АНАЛИЗ ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ МЕХАТРОННЫХ СИСТЕМ НА ПРИМЕРЕ ЭЛЕКТРОГИДРОЦИЛИНДРА ПОВЫШЕННОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

Введение. Проблема повышения эффективности силовых машин ставит первостепенной задачей разработку новой конструкции основных элементов или привода с возможностью широкого применения гибридных приводов. Для сохранения мощностных характеристик привода и его технико-эксплуатационных показателей как альтернатива рассмотрен гибрид с имеющимися электрическими и гидравлическими приводными частями, которые формируют сложный синергетический механизм. Предложенная комбинированная следящая система с указанными параметрами позволяет обеспечить эффективное функционирование привода многих машин.

Методика исследования. В статье представлены результаты аналитического исследования, перспективы развития мехатронных систем в технике и технологических комплексах. Определена отраслевая область с высоким потенциалом развития мехатронных и гибридных приводов. Сформулирована проблема проектирования и развития гибридных приводов, связанная с тем, что отсутствует единый метод обоснования показателей энергоэффективности силового гибридного привода, который обеспечивал бы взаимодействие двух разнородных систем (электропривода и гидропривода с принципиально разными параметрами).

Результаты. Проведен анализ конструкционных, технологических и эксплуатационных параметров систем гибридного привода. Предложена комбинированная следящая система привода.

Заключение. Доказаны и обоснованы обширные возможности применения гибридных приводов как альтернатива пневмо- и гидроприводов. Анализ результатов проведенных исследований позволит конкретизировать направления и перспективы применения гибридных синергетических приводов и систем для функционирования рабочего оборудования, машин и комплексов.

Прозрачность финансовой деятельности: никто из авторов не имеет финансовой заинтересованности в представленных материалах или методах. Конфликт интересов отсутствует.

1. Величко С.А., Чумаков П.В., Коломейченко А.В. Оценка технического состояния силовых гидроцилиндров серии С навесных гидросистем тракторов // Инженерные технологии и системы. 2019. Т. 29. № 3. С. 396–413.

2. Величко С.А., Сенин П.В., Чумаков П.В. Пути повышения межремонтного ресурса силовых гидроцилиндров // Ремонт, восстановление, модернизация. 2015. № 4. С. 36–41.

3. Cristescu C., Radoi R., Dumitrescu C., Dumitrescu L. Experimental Research on Energy Losses Through Friction in Order to Increase Lifetime of Hydrauliccylinders // 13th International Conference on Tribology. 2017. Vol. 174. pp. 79–86.

4. Kobzov D., Kobzova I., Lkhanag D. Hydrocylinder Diagnostic Parameters // Systemi. Methodi. Tehnologii. 2009. No 3. pp. 19–23.

5. Velichko S.A. Formation of Thick Layer Electro-Spark Coatings for Restoring Worn-Out Parts of Power Hydraulic Cylinders // Surface Engineering and Applied Electrochemistry. 2017. Vol. 53, No 2. pp. 116–123.

6. Zhang X., Wang G., Xia P., Li H.P., He M. Finite element analysis and experimental study on contact pressure of hydraulic support bud-shaped composite sealing ring. Advances in Mechanical Engineering. 2016. No 10, pp. 1–9.

7. Vorlaufer G., Ilincic S., Franek F. and Pauschitz A. Quantification of wear by comparison of surface topography data. Encyclopedia of tribology. New York :Springer Verlag, 2012. Ch. 967.

8. Allmaier H., Sander D.E., Reich F.M. Measuring friction in automotive engines & determining the contributions of the individual subsystems // World Tribology Congress. Torino. 2013. P. 117.

9. Кузнецова В.Н., Савинкин В.В. Анализ эффективности работы одноковшового экскаватора // Вестник СибАДИ. 2014. № 6 (40). С. 26–33.

10. Lee S.U., Chang P.H. Control of a heavy-duty robotic excavator using time delay control with integral sliding surface // Control Engineering Practice. 2002. Т. 10. № 7. pp. 697–711.

11. Heipl O and Murrenhoff H. Friction of hydraulic rod seals at high velocities. Tribol Int 2015. 85. pp. 66– 73.

12. Lang PS, Paluszny A and Zimmerman RW. Hydraulic sealing due to pressure solution contact zone growth in siliciclastic rock fractures. J Geophys Res: Sol Ea 2015. 120. pp. 4080–4101.

13. Mirza J. Joint seals for hydraulic structures in severe climates. J Civ Eng Manag 2014. 20. pp. 38–46.

14. Zhang F-Y and Li T. Initial modeling of Y-ring based on ANSYS. J Tianjin Polytech Univ 2013. 32. pp. 85–88.

15. Li S-H, Jia H-M, Li M-D. Theory and testing method of hyperelastic material constitutive model. China Elastom 2011. 21. pp. 58–64.

16. Сторожев В.В., Феоктистов Н.А. Системотехника и мехатроника технологических машин и оборудования: монография. М.: ИТК «Дашков и К». 2015. 412 с.

17. Лепешкин А.В. Гидравлика, гидропневмопривод: монография. М.: ГОУ МГИУ. 2007. 350 с.

18. Региня В.В. Гидромеханические передачи карьерных самосвалов БелАЗ с мехатронной системой управления: диагностирование технического состояния в процессе тестовых испытаний // Горная промышленность. 2017. №3 (133) С. 32–36.

19. Карпович С.Е. Мехатронные системы параллельной кинематики на гибридных приводах прямого действия // Доклады БГУИР. 2019. № 2 (120). С. 59–72.

20. Озерский А.И., Шошиашвили М.Э. Метод расчёта динамических режимов работы электрогидропривода с ампулизированной гидравлической системой // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2014. № 1. C. 52–60.

21. Исаев Ю.М., Матросов А.В., Машков М.А., Сунарчин Р.А. Расчетно-экспериментальное исследование многомашинного электрогидравлического следящего привода // Научно-технические ведомости CПбПУ. Естественные и инженерные науки. Том 23. № 3. 2017. С. 136–143.

22. Скосаревa Е.С., Колюбин С.А. Управление движением мехатронной системы с гибким вращательным звеном: теория и эксперимент // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2018. Том 18. № 5. С. 780–786.

23. Тарасик В.П., Горбатенко Н.Н., Плякин Р.В., Савицкий В.С. Мехатронная система автоматического управления гидромеханической передачей мобильных машин // Вестник Белорусско-Российского университета. 2015. № 2(47). С. 68–80.