blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2015-7-501-505blackmet-697Research ArticleИНЖИНИРИНГ В ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИENGINEERING IN FERROUS METALLURGYК РАСЧЕТУ ПАРАМЕТРОВ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИХ МУФТ С ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫМ ПЛАНЕТАРНЫМ ПЕРЕДАТОЧНЫМ МЕХАНИЗМОМTHE PARAMETERS CALCULATION OF HYDROMECHANICAL COUPLINGS WITH THE DIFFERENTIAL PLANETARY TRANSMISSION GEARБородинаМ. Б.BorodinaM. B.

к.т.н., доцент кафедры «Прикладная механика»

309516, Россия, Белгородская область, Старый Оскол, мкр. Макаренко, 42

Cand. Sci. (Eng.), Assist. Professor of the Chair “Applied mechanics”

42, Makarenko, Staryi Oskol, Belgorod Region, 309516 Russia

borodina_marina@mail.ruМироненкоС. В.MironenkoS. V.

аспирант

309516, Россия, Белгородская область, Старый Оскол, мкр. Макаренко, 42

Postgraduate

42, Makarenko, Staryi Oskol, Belgorod Region, 309516 Russia

Старооскольский технологический институт, филиал НИТУ «МИСиС»РоссияStary Oskol Technological Institute of National University of Science and Technology “MISiS”Russian Federation201503102015587501505Copyright © Бородина М.Б., Мироненко С.В., 20152015Бородина М.Б., Мироненко С.В.Borodina M.B., Mironenko S.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/697

Аннотация. Рассмотрены особенности расчета гидромеханических муфт с дифференциальным передаточным механизмом. Приведена схема гидромеханической муфты с дифференциальным планетарным передаточным механизмом и описан принцип ее действия на различных этапах работы привода механизма. Разработана методика расчета параметров, учитывающая особенности конструкции гидромеханических муфт с дифференциальным планетарным передаточным механизмом. Установлено, что жесткость муфты имеет нелинейную характеристику и зависит от давления в гидродемпфере гидросистемы. В результате теоретических исследований были найдены зависимости, позволяющие определить рациональные параметры настройки гидросистемы муфты для эффективной защиты привода механизма.

Abstract. The article describes the features of calculation of hydromechanical couplings with differential gear mechanism. The scheme of hydromechanical coupling with differential planetary gear mechanism and the principle of its operation are described in various stages of operation of the drive mechanism. A calculating method for the parameters of the coupling was developed, taking into account the structural features of hydro-mechanical coupling with the differential planetary gear characteristic depending on the hydraulic pressure in the damper. As a result of theoretical studies the dependences have been established for determining rational settings of hydraulic system of couplings for the effective protection of the drive mechanism.

гидромеханическая муфтадифференциальный передаточный механизмдинамические нагрузкизащита приводапараметры муфтыжесткостькоэффициент динамичностиhydromechanical couplingdifferential geardynamic loadsdrive protectioncoupling parametersstiffnessdynamic factorReferencesПоляков В.С., Барбаш И.Д., Ряховский О.А. Справочник по муфтам. – 2-е изд., испр. и доп. – Л.: Машиностроение, Ленингр. отд., 1979. – 344 с. Polyakov V.S., Barbash I.D., Ryakhovskii O.A. Spravochnik po muftam [Couplings: a manual]. Leningrad: Mashinostroenie, Leningr. otdelenie, 1979 , 344 p. (In Russ.).Поляков В.С., Барбаш И.Д., Ряховский О.А. Справочник по муфтам. – 2-е изд., испр. и доп. – Л.: Машиностроение, Ленингр. отд., 1979. – 344 с. Polyakov V.S., Barbash I.D., Ryakhovskii O.A. Spravochnik po muftam [Couplings: a manual]. Leningrad: Mashinostroenie, Leningr. otdelenie, 1979 , 344 p. (In Russ.).Фокин А.Е., Гавриленко М.Д., Шишкарев М.П. Исследование адаптивной фрикционной муфты с дифференцированными парами трения // Вестник Донского государственного технического университета. 2011. № 1. С. 49 – 56. Fokin A.E., Gavrilenko M.D., Shishkarev M.P. The research of adaptive coupling with differentiated pairs of friction. Vestnik Donskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. 2011, no. 1, pp. 49–56. (In Russ.).Фокин А.Е., Гавриленко М.Д., Шишкарев М.П. Исследование адаптивной фрикционной муфты с дифференцированными парами трения // Вестник Донского государственного технического университета. 2011. № 1. С. 49 – 56. Fokin A.E., Gavrilenko M.D., Shishkarev M.P. The research of adaptive coupling with differentiated pairs of friction. Vestnik Donskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. 2011, no. 1, pp. 49–56. (In Russ.).Кузнецов Н.Г., Нехорошев Д.А., Нехорошев Д.Д., Уточнение параметров упругого элемента в пневмогидравлической муфте сцепления // Аграрная наука. 2011. № 12. С. 25 – 27. Kuznetsov N.G., Nekhoroshev D.A., Nekhoroshev D.D Adjusted parameters of the elastic element in the fl uid coupling. Agrarnaya nauka, 2011, no. 12 , pp. 25–27. (In Russ.).Кузнецов Н.Г., Нехорошев Д.А., Нехорошев Д.Д., Уточнение параметров упругого элемента в пневмогидравлической муфте сцепления // Аграрная наука. 2011. № 12. С. 25 – 27. Kuznetsov N.G., Nekhoroshev D.A., Nekhoroshev D.D Adjusted parameters of the elastic element in the fl uid coupling. Agrarnaya nauka, 2011, no. 12 , pp. 25–27. (In Russ.).Кузнецов Н.Г., Нехорошев Д.А., Воробьева Н.С. Характеристика пневмогидравлической планетарной муфты сцепления // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2009. № 10. С. 28 – 30. Kuznetsov N.G., Nekhoroshev D.A., Vorob’eva N.S. Characteristics of the fl uid planetary coupling. Mekhanizatsiya i elektrifi katsiya sel’skogo khozyaistva, 2009, no. 10, pp. 28–30. (In Russ.).Кузнецов Н.Г., Нехорошев Д.А., Воробьева Н.С. Характеристика пневмогидравлической планетарной муфты сцепления // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2009. № 10. С. 28 – 30. Kuznetsov N.G., Nekhoroshev D.A., Vorob’eva N.S. Characteristics of the fl uid planetary coupling. Mekhanizatsiya i elektrifi katsiya sel’skogo khozyaistva, 2009, no. 10, pp. 28–30. (In Russ.).Роганов Л.Л. О некоторых возможностях гидравлических предохранительных устройств для металлургических машин // Защита металлургических машин от поломок: Сб. научн. тр. – Мариуполь, 1998. Вып. 2. С. 89 – 91. Roganov L.L. O nekotorykh vozmozhnostyakh gidravlicheskikh predokhranitel’nykh ustroistv dlya metallurgicheskikh mashin [Some possibilities of hydraulic safety devices for metallurgical machines]. In: Zashchita metallurgicheskikh mashin ot polomok. Sb. nauch. tr. [Protection of metallurgical machinery from damage. Collection of articles]. Mariupol, 1998. Issue 2, pp. 89–91. (In Russ.).Роганов Л.Л. О некоторых возможностях гидравлических предохранительных устройств для металлургических машин // Защита металлургических машин от поломок: Сб. научн. тр. – Мариуполь, 1998. Вып. 2. С. 89 – 91. Roganov L.L. O nekotorykh vozmozhnostyakh gidravlicheskikh predokhranitel’nykh ustroistv dlya metallurgicheskikh mashin [Some possibilities of hydraulic safety devices for metallurgical machines]. In: Zashchita metallurgicheskikh mashin ot polomok. Sb. nauch. tr. [Protection of metallurgical machinery from damage. Collection of articles]. Mariupol, 1998. Issue 2, pp. 89–91. (In Russ.).Яременко О.В. Ограничивающие гидродинамические муфты. – М.: Машиностроение, 1970. – 224 с. Yaremenko O.V. Ogranichivayushchie gidrodinamicheskie mufty [Limiting hydraulic couplings]. Moscow: Mashinostroenie, 1970, 224 p. (In Russ.).Яременко О.В. Ограничивающие гидродинамические муфты. – М.: Машиностроение, 1970. – 224 с. Yaremenko O.V. Ogranichivayushchie gidrodinamicheskie mufty [Limiting hydraulic couplings]. Moscow: Mashinostroenie, 1970, 224 p. (In Russ.).Шишкарев М.П., Ву Тьен Зунг. К вопросу о нагрузках при срабатывании адаптивных фрикционных муфт // Материалы VI научно-практич. конф. «Инновационные технологии в машиностроении и металлургии». 2014. С. 131 – 142. Shishkarev M.P., Vu T.Z. K voprosu o nagruzkakh pri srabatyvanii adaptivnykh friktsionnykh muft [On the issue of stress in triggered adaptive friction couplings]. In: Materialy VI nauchno-prakticheskoi konferentsii “Innovatsionnye tekhnologii v mashinostroenii I metallurgii” [Proceedings of the VI scientifi c-practical conference “Innovative technologies in machine building and metallurgy”]. 2014, pp. 131–142. (In Russ.).Шишкарев М.П., Ву Тьен Зунг. К вопросу о нагрузках при срабатывании адаптивных фрикционных муфт // Материалы VI научно-практич. конф. «Инновационные технологии в машиностроении и металлургии». 2014. С. 131 – 142. Shishkarev M.P., Vu T.Z. K voprosu o nagruzkakh pri srabatyvanii adaptivnykh friktsionnykh muft [On the issue of stress in triggered adaptive friction couplings]. In: Materialy VI nauchno-prakticheskoi konferentsii “Innovatsionnye tekhnologii v mashinostroenii I metallurgii” [Proceedings of the VI scientifi c-practical conference “Innovative technologies in machine building and metallurgy”]. 2014, pp. 131–142. (In Russ.).Корнеев Ю.С., Корнеева Е.Н., Играшкина Н.А. Применение и выбор пускозащитных муфт в приводах технологических машин // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2014. № 3. С. 3 – 6. Korneev Yu.S., Korneeva E.N., Igrashkina N.A. Application and selection of starting protective couplings in drives of technological machines. Fundamental’nye i prikladnye problemy tekhniki i tekhnologii, 2014, no. 3, pp. 3–6. (In Russ.).Корнеев Ю.С., Корнеева Е.Н., Играшкина Н.А. Применение и выбор пускозащитных муфт в приводах технологических машин // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2014. № 3. С. 3 – 6. Korneev Yu.S., Korneeva E.N., Igrashkina N.A. Application and selection of starting protective couplings in drives of technological machines. Fundamental’nye i prikladnye problemy tekhniki i tekhnologii, 2014, no. 3, pp. 3–6. (In Russ.).Бородина М.Б., Савин Л.А. Адаптивные гидромеханические устройства мехатронных роторных систем // Известия юго-западного государственного университета. 2013. № 1. С. 151 – 155. Borodina M.B., Savin L.A. Adaptive hydromechanical devices of mechatronic rotor systems. Izvestiya yugo-zapadnogo gosudarstvennogo universiteta, 2013, no. 1, pp. 151–155. (In Russ.).Бородина М.Б., Савин Л.А. Адаптивные гидромеханические устройства мехатронных роторных систем // Известия юго-западного государственного университета. 2013. № 1. С. 151 – 155. Borodina M.B., Savin L.A. Adaptive hydromechanical devices of mechatronic rotor systems. Izvestiya yugo-zapadnogo gosudarstvennogo universiteta, 2013, no. 1, pp. 151–155. (In Russ.).Свешников В.К. Станочные гидроприводы: Справочник. – М.: Машиностроение, 1995. – 448 с. Sveshnikov V.K. Stanochnye gidroprivody. Spravochnik [Machine hydraulic drives. Reference book]. Moscow: Mashinostroenie, 1995. (In Russ.).Свешников В.К. Станочные гидроприводы: Справочник. – М.: Машиностроение, 1995. – 448 с. Sveshnikov V.K. Stanochnye gidroprivody. Spravochnik [Machine hydraulic drives. Reference book]. Moscow: Mashinostroenie, 1995. (In Russ.).Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для студ. техн. спец. вузов. – 6-е изд., испр. – М.: Высшая школа, 2000. – 448 с. Dunaev P.F., Lelikov O.P. Konstruirovanie uzlov i detalei mashin: ucheb. posobie dlya tekhn. spets. vuzov [Construction of units and machine parts: manual for tehn. universities]. Moscow: Vysshaya shkola, 2000. (In Russ.).Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для студ. техн. спец. вузов. – 6-е изд., испр. – М.: Высшая школа, 2000. – 448 с. Dunaev P.F., Lelikov O.P. Konstruirovanie uzlov i detalei mashin: ucheb. posobie dlya tekhn. spets. vuzov [Construction of units and machine parts: manual for tehn. universities]. Moscow: Vysshaya shkola, 2000. (In Russ.).Решетов Д.Н. Детали машин: Учебник для студентов машиностроительных и механических специальностей вузов – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1989. – 496 с. Reshetov D.N. Detali mashin: Uchebnik dlya studentov mashinostroitel’nykh i mekhanicheskikh spetsial’nostei VUZov [Machine parts: the textbook for students of engineering and mechanical specialties of universities]. Moscow: Mashinostroenie, 1989. 496 p. (In Russ.).Решетов Д.Н. Детали машин: Учебник для студентов машиностроительных и механических специальностей вузов – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1989. – 496 с. Reshetov D.N. Detali mashin: Uchebnik dlya studentov mashinostroitel’nykh i mekhanicheskikh spetsial’nostei VUZov [Machine parts: the textbook for students of engineering and mechanical specialties of universities]. Moscow: Mashinostroenie, 1989. 496 p. (In Russ.).Навроцкий К.Л. Теория и проектирование гидро- и пневмоприводов. – М.: Машиностроение, 1991. – 384 с. Navrotskii K.L. Teoriya i proektirovanie gidro- i pnevmoprivodov [Theory and design of hydraulic and pneumatic drives]. Moscow: Mashinostroenie. 1991. 384 p. (In Russ.).Навроцкий К.Л. Теория и проектирование гидро- и пневмоприводов. – М.: Машиностроение, 1991. – 384 с. Navrotskii K.L. Teoriya i proektirovanie gidro- i pnevmoprivodov [Theory and design of hydraulic and pneumatic drives]. Moscow: Mashinostroenie. 1991. 384 p. (In Russ.).Бородина М.Б., Булавин К.А., Мироненко С.В. Рациональные параметры гидромеханической муфты с винтовым исполнительным механизмом, демпфирующей внезапно приложенные нагрузки // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2014. № 6. С. 70 – 74. Borodina M.B., Bulavin K.A., Mironenko S.V. Rational parameters of hydromechanical coupling with screw actuator damping the suddenly applied loads. Fundamental’nye i prikladnye problemy tekhniki i tekhnologii, 2014, no. 6, pp. 70–74. (In Russ.).Бородина М.Б., Булавин К.А., Мироненко С.В. Рациональные параметры гидромеханической муфты с винтовым исполнительным механизмом, демпфирующей внезапно приложенные нагрузки // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2014. № 6. С. 70 – 74. Borodina M.B., Bulavin K.A., Mironenko S.V. Rational parameters of hydromechanical coupling with screw actuator damping the suddenly applied loads. Fundamental’nye i prikladnye problemy tekhniki i tekhnologii, 2014, no. 6, pp. 70–74. (In Russ.).Бородина М.Б., Мироненко С.В., Шевченко Б.А. Моделирование динамики работы гидромеханической муфты с планетарным дифференциальным передаточным механизмом // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2014. № 2. С. 44 – 50. Borodina M.B., Mironenko S.V., Shevchenko B.A. The modeling of work dynamics of hydromechanical coupling with differential planetary gear mechanism. Fundamental’nye i prikladnye problem tekhniki i tekhnologii. 2014, no. 2, pp. 44–50. (In Russ.).Бородина М.Б., Мироненко С.В., Шевченко Б.А. Моделирование динамики работы гидромеханической муфты с планетарным дифференциальным передаточным механизмом // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2014. № 2. С. 44 – 50. Borodina M.B., Mironenko S.V., Shevchenko B.A. The modeling of work dynamics of hydromechanical coupling with differential planetary gear mechanism. Fundamental’nye i prikladnye problem tekhniki i tekhnologii. 2014, no. 2, pp. 44–50. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.