Вісники НТУ "ХПІ"

Постійне посилання на розділhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/2494

З 1961 р. у ХПІ видається збірник наукових праць "Вісник Харківського політехнічного інституту".
Згідно до наказу ректора № 158-1 від 07.05.2001 року "Про упорядкування видання вісника НТУ "ХПІ", збірник був перейменований у Вісник Національного Технічного Університету "ХПІ".
Вісник Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут" включено до переліку спеціалізованих видань ВАК України і виходить по серіях, що відображають наукові напрямки діяльності вчених університету та потенційних здобувачів вчених ступенів та звань.
Зараз налічується 30 діючих тематичних редколегій. Вісник друкує статті як співробітників НТУ "ХПІ", так і статті авторів інших наукових закладів України та зарубіжжя, які представлені у даному розділі.

Переглянути

Результати пошуку

Зараз показуємо 1 - 9 з 9

Design specifics of a built-in diagnostic system for hydraulic machines
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Fatyeyev, Oleksandr; Fatieieva, Nadiia; Poliakov, Valerii; Shyian, Anatolii; Radchenko, Oleksandr
The basis for obtaining information about the object of diagnosis is technical diagnostic tools, which involve measuring operations of various parameters, the totality of which is the basis of the diagnostic process. Diagnostic tools are divided into external, portable (mobile) and built-in. Built- in technical diagnostic tools are considered. The built-in diagnostic system (BDS) is an autonomous complex for automatic checking of the degree of operability and serviceability of units and the hydraulic drive as a whole, which allows, within limited limits, to localize some faults based on the results of monitoring diagnostic and functional parameters in operational or special test modes, and the diagnostic results can be presented to the operator or accumulated for further processing. Compared to other built-in diagnostic tools, BDSs are the most complex and relatively new devices. They are in the process of development, prototyping, and experimental research. A set of diagnostic equipment was designed, namely: designing a unit of measuring instrumentation; designing a load device for diagnosing pumps and taking load characteristics directly at the facility. The designed set of diagnostic devices is used as an integrated diagnostic system (due to built-in sensors), as well as a separate diagnostic complex due to the ability to connect external sensors. The values of the diagnostic parameters measured by this complex can be recorded on an internal memory card or transferred via wireless Bluetooth to a PC or Android device (smartphone, tablet) for further processing. A study was also carried out to assess the strength of the hydrotester body using a computational and analytical method (using the finite element method in the Ansys Static Structural environment), which is equivalent to full-scale testing in terms of boundary conditions and achievable results. Based on the calculation results, it is possible to assert that the choice of material and structural dimensions of the designed device were chosen rationally.
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.
Методи та засоби діагностування насосів і гідромоторів за коефіцієнтом корисної дії
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Фатєєв, Олександр Миколайович; Фатєєва, Надія Миколаївна; Поляков, Валерій Валерійович
Для визначення технічного стану елементів гідроприводів під час експлуатації пропонується вибрати спосіб контролю, який забезпечує ефективну оцінку за найменших витрат і дозволяє визначати ті параметри, зміна яких під час експлуатації призводить до максимальних втрат. Крім того, обрані параметри мають давати змогу здійснювати контроль технічного стану елементів гідроприводу без зняття їх з машини і без розбирання. Цим вимогам, насамперед, відповідає контроль технічного стану гідроприводу за коефіцієнтом корисної дії. Розглянуто визначення загальних втрат, гідромеханічних втрат та об'ємних втрат. Показано, що можна визначити як загальний енергетичний коефіцієнт корисної дії, так і гідромеханічний коефіцієнт корисної дії, оцінити втрати за вказаними рівняннями, з урахуванням ефекту стисливості робочої рідини. Для визначення реальних параметрів гідросистем та для оцінки фактичних показників коефіцієнта корисної дії був використаний комплект засобів діагностики гідравлічних систем, розроблений кафедрою "Гідравлічні машини ім. Г. Ф. Проскури", за допомогою якого параметри, які вимірюються, можуть бути записані на внутрішню карту пам'яті або передані через бездротовий Bluetooth зв'язок на персональний комп'ютер PC або Android-пристрій (смартфон, планшет) для подальшої обробки. Наведена схема для випробування насосів з відкритим та закритим контурами, а також схема випробування гідромоторів. В наведених схемах вказано на яких позиціях можливо використовувати даний комплект. Наведені теоретичні залежності, спільно з обробленими даними, та отриманими за допомогою розробленого комплекту засобів діагностики, дозволяють визначити та побудувати реальні характеристики агрегатів з урахуванням втрати потужності, яка може змінюватися в залежності від рівня тиску, температури рідини і кількості повітря, розчиненого в рідині.
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).

Вісники НТУ "ХПІ"

Переглянути

Фільтри

Налаштування

Сортувати за

Результатів на сторінку

Результати пошуку