Studies have shown that the variant of the supply system with a multi-flow regulator of the membrane type in the more and less loaded line has less shaft displacement than the supply system with a throttle two-flow regulator, which provides greater rigidity and expands the range of permissible loads on the shaft.Item type:Документ, Access status: Open Access , Методи та засоби автоматизованого контролю зубчастого профілю роторів планетарних гідромашин(Запоріжжя : Видавничий дім «Гельветика», 2025) Панченко, Анатолій Іванович; Волошина, Анжела Анатоліївна; Ковязін, Олексій Сергійович; Панченко, Ігор Анатолійович; Волошин, Анатолій Анатолійович; Panchenko, Anatolii; Voloshina, Angela; Koviazin, Oleksii; Panchenko, Ihor; Voloshin, AnatoliiUA: У гідроприводах сучасної самохідної техніки все більше застосування знаходять гідравлічні машини планетарного типу. Одним з основних вузлів цих гідромашин є система роторів із зубчастими поверхнями. Точність виготовлення геометрії зубчастого профілю роторів визначає працездатність планетарної гідромашини. В результаті проведених досліджень обґрунтовано методологічну можливість автоматизації контролю зубчастої поверхні роторів планетарних гідромашин. З метою визначення контрольованих параметрів розроблено розрахункову схему системи роторів планетарної гідромашини та отримано математичні залежності, що описують елементи конструкції вимірювальних пристроїв. Виробнича перевірка розроблених засобів автоматизованого контролю роторів показала, що запропонований метод контролю дозволяє здійснити прецизійне складання системи роторів планетарних гідромашин шляхом селективного підбору відповідних пар. /// EN: Planetary hydraulic machines are increasingly used in hydraulic drives for construction, railway, drilling, and other self-propelled equipment. One of the key components of these hydraulic machines is the rotor system, which is a precision pair of rotors with toothed surfaces. Thus, the rotor system is a moving precision pair with a complex toothed surface, and the manufacturing accuracy of the rotor tooth profile geometry determines the performance of the planetary hydraulic machine as a whole. Ensuring the necessary sealing in the planetary hydraulic machine rotor system for distributing high and low pressure zones is achieved through selective rotor selection. This requires the development of appropriate methods and tools for automated monitoring of deviations in measured parameters determined by the toothed surfaces of the inner and outer rotors. Therefore, issues related to the development of methods and tools for automated testing of the toothed profile of planetary hydraulic machine rotors to ensure precision assembly of the rotor system are a relevant area of research. This paper substantiates the methodological feasibility of automating the testing of the toothed surface of planetary hydraulic machine rotors. To determine the controlled parameters, a design scheme for the rotor system of a planetary hydraulic machine was developed, and mathematical relationships were derived describing the design elements of the measuring devices. A gear pair with internal hypocycloidal engagement was selected for production testing of the developed testing tools. The kinematic and geometric parameters of the inner and outer rotors are, respectively, equal to: number of teeth – z1 = 11 and z2 = 12; tooth curvature radii – r1 = r2 = 7.0 mm; tooth center radii – R1 = 33.35 mm and R2 = 45.0 mm; eccentricity – e = 2.35 mm. A production test of the developed automated rotor testing tools demonstrated that the proposed testing method enables the precise assembly of planetary hydraulic machine rotor systems through the selective selection of appropriate pairs.