Прокопенко Д.П. Аналіз і синтез механізмів з фрагментами кінематичного ланцюга, які замкнені рухомими ланками. ‒ Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 131 «Прикладна механіка» (13 – Механічна інженерія). – Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, Івано-Франківськ, 2021.
Об’єкт дослідження – закономірності існування механізмів на базі кінематичних ланцюгів фрагмент яких замкнений рухомими ланками, що містять тіла кочення.
Предмет дослідження – механізми з контуром кінематичного ланцюга, замкненими фрагментами рухомих ланок, що містять тіла кочення.
Існує цілий клас пристроїв у вигляді концентричних і ексцентричних безсепараторних підшипників, фрикційних і зубчастих планетарних передач та інших механізмів. Вони являють собою або містять в якості основної складової частини замкнуту систему тіл кочення. Розробка методів структурного й кінематичного аналізу та синтезу таких механізмів є актуальною науково-технічною задачею.
Метою роботи є аналіз і синтез на рівні схем нових механізмів на базі замкнутих рухомими ланками, включаючи й тіла кочення, кінематичних ланцюгів для опори стрілових кранів, приводу гідронасосів і гідравитратомірів.
У результаті аналізу можливості існування безстрічкових дезаксиальних механізмів на базі замкненим рухомими ланками кінематичного ланцюга без кінематичного ковзання було встановлено, що механізм із кінематичним ланцюгом, замкнений тілами кочення без ковзання з напрямними змінного радіуса кривизни, створити неможливо, а шип повинен розташовуватися аксіально.
При дослідженні характеру зміни порожнини гідронасоса був розроблений алгоритм, який дозволяє визначити площу робочих камер насоса, та за потреби визначити закономірності її зміни при зміні геометричних параметрів механізму.
Була розв’язана раніше не відома задача зведення мас у трипарному дезаксіальному механізмі типу «роламайт» до вхідного ролика, який рухається плоско-паралельно і визначено, що найбільша величина зведеного моменту інерції має місце при куті повороту цього ролика на 830.
Був змодельований процес деформації стрічки і встановлено, що в процесі експлуатації стрічка змінює свої геометричні розміри так, що мінімальна і максимальна довжина досягає значення та , причому стрічка здійснює свій незалежний рух і за один повний оберт вхідного ролика робить близько трьох повних обертів. Були побудовані кількісні аналітичні оцінки деформації стрічки за один оберт ролика.
Запропоноване уточнене розв’язання задачі визначення сили натягу гнучкої стрічки, що взаємодіє з роликом для визначення нормальної реакції на поверхні ролика.
У результаті теоретичних досліджень було спроєктовано на рівні винаходів гідронасос та витратомір за умови відсутності тертя в контакті тіл кочення, використання замкненого простору для розміщення ланок опори, які є одночасно і виконавчими органами. У витратомірі встановлена закономірність зміни кутових швидкостей роликів від зміни лінійної швидкості потоку рідини.
Дезаксіальний механізм типу «роламайт» з трьома парами роликів використаний для синтезу на рівні винаходу гідронасоса з обґрунтуванням раціонального розміщення впускних та випускних вікон і можливістю одночасного нагнітання двох різних рідин. Для нього визначені закономірності зміни об’єму робочих камер. У дезаксіальному та перістальтиковому насосах, на відміну від інших механізмів типу «роламайт», запропонований електромагнітний пристрій для приводу ланок у замкненому просторі. Синтезована на рівні винаходу оригінальна опора поворотного стрілового крану на базі механізму із замкненим рухомим ланками кінематичного ланцюга, в якому опорними використані конічні ролики, а сепаруючими ‒ кульки поблизу торців роликів, дозволило зменшити габарити опорних поверхонь, уникнути тертя ковзання між тілами кочення та торкання кілець торцями роликів.
