Проєктування експертних систем для створення спеціальних валів з рідинним керуванням для інноваційних машин

Abstract

This paper addresses the development of theoretical foundations for the design and calculation of fluid-filled shafts and rollers-key components in modern machines that currently lack comprehensive theoretical generalization. These elements, critical for cutting-edge physicochemical technological processes such as vacuum plasma metallization, holographic coating, and electron chromium plating, are primarily documented in patent literature with limited academic research. The work proposes a systematic approach to analyzing, classifying, and synthesizing various types of liquid-regulated shafts using morphological analysis. A general theory is formulated based on structural features, regulatory parameters, fluid dynamics principles, and energy efficiency considerations. The study identifies and categorizes functional groups and interrelated components, enabling the logical synthesis of novel shaft systems with enhanced thermal and mechanical properties. It demonstrates the feasibility of creating over fifteen classes of fluid-filled shafts, predicting devices with advanced qualities such as variable deflection and temperature regulation. The resulting theoretical model provides a foundation for the design of highly efficient, competitive machine components applicable in vacuum environments and other specialized industrial settings.

У статті розглядається розробка теоретичних основ проєктування та розрахунку валів і роликів, заповнених рідиною – ключових елементів сучасних машин, що на сьогодні не мають повного теоретичного узагальнення. Ці елементи є критично важливими для передових фізико-хімічних технологічних процесів, таких як вакуумно- плазмова металізація, нанесення голографічного покриття та електронне хромування, і переважно висвітлюються в патентній літературі за відсутності ґрунтовних наукових досліджень. У роботі запропоновано системний підхід до аналізу, класифікації та синтезу різних типів рідинно-керованих валів на основі морфологічного аналізу. Сформовано загальну теорію, що базується на структурних ознаках, регуляторних параметрах, принципах гідродинаміки та енергоефективності. У дослідженні визначено та класифіковано функціональні групи і взаємопов’язані компоненти, що дає змогу логічно синтезувати нові системи валів з покращеними тепловими й механічними властивостями. Показано можливість створення понад п’ятнадцяти класів валів з рідинним керуванням і спрогнозовано пристрої з новими якісними характеристиками, такими як змінна здатність до прогину та регулювання температури. Результуюча теоретична модель є основою для проєктування високоефективних і конкурентоспроможних елементів машин, призначених для роботи у вакуумних умовах та спеціалізованих промислових середовищах.