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.