Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки.
Permanent URI for this communityhttps://dspace.kntu.kr.ua/handle/123456789/9042
Ідентифікатор медіа: R30-03350 (рішення Національної ради України від 25.04.2024 р. № 1418).
ISSN 2664-262X (p)
DOI: 10.32515/2664-262X
Browse
5 results
Search Results
Item Дослідження навантажень несучої системи навантажувача в залежності від параметрів шарнірного з’єднання напіврам(ЦНТУ, 2024) Щербак, О. В.; Сумінов, А. В.; Хачатурян, С. Л.; Sherbak, O.; Suminov, A.; Khachaturian, S.Стаття є першою частиною циклу досліджень шарнірного з’єднання фронтального навантажувача вантажопідйомністю 3т. Для порівняння обрано концепцію побудови рами західних виробників з приблизно однаковою вантажопідйомності, створено 3D модель нової рами у чотирьох варіантах з різною величиною з’єднувального шарніру. Розглядається положення, коли навантажувач під час набору матеріалу в ківш зустрічає непереборну перешкоду. Аналізувались навантаження на верхньому та нижньому з’єднанні напіврам та навантаження усієї рами в цілому. Розрахунки проводились в динаміці з використанням програмного комплексу для інженерного аналізу та чисельного моделювання Ansys з використанням модуля розрахунку руху. This work is the first part of a series of studies of the hinge joint of the bearing system of a front loader with a lifting capacity of 3 tons. For comparison, the concept of building a frame of Western manufacturers with approximately the same load capacity was chosen and a 3D model of the new frame was created in four to three variants with different sizes of the connecting hinge. The situation when a forklift encounters an insurmountable obstacle while picking up material in a bucket is considered. The loads at the upper and lower joints of the halfframes and the load of the entire frame were analyzed. The calculations were performed in dynamics using the Ansys software package for engineering analysis and numerical modeling using the Motion calculation module.Item Синтез схем навантаження силових елементів кулько-гвинтового гідропідсилювача з аксіальною структурою приводу(ЦНТУ, 2024) Апаракін, А. Р.; Єрьомін, П. М.; Мажара, В .А.; Aparakin, А.; Yeromin, P.; Mazhara, VМетою роботи є визначення компоновки кулько-гвинтового гідропідсилювача із рульовою сошкою, за якої можливо забезпечити максимальний корисний ефект від використання системи активного розвантаження опор кочення вала-сектора, тим самим підвищити несучу спроможність та забезпечити кращу герметичність, усунувши вплив пульсуючого зазору на ущільнення цапф вихідного валу. Для досягнення поставленої мети проведено аналіз системи взаємодії силових елементів агрегату у визначених варіантах компонування кулько-гвинтового гідропідсилювача та рульової сошки. Визначено та описано за допомогою рівнянь умови рівноваги системи та реакції опор. Розроблено ряд припущень, за допомогою яких здійснено чисельне оцінювання відношення реакцій опор в залежності від навантаження та із врахуванням реальних розмірів деталей. Визначено, що використання компоновки, за якої повздовжня вісь сошки розташовується співвісно відносно впадини зубчастого вінця, створює передумови для розробки та впровадження активної системи розвантаження опор кочення вала-сектора, яка забезпечить підвищення несучої спроможності та зменшить вплив навантаження на герметичність агрегату. The well-known design of ball-screw hydraulic power steering is not without flaws-the bearing supports of the output shaft are the most loaded elements of the unit structure, and the elastic deformation of these supports, during operation, is the reason for the depressurization of the sealing system in this area. The purpose of the work is to determine the layout of ball-screw hydraulic power steering with a steering arm, using which it is possible to ensure the maximum beneficial effect from the use of a system of active unloading of the rolling bearings of the shaft sector, increasing the load-bearing capacity and ensuring better tightness. The study is based on the provisions of the theory of resistance of materials. The paper examines and compares the two most common configurations for the location of the steering arm's longitudinal axis relative to the cavity of the gear shaft: coaxial and perpendicular location. To achieve the goal, an analysis of the interaction system of the output shaft of the ball-screw hydraulic power steering with rolling bearings, steering arm, and rack and pinion transmission was carried out for the given two configurations. The operating conditions of the output shaft, under its load, and the reactions of the supports are described by systems of equations. For the purpose of comparative evaluation of the ratio of the reactions of the supports depending on the load and taking into account the real linear dimensions of the parts, a methodology and a number of assumptions have been developed in the work. With the help of the developed methodology, a relative comparison of the layout configurations studied in the work was carried out, taking into account the direction of rotation of the output shaft of the ball-screw hydraulic power steering with the steering arm installed.Item Вплив експлуатаційних факторів на залишковий ресурс металоконструкцій колісних транспортних засобів(ЦНТУ, 2023) Захарчук, В. Б.; Кудінов, В. В.; Кудінов, І. В.; Бірючинський, В. В.; Zakharchuk, V.; Kudinov, V.; Kudinov, I.; Biryuchinsky, V.Стаття присвячена проблемі дослідження впливу експлуатаційних факторів на залишковий ресурс металоконструкцій колісних транспортних засобів. Класичні методи розрахунку та експериментальної оцінки тривалості служби на етапі появи втомних тріщин у конструкційних системах базуються на припущенні про цілісність матеріалів і неприпустимість виникнення втомних пошкоджень у найбільш критичних перетинах конструкції. Ці підходи не забезпечують адекватного прогнозування ресурсу машини, тому необхідно використовувати принципи механіки руйнування. The article is devoted to the problem of researching the influence of operational factors on the residual resource of metal structures of wheeled vehicles. Corrosion of metal structures of wheeled vehicles significantly reduces the resource and reliability of vehicles. Failure due to the combined action of corrosion and operational loads is caused by complex factors that can be divided into internal and external. Internal - traditionally considered as dependent on the chemical composition. External factors include corrosive destruction due to the external environment, which includes: atmospheric exposure, methods of operation and storage. The influence of moisture, mineral fertilizers and their combinations significantly reduces the resource of the structural elements of agricultural machines, especially when the protective coating is damaged. Corrosion damage is formed on such surfaces of load-bearing nodes of metal structures, corrosion-fatigue surface cracks are born, which grow to critical sizes, and there is a danger of machine failure. Classical methods of calculation-experimental assessment of durability at the stage of initiation of fatigue cracks in structural systems are based on the assumption of integrity of materials and the inadmissibility of fatigue damage in the most dangerous intersections of structural elements. These approaches do not provide adequate forecasting of the machine's resource, so it is necessary to apply the provisions of the mechanics of destruction.Item 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.Item Збільшення запасу міцності різьбових з’єднань, що працюють при змінних навантаженнях(ЦНТУ, 2022) Невдаха, Ю. А.; Пирогов, В. В.; Невдаха, Н. А.; Олійніченко, Л. С.; Васильковський, М. О.; Nevdakha, Yu.; Pirogov, V.; Nevdakha, N.; Olijnichenko, L.; Vasylkovsky, M.В останні часи ми бачимо зростання цікавості конструкторів до розрахунків різьбових з’єднань, що працюють при змінних напруженнях. Це пояснюється тим, що у більшості механізмів, зокрема автомобілебудівної галузі, різьбові з’єднання працюють при змінних напруженнях, але невірно визначений запас міцності різьбових з’єднань призводить до поломок та руйнування механізмів. Виникає необхідність в дослідженні більш точних розрахункових формул для визначення запасу міцності різьбових з'єднань, що і є результатом перевірочного розрахунку. One of the most common types of plug-in connections are threaded connections. In any machine, unit, the number of parts of threaded connections (bolts, studs, nuts, washers, etc.) is calculated by dozens and hundreds of pieces. It follows from this that the issue of designing and calculating threaded connections is of great importance in the design of machines and devices. One of the most important elements of bolts and screws is the thread, which is the surface of the protrusion formed during the helical movement of an arbitrary flat contour on the side surface of a cylinder or cone. Threaded connections are widely used in various mechanisms (internal combustion engines, etc. products). Their use is due to simplicity, high load-bearing capacity, reliability, as well as the convenience of connecting and disconnecting parts. The calculation of tightened threaded connections operating under alternating stresses is a check calculation. Based on the simplified statement of the problem, the preliminary dimensions of the main elements of the threaded connection are determined. Then the layout of the connecting node is carried out, and after the design is fully determined, they begin to perform the verification calculation. In recent times, we have seen an increase in the interest of designers in the calculations of threaded connections operating under variable stresses. This is explained by the fact that in most mechanisms, in particular in the automotive industry, threaded connections work under variable stresses, but an incorrectly determined margin of strength of threaded connections leads to breakdowns and destruction of mechanisms. Thus, there is a need to study more accurate calculation formulas for determining the margin of strength of threaded connections, which is the result of a verification calculation.