Кафедра "Гідравлічні машини ім. Г. Ф. Проскури"

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/2767

Офіційний сайт кафедри http://web.kpi.kharkov.ua/gdm

Від 2021 року кафедра має назву "Гідравлічні машини імені Г. Ф. Проскури", попередня назва – "Гідравлічні машини" (від 1930 року).

Кафедра заснована на основі гідравлічної лабораторії у 1914 році академіком Г. Ф. Проскурою, первісна назва – кафедра гідромеханіки. У 1923 році була створена кафедра “Авіації”, якою керував також Г. Ф. Проскура, на базі якої в 1930 році був створений Харківський авіаційний інститут (нині Національний аерокосмічний університет “ХАІ”), а кафедра гідромеханіки перейменована в кафедру “Гідравлічні машини”. 2 липня 2021 року кафедра перейменована на честь Георгія Федоровича Проскури – видатного вченого, засновника наукової школи гідромашинобудування і авіації в Україні, члена Президії і голови Відділення технічних наук АН України, заслуженого діяча науки і техніки.

Кафедра "Гідравлічні машини імені Г. Ф. Проскури" готує майбутніх фахівців нової генерації в галузі цифрової гідравліки, гідравлічних машини та гідропневмоприводів, що використовуються практично в усіх галузях промисловості.

Кафедра входить до складу Навчально-наукового інституту механічної інженерії і транспорту Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут".

У складі науково-педагогічного колективу кафедри працюють 2 доктора технічних наук, 10 кандидатів технічних наук; 2 співробітника мають звання професора, 8 – доцента.

Переглянути

Результати пошуку

Зараз показуємо 1 - 8 з 8

Технології гідростатичних випробувань у металургійній промисловості
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Фатєєв, Олександр Миколайович; Фатєєва, Надія Миколаївна; Красильник, Анатолій Володимирович; Шиян, Анатолій Вадимович; Поляков, Валерій Валерійович
Розробка нових випробувальних пресів обґрунтована вимогами сучасних технологій видобутку нафти з надглибоких свердловин і сланцевого газу до перевірки міцності труб в бік збільшення випробувального тиску. Алгоритм гідростатичних випробувань полягає в тому, що на кінці труби насувають випробувальні голівки, які герметизують внутрішню порожнину труби. Потім трубу наповнюють водяною емульсією і збільшують тиск цієї емульсії до величини, встановленої нормативними документами. Для гідростатичного випробування труб нафтогазового сортаменту високим тиском найбільше переваг має спосіб зовнішньої герметизації труб за допомогою сегментних манжет. Механічне обладнання для випробування має враховувати компенсацію осьових зусиль від дії тиску випробувальної рідини в середині труби, для цього рама преса має бути силовою. Розглянуто найбільш розповсюджену силову схему випробувальних пресів, в яких всі осьові сили, які виникають внаслідок дії тиску рідини всередині труби на випробувальні голівки, компенсуються силами реакції в силових колонах. Передню голівку роблять жорстко зв'язаною з колонами, а задню голівку розміщують на рухомій каретці для компенсації немірності довжини труби. В робочому положенні задня каретка фіксується на колонах спеціальними замковими механізмами. Підвищення якостіпроведення випробування доцільно розглядати за рахунок удосконалення конструкції елементів гідравлічної системи та дослідження процесів при підйомі та утриманні високого тиску. Випробувальний тиск в середині труби створюється переважно за допомогою гідромультиплікатора тиску. Параметри мультиплікатора: коефіцієнт мультиплікації, діаметр поршня та робочий хід вибирають в залежності від потрібного випробувального тиску, довжини та діаметрів труб, що піддаються випробуванню. Дослідження гідросистем високого тиску мультиплікаторного типу наразі представляють особливий інтерес.
Reliability of hydropneumodrives for metal cutting equipment
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Fatieieva, N. M.; Fatyeyev, O. M.; Poliakov, V. V.
The reliability of hydropneumodrives largely determines the safety of machine tools, metal cutting equipment, the movement of transport vehicles, and the flight of modern passenger aircraft, and their failures can in some cases lead to accidents. The design stage is crucial in ensuring reliability. The main tasks of reliability research and calculation at this stage can be divided into three groups. First, it is a justification of reliability requirements for the main elements of the hydraulic pneumatic actuator (the task of reliability norming). This task is solved at an early stage of design and involves the preliminary development of the unit structure and justification of design principles. Secondly, it is to ensure the reliability of the elements and the unit as a whole. This group of tasks includes research and quantitative assessment of the efficiency of possible ways to ensure reliability; selection of basic design characteristics, statistical reserves of durability and longevity, stability reserves and other indicators; comparative analysis of options and selection of optimal designs. Thirdly, these are control calculations of the unit's reliability according to the design documentation. Algorithms for the distribution of normalised reliability indices at the design stage for hydropneumodrives implemented by the standard positional structure method and the minimisation method are obtained. Algorithms allow already at the early stages of hydropneumodrive design to normalise reliability indices, which makes it possible to obtain optimal solutions of reliability issues at the subsequent stages of development of the drive life cycle. The methods of calculation and determination of design relations for finding quantitative characteristics of failure-free indices of designed hydropneumodrives, implemented by the method of standard positional structure and the method of minimisation, are selected, which allows designing highly reliable hydropneumodrives for new metal cutting equipment. Evaluation of reliability indicators of hydropneumodrives at the stage of preliminary design allows to make a rational choice of structural scheme and parameters, to select appropriate materials and elements of scheme realisations.
Advantages of using hydraulic equipment of modular mounting in the modernization of machine hydrosystems
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Fatieieva, N. M.; Fatyeyev, O. M.; Ponomarov, Vladyslav
With each passing year, automation schemes that use hydraulics are becoming more and more complex. With the large number of hydraulic devices in the scheme, replacing threaded connections with other methods of mounting becomes very important. The analysis of building and mounting of hydraulic drives and hydraulic units on the example of metal-cutting machines, namely: round saw and turret lathe. The analysis shows that the optimal variant of pipeless mounting of hydraulic drives is mounting with the use of modular and butt hydraulic equipment. The main advantages of modular mounting are: reducing the number of pipelines and their connections; increasing drive rigidity, reducing noise; compactness, small size and weight; reducing labor costs and time for design and manufacture of the drive; convenience of operation, the ability to quickly reconfigure the drive, replace the failed unit without disassembly of the hydraulic drive; unification of mounting plates and hydraulic panels; increasing their seriality. In addition, with this type of mounting, there is always a constant distance between the individual devices and regulating bodies of different apparatuses that make up a typical element of a hydraulic system (its structural contour). This makes it possible to determine in advance the characteristics, properties and "behavior" not of individual hydraulic apparatuses included in the hydraulic system of the machine drive, but of groups of apparatuses that make up typical modular units. We have an opportunity to judge the characteristics of the hydraulic drive of the machine as a whole already at the stage of its design by predetermined characteristics of typical elements (modular units) included in the hydraulic system of the machine, which will significantly reduce the time for designing, debugging and launching the drive in production. The group of metalworking equipment, in which the hydraulic drive on the basis of modular and butt hydraulic equipment is easily performed, includes: turning group machines; drilling and boring machines; grinding group machines; broaching machines; cutting machines, milling machines and other special machines. Justified selection of the nomenclature of normalized hydrostations, modular and butt hydraulic apparatuses and other unified elements can solve the problem of creating up to 70–75 % of the manufactured hydraulic drives completely based on unified units.
Synthesis and analysis of control schemes of hydropneumatic drives
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Lynnyk, Aleksandr; Cherkashenko, M. V.; Fatieieva, Nadezhda; Fatyeyev, Aleksandr; Ponomarov, Vladyslav
The method of analysis of circuits of hydropneumatic actuators is offered, which allows to detect and eliminate existing design errors, mainly related to the inconsistency of inputs operating between technological operations and "power struggle" on actuators, as well as the method of synthesis to obtain the scheme, which contains close to the minimum number of logical elements. A formalized method of analysis of control circuits of hydropneumatic actuators is proposed, which allows to detect and eliminate errors possible during synthesis. Equations of output functions and internal states of the system are written directly according to the scheme of the hydropneumatic drive by the method of standard positional structure and from the matrix of correspondences by the method of minimization. Error detection is carried out by determining the correctness of the graph of operations, analysis of the input sequence, the correctness of the matrix of correspondences and the corresponding system of equations. The efficiency of using the matrix of correspondences of M. Cherkashenko for the analysis of schemes is shown, the dimension of which does not depend on the number of inputs and outputs, but only on the number of transitions between technological operations. The proposed method is an effective means of detecting errors, inaccuracies, performance checks, rational construction of circuits, and can be widely used by designers of control systems for hydropneumatic actuators, as well as university students in the study of methods of construction of circuits.
Вплив складу та реології нафтової продукції на роботу штангової насосної установки
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Шевченко, Наталія Григорівна; Фатєєва, Надія Миколаївна; Іващенко, Владислава Юріївна; Фатєєв, Олександр Миколайович
Розглянуто експлуатацію нафтових свердловин із застосуванням штангових глибинних насосів. Досліджено, що склад і властивості середовищ, що перекачуються, істотно впливають на робочі параметри насосного обладнання, приводять до підвищення енергетичних витрат на підйом продукції, зриву подачі та іншим технічним проблемам. Продукція свердловин є суміш нафти, води та газу – газорідинна суміш. Зміна пластових умов (тиск та температура) уздовж свердловини змінює об'ємну частку вільного/розчиненого газу у нафті та фізичні властивості газорідинної суміші. Проведено огляд промислових реологічних показників водонафтової суміші при механізованому видобутку нафти. Аналіз показав, що зміна об'ємної концентрації води в нафті у діапазоні 50–80 % сприяє зміні реологічних показників та приводить до підвищенняв'язкості. Прийнято допущення, що нелінійну в'язку модель водонафтової емульсії типу Гершеля-Балклі можна описати узагальненою ньютонівської моделлю з введенням ефективної в'язкості. Для дослідження складу нафтової продукції на ефективність роботи насосної установки розглянуто наступні взаємопов'язані задачі. Перша – визначити залежності зміни гідродинамічних характеристик нафтогазового потоку у свердловині, динамічного рівня та місця установки насоса. На пластові умови на прийомі у насос провести розрахунки робочих характеристик штангового насоса. Для обраної конструкції колони штанг визначити напругу у точці підвісу штанг – перевірка забезпечення міцності. Розрахувати основні енергетичні показники всієї насосної установки. Розв'язання цих завдань виконано за допомогою програмного комплексу. У роботі удосконалена методика визначення ефективної в'язкості з урахуванням зміни реології промислових даних. У роботі проведено дослідження зміни об'ємної долі вільного газу та води у нафтогазової продукції на глибину установки насоса, динамічний рівень, тиск у насосі, режимні параметри насоса. Надано результати аналізу впливу зміни структурної в'язкості водонафтової продукції на параметри всієї насосної установки.
Прогнозування режиму роботи багатоступеневого відцентрового насосу при реальних умовах експлуатації нафтогазових свердловин
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Шевченко, Наталія Григорівна; Шудрик, Олександр Леонідович; Фатєєва, Надія Миколаївна; Фатєєв, Олександр Миколайович; Пономарьов, Владислав Анатолійович
У реальних умовах експлуатації нафтогазових свердловин продукцією заглибних насосів є суміш пластової нафти, води та газу – газорідинна суміш. Проведено інформаційний огляд роботи заглибних відцентрових насосів на реальні умови експлуатації. Розглянута математична модель сумісної роботи пласта, свердловини та заглибного насоса. Для прогнозування режиму роботи насоса у нафтової свердловини були розглянуті наступні задачі: визначення фізичних характеристик газорідинної суміші при відповідних термодинамічних умовах; розподіл тиску по свердловині від вибою до гирла та й у насосно-компресорних трубах; визначення оптимальної глибини установки насоса з урахуванням вхідного об'ємного вмісту газу; перерахунок енергетичних характеристик електропровідного відцентрового насоса на пластові умови експлуатації; визначення режиму сумісної роботи свердловини та електропровідного відцентрового насоса за фактичними даними роботи свердловини. За допомогою інтегрованого середовища розробки вільного програмного забезпечення Lazarus створено автономні модулі з графічним інтерфейсом. Вихідні дані можна ввести вручну або імпортувати із зовнішнього текстового файлу. Результати розрахунків представлені у вигляді графіків, а також є можливість вивести в файли для подальшого їх аналізу. Проведено адаптацію програмних модулів для умов експлуатації свердловин НГВУ «Охтирканафтогаз». Проведена оцінка впливу глибини установки насоса на режим роботи насоса та його енергетичні параметри. У роботі удосконалена математична модель визначення енергетичних характеристик багатоступеневого відцентрового насосу. Рух нафтогазової суміші у багатоступеневому насосі характеризується безперервним зростанням тиску й температури, зміною дійсної об'ємної фази газу, в'язкості, щільності уздовж насоса. У зв'язку із цим, для розрахунків енергетичних характеристик багатоступеневого насоса необхідно дотримуватися перерахування гідродинамічних параметрів потоку кожної ступені вздовж насосу. Прийнято, що процес розчинення газу аналогічний процесу розгазування. Проведено дослідження трьох варіантів компоновки ступенів заглибного відцентрового насоса, що дозволило отримати підвищення енергетичних показників насоса.
Динамічний аналіз позиційних пневмоагрегатів
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Фатєєв, Олександр Миколайович; Фатєєва, Надія Миколаївна; Шевченко, Наталія Григорівна
Розглянуто аналіз динаміки позиційного пневмоагрегата, реалізованого на дискретній апаратурі. Для цього розроблено математичну модель роботи системи позиційних пневмоагрегатів з програмованими електронними блоками управління, що дозволяє враховувати особливості системи пневмоагрегатів, й включає математичні моделі виконавчого механізму, модель ліній управління й модель системи управління з врахуванням реального масштабу часу. В результаті досліджень розроблено методику оцінки функціональних можливостей пневмоагрегата, з точки зору його динаміки, що дозволяє оцінити в якій мірі даний пневмоагрегат може забезпечити виконання потрібних за технологічним процесом характеристик, таких як: швидкодія, вантажопідйомність, точність відпрацювання задаючого сигналу та ін. Ця задача була вирішена на базі зворотної задачі динамічного розрахунку пневмоагрегата, яка полягала в знаходженні конструктивних параметрів за заданими технічними характеристиками, для цього була визначена функція позиціювання, що описується для семи та одинадцяти інтервалів руху і яка відповідає таким вимогам позиційного пневмоагрегата: нерозривність значень основних параметрів руху – переміщення, швидкості, прискорення; стійкість розгону і гальмування, що полягає в рівності нулю значень швидкості і прискорення в початковий і кінцевий моменти руху; мінімальність перевантажень, що складається в забезпеченні мінімальності значень прискорення протягом усього періоду руху пневмоагрегата; максимальна продуктивність, що полягає в забезпеченні мінімальності часу руху. На підставі функції позиціювання отримано закони руху вихідної ланки позиційного пневмоагрегата, що дозволяє забезпечити задані технічні характеристики, та забезпечує плавний розгін вихідної ланки пневмоагрегата, потім його рух із постійною швидкістю та плавне гальмування із зупинкою в точці позиціювання. Для використання отриманих результатів при проектуванні розроблена програма в середовищі MATLAB.
Оценка показателей надежности гидрооборудования с учетом влияния величины рабочего давления
(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Фатеева, Надежда Николаевна; Фатеев, Александр Николаевич
Классификация и анализ отказов, а также описание механизма формирования отказов показывают, что наиболее существенными эксплуатационными факторами, влияющими на изменение показателей надежности, являются давление рабочей жидкости (эксплуатационная нагрузка) и состояние рабочей жидкости (степень ее загрязнения). При оценке показателей надежности гидрооборудования следует иметь в виду, что по отношению к величине нагрузки все элементы гидрооборудования могут быть укрупненно разделены на три группы: узлы и пары трения, приводящие к отказам из-за наступления предельного состояния этих элементов по износу; элементы, отказ которых наступает вследствие усталостных разрушений; элементы, отказы которых наступают независимо от величины нагрузки, и связаны с кинематическими и динамическими характеристиками конструкции (инерционные силы, волновые процессы). Рассмотрено влияние давления рабочей жидкости (эксплуатационная нагрузка) при оценке показателей надежности на этапе проектирования на все три группы элементов. Для определения параметров гидросистем на этапе эксплуатации для оценки фактических показателей надежности, был использован комплект средств диагностики гидравлических систем, разработанный Объединением Предприятий Корпорацией «Гидроэлекс» совместно с кафедрой «Гидравлические машины им. Г. Ф. Проскуры», с помощью которого измеряемые параметры могут быть записаны на внутреннюю карту памяти или переданы через беспроводную Bluetooth связь на персональный компьютер PC или Android-устройство (смартфон, планшет) для последующей обработки. Приведенные теоретические зависимости совместно с обработанными данными, полученными с помощью разработанного комплекта средств диагностики, позволяют определить количественные зависимости отказов и проводить оценку показателей надежности работы гидрооборудования в реальных условиях эксплуатации (с учетом эксплуатационных нагрузок).