Panchenko I. Peculiarities of calculation and design of rotor systems of planetary hydraulic motors

Українська версія

Thesis for the degree of Candidate of Sciences (CSc)

State registration number

0425U000254

Thesis Registration Form

0425U000254.pdf

Applicant for

Specialization

  • 05.05.17 - Гідравлічні машини та гідропневмоагрегати

18-09-2025

Specialized Academic Board

Д 64.050.11

National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute"

Essay

Dissertation for the degree of Candidate of Technical Sciences in the specialty 05.05.17 “Hydraulic machines and hydropneumatic units”. – National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute» of the Ministry of Education and Science of Ukraine, Kharkiv, 2025. Specialized Academic Council D 64.050.11. The dissertation is devoted to solving the current scientific and practical problem of improving the output characteristics of planetary hydraulic motors by improving the calculation and design of their rotor systems. The work analyzes the design features of planetary hydraulic machines, with an emphasis on identifying key elements that affect their output characteristics. The kinematics of the cycloidal gearing are studied, mathematical models are developed that describe the relationship between the geometric parameters of the rotor system and the functional characteristics of planetary hydraulic motors. The choice of the diametrical gap as the main diagnostic parameter is justified, and the critical values of the diametrical gap are determined. Structural-functional schemes are created for modeling changes in the technical condition of planetary hydraulic motors under operating conditions. Mathematical models are developed to assess the impact of wear (increase in the diametrical gap) on the output characteristics of the planetary hydraulic motor. The results of mathematical modeling confirmed the theoretical premises that the diametrical gap is a key functionally justified indicator that determines the technical condition of the cycloidal gearing and the planetary hydraulic motor as a whole. Methods and tools for diagnosing planetary hydraulic motors have been developed, allowing for monitoring their technical condition. Devices have been developed for comprehensive monitoring of the manufacturing accuracy of cycloidal gear parts, allowing for the detection of deviations from design parameters at the early stages of production, which significantly increases the reliability of hydraulic motors. Experimental studies of changes in the initial characteristics of a planetary hydraulic motor were evaluated based on the results of comparative tests of planetary hydraulic motors with serial and modernized rotor systems. The conducted experimental studies confirmed the theoretical conclusions and results of mathematical modeling. The conducted research is aimed at solving an important scientific and practical problem of predicting the technical condition of planetary hydraulic machines, taking into account wear, errors in the shape of the rotor gear profile and diametrical gap. The developed mathematical models, experimentally confirmed results and proposed control and diagnostic methods are of scientific value and have practical significance. The research results allow improving the initial characteristics of planetary hydraulic motors by improving the calculation and design of their rotor systems. Keywords: planetary hydraulic motor, outer rotor, cycloidal gearing, outer rotor, inner rotor, diametrical gap, wear, manufacturing error, technical condition

Read more

Research papers

1. Voloshina A., Panchenko A., Boltyansky О., Panchenko I., Titova O. Justification of the Kinematic Diagrams for the Distribution System of a Planetary Hydraulic Motor. International Journal of Engineering and Technology. ISSN 2227524X. 2018. Vol. 7 (4.3). Р. 6–11. https://doi.org/10.14419/ijet.v7i4.3.19544 (Входить до наукометричної бази Scopus).

2. Panchenko А., Voloshina А., Titova O., Panchenko I., Zasiadko A. (2021) The Study of Dynamic Processes of Mechatronic Systems with Planetary Hydraulic Motors. InterPartner 2020: Advanced Manufacturing Processes II. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer. ISSN 21954356. 2021. Р. 704-713. https://doi.org/10.1007/978-3-030-68014-5_68 (Входить до наукометричної бази Scopus).

3. Panchenko А., Voloshina А., Luzan, P., Panchenko I., Volkov S. Kinematics of motion of rotors of an orbital hydraulic machine. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. ISSN 17578981. 2021. 1021 (1). 012045. https://doi.org/10.1088/1757-899X/1021/1/012045 (Входить до наукометричної бази Scopus).

4. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А., Пастушенко С.І. Дослідження впливу похибки форми виготовлення роторів на вихідні характеристики планетарних гідромоторів. Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. Мелітополь: ТДАТУ. 2019. Вип. 19. Т. 4. С. 33-48. https://doi.org/10.31388/2078-0877-19-4-33-48 (Наказ МОН України №1523 від 29.12.2014 р.).

5. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А. Надійність конструкції роторів планетарного гідромотора. Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. Мелітополь: ТДАТУ. 2020. Вип. 20. Т. 1. С. 82-92. https://doi.org/10.31388/2078-0877-20-1-82-92 (Наказ МОН України № 409 від 17.03.2020 р.).

6. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А., Засядько А.І. Прогнозування зміни вихідних характеристик при проектуванні планетарного гідромотора. Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. Мелітополь: ТДАТУ. 2020. Вип. 20. Т. 4. С. 91-105. https://doi.org/10.31388/2078-0877-2020-20-4-91-105 (Наказ МОН України № 409 від 17.03.2020 р.).

7. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А., Волошин А.А., Нестеренко К.В. Вплив конструктивних особливостей системи роторів планетарного гідромотору на зміну його вихідних характеристик. Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. Мелітополь: ТДАТУ. 2021. Вип. 21. Т. 4. С. 61-77. https://doi.org/10.31388/2078-0877-2021-21-2-61-77 (Наказ МОН України № 409 від 17.03.2020 р.).

8. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А., Волошин А.А. Вплив величини діаметрального зазору на кінематику руху внутрішнього ротора орбітального гідромотора. Науковий вісник Таврійського державного агротехнологічного університету. Запоріжжя: ТДАТУ. 2023. Вип. 13. Т. 1. https://doi.org/10.31388/2220-8674-2023-1-3 (Наказ МОН України № 409 від 17.03.2020 р.).

9. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А., Холод І.М., Волошин А.А. Вплив похибки зубчастого профілю роторів планетарного гідромотора на його технічний стан. Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. Запоріжжя: ТДАТУ. 2025. Вип. 25. Т. 1. С. 36-44 https://doi.org/10.32782/2078-0877-2025-25-1-5 (Наказ МОН України № 409 від 17.03.2020 р.).

10. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А. Дослідження впливу геометричних параметрів витискувальних систем на вихідні характеристики гідрообертачів планетарного типу. Промислова гідравліка і пневматика: Матеріали XV Міжнародної науково-технічної конференції (Мелітополь, 17-19 вересня 2014 року). Мелітополь. 2014. С. 95.

11. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А. Методологія проектування елементів витискувальних систем гідрообертачів планетарного типу. Гідроаеромеханіка в інженерній практиці: Матеріали XX Міжнародної науково-технічної конференції (Київ, 26-29 травня 2015 року). Київ. 2015. С. 133-134.

12. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А. Стенд для випробувань уніфікованого ряду гідравлічних обертачів планетарного типу. Гідроаеромеханіка в інженерній практиці: Матеріали XXІ Міжнародної науково-технічної конференції (Київ, 24-27 травня 2016 року). Київ. 2016. С. 147-149.

13. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А. Особливості моделювання робочих процесів, що відбуваються в гідрообертачах планетарного типу, які працюють у складі гідроагрегату. Промислова гідравліка і пневматика: Промислова гідравліка і пневматика: Матеріали XVІІІ Міжнародної науково-технічної конференції (Вінниця, 3-6 жовтня 2017 року). Вінниця. 2017. С. 45-47.

14. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А. Універсальна модель мехатронної системи з гідравлічним приводом. Промислова гідравліка і пневматика: Матеріали XІХ Міжнародної науково-технічної конференції (Львів, 25-28 вересня 2018 року). Львів. 2018. С. 57-59.

15. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А. Покращення функціональних параметрів планетарного гідромотора шляхом удосконалення його витискувальної системи. Промислова гідравліка і пневматика: Матеріали XХ Міжнародної науково-технічної конференції (Київ, 22-25 жовтня 2019 року). Київ. 2019. С. 77-78.

16. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А. Дослідження впливу виготовлення роторів на вихідні характеристики орбітального гідромотора. Промислова гідравліка і пневматика: Матеріали XХІ Міжнародної науково-технічної конференції (Київ, 30 листопада – 2 грудня жовтня 2020 року). Київ. 2020. С. 46-47.

17. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А., Шепель А. Математична модель робочих процесів, що відбуваються в мехатронній системі з гідравлічним приводом. Гідроаеромеханіка в інженерній практиці: Матеріали XXVI Міжнародної науково-технічної конференції (Київ, Херсон 7-10 вересня 2021 року). Херсон. 2021. С. 312-315.

18. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А., Дроздов О. Динаміка зміни функціональних параметрів мехатронної системи з гідравлічним приводом з урахуванням експлуатаційних умов. Промислова гідравліка та пневматика: Матеріали XXІI Міжнародної науково-технічної конференції АСПГП (Київ, 17-18 листопада 2021 року). Київ. 2021. С. 89-93.

19. Панченко А.І., Волошина А.А., Панченко І.А., Засядько А.І., Оберніхін Ю.П., Гуйва С.Д. Планетарно-роторний гідромотор : патент на корисну модель 94047 Україна, F04C 2/08; u201405340; заяв. 19.05.2014; опубл. 27.10.2014; Бюл. № 20. 5 с.

20. Панченко А.І., Гуйва С.Д., Волошина А.А., Панченко І.А., Леус Г.В. Спосіб контролю зубчастих коліс планетарних гідромашин : патент на корисну модель 122059 Україна, F04C 2/08; u201706639; заяв. 27.06.2017; опубл. 26.12.2017; Бюл. № 24. 5 с.

21. Панченко А.І., Гуйва С.Д., Волошина А.А., Панченко І.А., Мілаєва І.І. Прилад для контролю зубчастих коліс планетарних гідромашин : патент на корисну модель 131510 Україна, F04C 2/08; и201803759; заяв. 06.04.2018; опубл. 25.01.2019; Бюл. № 2. 6 с.

22. Панченко А.І., Гуйва С.Д., Волошина А.А., Панченко І.А., Болтянський О.В. Прилад для контролю зубчастих коліс планетарних гідромашин : патент на корисну модель 131511 Україна, F04C 2/08; u201803763; заяв. 06.04.2018; опубл. 25.01.2019; Бюл. № 2. 4 с.

23. Панченко А.І., Волошина А.А., Кюрчев С.В., Кюрчев В.М., Тітова О.А., Панченко І.А. Планетарно-роторний гідромотор : патент на корисну модель 155350 Україна, F04C 2/08; u202204504; заяв. 30.11.2022; опубл. 21.02.2024; Бюл. № 8. 6 с.

Read more

Files

Dissertation.pdf

autoreferat-Avtoreferat.pdf

Similar theses

0525U000268

Vadym Baha

Scientific fundamentals of hydromechanical processes for abrasive-jet machining of surfaces

0421U101047

Moskalenko Vladyslav V.

Improving the operational characteristics of type D pumps by reducing the intensity of pressure pulsations in their flowing part

0420U100279

Chmuzh Yaroslav V

Substantiation of the parameters of low-speed high-torque hydraulic motors based on cylinders.

0420U100282

Moloshnyi Oleksandr M.

Influence of the inlet device construction of the sealless close coupled pump with a hollow shaft on its working process and characteristics

0420U100281

Vitalii Panchenko

Improve the technical level of the torque flow pump by improving the geometry of the impeller