Науковий вісник НГУ

Проектування робочих поверхонь ротаційно-планетарних механізмів

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №4 2023

Останнє оновлення: 28 серпня 2023

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 1919

Authors:

І. Ф. Альрефо*, orcid.org/0000-0002-5626-7121, Університет Ал-Балка, м. Аман, Йорданія, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

О. Є. Мацулевич, orcid.org/0000-0001-5553-709X, Таврійський державний агротехнологічний університет імені Дмитра Моторного, м. Мелітополь, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

О. О. Вершков, orcid.org/0000-0001-5137-3235, Таврійський державний агротехнологічний університет імені Дмитра Моторного, м. Мелітополь, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

С. В. Галько, orcid.org/0000-0001-7991-0311, Таврійський державний агротехнологічний університет імені Дмитра Моторного, м. Мелітополь, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

О. М. Супрун, orcid.org/0000-0003-4369-712X, Таврійський державний агротехнологічний університет імені Дмитра Моторного, м. Мелітополь, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

О. О. Мірошник, orcid.org/0000-0002-6144-7573, Державний біотехнологічний університет, м. Харків, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2023, (4): 082 - 088

https://doi.org/10.33271/nvngu/2023-4/082

Abstract:

Мета. Розробка методу згладжування робочих поверхонь статора й ротора з використанням комп’ютерного моделювання для усунення впливу ротора на статор при їх взаємодії.

Методика. Використані спеціальні й загальні методи дослідження: інтерполяція точкових рядів – для визначення вузлів контуру ротора та статора ротаційно-планетарних механізмів; формування B-сплайнів – для побудови ряду точок, координати яких структурно визначені; технологія автоматизованого формування кривих у CAD-системі SolidWorks – для моделювання функціональних поверхонь планетарно-роторного компресора.

Результати. Розроблені алгоритми формування контурів, що представляють аналітично або конструктивно задані криві із заданою точністю. Отримані контури використовуються в системі САПР як лінійні елементи моделі поверхні. Розроблений метод апробовано при моделюванні функціональних поверхонь планетарно-роторного компресора. Проведена оптимізація форми корпусу та профілів ротора з метою підвищення продуктивності роторно-планетарної машини.

Наукова новизна. Розроблені алгоритми дозволяють визначати вихідний ряд точок, що належать будь-якій кривій, і забезпечують задану точність інтерполяції при формуванні контуру В-сплайну або дуг кривих другого порядку. На основі передавального числа планетарно-роторного механізму й розмірів ротора сформовані комп’ютерні моделі корпусних поверхонь ротора. З метою підвищення продуктивності компресора оптимізовані робочі поверхні ротора. Максимальний об’єм робочої камери було збільшено за рахунок збільшення радіуса переміщення шестерні планетарно-поворотного механізму. Для запобігання заклинювання ротора під час роботи компресора змінено контур ротора.

Практична значимість. Розроблено метод моделювання поверхонь складної форми в CAD-системі на основі створення контурів, які із заданою точністю представляють лінії від визначника поверхні. Цей метод дозволяє формувати комп’ютерні моделі складних поверхонь на основі каркаса, що складається із кривих, яких немає в бібліотеках САПР.

Ключові слова: ротаційно-планетарний механізм, ком­п’ю­терна модель, епітрохоїдальний контур, ротор, статор, передавальне число.

References.

1. Jaberi, A., Yazdi, M., & Sabaapour, M. (2015). Analysis of 3D Passive Walking Including Turning Motions for the Finite-width Rimless Wheel. Journal of Computational Applied Mechanics, 46(1), 63-68. https://doi.org/10.22059/jcamech.2015.53394.

2. Yang, Y., Tang, J., Chen, G., Yang, Y., & Cao, D. (2021). Rub-Impact Investigation of a Single-Rotor System Considering Coating Effect and Coating Hardness. Journal of Vibration Engineering Technologies, 9(3), 491-505. https://doi.org/10.1007/s42417-020-00243-0.

3. Ma, H., Zhao, Q., Zhao, X., Han, Q., & Wen, B. (2015). Dynamic characteristics analysis of a rotor–stator system under different rubbing forms. Applied Mathematical Modelling, 39(8), 2392-2408. https://doi.org/10.1016/j.apm.2014.11.009.

4. Páez Chávez, J., Vaziri Hamaneh, V., & Wiercigroch, M. (2015). Modelling and experimental verification of an asymmetric Jeffcott rotor with radial clearance. Journal of Sound and Vibration, 334, 86-97. https://doi.org/10.1016/j.jsv.2014.05.049.

5. Shang, Z., Jiang, J., & Hong, L. (2011). The global responses characteristics of a rotor/stator rubbing system with dry friction effects. Journal of Sound and Vibration, 330(10), 2150-2160. https://doi.org/10.1016/j.jsv.2010.06.004.

6. Wang, S., Hong, L., & Jiang, J. (2020). Characteristics of stick-slip oscillations in dry friction backward whirl of piecewise smooth rotor/stator rubbing systems. Mechanical Systems and Signal Processing, 135, 106387. https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2019.106387.

7. Srivastava, A. K., Tiwari, M., & Singh, A. (2021). Identification of rotor-stator rub and dependence of dry whip boundary on rotor parameters. Mechanical Systems and Signal Processing, 159, 107845. https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2021.107845.

8. Yu, P., & Chen, G. (2021). Nonlinear modal analysis and its application on prediction of resonance speed for a rotor–stator rubbing system. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 43(4), 209. https://doi.org/10.1007/s40430-021-02918-5.

9. Yu, P., Chen, G., & Li, L. (2022). Modal analysis strategy and nonlinear dynamic characteristics of complicated aero-engine dual-rotor system with rub-impact. Chinese Journal of Aeronautics, 35(1), 184-203. https://doi.org/10.1016/j.cja.2020.10.031.

10. Zhang, J., Zhang, L., Ma, Z., Wang, X., Wu, Q., & Fan, Z. (2021). Coupled bending-torsional vibration analysis for rotor-bearing system with rub-impact of hydraulic generating set under both dynamic and static eccentric electromagnetic excitation. Chaos, Solitons & Fractals, 147, 110960. https://doi.org/10.1016/j.chaos.2021.110960.

11. Pérez-Arribas, F., & Pérez-Fernández, R. (2018). A B-spline design model for propeller blades. Advances in Engineering Software, 118, 35-44. https://doi.org/10.1016/j.advengsoft.2018.01.005.

12. Khadiv, M., & A Moosavian, S. (2014). A Low Friction Demanding Approach in Gait Planning for Humanoid Robots During 3D Manoeuvres. Journal of Computational Applied Mechanics, 45(1), 47-60. https://doi.org/10.22059/jcamech.2014.52315.

13. Jang, D. J., Kim, Y. Ch., Hong, E. P., & Kim, G. S. (2021). Geometry design and dynamic analysis of a modified cycloid reducer with epitrochoid tooth profile. Mechanism and Machine Theory, 164, 104399. https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2021.104399.

14. Karaiev, O., Bondarenko, L., Halko, S., Miroshnyk, O., Vershkov, O., Karaieva, T., …, & Pristavka, M. (2021). Mathematical modelling of the fruit-stone culture seeds calibration process using flat sieves. Acta Technologica Agriculturae, 24(3), 119-123. https://doi.org/10.2478/ata2021-0020.

15. Lee, S. H., Kwak, H. S., Han, G. B., & Kim, C. (2019). Design of Gerotor Oil Pump with 2-Expanded Cardioids Lobe Shape for Noise Reduction. Energies, 12, 1126. https://doi.org/10.3390/en12061126.

16. Havrylenko, Y., Cortez, J. I., Kholodniak, Yu., Alieksieieva, H., & Garcia, G. T. (2020). Modelling of Surfaces of Engineering Products on the Basis of Array of Points. Tehnicki Vjesnik – Technical Gazette, 27(6). https://doi.org/10.17559/TV-20170921112131.

17. Saini, D., Kumar, S., & Gulati, T. R. (2017). NURBS-based geometric inverse reconstruction of free-form shapes. Journal of King Saud University – Computer and Information Sciences, 29, 116-133. https://doi.org/10.1016/j.jksuci.2014.12.010.

18. Zhang, Y., Ye, P., Wu, J., & Zhang, H. (2018). An optimal curvature-smooth transition algorithm with axis jerk limitations along linear segments. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 95, 875-888. https://doi.org/10.1007/s00170-017-1274-1.

19. Pessoles, X., & Rubio, W. (2010). Kinematic modelling of a 3-axis NC machine tool in linear and circular interpolation. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 47, 639-655. https://doi.org/10.1007/s00170-009-2236-z.

20. Havrylenko, Y., Kholodniak, Y., Halko, S., Vershkov, O., Bondarenko, L., Suprun, O., …, & Gackowska, M. (2021). Interpolation with specified error of a point series belonging to a monotone curve. Entropy, 23(5), 493, 1-13. https://doi.org/10.3390/e23050493.

21. Bilan, T., Kaplin, M., Makarov, V., Perov, M., Novitskii, I., Zaporozhets, A., Havrysh, V., & Nitsenko, V. (2022). The Balance and Optimization Model of Coal Supply in the Flow Representation of Domestic Production and Imports: The Ukrainian Case Study. Energies, 15, 8103. https://doi.org/10.3390/en15218103.

22. Panchenko, А., Voloshina, А., Panchenko, I., Titova, O., & Pastushenko, A. (2019). Reliability design of rotors for orbital hydraulic motors. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 708(1), 012017. https://doi.org/10.1088/1757-899X/708/1/012017.

23. Voloshina, А., Panchenko, А., Panchenko, I., Titova, O., & Zasiadko, A. (2019). Improving the output characteristics of planetary hydraulic machines. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 708(1), 012038. https://doi.org/10.1088/1757-899X/708/1/012038.

24. Al-Quraan, T. M. A., Vovk, O., Halko, S., Kvitka, S., Suprun, O., Miroshnyk, O., …, & Islam, A. (2022). Energy-Saving Load Control of Induction Electric Motors for Drives of Working Machines to Reduce Thermal Wear. Inventions, 7, 92. https://doi.org/10.3390/inventions7040092.

25. Tabor, S., Lezhenkin, A., Halko, S., Miroshnyk, A., Kovalyshyn, S., Vershkov, O., & Hryhorenko, O. (2019). Mathematical simulation of separating work tool technological process. In Proceedings of the 22 ^nd International Scientific Conference on Progress of Mechanical Engineering Supported by Information Technology, POLSITA, Czajowice, Poland, 19–20 September 2019, 132, 01025. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201913201025.

• < Попередня
• Наступна >