Засоби автоматизації розрахунку параметрів гідродвигуна

Abstract

The article addresses the problem of improving the efficiency of hydraulic system design by automating the calculation of key parameters of hydraulic actuators, which are essential components of volumetric hydraulic drives used in both mobile and stationary machinery. It is noted that the correct selection of the actuator type and its parameters directly influences the overall efficiency of the hydraulic system. Traditional calculation methods, which rely on manual or semi-manual operations, require considerable time and are prone to errors. The aim of the study is to develop a software tool that automates the calculation process of hydraulic actuators based on specified operating characteristics and ensures accurate and rapid computations. The article describes calculation algorithms for hydraulic cylinders (linear motion) and hydraulic motors (rotary motion). For hydraulic cylinders, the methodology includes determining the piston area, calculating the piston and rod diameters, and checking stability. The calculations take into account technological load forces, working chamber pressures, friction forces, and other influencing factors. For hydraulic motors, an algorithm is presented for determining the displacement based on the known torque and pressure, enabling precise parameter selection for the optimal motor type. The developed computer program implements these algorithms as an interactive application that can be used both in the educational process (e.g., during coursework and thesis projects) and in industrial settings. The program features a userfriendly interface, contains a set of reference data, helps avoid common errors associated with manual design, and is useful for engineers, educators, and students. This development supports the digitalization of calculation processes in the fields of hydraulics and mechanical engineering, aligns with the requirements of modern engineering education and practice, and contributes to improving the quality of technical solutions in design.

Розглянуто задачу підвищення ефективності проєктування гідроприводів шляхом автоматизації розрахунку основних параметрів гідродвигунів, які є важливими елементами об`ємних гідроприводів мобільної та стаціонарної техніки. Правильний вибір типу та параметрів гідродвигуна безпосередньо впливає на ефективність роботи всього гідроприводу. Встановлено, що традиційні методи розрахунків, які виконуються без використання відповідних комп`ютерних програм, вимагають значних затрат часу. Метою дослідження є розробка програмного засобу, який дозволить автоматизувати процес визначення параметрів гідродвигуна відповідно до бажаних експлуатаційних характеристик, а також забезпечить точні та швидкі розрахунки. Описано алгоритми розрахунку для гідроциліндрів (поступальний рух) та гідромоторів (обертальний рух). Для гідроциліндрів подано методику визначення площі поршня, розрахунку діаметра поршня і штока, а також перевірки штока на стійкість. Розрахунок враховує сили технологічного навантаження, тиску в робочих порожнинах, сили тертя та інші фактори. Для гідромоторів наведено алгоритм визначення робочого об`єму за відомим крутним моментом і тиском, що дозволяє встановити необхідні параметри для вибору оптимального типорозміру гідромотора. Розроблена комп`ютерна програма реалізує ці алгоритми у вигляді інтерактивного застосунку, що може використовуватись як у навчальному процесі (під час виконання курсових та дипломних робіт), так і у виробництві. Програма має зручний інтерфейс, містить набір довідникових даних, дозволяє уникнути можливих помилок ручного розрахунку і може бути корисна для інженерів-проєктувальників, викладачів та студентів. Розробка сприяє цифровізації процесів розрахунку в сфері машинобудівного гідроприводу.