Reliability design of rotors for orbital hydraulic motors

The reliability of orbital hydraulic motors which are used in mechatronic systems with a hydraulic drive for active working tools on self-propelled machinery is a pressing engineering problem. To increase the reliability, a specific design method was proposed. It required development of a mathematical apparatus and a calculation algorithm. The mathematical tools allowed to realize the method for determination of hydraulic motor reliability by simulating changes in a technical state of the rotors in a hydraulic motor. A program, which has been developed, enabled modeling the conjugation of external and internal rotors. The program implemented an algorithm for the sequence of calculating the parameters for the external and internal rotors. The proposed program made it possible to obtain a three-dimensional image of zones with admissible interfaces which ensure the efficient and reliable operation of orbital motors. The modeling of working capacity change for an orbital motor has established some dependence. The changes in the number of teeth and overall dimensions of the rotor in the investigated range enabled to develop a standard size range for hydraulic machines, which operate in mechatronic drive systems for active working tools on self-propelled machinery

THE BEAMING STRUCTURES OF JUPITER’S DECAMETRIC COMMON S-BURSTS OBSERVED FROM THE LWA1, NDA, AND URAN2 RADIO TELESCOPES

On 2015 February 21, simultaneous observations of Jupiter's decametric radio emission between 10 and 33 MHz were carried out using three powerful low-frequency radio telescopes: the Long Wavelength Array Station One in the USA, the Nançay Decameter Array in France, and the URAN2 telescope in Ukraine. We measured the lag times of short-bursts (S-bursts) for 105 minutes of data over effective baselines of up to 8460 km by using cross-correlation analysis of the spectrograms from each instrument. Of particular interest is the measurement of the beaming thickness of S-bursts, testing if either flashlight- or beacon-like beaming is emanating from Jupiter. We find that the lag times for all pairs drift slightly as time elapses, in agreement with expectations from the flashlight-like beaming model. This leads to a new constraint of the minimum beaming thickness of 2farcs66. Also, we find that most of the analyzed data abound with S-bursts, whose occurrence probability peaks at 17–18 MHz

Influence of the value of the diameter gap on the kinematics of movement of the inner rotor of the orbital hydromotor

Панченко А. І., Волошина А. А., Панченко І. А., Волошин А. А. Вплив величини діаметрального зазору на кінематику руху внутрішнього ротора орбітального гідромотора. Науковий вісник Таврійського державного агротехнологічного університету : електронне наукове фахове видання. Запоріжжя : ТДАТУ. 2023. Вип. 13, том 1. C. 32-53.UA: Дослідженням кінематики переміщення внутрішнього ротора орбітального гідромотора встановлено, що відсутність «жорсткого» кінематичного зв'язку між роторами дозволяє їм займати два положення: при значенні діаметрального зазору менше критичного («самогерметизація») роторів і при значенні діаметрального зазору більше критичного («розгерметизація»). Високе значення та сталість об'ємного ККД орбітального гідромотора пояснюється властивістю його роторів «самогерметизуватися» у процесі переміщення усуваючи перетікання. При зміні зазору між роторами в діапазоні 0.4...0.8 мм відбувається зменшенням кутової швидкості від 34 до 27 рад/c, викликане додатковими переміщеннями внутрішнього ротора на ділянці. Зменшення об'ємного ККД на 18%, загального ККД на 35% та збільшення витрати витоків від 0 до 17 л/хв пояснюється наявністю витрати витоків між камерами високого та низького тиску («розгерметизація» роторів). EN: Orbital hydraulic motors are widely used in the gearless hydraulic drive of mechatronic systems of active working parts of self-propelled vehicles. A distinctive feature of the orbital hydraulic motor is its outer and inner rotor with a hypocycloidal tooth profile, between the centers of which there is no “rigid” kinematic connection. Such an arrangement of the rotors of the orbital hydraulic motor leads to non-standard changes in its characteristics during operation, which in turn limits the stability of the output characteristics of the hydraulic drives of self-propelled vehicles. By studying the kinematics of movement of the inner rotor of an orbital hydraulic motor, it has been established that the rotor can occupy two positions: when the value of the diametral clearance is less than the critical value (“self-sealing”) of the rotors and when the value of the diametral clearance is greater than the critical value (“depressurization”). With a change in the gap between the rotors in the range of 0 0.4 mm, the overall efficiency of the volumetric hydraulic machine decreases by 3.6 times, which is explained by increasing leakage between its rotors. The high value (0.92) and the constancy of the volumetric efficiency of the orbital hydraulic motor is explained by the property of its rotors to “seal itself” in the process of moving, eliminating leakage. When the gap between the rotors changes in the range of 0.4…0.8 mm, the angular velocity decreases from 34 to 27 rad/s, caused by additional movements of the inner rotor in the area under consideration. The decrease in volumetric efficiency by 18%, overall efficiency by 35% and the increase in leakage flow from 0 to 17 l/min is due to the presence of leakage flow between the high and low pressure chambers

Erratum: “The Beaming Structures of Jupiter's Decametric Common S-bursts Observed from the LWA1, NDA, and URAN2 Radio Telescopes” (<A href="http://iopscience.iop.org/article/10.3847/0004-637X/826/2/176">2016, ApJ, 826, 176</A>)

International audienc

Concurrent Jovian S-Burst Beaming as Observed From LWA1, NDA, and Ukrainian Radio Telescopes

International audienceThis paper describes the statistical property of Jupiter's millisecond burst (S-burst) beaming for Io-related decametric (Io-DAM) sources from a ground-based radio telescope network. To do so, we performed simultaneous observations of Jovian Io-DAM S-bursts from 15 January through 4 May 2016 for a total of nine events using several radio telescopes. These radio telescopes include the Long Wavelength Array station One (LWA1) in the United States, Nançay Decameter Array (NDA) in France, and three large radio telescopes (UTR2, URAN2, and URAN3) in Ukraine. We conducted a cross-correlation analysis of the S-burst spectrograms in a frequency range of 10.5 to 33 MHz over effective baselines of up to 8,950 km. We found that the beaming of the S-bursts is formed on the flashlight-like structure within an east-west beam width of 2.75" for Io-A/C, 2.63" for Io-A', and 2.75" for Io-B/D. In parallel, the flashlight-like beam was completely filled because the results from all usable pairs of telescopes supported this model. Hence, these beam widths directly correspond to the minimum cone thickness where a radio source emanates over large solid angles from the same direction of Jupiter, as opposed to a localized radio source emitting over small solid angles along active magnetic flux tubes that are tied to Io's orbital motion in Jupiter's rotation frame (beacon-like structure). Additionally, this cross-correlation technique shows a practical benefit of producing statistical profiles of S-bursts

Multicriterian optimization and numerical simulation of the external gear pump

RU: В статье обсуждается вопрос формирования научного направления в области проектирования шестеренных насосов внешнего зацепления, основанного на сочетании многокритериальной оптимизации параметров зубчатого зацепления и численного моделирования гидродинамических процессов; приведен конкретный пример применительно к насосу с рабочим объемом 32 см3 и давлением 16 МПа. UK: У статті обговорюється питання формування наукового напряму в області проектування шестеренних насосів зовнішнього зачеплення, заснованого на поєднанні багатокритерійної оптимізації параметрів зубчастого зачеплення і чисельного моделювання гідродинамічних процесів; наведений конкретний приклад стосовно насоса з робочим об'ємом 32 см3 і тиском 16 МПа. EN: An article discusses the scientific direction formation in the design of external gear pumps, based on a combination of the multicriteria optimization of gearing parameters and the numerical modeling of hydrodynamic processes; specific example for the pump with displaced volume of 32 cm3 and pressure of 16 MPa is shown

Ways to improve distance learning when offering technical disciplines in higher school

UA: Сьогодні спостерігається глобальна інформатизація сучасного суспільства, що визначає нові вимоги до викладання технічних дисциплін у вищих навчальних закладах. Майбутні фахівці повинні бути адаптовані до інтерактивних технологій, що стрімко розвиваються, і великих потоків нової інформації, а також бути здатними до постійного саморозвитку і самовдосконалення. Такі підходи зумовлюють активне використання у роботі науково-педагогічних працівників вищої школи інноваційних методів навчання під час викладання технічних дисциплін. В їх основі лежить ефективна дистанційна взаємодія учасників освітнього процесу та включає запровадження електронних освітніх ресурсів, а також моніторинг результатів навчання. У цьому зв'язку, удосконалення дистанційного навчання, яке являє собою інформаційні технології, які забезпечують доставку студентам основного обсягу матеріалу, що вивчається, інтерактивна взаємодія студентів та науково-педагогічних працівників у процесі навчання, надання студентам можливості самостійної роботи з освоєння матеріалу, що вивчається, а також контроль засвоєного матеріалу являється актуальним завданням. Успішна діяльність викладача при реалізації технології дистанційного навчання визначається підвищенням інформаційно-комунікативної грамотності та мотивованості студентів до активної самостійної діяльності у віртуальному освітньому процесі, а також використання інтерактивної взаємодії студентів та викладачів у процесі навчання за допомогою засобів телекомунікації. Удосконалення дистанційного навчання дозволить підвищити якість підготовки студентів щодо технічних дисциплін в умовах військового стану. EN: Today, there is a global informatization of modern society, which determines new requirements for the teaching of technical disciplines in higher educational institutions. Future specialists should be adapted to rapidly developing interactive technologies and large flows of new information, as well as be capable of continuous self-development and self-improvement. Such approaches determine the active use of innovative teaching methods in the teaching of technical disciplines in the work of scientific and pedagogical workers of higher education. They are based on effective remote interaction of participants in the educational process and include the introduction of electronic educational resources, as well as monitoring learning outcomes. In this regard, the improvement of distance learning, which is information technologies that ensures the delivery of the main volume of the studied material to students, the interactive interaction of students and scientific and pedagogical workers in the learning process, providing students with the opportunity to independently work on mastering the material being studied, as well as monitoring the mastered material is actual task. The successful activity of a teacher in the implementation of distance learning technology is determined by an increase in information and communication literacy and students' motivation for active independent work in a virtual educational process, as well as the use of interactive interaction between students and teachers in the learning process using telecommunications. Improving distance learning will improve the quality of student training in the study of technical disciplines in martial law

Multi-criterial designing pulling pump node external training

RU: В статье обсуждается вопрос формирования научного направления в области проектирования шестеренных насосов, основанного на сочетании многокритериальной оптимизации параметров зубчатого зацепления и численного моделирования гидродинамических процессов; на основе предложенной математической модели шестеренного насоса (с рабочим объемом 32см3 и давлением 16 МПа) поставлена и решена задача многокритериальной оптимизации, позволившая из множества допустимых решений выбрать оптимальное; на примере поиска трех коэффициентов исходного контура, которые определяли значимые параметры натурного образца, поставлена и решена обратная задача (как задача идентификации) методом проб и ошибок. UK: У статті обговорюється питання формування наукового напрямку в області проектування шестеренних насосів, заснованого на поєднанні многокритериальної оптимізації параметрів зубчастого зачеплення і чисельного моделювання гідродинамічних процесів; на основі запропонованої математичної моделі шестерневого насосу (з робочим об'ємом 32см3 і тиском 16 МПа) поставлена і вирішена задача багатокритеріальної оптимізації, що дозволило з безлічі допустимих рішень вибрати оптимальне; на прикладі пошуку трьох коефіцієнтів вихідного контуру, які визначали значущі параметри натурного зразка, поставлена і вирішена зворотна задача (як завдання ідентифікації) методом проб і помилок. EN: Тhe article discusses the issue of the formation of a scientific direction in the design of gear pumps, based on the combination of multicriteria optimization of gearing parameters and numerical simulation of hydrodynamic processes; on the basis of the proposed mathematical model of a gear pump (with a working volume of 32 cm3 and a pressure of 16 MPa), a multicriteria optimization problem was posed and solved, which made it possible to choose the optimal one from a set of admissible solutions; on the example of searching for three coefficients of the initial contour that determined the significant parameters of the natural sample, an inverse problem (as an identification problem) was posed and solved by trial and error

Influence of design features of the end distribution system on the functional parameters of planetary hydraulic motor

UK: Наведено конструктивні особливості розподільних систем планетарних гідромоторів серії ПРГ, призначених для гідрофікаціі приводів активних робочих органів та ходових систем сільськогосподарської, будівельної, дорожньої та іншої мобільної техніки. Гідромотори серії ПРГ представлені чотирма типорозмірними рядами уніфікованих гідромоторів: ПРГ-33 номінальною потужністю 33 кВт з робочим об'ємом 800...1600 см3, ПРГ-22 потужністю 22 кВт з робочим об'ємом 160...630 см3, ПРГ-11 потужністю 11 кВт з робочим об'ємом 50...200см3 і ПРГ-8 потужністю 8 кВт з робочим об'ємом 32...125см3, які забезпечують частоту обертання робочого органу в діапазоні від 40 до 2500 об/хв при зміні потужності від 8 до 33 кВт. Розглянуто переміщення робочої рідини по каналах і отворах елементів торцевої розподільної системи, а також побудовані образи її проточних частин за допомогою універсальної програмної системи кінцево-елементного аналізу «Ansys», програмних комплексів САПР «Компас» і «SolidWorks». RU: Приведены конструктивные особенности распределительных систем планетарных гидромоторов серии ПРГ, предназначенных для гидрофикации приводов активных рабочих органов и ходовых систем сельскохозяйственной, строительной, дорожной и другой мобильной техники. Гидромоторы серии ПРГ представлены четырьмя типоразмерными рядами унифицированных гидромоторов: ПРГ-33 номинальной мощностью 33 кВт с рабочим объемом 800…1600 см3, ПРГ-22 мощностью 22 кВт с рабочим объемом 160…630 см3, ПРГ-11 мощностью 11 кВт с рабочим объемом 50…200см3 и ПРГ-8 мощностью 8 кВт с рабочим объемом 32…125см3, которые обеспечивают частоту вращения рабочего органа в диапазоне от 40 до 2500 об/мин при изменении мощности от 8 кВт до 33 кВт. Рассмотрено перемещение рабочей жидкости по каналам и отверстиям элементов торцевой распределительной системы, а также построены образы ее проточных частей с помощью универсальной программной системы конечно-элементного анализа «Ansys», программных комплексов САПР «Компас» и «SolidWorks». EN: The design features of distribution systems of PRG series planetary hydraulic motors, which are applied in a hydraulic drive for active working elements, wheel drives of agricultural, construction, road and other mobile equipment, are given. PRG series hydraulic motors are represented by four standard size series of unified hydraulic motors. They are PWG-33 with rated output of 33 kW and working volume of 800 ... 1600 cm3, 22 kW PWG-22 with its working volume of 160 ... 630 cm3, 11 kW PWG-11 with working volume of 50 ... 200 cm3 and PRG-8 with power of 8 kW and working volume of 32 ... 125 cm3. The motors provide rotation frequency of the working element in the range 40 to 2500 rpm and power change of 8 kW to 33 kW. The movement of the working fluid through channels and openings of the end distribution system elements is considered. Distribution system flowing parts are modeled by means of Ansys unified software for finite-element analysis as well as Compass and SolidWorks CADs