Метод снижения массы гидравлического привода

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. В статье рассматривается перспектива снижения массы гидропривода за счёт изменения конструкции и технологии изготовления исполнительного механизма привода — гидравлического цилиндра. Сделано предположение о возможности изменения материала гидравлического цилиндра на композиционный, обладающий невысокой стоимостью производства.

Цель — изучение метода снижения массы гидравлического привода, что важно для повышения эффективности и экономичности различных систем. В статье предлагается перспективный подход к уменьшению веса гидропривода через модификацию конструкции и технологии производства его исполнительного механизма, а именно гидравлического цилиндра.

Методы. Для успешной реализации данного подхода используются современные методы анализа данных и математическое моделирование.

Результаты. Использование метода снижения массы гидравлического привода путём изменения конструкции и технологии изготовления исполнительного механизма, а именно гидравлического цилиндра позволяет использовать преимущества использования композиционных материалов, которые не только обладают меньшим весом, но и значительно снижают производственные затраты.

Выводы. Основное внимание уделено изменению конструкции и технологии изготовления исполнительного механизма привода — гидравлического цилиндра. Предложение заменить традиционные материалы цилиндра на композиционные является перспективным решением, так как такие материалы обладают низкой стоимостью производства и высокой прочностью. Это не только уменьшает вес системы, но и сохраняет её надёжность и долговечность. Таким образом, внедрение композиционных материалов в производство гидравлических цилиндров представляется рациональным шагом в направлении создания более лёгких и экономичных гидравлических систем.

Об авторах

Никита Сергеевич Кривошеев

ГС Юнит

Автор, ответственный за переписку.
Email: ax@hydraulicunit.ru
ORCID iD: 0009-0009-1754-4315
SPIN-код: 3147-5597

директор по производству и научной деятельности

Россия, Санкт-Петербург

Матвей Максимович Мусиенко

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Email: matvey.polesie@gmail.com
ORCID iD: 0009-0001-5793-060X
SPIN-код: 3931-9246

студент Высшей школы энергетического машиностроения

Россия, Санкт-Петербург

Александр Аркадьевич Жарковский

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Email: azharkovsky@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-3044-8768
SPIN-код: 3637-7853

д-р техн. наук, профессор, профессор Высшей школы энергетического машиностроения

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Amanollahi A, Ebrahimzadeh I, Raeissi M, et al. Laminated steel/aluminum composites: Improvement of mechanical properties by annealing treatment. Materials Today Communications. 2021;29:102866. doi: 10.1016/j.mtcomm.2021.102866 EDN: IZEIVB
  2. Kuzina AA. Composite Materials. Samara: Samara University; 2023. (In Russ.)
  3. Bataev A, Bataev VA. Composite Materials: Structure, Production, Application. Moscow: Universitetskaya kniga, Logos; 2006. (In Russ.)
  4. Sun S, Pugh M. Fabrication and mechanical properties of steel–steel composites. Materials Science and Engineering: A. 2001;300(1-2):135–141. doi: 10.1016/S0921-5093(00)01657-9 EDN: YITFGI
  5. Rohem NRF, Pacheco L, Budhe S, et al. Development and qualification of a new polymeric matrix laminated composite for pipe repair. Composite Structures. 2016;152:737–745. doi: 10.1016/j.compstruct.2016.05.091
  6. Vendra L, Neville B, Rabiei A. Fatigue in aluminum–steel and steel–steel composite foams. Materials Science and Engineering: A. 2009;517(1-2):146–153. doi: 10.1016/j.msea.2009.03.075
  7. Chen ZJ, Liu Q, Wang G, et al. Deformation inhomogeneities of Mg–Al laminated metal composites fabricated by accumulative roll bonding. Materials Research Innovations. 2015;19(sup4):S147–S151. doi: 10.1179/1432891715Z.0000000001533
  8. Kochkina GV, Krushenko GG. Strength calculation of aluminum composite fibers. Current Issues in Aviation and Cosmonautics. 2013;1(9):113–114. (In Russ.) EDN: TAPSEN
  9. Kuis DV, Volochko AT, Shegidevich AA, et al. Aluminum composite reinforced with quasicrystalline particles Al-Cu-Fe. Proceedings of BSTU Forestry and Wood Industry. 2015;2(175):229–233. (In Russ.) EDN: WMSIFJ
  10. Bataev IA, Bataev AA, Mali VI, Pavliukova DV. Structural and mechanical properties of metallic-intermetallic laminate composite produced by explosive welding and annealing. Material and Design. 2012(35):225–234. (In Russ.) doi: 10.1016/j.matdes.2011.09.030 EDN: AYVYNW
  11. Kolosova AS, Sokolskaya MK, Vitkalova IA, et al. Modern polymer composite materials and their applications. International Journal of Applied and Fundamental Research. 2018;(5-1):245–256. (In Russ.) EDN: OZTDRV
  12. Bakholdin DG. Application of composite materials in construction. International Journal of Humanities and Natural Sciences. 2024;(5-1(92)): 189–192. (In Russ.) doi: 10.24412/2500-1000-2024-5-1-189-192 EDN: AVSWVS
  13. Lebedeva OV, Sipkina EI. Polymer composites and their properties. Proceedings of Universities: Applied Chemistry and Biotechnology. 2022;12(2(41)):192–207. (In Russ.) doi: 10.21285/2227-2925-2022-12-2-192-207 EDN: BSBTTQ
  14. Kachanov IV, Lenkevich SA, Vlasov VV, et al. Features of developing technologies for producing bimetallic semi-finished products for tool purposes by high-speed hot extrusion. Science and Technology. 2025;24(3):192–203 (In Russ.) doi: 10.21122/2227-1031-2025-24-3-192-203 EDN: GPEGJU
  15. Meleshin MA, Ali S, Mazen A. Experience in the application of composite materials in shipbuilding. Bulletin of Astrakhan State Technical University: Marine Equipment and Technology Series. 2022;2:44–50. (In Russ.) doi: 10.24143/2073-1574-2022-2-44-50 EDN: UXSRLV
  16. Kustov AV, Rozhkova E A, Bordachev VA. Composite materials in the rocket and space industry. In: Science, Technology, Society – NTO-II-2022. Krasnoyarsk: Obshchestvennoe uchrezhdenie “Krasnoyarskiy kraevoy Dom nauki i tekhniki Rossiyskogo soyuza nauchnykh i inzhenernykh obshchestvennykh obedineniy”; 2022:101–109. (In Russ.) EDN: NHSHXS
  17. Alekseev SV, Ogurtsov GL, Trifonova AA, et al. Comparison of characteristics of composite materials used in bridge support structures. In: Science Week ISI Proceedings. Saint Petersburg: SPbPU; 2021:237–239. (In Russ.) EDN: FMIVOK
  18. Polilov AN, Tatus’ N.A. Biomimetics in the design of constructions from fibrous composites. XXXII International Innovative Conference for Young Scientists and Students on Machine Science Issues. 2021:17–23. (In Russ.) EDN: TTZNZK
  19. Bezkorovainyi PG, Shestakov VS. Determining optimal parameters for hydraulic excavator working equipment with a pressure link. Proceedings of Higher Education Institutions: Mining Journal. 2023;1:25–35. doi: 10.21440/0536-1028-2023-1-25-35 (In Russ.) EDN: HMXSFD
  20. Gladkovsky SV, Trunina TA, Kokovikhin EA, Smirnova (Kutenyeva) SV. Technology for obtaining and properties of layered steel-aluminum composites. Rolling Production Journal. 2011(12):25–29. (In Russ.) EDN: PBQSYP
  21. Gladkovsky SV, Trunina TA, Kokovikhin EA, et al., Structure and properties of boron-aluminum composites obtained by hot rolling. Proceedings of the Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. 2011;13(1-2):361–364. (In Russ.) EDN: OORVIZ

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Стальная труба.

Скачать (40KB)
3. Рис. 2. Модель алюминиевой матрицы композитной трубы.

Скачать (64KB)
4. Рис. 3. Модель стального армирующего наполнителя.

Скачать (127KB)
5. Рис. 4. Эпюра напряжения стальной трубы.

Скачать (159KB)
6. Рис. 5. Эпюра деформации стальной трубы.

Скачать (162KB)
7. Рис. 6. Эпюра напряжения композитной трубы.

Скачать (173KB)
8. Рис. 7. Эпюра деформаций композитной трубы.

Скачать (173KB)

© Эко-Вектор, 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).