УРАХУВАННЯ ТЕРТЯ ПРИ КІНЕТОСТАТИЧНОМУ АНАЛІЗІ МЕХАНІЗМІВ

Автор(и)

  • Володимир Шевченко Національний університет «Запорізька політехніка», м. Запоріжжя, Україна https://orcid.org/0000-0001-9037-6367
  • Андрій Скребцов Національний університет «Запорізька політехніка», м. Запоріжжя, Україна https://orcid.org/0000-0002-4669-9625
  • Ліна Злавткін-Бланк Школа «Асіф» Місгав, Назарет, Елліт, Ізраїль, Ізраїль https://orcid.org/0009-0007-6065-2106
  • Світлана Кружнова Національний університет «Запорізька політехніка», м. Запоріжжя, Україна https://orcid.org/0000-0002-7554-0322
  • Ольга Омельченко Національний університет «Запорізька політехніка», м. Запоріжжя, Україна https://orcid.org/0000-0001-8925-4178
  • Наталія Шалева Національний університет «Запорізька політехніка», м. Запоріжжя, Україна https://orcid.org/0000-0002-6571-0359

DOI:

https://doi.org/10.15588/1607-6885-2025-3-8

Ключові слова:

кінетостатика, кінематична пара, тертя, зношування, реакції опор, рівняння рівноваги.

Анотація

Мета роботи. Дослідження динаміки та особливості  процесів тертя на прикладі поступальних кінематичних пар.

Методи дослідження. Детально розглянуті теоретичні аспекти дослідження тертя в поступальних кінематичних парах. Введення сил тертя в рівняння кінетостатики призводить до збільшення числа невідомих компонент реакцій в кінематичних парах, а кількість рівнянь при цьому залишається незмінною. Силовий розрахунок механізмів з урахуванням тертя зводиться до сумісного рішення рівнянь кінетостатики, що містять сили тертя в якості додаткових невідомих, та співвідношень, отриманих при розгляданні відповідних моделей кінематичних пар із тертям.

Отримані результати. Отримані аналітичні залежності для визначення швидкості, пришвидшення і реакції від величини зміщення повзуна, проаналізовано зміни силових параметрів поршневого насоса внаслідок зношування деталей зворотньо-поступальної пари повзун – напрямні.

Наукова новизна. Сучасний рівень технічного прогресу потребує постійного вдосконалення продукції за якістю та продуктивністю, роблячи її конкурентною. Це призводить до підвищення вимог щодо експлуатаційних характеристик рухомих з’єднань в механізмах і машинах, які працюють в екстремальних умовах тертя та зношування. В кінематичних парах механізмів виникають сили тертя і в багатьох випадках ці сили істотно впливають на рух ланок механізмів і повинні враховуватись при силових розрахунках. Енерговитрати, пов'язані з подоланням сил шкідливого опору, є незворотними, а зменшення незворотних енергетичних витрат здійснюється завдяки обмеженню сил тертя.

Практична цінність. Дослідження показали, що зношування деталей поступальної кінематичної пари повзун – напрямні насоса призводить до несуттєвої зміни як швидкості, так і прискорення повзуна, при цьому величина максимальної реакції в цій кінематичній парі змінюється істотніше.

Біографії авторів

Володимир Шевченко, Національний університет «Запорізька політехніка», м. Запоріжжя

канд. техн. наук, доцент, завідувач кафедри теоретичної та прикладної механіки Національного університету «Запорізька політехніка», м. Запоріжжя

Андрій Скребцов, Національний університет «Запорізька політехніка», м. Запоріжжя

канд. техн. наук, доцент кафедри теоретичної та прикладної механіки Національного університету «Запорізька політехніка», м. Запоріжжя

Ліна Злавткін-Бланк, Школа «Асіф» Місгав, Назарет, Елліт, Ізраїль

викладач математики школи «Асіф» Місгав, Назарет, Елліт, Ізраїль

Світлана Кружнова, Національний університет «Запорізька політехніка», м. Запоріжжя

старший викладач кафедри теоретичної та прикладної механіки Національного університету «Запорізька політехніка», м. Запоріжжя

Ольга Омельченко, Національний університет «Запорізька політехніка», м. Запоріжжя

старший викладач кафедри теоретичної та прикладної механіки Національного університету «Запорізька політехніка», м. Запоріжжя

Наталія Шалева, Національний університет «Запорізька політехніка», м. Запоріжжя

асистент кафедри теоретичної та прикладної механіки Національного університету «Запорізька політехніка», м. Запоріжжя

Посилання

Zamri Yusoff, Shamsul Baharin Jamaludin (2011). Tribology and Development of Wear Theory: Review and Discussion. International Journal of Current Research and Review IJCRR – 3(2), 13–26.

Shaonian Li, Hao Liu, Yi Li, Shangling Bao, Pan Yang (2021). Tribological Behavior of Friction Pairs in a High-Pressure Vane Pump under Variable Working Con-ditions. Tribology Online, Volume 16 Issue 3 Pages 159-169. https://doi.org/10.2474/trol.16.159

Kinytsky Ya.T. (2002). Theory of mechanisms and machines. Textbook. Naukova Dumka, 660.

SkrebtsovA., Omelchenko O., Kruzhnova S., Shaleva N. (2023). Lecture notes on “Theory of mecha-nisms and machines”. Zaporizhzhia: National University “Zaporizhzhia Polytechnic”, 266.

Yuan, W., Dong, G., Chin, K. S., & Hua, M. (2016). Tribological assessment of sliding pairs under damped harmonic excitation loading based on on-line monitoring methods. Tribology International, 96, 225–236. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2015.12.044

Feshchenko A. V., Lyashenko S. V., Topolsky O. I. (2022). The influence of the friction coefficient on the efficiency of machine operation. NTU “KhPI”, 15–22.

V. O. Kharzhevsky, M. V. Marchenko, V. O. Kor-zhenko (2022). Force calculation of lever mechanisms of class II taking into account friction forces in kinematic pairs. Modern achievements in science and education: collection of proceedings of the XVII International Scien-tific Conference, Netanya (Israel). Khmelnytskyi: KhNU, 89–93.

Kharlamov Yu. O., Polonsky L. G., Balytska N. O., Melnyk O. L., Nochvai V. M. (2021). Classification of machine parts connections according to wear conditions. Bulletin of the Khmelnytsky National, 79–86.

Mazhara V. A. (2025). Research on the influence of friction in the hinges of the gripping device on the clamp-ing force. LVI scientific conference of teachers, postgrad-uate students and university employees (TSNTU), 115–117.

W. Qian, S. Zhang, and Y. Liu (2022). Effect of a kinematic pair containing clearance and friction on dy-namics, 12, 1, 117.

Kelemenová, T., Dovica, M., Božek, P., Koláriková, I., Benedik, O., Virgala, I., Prada, E., Miková, Ľ., Kot, T., & Kelemen, M. (2020). Specific Prob-lems in Measurement of Coefficient of Friction Using Variable Incidence Tribometer. Symmetry, 12(8), 1235. https://doi.org/10.3390/sym12081235

T. Kelemenová, Z. Tkáč, and M. Varga (2020). Specific problems in the measurement of coefficient of friction in sliding pairs. Acta Mech. Slovaca, 24, 3, 30–35.

Zhang, X., Li, B., Wang, X. (2022). Research on wear and friction characteristics in friction pairs of a high-pressure hydraulic pump. Tribology International, 167.

Bian, B. (2024). Lubrication, friction, and wear characteristics of textured slipper pairs in axial piston pumps. Lubricants, 12(11), 370. https://doi.org/10.3390/lubricants12110370

He, Y., Tan, M., & Lu, H. (2022). Kinetostatic modeling and analysis of compliant mechanisms. Mec-canica, 57, 991–1012.

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-09-26 — Оновлено 2025-09-30

Версії

Номер

Розділ

Моделювання процесів в металургії та машинобудуванні