Рыбак Александр Тимофеевич, профессор кафедры «Приборостроение и биомедицинская инженерия»), доктор технических наук, профессор
344003, РФ, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Rostov-on-Don
Ивановская Александра Витальевна, доцент кафедры «Судовые энергетические установки»), кандидат технических наук, доцент
298309, Республика Крым, г. Керчь, ул. Орджоникидзе, 82
Kerch
Батура Павел Петрович, аспирант кафедры «Приборостроение и биомедицинская инженерия»
344003, РФ, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Rostov-on-Don
Пелипенко Алексей Юрьевич, аспирант кафедры «Гидравлика, гидропневмоавтоматика и тепловые процессы»
344003, РФ, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Rostov-on-Don
Introduction. The paper submits the analysis of existing design solutions of flow dividers used to synchronize hydraulic drives of working bodies of technological and mobile machines. The market demands for multithreaded throttle flow dividers without valves with the controlled division ratio, such as multi-axle vehicle chassis, are identified. The objective of the work was to analyze the possibility and rationale for developing a throttle four-way flow divider without valves with sensing elements of the Venturi tube type. The solution should provide the synchronicity of movement (rotation) of more than three working bodies of technological and mobile machines.
Materials and Methods. A patent search for the designs of hydraulic flow dividers is carried out, and systems that require the division of the hydraulic fluid flow into more than two executive bodies are considered. An upgrade option, which allows dividing the flow into four branches, is proposed for the design of a three-channel throttle flow divider without valves.
Results. The urgency of developing a multithreaded throttle flow divider without valves for application in industrial and mobile machines is validated. Two types of four-flow dividers are considered, their weaknesses are indicated. It is noted that the development of a multithreaded throttle flow divider based on the designs created in 1989 and 1991 will reduce the number of hydraulic pumps and get rid of the series connection of double-flow dividers. In this way, it is possible to reduce pressure losses in the hydraulic system and implement adaptive control of hydraulic motors of multi-motor mobile machines. The possibility to obtain a divider/combiner into four flows by adding an outlet chamber connected to the membrane chamber through a channel entering the Venturi nozzle on the basis of a three-flow throttle divider is shown. The principle of operation of such equipment is described.
Discussion and Conclusions. The principles of construction of throttle flow dividers without valves are considered. An upgrade option is proposed to increase the number of division channels from three to four. However, to validate the operability of this design, a numerical analysis of the various modes of operation of the divider is required — calculation of the reduced volumetric stiffness of its working cavities. The information obtained can be used to modernize the hydraulic units of technological and mobile machines, increase their reliability, manufacturability, and efficiency. The issues that need to be solved in further research are identified.
Введение. Статья посвящена анализу конструктивных решений гидравлических делителей потока, используемых для синхронизации гидравлических приводов рабочих органов технологических и мобильных машин. Выявлены потребности рынка в многопоточных беззолотниковых дроссельных делителях потока с управляемым коэффициентом деления, таких как многоосные шасси транспортных средств.
Целями работы были анализ возможности и обоснование целесообразности разработки дроссельного четырехпоточного делителя потока беззолотникового типа с чувствительными элементами типа трубка Вентури. Решение должно обеспечить синхронность перемещения (вращения) более трех рабочих органов технологических и мобильных машин.
Материалы и методы. Исследованы патенты существующих конструкций гидравлических делителей потока. Рассмотрены системы, в которых требуется деление потока гидравлической жидкости более чем на два исполнительных органа. Для конструкции дроссельного трехканального делителя потока беззолотникового типа предложен вариант модернизации, который позволяет делить поток на четыре ветви.
Результаты исследования. Обоснована актуальность разработки многопоточного дроссельного делителя потока беззолотникового типа для применения в промышленных и мобильных машинах. Рассмотрены два типа четырехпоточных делителей, указаны их слабые стороны. Отмечено, что разработка многопоточного дроссельного делителя потока на основе конструкций, созданных в 1989 и 1991 годах, позволит сократить число гидронасосов, избавиться от последовательного соединения двухпоточных делителей. Таким способом можно снизить потери давления в гидросистеме и реализовать адаптивное управление гидродвигателями многодвигательных мобильных машин. Показана возможность на базе трехпоточного дроссельного делителя получить делитель-сумматор на четыре потока путем добавления выпускной камеры, связанной с камерой мембраны через канал, входящий в сопло трубки Вентури. Описан принцип работы такого оборудования.
Обсуждение и заключения. Рассмотрены принципы построения дроссельных делителей потока беззолотникового типа. Предложен вариант модернизации для увеличения количества каналов деления с трех до четырех. Однако для подтверждения работоспособности такой конструкции необходим численный анализ различных режимов работы делителя — расчет приведенной объемной жесткости его рабочих полостей. Полученная информация может быть использована для модернизации гидравлических узлов технологических и мобильных машин, повышения их надежности, технологичности и коэффициента полезного действия. Определены вопросы, которые необходимо решить в дальнейших исследованиях.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.