Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. Випуск 7. Частина 2. - 2023

Permanent URI for this collection

https://dspace.kntu.kr.ua/handle/123456789/13309

Browse

Now showing 1 - 20 of 40

Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки
(ЦНТУ, 2023)
У науковому віснику представлені статті, присвячені проблемам проектування, експлуатації та ремонту сільськогосподарської техніки і транспортних засобів, технології виробництва, транспортних технологій та логістики, будівництва, матеріалознавства, IT-технологій, роботизації, автоматизації в промисловості та сільському господарстві. Наведені практичні рекомендації до використання результатів досліджень у галузях народного господарства. Науковий вісник є фаховим виданням, в якому публікуються основні результати наукових досліджень професорсько-викладацького складу, аспірантів, докторантів університету, а також науковців інших навчальних закладів, науково-дослідних інститутів НАНУ та промислових підприємств України. Збірник розрахований на наукових, науково-технічних працівників різних галузей науки та техніки, ЗВО, здобувачів вчених ступенів і звань.
Аналіз конструкції кузова вантажного транспортного засобу
(ЦНТУ, 2023) Хітров, І. О.; Khitrov, I.
Конструктивні параметри сучасних кузовів вантажних транспортних засобів повинні враховувати визначальні властивості перевезеного вантаж, умови експлуатації та спеціальні вимоги їх перевезень. У статті наведено аналіз типів кузовів транспортних засобів для вантажних перевезень. Розкрито їх призначення, конструктивні особливості і способи виготовлення. Описано вибір типу кузова для визначеного виду вантажу. Transport is an important component of the unified transport system of our country, which helps to meet the needs of the population and social production in passenger transportation and cargo delivery. Special attention is paid to specialized rolling stock of road transport. The design parameters of modern truck bodies should take into account the defining properties of the transported cargo, operating conditions and special requirements for their transportation. The purpose of the body actually determines the scope of the vehicle (or vice versa). The purpose of this paper is to analyze the bodies of vehicles in terms of their purpose, design, and layout, which are widely used in all sectors of the national economy and must meet the stated requirements. A truck is a vehicle that is designed and equipped for the transportation of goods. It is divided into general purpose, specialized and special purpose. The basis for building a family of trucks is the basic chassis. Since the cargo (products) differ in their properties, certain requirements are imposed on the vehicle body for its transportation, in particular - for sand, gravel - an open body is required; - for cement, animal feed - a closed body with the possibility of constant mixing; - for liquids (food and chemical products) - sealed tanks, in which the liquid should not react with the tank material; - for perishable products - isothermal refrigerators that can be used for cooling or heating; - for building materials, long materials, floor panels, a special frame structure is required. Depending on the body design, it is possible to produce a frame, semi-frame or frameless body. The cross-section of the body is selected for different cargoes based on the need to ensure a lower center of gravity of the cargo, complete unloading of the cargo, and the required structural rigidity. An additional requirement for the design of bodies is compliance with specified thermal properties, which are achieved through the use of insulating materials and a cooling system. Based on the data obtained from the analysis of the body design, taking into account the requirements for the transported cargo and operating conditions, it is possible to develop basic criteria for improving the quality of transportation and selecting rolling stock, both for each individual cargo, transportation in general, and for industry purposes.
Дослідження безпеки дорожнього руху у м. Тернополі
(ЦНТУ, 2023) Попович, П. В.; Розум, Р. І.; Мурований, І. С.; Буряк, М. В.; Березька, К. М.; Петринюк, Н. А.; Лоїк, І. О.; Popovych, P.; Rozum, R.; Murovanyi, I.; Buryak, М.; Berezka, K.; Petrynyuk, N.; Loik, I.
Стаття присвячена проблемі дослідження проблематики безпеки дорожнього руху в місті Тернополі з структуруванням встановлених фактичних недоліків за основними показниками. У результаті проведеного аналізу руху транспортних потоків у ранковий період встановлено найбільш проблемні ділянки ВДМ. The article is devoted to the problem of researching road safety issues in the city of Ternopil with the structuring of established actual deficiencies according to the main indicators. As a result of the analysis of traffic flows in the morning period, the most problematic sections of the street and road network were identified. In general, it is observed that in the evening peak period, the speed of traffic flows on the street and road network is significantly lower than in the morning peak period. In order to analyze road traffic safety in the city of Ternopil, a cartographic method was used, which involves superimposing on the map data arrays regarding traffic accident statistics for 2018-2020. This approach makes it possible to determine the places of concentration of road accidents, however, during the analysis, it was found that road accidents in Ternopil mostly occur along the main streets without clearly defined places of concentration. In this regard, a conditional indicator of the danger of transport corridors of Ternopil was derived, which is determined by the ratio of the number of road accidents with victims to the total length of the street, which also allows analyzing the predominant location (clustering) of road accidents with victims in each district of the city. The current policy and practices of Ternopil in the field of road safety management need improvement. In the city, repair work is regularly carried out to maintain the roadway and technical equipment in proper condition, but the quality and volume of the work performed do not fully cover the need to ensure traffic safety and provide information to road users. In general, it can be stated that Ternopil is a city that is just starting proactive actions in the field of traffic safety ("starting city"). In this, it favorably differs from the vast majority of other regional centers, in which the problem of traffic safety is not even discussed so far, and consideration of this issue in terms of sustainable urban mobility of the Ternopil urban territorial community.
Досвід використання сучасної опалубки при зведенні монолітних будинків в місті Кропивницькому
(ЦНТУ, 2023) Скриннік, І. О.; Федотова, М. О.; Дарієнко, В. В.; Кислун, О. А.; Томаченко, Є. О.; Skrynnik, I.; Fedotova, M.; Darienko, V.; Kislun, O.; Tomachenko, Ye.
В даній статті висвітлюється процес будівництва в будівельній галузі новітніми технологіями, був виконаний огляд практика впровадження інновацій за кордоном. Висвітлений процес застосування технологій інноваційних в монолітному будівництві, а саме впровадження нанотехнологій, та використання автоматизації робіт. Будівництво в цілому потребує новітніх інноваційних технологій у житлове будівництво. Введення в будівництво, сучасних тенденцій, та застосування нових будівельних матеріалів та технологій в розвинутих країнах світу, що дозволяє стверджувати, на ближчі 10-20 років стануть технології і матеріали, отримані на основі досягнень і розробок в області монолітного будівництва. This work highlights the extent to which the construction industry is equipped with the latest technologies, and analyzes the foreign practice of introducing innovations. An example of the application of innovative technologies in monolithic construction, in particular the use of work automation and the introduction of nanotechnology, is presented. The pace of development of the urban environment in general and construction in particular requires the introduction of innovative technologies in residential construction. The analysis of modern trends in the introduction of new construction technologies and materials in economically developed countries of the world allows us to assert that the basis of dynamic introduction into practice for the next 10-20 years will be materials and technologies obtained on the basis of achievements and developments in the field of monolithic construction. The rapid development of the latest technologies, on the one hand, involves the use of the achieved results of fundamental research in applied areas of the construction industry, and on the other hand, the development of monolithic construction itself is impossible without new approaches to the design and construction of objects. The use of monolithic construction is one of the most popular and promising directions in the construction industry all over the world. Its technology makes it possible to erect buildings of any architectural complexity and number of floors in a short period of time. This is the process of building buildings from reinforced concrete, which is an iron structure (frame) filled with concrete. Due to the hardness of the metal and the strength of the cement coating, these structures are able to withstand enormous loads, thereby ensuring the durability of the buildings. Having many advantages over other types of construction, this technology is used both in civil and industrial construction. It is used in the construction of private houses, residential complexes, office centers, warehouses, garages, reservoirs and swimming pools, etc. The quality of the construction of a monolithic building depends on the correct execution of construction works using special equipment and materials at all technological stages of its construction.
Дослідження стану транспортної інфраструктури міста Тернополя
(ЦНТУ, 2023) Попович, П. В.; Маяк, М. М.; Розум, Р. І.; Буряк, М. В.; Березька, К. М.; Коваль, Ю. Б.; Мишко, С. А.; Popovych, P.; Maiak, M.; Rozum, R.; Buryak, М.; Berezka, K.; Koval, Yu.; Myshko, S.
Стаття присвячена проблемі дослідження стану транспортної інфраструктури міста Тернополя з метою подальшої розробки плану сталої міської мобільності для Тернопільської МТГ. Аналіз виділення фінансування та освоєння коштів показав, що протягом тривалого часу відбувається недофінансування робіт пов’язаних з транспортною інфраструктурою м. Тернополя. Фактичні показники освоєння фінансових ресурсів виділених з бюджету громади на покращення стану ВДМ за 2020 рік не досягли планових показників на 36,4%. Згідно з даними з бюджету громади на реалізацію заходів Програми розвитку велосипедної інфраструктури міста на 2020 рік передбачалося виділення 2000,0 тис. грн, проте, фактично заходи не профінансовано. The article is devoted to the problem of researching the state of the transport infrastructure of the city of Ternopil with the aim of further developing a sustainable urban mobility plan for the Ternopil urban territorial community. In order to meet the existing needs of passengers in quality transport service, it is necessary to provide a sufficient number of buses with a large and medium passenger capacity, however, in accordance with the principles of sustainable urban mobility, the priority of the community's transport policy should be environmentally friendly electric transport. In connection with the growing level of motorization of residents of the Ternopil urban territorial community and the correspondingly growing demand for the use of individual transport, the most difficult situation with an insufficient number of parking spaces is observed in the central part of the city, where the vast majority of objects of attraction for making trips are concentrated. Maintenance, repair and renewal of community transport infrastructure facilities is carried out by the relevant executive bodies of the TCC using the approach of annual planning of financing the necessary measures based on approved industry programs. Regardless of various sources of funding, such as the city budget, the state budget, investments, loans, funds of individuals and legal entities, the implementation of measures largely depends on the funds of the local budget. The analysis of the allocation of funding and the utilization of funds showed that for a long time there has been underfunding of works related to the transport infrastructure of the city of Ternopil. The actual indicators of utilization of financial resources allocated from the community budget for improving the condition of the street and road network for 2020 did not reach the planned indicators by 36,4%. According to the data from the community budget, 2000.000,0 UAH was supposed to be allocated for the implementation of the measures of the City Bicycle Infrastructure Development Program for 2020, however, in fact, the measures have not been financed.
Розробка методики силового розрахунку вертикально орієнтованого захватного пристрою
(ЦНТУ, 2023) Годунко, М. О.; Кислун, О. А.; Мажара, В. А.; Щербина, В. К.; Кравченко, Р. А.; Клюшкін, В. В.; Hodunko, M.; Kyslun, О.; Mazhara, V.; Shcherbyna, V.; Kravchenko, R.; Klyushkin, V.
Виконано обґрунтування силового розрахунку важільних захватних пристроїв роботів із врахуванням їх конструктивних параметрів та умов функціонування. Виведено рівняння для розрахунку сил затиску в захватному пристрої та на основі цих рівнянь побудовано залежності сил затиску від приведених умов. На основі побудованих залежностей зроблено висновки та надано відповідні рекомендації по виконанню та функціонуванню захватних пристроїв роботів. Based on the main purpose of industrial robots, their gripping devices must provide reliable clamping of the parts they hold in different directions and modes of their movement and perform the necessary operations (installation, connection, pressing of parts, etc.). The process of transportation and positioning itself must be carried out in compliance with the following requirements: the maximum appropriate speed or acceleration; necessary accuracy; minimal force loads on the robot grip and structure; the necessary quality of the operation; minimum energy requirements; compliance with the necessary requirements for the safety of operations, etc. In addition, the gripping devices of robots should be versatile enough to be able to work with different parts in shape and size, as well as perform maintenance of different equipment, working with different devices, etc. Therefore, functional studies of gripping devices are quite important. One of the directions of such research is the creation of a methodology for force calculations taking into account the conditions discussed above, therefore the task is relevant today. During the period of existence and development of industrial robotics, the issue of force calculation of their gripping devices has always been relevant due to the fact that this is a working body that is constantly in contact with production objects of various shapes, materials and properties. In the process of manipulating production objects, they must not be damaged, while the robot's work cycle must also be precisely worked out in a certain period of time according to the production cycle. All these issues were considered most thoroughly in the studies of I.I. Pavlenka [1, 4], ShimonY. Nof, G.J. Monkman [3], Ya.I. Prots [2] and others. Particular attention was paid to the power of gripping devices in the works of I.I. Pavlenko. These studies are taken as the basis of the idea of substantiating the operating conditions of gripping devices and creating a methodology, different approaches to force calculation with its subsequent use in the design of these executive modules, as well as in the correcting programs of the industrial robot. Thus, the purpose of the scientific work is to study the power characteristics of the gripping device of an industrial robot under different conditions of its operation, to derive formulas for determining the minimum necessary clamping forces of the part, and to build the dependence of the calculated forces on the design characteristics of the gripper. It is worth noting that the relevance of this issue has increased many times today. This is due to the use of robotics not only in production, but also for military purposes. Industrial robots (manipulators) are used in the machine-building industry, which serve the main technological equipment, and in military affairs - mobile robots with built-in manipulators for taking dangerous objects. The method of force calculation proposed by us consists in determining the minimum necessary clamping forces.
Експериментальні випробування попередньо напружених несучих елементів огороджувальних конструкцій з холодноформованих сталевих профілів на косий згин
(ЦНТУ, 2023) Дроботя, О. В.; Drobotia, О.
Несучими елементами легкого зовнішнього стінового огородження будівель слугують стінові прогони. Зовнішнім навантаженням на них є вертикальне навантаження від власної ваги стінового огородження та горизонтальне вітрове навантаження, що приблизно рівні між собою. Тому стінові прогони працюють на згин в двох площинах та їх необхідно проектувати рівноміцними в цих площинах. У роботі автором досліджено можливість застосування та доведена доцільність попереднього напруження в одній площині сталебетонних прогонів із зменшеною металоємністю саме в цій площині. Wall purlins serve as load-bearing elements of the light external wall girders of buildings. Structurally, such wall girders are horizontal beam elements. The external load on the wall girders is the vertical load from the own weight of the wall enclosure and the horizontal wind load. Thus, wall girders work for bending in two planes or the so-called oblique bending. The wide application of elements operating in conditions of oblique bending requires a comprehensive theoretical and experimental study of their operation. The load from the own weight of the wall enclosure, made of light sandwich panels, is approximately equal to the wind load on the territory of Ukraine. Therefore, in this case, the wall girders are designed with equal strength in two planes. To find out the real operation of obliquely bent elements, it is necessary to determine all the parameters that can affect the picture of the destruction of such elements. The purpose of the work is to study experimentally the possibility of applying pre-stressing in one plane of reinforced concrete girders with reduced metal capacity in this plane. The subject of the study is the stress-strain state and bearing capacity of a reinforced concrete rod prestressed in this way. The investigated steel-concrete girders were made of bent channel No. 10 with a wall thickness of 3 mm, the inner cavity of which was filled with concrete of class C20/25. Before concreting the inner cavity, a preliminary bending of the steel profile opposite to the operational one was carried out. The magnitude of the previous bending of the steel profile compensated for its reduced geometric characteristics in this plane. The use of a pre-stressed trough-shaped steel profile in the form of a bent channel No. 10 with a wall thickness of 3 mm for a wall run, followed by its concreting, allows you to reduce steel consumption by up to 38,5% compared to, for example, the use of an 80×3 mm pipe of the same bearing capacity for a run.
Аналіз можливості застосування технології blockchain у сфері управління ланцюгами постачань
(ЦНТУ, 2023) Шльончак, І. А.; Солтус, А. П.; Рудь, М. П.; Shlionchak, I.; Soltus, А.; Rud, M.
В статті виконано детальний аналіз вітчизняного та закордонного досвіду використання технології blockchain. Показано позитивний досвід такого використання. Акцентовано увагу на перевагах і недоліках даної технології. Проведено моніторинг доходів відомих світових компаній, що застосовують зазначену технологію. Підкреслено можливість ефективного використання blockchain-технології в сфері управління ланцюгами постачань в українській перспективі, особливо беручи до уваги європейський вектор розвитку країни. Human life in today's world is increasingly becoming faster and more popular in the digital format. Such a trend is observed in almost any sphere of human activity. And supply chain management is no exception. It is in the field of supply chain management that a digital approach to solving various problems is an extremely urgent task facing scientists today. The article provides a detailed analysis of the domestic and foreign experience of using blockchain technology. Positive experience of such use is shown. Attention is focused on the advantages and disadvantages of this technology. Monitoring of revenues of well-known global companies using the specified technology was carried out. The possibility of effective use of blockchain technology in the field of supply chain management in the Ukrainian perspective is emphasized, especially taking into account the European vector of the country's development. One of the European countries, namely Estonia, can be cited as an example of the effective use of blockchain technologies. One of the reasons for this is state support for digital technologies. The Estonian project is the most successful of the world's digital projects. Summing up, it should be noted that the application of blockchain technology has great prospects for effective use in the digital sphere of any human activity, in particular, in the management of supply chains. In the work, the main advantages and disadvantages of the mentioned technology were highlighted in order to establish greater efficiency of its application in the field of supply chain management. Based on the above, it should be concluded that blockchain digital technology is a promising system in the Ukrainian vector of European integration.
Модульно-параметричний принцип розробки проектів шестеренних гідравлічних машин
(ЦНТУ, 2023) Апаракін, А. Р.; Aparakin, А.
Метою роботи є створення такого принципу розробки проектів модельного ряду шестеренних гідравлічних машин, який оптимізує умови виробництва і маркетингу, із наступним зниженням металомісткості агрегату та собівартості виробництва. Розглянуто та виділено недоліки системи створення проектів гідравлічних машин шестеренного типу та їх реалізації. Розглянуто принципи, що передбачають максимальну диференціацію перемінних складових деталей та вузлів, та створення базових об’єктів з постійною складовою структурою. Проаналізовано конструктивну схему гідравлічної машини на базі теорії «надлишкових зв’язків». Розглянуто схеми з вилученням надлишкових зв’язків за рахунок введення бочкоподібного повздовжнього контуру зубця та введення центрального навантаження на ведучу шестерню. Визначено, що зменшення надлишкових зв’язків у запропонованій схемі, відносно традиційної схеми, посприяє зменшенню додаткових деформацій і втрат енергії при роботі агрегату в режимі гідромотора і зменшенню втрат рідини при роботі в режимі насосу. Доведено, що виконання однієї із спряжених шестерень з бочкоподібним повздовжнім профілем зубців забезпечить стабілізацію моменту зрушення при роботі в режимі гідромотора. The conventional system of design development of gear-type hydraulic machines and their implementation is not sufficiently perfect for a number of reasons. This system cannot be effective in the conditions of large-scale production. The purpose of the work is to create such a principle of designing a model range of gear hydraulic machines, which optimizes the conditions of production and marketing, with the subsequent reduction of the cost of production. To achieve the goal, the theory of "redundant connections" was used, and the design scheme of the hydraulic machine was analyzed. On the results of the conducted analysis, several possible schemes for the extraction of "redundant connections" were developed, and the calculation was carried out. From the proposed schemes, the most appropriate scheme for creating a gear-type hydraulic machine was determined - a scheme using the central load of the driving gear and a barrel-shaped profile of the longitudinal contour of the tooth of the driven gear. The paper also considers additional benefits arising from the removal of redundant connections. On the basis of the developed diagram of the action of forces in gear engagement, it is shown how deviations from the geometric accuracy of the gear affect the operation of the hydraulic machine and why the proposed scheme with a barrel-shaped profile of the longitudinal contour of the tooth is more appropriate. Among the important results of the research should be attributed the synthesized perspective scheme of design of a gear hydraulic machine. The use of the proposed scheme will allow the reduction of redundant connections (from 7 to 5, relative to the conventional scheme), which will contribute to the reduction of additional deformations and energy losses when working in the hydraulic motor mode and fluid losses when working in the hydraulic pump mode. And the implementation of one of the coupled gears with a barrel-shaped longitudinal profile of the teeth will ensure the stabilization of the displacement moment when the unit is operating in the hydraulic motor mode and will stabilize the hydraulic efficiency parameter when operating in the pump mode.
The use of network intralogistics and fulfillment for the functioning of transport and warehouse complexes
(ЦНТУ, 2023) Rozhko, N.; Tson, O.; Plekan, U.; Matviishyn, A.; Gevko, B.; Рожко, Н. Я.; Цьонь, О. П.; Плекан, У. М.; Матвіїшин, А. Й.; Гевко, Б. Р.
This article examines the peculiarities of the functioning of transport and warehouse complexes, taking into account the changes and challenges that arose as a result of both the spread of the Covid -19 pandemic and the conditions of martial law. The key factors on which the formation of competitive advantages of transport and warehouse complexes in unstable economic systems depends are revealed. The reasons for the existence of the controversy regarding the interpretation of the concept of intralogistics and fulfillment network in modern challenges and they have been established that network intralogistics is a system concept, where many complex algorithms and components are interconnected and closely interact, and thus, based on practically oriented technical principles - the technological part of intralogistics should be properly integrated with fulfillment processes, which include a system algorithm of actions from the very beginning of receiving an order from the buyer until the purchase is received, that is, the sphere of relations, in which strategic system principles and their implementation with a system concept of interconnection: logistics and service acquire key importance. Одним із найперспективніших ринків, який є захищеним від циклічних змін, які відбуваються в економіці та демонструє приріст в умовах воєнного часу є діяльність транспортно–складських комплексів, до яких відносяться: логістика і фулфілмент. Збереження конкурентоздатності і підсилення переваг підприємств цієї сфери діяльності великою мірою зумовлюється здатністю оптимізувати всі процеси створення вартості, які безперервно циркулюють у їхніх ланцюгах поставок – від постачання сировини та товарів до сервісного обслуговування кінцевого споживача. У статті досліджено особливості функціонування транспортно-складських комплексів із врахуванням змін та викликів, що виникли внаслідок поширення пандемії Covid -19 та в умовах воєнного стану. Виявлено ключові фактори, від яких залежить формування конкурентних переваг транспортно- складських комплексів у нестабільних економічних системах. Обґрунтовано підстави існування контраверсії щодо трактування концепції мережевої інтралогістики та фулфілменту за сучасних викликів та встановлено, що мережева інтралогістика є системною концепцією, в якій багато процесів і механізмів взаємодіють один з одним, а отже засновуючись на системному підході технологічна складова інтралогістики обов’язково має бути врівноважена, інтегрована із процесами фулфілменту, що включають комплекс операцій з моменту оформлення замовлення покупцем і до моменту отримання покупки. Взаємодоповнення логістичних та фулфілментних інструментів в рамках системи застосування мережевої інтралогістики складає сучасну платформу побудови ефективних логістичних систем та їх ланцюгів поставок, зорієнтованих на високий ступінь задоволеності і лояльності клієнтів.
Оптимізація параметрів мікроклімату в навчальних закладах з системами локальної рекуперації повітря
(ЦНТУ, 2023) Савеленко, І. В.; Петрова, К. Г.; Котиш, А. І.; Сіріков, О. І.; Savelenko, I.; Petrova, K.; Kotysh, А.; Sirikov, O.
Розроблена система автоматичного керування локальною рекуперацією повітря, яка гарантує оптимальні параметри мікроклімату у приміщеннях навчальних закладів. Застосовано комп'ютерне імітаційне моделювання системи керування мікрокліматом на основі температури та концентрації СО2. Виявлено переваги запропонованої системи, яка зменшила тривалість періоду з перевищенням максимально допустимого рівня концентрації СО2 на 49,5%, а також знизила значення концентрації СО2 на 13,1%, при відповідних межах температури. The aim is to develop an automatic local air recovery system to ensure thermal comfort and the normative composition of the air environment in educational institution premises. Improving the efficiency of local air recovery systems while maintaining optimal microclimate parameters is possible through the enhancement of automatic control systems for local recovery devices. An automatic air local recovery control system has been developed, which guarantees optimal microclimate parameters in educational institution premises. Computer simulation modeling has been applied to control the microclimate system based on temperature and CO2 concentration. The advantages of the proposed system have been identified, which reduced the duration of exceeding the maximum allowable level of CO2 concentration by 49.5% and decreased the CO2 concentration by 13.1% within the specified temperature limits.
Моделювання перехідних процесів в синхронному генераторі при витковому замиканні обмотки статора
(ЦНТУ, 2023) Гарасьова, Н. Ю.; Котиш, А. І.; Солдатенко, В. П.; Зінзура, В. В.; Harasova, N.; Kotysh, А.; Soldatenko, V.; Zinzura, V.
Робота присвячена розробці математичної моделі синхронного генератора для дослідження режимів його роботи при несиметричному пошкодженні фаз обмотки статора, а саме витковому замиканні, застосування якої дасть змогу удосконалити системи релейного захисту від виткових замикань обмотки статора синхронного генератора. Показано, що для вирішення поставленої задачі дослідження доцільно використати диференціальні рівняння, що записані для осей фаз статора а, b та с. Запропоновано алгоритм розрахунку перехідних процесів в синхронному генераторі при виткових замиканнях обмотки статора, в основу якого покладено метод чисельного інтегрування Рунге-Кутта четвертого порядку. Отримані результати моделювання можуть бути використані при налаштуванні систем релейного захисту синхронних генераторів, а саме захистів від виткових замикань в обмотках статора без паралельних віток. The purpose of this study is to develop a mathematical model of a synchronous generator to study its modes of operation in the case of asymmetric damage to the phases of the stator winding, namely twisting, the use of which will make it possible to improve relay protection systems against twisting of the stator winding of a synchronous generator. Transverse differential protection is used to protect synchronous generators from winding circuits. However, such protection can be used only on generators with parallel branches in the phase of the stator winding. In the work, a mathematical model of a synchronous generator was developed, which allows to study the transient processes of the generator in case of the appearance of turn short circuits in the stator winding. This mathematical model is based on differential equations written for the stator phase axes a, b and c. An algorithm for calculating transient processes in a synchronous generator is proposed. In turn-to-turn circuits of the stator winding, which is based on the fourth-order Runge-Kutt numerical integration method. With the help of the developed mathematical model, the values of currents and voltages of the generator were calculated in the case of short-circuits of the stator winding for the TVB-200-2 turbogenerator. The results of mathematical modeling of the transient processes taking place in the TVB-200-2 generator when closing a different number of turns of the stator phase showed that the reduction of the fundamental harmonic voltage at the terminals of the generator in the damaged phase when closing 10 %, 40 %, and 60 % of the winding turns is, respectively, 21 %, 77 % and 89 %. At the same time, there is an increase in the amplitude of the first harmonic of the current of the damaged phase by 3.7 to 7.8 times. The obtained research results make it possible to improve relay protection systems for synchronous generators, namely protection against turn-to-turn circuits in stator windings without parallel branches.
Підвищення посівних властивостей насіння сафлору красильного на вібраційній насіннєочисній машині
(ЦНТУ, 2023) Козаченко, О. В.; Бакум, М. В.; Михайлов, А. Д.; Крекот, М. М.; Чала, О. С.; Завгородній, О. І.; Kozachenko, О.; Bakum, M.; Mykhailov, А.; Krakot, M.; Chala, О.; Zavhorodniy, О.
Мета роботи є дослідження можливості підвищення посівних властивостей насіння сафлору красильного за рахунок його сепарації на вібраційній насіннєочисній машині з неперфорованими фрикційними робочими площинами. У статті наведені результати доочищення і сортування насіннєвої суміші сафлору красильного на вібраційній насіннєочисній машині після ії попередньої сепарації на існуючих зерноочисних машинах. За один пропуск некондиційної насіннєвої суміші сафлору красильного через вібраційну насіннєочисну машину отримано 91,94 % (від маси вихідного матеріалу) насіння основної культури з високими посівними показниками, яке відповідає вимогам державного стандарту України. Посів таким насінням дає можливість зменшити його норму висіву та підвищити врожайність сафлору красильного. The purpose of the work is to study the possibility of improving the sowing properties of safflower seeds due to their separation on a vibrating seed cleaning machine with non-perforated friction working surfaces. The article presents the results of cleaning and sorting of the seed mixture of dyed safflower on a vibrating seed cleaning machine after preliminary separation on existing grain cleaning machines. For one pass of the non-standard safflower seed mixture through a vibrating seed cleaning machine, 91.94% (from the mass of the starting material) of the main crop seeds with high sowing rates, which meets the requirements of the state standard of Ukraine, was obtained. The separation of safflower dye seeds on a vibrating seed cleaning machine with the selection of full-fledged seed material for sowing ensures an increase in the main indicators of the sowing qualities of the seeds, which increases the yield of this crop. Experimental studies have established the feasibility of using a vibrating seed cleaning machine with non-perforated working surfaces for further cleaning of seed mixtures of dyeing safflower with simultaneous sorting of the main crop seeds. The machine can be recommended as part of technological lines for post-harvest processing of seed mixtures of safflower for dyeing.
Моделювання перехідних процесів в синхронному генераторі при витковому замиканні обмотки статора
(ЦНТУ, 2023) Гарасьова, Н. Ю.; Котиш, А. І.; Солдатенко, В. П.; Зінзура, В. В.; Harasova, N.; Kotysh, А.; Soldatenko, V.; Zinzura, V.
Робота присвячена розробці математичної моделі синхронного генератора для дослідження режимів його роботи при несиметричному пошкодженні фаз обмотки статора, а саме витковому замиканні, застосування якої дасть змогу удосконалити системи релейного захисту від виткових замикань обмотки статора синхронного генератора. Показано, що для вирішення поставленої задачі дослідження доцільно використати диференціальні рівняння, що записані для осей фаз статора а, b та с. Запропоновано алгоритм розрахунку перехідних процесів в синхронному генераторі при виткових замиканнях обмотки статора, в основу якого покладено метод чисельного інтегрування Рунге-Кутта четвертого порядку. Отримані результати моделювання можуть бути використані при налаштуванні систем релейного захисту синхронних генераторів, а саме захистів від виткових замикань в обмотках статора без паралельних віток. The purpose of this study is to develop a mathematical model of a synchronous generator to study its modes of operation in the case of asymmetric damage to the phases of the stator winding, namely twisting, the use of which will make it possible to improve relay protection systems against twisting of the stator winding of a synchronous generator. Transverse differential protection is used to protect synchronous generators from winding circuits. However, such protection can be used only on generators with parallel branches in the phase of the stator winding. In the work, a mathematical model of a synchronous generator was developed, which allows to study the transient processes of the generator in case of the appearance of turn short circuits in the stator winding. This mathematical model is based on differential equations written for the stator phase axes a, b and c. An algorithm for calculating transient processes in a synchronous generator is proposed. In turn-to-turn circuits of the stator winding, which is based on the fourth-order Runge-Kutt numerical integration method. With the help of the developed mathematical model, the values of currents and voltages of the generator were calculated in the case of short-circuits of the stator winding for the TVB-200-2 turbogenerator. The results of mathematical modeling of the transient processes taking place in the TVB-200-2 generator when closing a different number of turns of the stator phase showed that the reduction of the fundamental harmonic voltage at the terminals of the generator in the damaged phase when closing 10 %, 40 %, and 60 % of the winding turns is, respectively, 21 %, 77 % and 89 %. At the same time, there is an increase in the amplitude of the first harmonic of the current of the damaged phase by 3.7 to 7.8 times. The obtained research results make it possible to improve relay protection systems for synchronous generators, namely protection against turn-to-turn circuits in stator windings without parallel branches.
Мобільна mesh-мережа для управління роєм об'єктів
(ЦНТУ, 2023) Смірнов, В. В.; Смірнова, Н. В.; Smirnov, V.; Smirnovа, N.
Наведено опис архітектури адаптивної бездротової локальної mesh-мережі, яка розроблена для управління робототехнічними пристроями, коптерами та роями об'єктів. Бездротова mesh-мережа є адаптивною, що самоорганізується і здатна працювати автономно. Подано протокол конфігурування вузла мережі та протокол керування мережею. Процедура реконфігурації мережі та передача даних розподіляє службовий трафік та трафік даних різними каналами. Наведено результати вимірювань параметрів мережі в різних режимах роботи. Показано, що вузли мережі адаптивно змінюють потужність трансмітера з метою мінімізації рівня випромінювання сигналу та з метою економного використання автономного джерела живлення. The purpose of the article is to develop an adaptive wireless mesh-network architecture for managing technological processes, robotic devices and other objects. The article describes the architecture of a wireless mesh-network. The concept of a wireless mesh-network is described. The mesh-network is self-organizing, adaptive, and to be work autonomously able. The presented wireless mesh node controller architecture is the basis for small control systems for many objects and a swarm of objects. The interaction of network nodes is carried out using several transceivers. Multiple transceivers allow for the separation of control traffic and data traffic on different channels. The protocol stack is optimized for the functioning of the mesh network. The topology of a mesh network can change dynamically. That is, network nodes can move in space without losing communication with each other. The current state of the network is updated with a period that depends on the rate of change of the network node in the space. The mesh network configuration strategy and algorithms allow you to effectively build a network topology and establish interaction between network nodes. There can be many objects in the network that can act as a relay. A repeater can be a network node and a special dedicated repeater node. The low cost of network nodes makes it possible to create a low-cost network for performing various functions of object control and data transmission. The network can be used to manage a swarm of objects. Proprietary software is used to increase the efficiency of forming routing tables taking into account cluster structures in a mesh network. The mesh network can be used to control IoT objects, robotic objects, as well as a variety of objects and control systems for various technological processes.
Оптимізація параметрів мікроклімату в навчальних закладах з системами локальної рекуперації повітря
(ЦНТУ, 2023) Савеленко, І. В.; Петрова, К. Г.; Котиш, А. І.; Сіріков, О. І.; Savelenko, I.; Petrova, K.; Kotysh, А.; Sirikov, O.
Розроблена система автоматичного керування локальною рекуперацією повітря, яка гарантує оптимальні параметри мікроклімату у приміщеннях навчальних закладів. Застосовано комп'ютерне імітаційне моделювання системи керування мікрокліматом на основі температури та концентрації СО2. Виявлено переваги запропонованої системи, яка зменшила тривалість періоду з перевищенням максимально допустимого рівня концентрації СО2 на 49,5%, а також знизила значення концентрації СО2 на 13,1%, при відповідних межах температури. The aim is to develop an automatic local air recovery system to ensure thermal comfort and the normative composition of the air environment in educational institution premises. Improving the efficiency of local air recovery systems while maintaining optimal microclimate parameters is possible through the enhancement of automatic control systems for local recovery devices. An automatic air local recovery control system has been developed, which guarantees optimal microclimate parameters in educational institution premises. Computer simulation modeling has been applied to control the microclimate system based on temperature and CO2 concentration. The advantages of the proposed system have been identified, which reduced the duration of exceeding the maximum allowable level of CO2 concentration by 49.5% and decreased the CO2 concentration by 13.1% within the specified temperature limits.
Аналіз науково-технічних інновацій в галузі машинобудування з виявленням закономірності впливу технологічних параметрів
(ЦНТУ, 2023) Гайкова, Т. В.; Ковальчук, Д. М.; Гайков, Р. М.; Haikova, T.; Kovalchuk, D.; Haikov, R.
У статті розглянуто виявлення закономірності впливу технологічних параметрів на неоднорідність інтенсивності деформації та опору матеріалу пластичному деформуванню у стінці деталі при витяжці прямокутних деталей із біметалів. При розробці технологічного процесу отримання виробів з шаруватих металів з попереднім зчепленням шарів необхідно враховувати пошарові деформації, їх залежності від параметрів процесів формозміни, їх механічні властивості, а також вплив термомеханічних параметрів обробки на міцність з’єднання складових. Based on the analysis of scientific and technical information, it established that today layered metals are one of the most modern and promising materials used in all branches of mechanical engineering and national economy. The use of bimetals allows you to achieve significant cost savings, obtain materials with unique properties, increase production efficiency and competitiveness of a wide class of parts and equipment. The purpose of the article is to analyze the methods of determining the stress state of a workpiece with heterogeneous mechanical characteristics in the process of plastic deformation and to determine the stress-strain state when drawing rectangular parts from bimetals. As a result, of unequal deformation conditions in different parts of the contour, as well as anisotropy of the mechanical properties of the workpiece material, the height of box-shaped parts is even more uneven than the height of axisymmetric parts obtained by drawing. Therefore, in the manufacturing process of such parts, cutting of the uneven edge provided. The trimming allowance depends on the relative height of the part. The bigger it is, the bigger the allowance. Since the flange naturally thickens during drawing in the corner sections of the part contour, this phenomenon taken into account when determining the gap between the punch and the die of the drawing die: in the corner sections, the gap should be greater than in the straight sections of the die contour. Extrusion of box-shaped parts from bimetals causes even greater unevenness of deformations. A different amount of deformation of the layers of the bimetallic work piece imposed on the general sign change of the voltages, which causes bending and warping of the rectilinear parts of the semi-finished product, and therefore, the impossibility of obtaining a high-quality product. Based on the analysis of the stress-strain state of the workpiece in the process of drawing bimetal. The following provisions are proposed: if the mechanical properties of the metal layers do not differ - the two-layer metal behaves like a single-layer, then the ratio of the thicknesses of the two-layer metal does not change after drawing; if the mechanical properties of the layers differ, then the ratio of the thicknesses of the two-layer metal changes after drawing. Thus, when the ratio σs1/σs2 decreases, the thickness of the first layer, which has lower mechanical properties, decreases at the output; the thickness ratio after drawing also depends on the initial ratio of metal thicknesses. Based on the analysis of the stress-strain state of the work piece during the extraction of box parts, the following methods and techniques have been determined for obtaining high-quality parts by extraction and saving material: use metals with similar mechanical properties; the desire to increase the curvature of the corner zones of the work piece; to calculate the dimensions of the work piece for the hood with the involvement of modern mathematical apparatus (potential method); use brake media instead of brake ribs; affect the center of deformation, increasing the effect of unloading tangential stresses.
Дослідження захисту деталей автомобілів від високотемпературного окислення
(ЦНТУ, 2023) Дзядикевич, Ю. В.; Петришин, Ю. М.; Башуцький, М. Р.; Буряк, М. В.; Dzyadykevich, Yu.; Petryshyn, Yu.; Bashutskyi, M.; Buryak, M.
Стаття присвячена проблемі дослідження перспективних напрямків дослідження захисту деталей машинних від високотемпературного окислення шляхом формування багатошарової композиції. Провівши аналіз результатів проведених робіт, присвячених проблемі підвищення жаростійкості елементів конструкцій машин можна стверджувати, що перспективним захистом їх від високотемпературного окислення є багатошарова композиція. Вивчення процесу формування на деталях машин шлікерного композиційного покриття показало, що боридні фази стосовно металевої основи більш стабільні, ніж силіцидні. Завдяки утворенню на границі боридних і силіцидних, силікоборидних фаз забезпечується висока стабільність боросиліцидного покриття, можна застосовувати для виготовлення деталей машин які підпадають під вплив високих температур. The article is devoted to the problem of investigating promising directions for protecting machine parts from high-temperature oxidation through the formation of a multilayer composition. Analyzing the results of conducted research on increasing the heat resistance of machine structural elements, it can be concluded that a multilayer composition is a promising protection against high-temperature oxidation. The study of the process of forming a slurry-based composition coating on machine parts has shown that boride phases are more stable compared to silicide phases with respect to the metallic substrate. The formation of boride-silicide and silicoboride phases at the interface ensures high stability of the borosilicide coating, making it suitable for manufacturing machine parts that are exposed to high temperatures. Based on the generalization and analysis of the results of works devoted to the problem of increasing the heat resistance of the elements of machine structures, it was established that a promising protection against high-temperature oxidation is a multilayer composition. The study of the forming process on the parts of the slipcomposite coating machines showed that the boride phases are more stable in relation to the metal base than the silicide phases. Due to the formation of boride and silicide, silicoboride phases at the border, high stability of the borosilicide coating is ensured. Such a coating should be used for the manufacture of high-temperature equipment parts.
Результати дослідження процесу віброударної сепарації вівса на кормові цілі
(ЦНТУ, 2023) Кошулько, В. С.; Чурсінов, Ю. О.; Сова, Н. А.; Koshul’ko, V.; Chursinov, Yu.; Sova, N.
Експериментальними дослідженнями встановлено, що такі важливі параметри процесу як навантаження зерна на сепаруючу поверхню, амплітуда, частота коливань та кут нахилу робочого столу, кінематика його руху та зношування опорних поверхонь значно впливають на ефективність сепарування суміші вівса на лущені та не лущені зерна. Встановлено, що пропускна здатність комірок живильника зменшується по мірі віддалення від завантажувального бункера і розподіл зерна в робочі канали нерівномірні. Вологість зернової сировини та форма вікон живильника впливають на швидкість розподілу зерна по робочим каналам. Ефективність сепарування змінюється в залежності від амплітуди і частоти коливань робочого столу і досягає максимального значення відповідно при 190 мм та 50 – 53 коливання на хвилину. Кут нахилу робочого столу в значній мірі є одним з регулюваних параметрів, який впливає на продуктивність і якість процесу сепарування. Найбільш раціональні для ефективності процесу сепарування робочі параметри кута нахилу, які повинні знаходитися в межах 6,5 – 7,5 °. The goal is to establish the proper structural and technological parameters for the vibration impact machine for the purpose of separating products of oat grain husking. This will increase the production of highquality oat groats. The goal is to establish the proper structural and technological parameters for the vibration impact machine for the purpose of separating products of oat grain husking. This will increase the production of highquality oat groats. Experimental studies have established that such important process parameters as the grain load on the separating surface, the amplitude, frequency of oscillations and the angle of inclination of the work table, the kinematics of its movement and the wear of the support surfaces significantly affect the efficiency of separating the oat mixture into hulled and unhulled grains. It was established that the throughput of the feeder cells decreases with distance from the loading hopper and the distribution of grain in the working channels is uneven. The moisture content of grain raw materials and the shape of the feeder windows affect the speed of grain distribution along the working channels. The separation efficiency varies depending on the amplitude and frequency of the desktop vibrations and reaches its maximum value, respectively, at 190 mm and 50-53 vibrations per minute. The angle of inclination of the working table is to a large extent one of the adjustable parameters that affects the productivity and quality of the separation process. The working parameters of the tilt angle, which should be in the range of 6.5-7.5 °, are the most rational for the efficiency of the separation process.
Дослідження динамічних навантажень рами фронтального навантажувача з використанням комп’ютерних 3D моделей у середовищі Siemens NX
(ЦНТУ, 2023) Щербак, О. В.; Сумінов, А. В.; Хачатурян, С. Л.; Sherbak, О.; Suminov, А.; Khachaturyan, S.
У статті запропоновано нове рішення з проведення аналізу міцності рами фронтального навантажувача на стадії проєктування за допомогою комп’ютерних 3D моделей у середовищі Siemens NX. Даний метод дозволяє не створювати нову модель рами в металі у натуральну величину для проведення випробувань. Відповідно до запропонованого методу достатньо виконати масштабовану спрощену модель майбутньої рами, провести випробування на міцність та запропонувати конструктивні зміни щодо розробки раціональних параметрів. Такий метод дозволяє суттєво скоротити витрати на матеріали, виробництво та час виготовлення нових виробів. When designing new construction and road machines, a variety of CAD and CAE computer programs are used. The designer has the ability to set certain strength properties of the future structure using finite element calculations, and after the first prototype is made, the moment comes when it needs to be tested for loads applied during technological operations to confirm the preliminary strength calculations. The goal of this work is to compare the test results of 3D models of two load-bearing systems of the T-156B loader, one of which is the original and the other a fivefold reduced copy. The result of the comparison is a reduction factor, the calculation of which will allow us to determine how and how many times the load is reduced when scaling 3D models. Previous work on this topic was done in the Ansys calculation complex, but the long process of calculating the task, importing, and complex process of configuring the model forced us to switch to a faster Siemens NX software complex. This software package has a clear and simple interface while performing calculation tasks much faster than Ansys. In this work, similarity coefficients were calculated for two more common cases of forklift operations: moving a full bucket over an uneven surface and colliding with an obstacle while filling the bucket. Thus, knowing these coefficients, it can be assumed that when modeling a new load-bearing system, by making a reduced copy of it in the appropriate scale and testing it for loading by means of computer modeling, or by conducting field tests, it is possible to calculate what loads will affect the model with natural dimensions. The article proposes a new solution for analyzing the strength of load-bearing systems at the design stage using the theory of similarity. This method makes it possible not to create a full-size model of a new loadbearing system (frame) in metal for testing. In accordance with the proposed method, it is enough to make a scaled simplified model of the future load-bearing system (frame), conduct strength tests and, in accordance with the similarity coefficient, calculate what loads will affect the full-size load-bearing system. This method can significantly reduce the cost of materials, production, and manufacturing time for new products.