Разработкой оборудования для вибрационных испытаний по проекту создания производства следящих гидроприводов с гидростатическими направляющими заняты специалисты Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) — они работают совместно с Уральским инжиниринговым центром (УРИЦ) при поддержке Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (УМНОЦ).
Следящие гидроприводы применяются в испытательных стендах — они обеспечивают нагрузку на объект испытания. На испытательных стендах изделия, конструкции и материалы проходят проверку на прочность в условиях, близких к эксплуатационным.
«Наша задача заключается в проверке объектов на устойчивость к вибрациям. Это могут быть разнообразные конструкции: от узлов космических спутников и строительных элементов до больших трубопроводов и автомобильных компонентов. Важно, чтобы эти объекты могли выдерживать вибрационные нагрузки, возникающие в процессе эксплуатации», — объясняет руководитель проекта Дмитрий Ардашев, доктор технических наук, профессор кафедры технологии автоматизированного машиностроения ЮУрГУ.
Ключевым элементом стенда являются гидроприводы, обеспечивающие движение платформы с объектом испытаний. В настоящее время гидроприводы импортируются из других стран, таких как Япония, Германия, США или Чехия, поскольку отечественных аналогов пока не существует. Однако, благодаря усилиям ЮУрГУ, создание российских гидроприводов уже в разработке, и ожидается их появление к 2026 году.
«Гидропривод состоит из гидроцилиндра с гидростатическими направляющими. Производство гидроцилиндров было успешно освоено УРИЦ в рамках совместного проекта с ЮУрГУ еще в 2021 году. Следующим этапом является разработка электрогидравлического усилителя мощности (ЭГУМ), который планируется завершить к 2025 году. Наша цель – создать усилитель, не уступающий западным аналогам, способный обеспечивать вибрации частотой до 300 герц», — добавляет профессор Ардашев.
Для демонстрации на выставках с помощью 3D-принтера создан макет ЭГУМа в натуральную величину.
Для точного контроля процесса испытаний необходим датчик, отслеживающий движение поршня гидроцилиндра, а также программное обеспечение для обработки полученных данных. Эта часть проекта разрабатывается в рамках УМНОЦ и основана на отечественных программных пакетах под операционной системой Линукс. Кроме того, в ЮУрГУ создаются цифровые двойники ключевых узлов (например, высокоточной золотниковой пары для ЭГУМа), что позволяет моделировать их работу на компьютере перед непосредственным испытанием.
За пять лет своего существования УМНОЦ помог множеству вузов Челябинска реализовать и вывести на рынок наукоемкие продукты. Основанный в 2019 году по инициативе президента России Владимира Путина, центр объединяет усилия ведущих научно-исследовательских университетов Екатеринбурга, Челябинска и Кургана.
«Участие в мероприятиях УМНОЦ позволяет нам наладить полезные контакты. Люди слышат об испытании гидроприводов, завязываются контакты, не с нами, так с нашим партнером – УрИЦ. Наука востребована бизнесом, но для того, чтобы они услышали друг другом, нужны соответствующие коммуникации», — отмечает Дмитрий Ардашев.
Уральские ученые уверены в своем вкладе в развитие отечественной индустрии. Например, ресурс разрабатываемого в ЮУрГУ гидроцилиндра достигает 100 миллионов циклов движения поршня, что сопоставимо с показателями западных аналогов. Это достижение подчеркивает перспективность и конкурентоспособность российской разработки на мировом уровне.
Уральский межрегиональный НОЦ мирового уровня «Передовые производственные технологии и материалы» создан в рамках национального проекта «Наука и университеты» для проведения прикладных научных исследований и разработок мирового уровня. Центр участвует в получении конкурентоспособных технологий и продуктов, их коммерциализации, а также в подготовке кадров. В развитии УМНОЦ активное участие принимают ведущие вузы Свердловской, Челябинской и Курганской областей: УрФУ, ЮУрГУ, КГУ и другие.