DOI: https://doi.org/10.32515/2414-3820.2025.55.273-286
Enhancing the Durability of Gear Pumps by Restoring Bushings Using Plastic Deformation Methods
About the Authors
Olena Ivankova, Associate Professor, PhD in Technical Sciences (Candidate of Technical Sciences), Associate Professor of the Department of Agricultural Engineering and Road Transport, Poltava State Agrarian University, Poltava, Ukraine, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-1825-0262, e-mail: olena.ivankova@pdau.edu.ua
Oleksandr Gorbenko, Associate Professor, Candidate of Technical Sciences. Associate Professor of the Department of Agroengineering and Automobile Transport, Poltava State Agrarian University, Poltava, Ukraine, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2473-0801 , e-mail: oleksandr.gorbenko@pdau.edu.ua
Taras Lapenko, Associate Professor, Candidate of Technical Sciences. Professor of the Department of Agroengineering and Automobile Transport, Poltava State Agrarian University, Poltava, Ukraine, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8055-6698, e-mail: taras.lapenko@pdau.edu.ua
Maryna Chumak, Associate of the Department of Agroengineering and Automobile Transport, Poltava State Agrarian University, Poltava, Ukraine, ORCID: https://orcid.org/0009-0005-4273-5130, e-mail: maryna.chumak@pdau.edu.ua
Abstract
The article presents a comprehensive study of the wear processes and restoration of bushings in gear-type oil pumps used in mobile machinery, employing plastic deformation technologies. The factors influencing the durability of hydraulic units are examined, with particular attention to axial and radial clearances in the “bushing–gear” pair, which determine internal leakage of the working fluid and cause losses in volumetric delivery. Analysis of defects and wear patterns revealed that one of the most resource-limiting components of gear pumps is the bushing, which simultaneously functions as a bearing support and a sealing element, operates under variable loads, and is subjected to intensive abrasive and hydro-abrasive wear.
The study summarizes existing methods for restoring worn hydraulic system components and substantiates the feasibility of applying plastic deformation technologies, which ensure both the recovery of geometric dimensions and the formation of a strengthened surface layer. Optimal upsetting and burnishing regimes for AMO-7-3 alloy bushings were experimentally determined, including required temperature conditions, deformation pressure, and process duration, ensuring crack-free deformation, dimensional stability, and the required accuracy of mating surfaces.
Laboratory and bench tests demonstrated significant advantages of the restored bushings: wear intensity decreased by 27 %, internal leakage reduced by 15–20 %, and the volumetric delivery coefficient of the pump remained stable at 0.88–0.90. The developed metrological support system for the restoration process, which includes methods for geometric control, error evaluation, and verification of compliance with interchangeability requirements, ensures the quality and reliability of repaired components. The obtained results can be effectively applied in technical service practices to extend the service life of hydraulic systems in mobile and agricultural machinery.
Keywords
hydraulic pump, bushing, wear resistance, durability, technology, plastic deformation, deposition
Full Text:
PDF
References
1. Hujo, Ľ., Jablonický, J., Borowski, S., Kaszkowiak, J., & Michalides, M. (2021). Measurement of flow characteristics of a gear hydraulic pump by simulating the operating load of the tractor’s hydraulic system. MATEC Web of Conferences, 338, 01010. https://doi.org/10.1051/matecconf/202133801010
2. Osnovni nespravnosti hidrosystem. (2025). Retrieved from https://promimpex.com.ua/osnovnyie-neispravnosti-gidrosistem.html
3. Tekhnolohichni osoblyvosti remontu hidrosystem traktoriv. (2025). AgroExpert. Retrieved from https://agroexpert.ua/tekhnolohichni-osoblyvosti-remontu-hidrosystem-traktoriv/
4. Torrent, M., Gámez-Montero, P. J., & Codina, E. (2021). Model of the floating bearing bushing movement in an external gear pump and its parameterization. Energies, 14(24), 8553. https://doi.org/10.3390/en14248553
5. Aulin, V. V., et al. (2016). Trybofizychni osnovy pidvyshchennia nadiinosti mobilnoi silskohospodarskoi ta avtotransportnoi tekhniky tekhnolohiiamy trybotehnichnoho vidnovlennia. Lysenko V. F. [in Ukrainian]
6. Meliantsov, P. T., Losikov, O. M., & Sydorenko, V. K. (2025). Tekhnolohiia remontu resursolimituiuchykh detalei spriazhenia kachaiuchykh vuzliv aksialno-porshnevyh hidromashyn. Suchasna inzheneriia ta innovatsiini tekhnolohii, (38-01), 15–37. https://doi.org/10.30890/2567-5273.2025-38-01-022
7. Kuleshkov, Yu. V., et al. (2022). Pidvyshchennia dovhovichnosti shesterennoho nasosa hidrosystemy avtotraktornoi tekhniky shliakhom znyzhennia znosiv detalei, shcho utvoriuiut radialnyi zazor. Central Ukrainian Scientific Bulletin. Technical Sciences, 5(36/2), 86–96. https://doi.org/10.32515/2414-3820.2022.52.118-134
8. Nakhaychuk, O. V., et al. (2008). Novi tekhnolohichni protsesy z vykorystanniam prohresyvnykh metodiv plastychnoho deformuvannia. UNIVERSUM-Vinnytsia. [in Ukrainian]
9. Khitrov, I. O., & Kononohov, Yu. A. (2024). Vidnovlennia detalei plastychnym deformuvanniam ta sposoby dlia yoho zdiisnennia. Scientific Notes of V. I. Vernadsky Taurida National University. Technical Sciences, 35(74/1), 191–196. [in Ukrainian]
10. Matviichuk, V. A., & Mykhalevych, V. M. (2016). Rozvytok protsesiv lokalʹnoho deformuvannia. Teoriia i praktyka obrobky materialiv tyskom. Motor Sich. [in Ukrainian]
11. Panina, V. V., Didur, V. V., Siryi, I. S., & Chorna, T. S. (2020). Zmitsnennia detalei za dopomohoiu poverkhnevo-plastychnoyi deformatsii. Scientific Bulletin of TSATU, 10(2), 125–135. https://doi.org/10.31388/2220-8674-2020-2-13
12. Ivankova, O. V. (2011). Sposib vidnovlennia ta zmitsnennia stalevykh vtulok (Patent No. 59687). Ukrainian Intellectual Property Institute. [in Ukrainian]
13. Ivankova, O., & Fedin, V. (2025). Research on the restoration of gear pump parts by plastic deformation. Central Ukrainian Scientific Bulletin. Technical Sciences, 12(43), 175–186. https://doi.org/10.32515/2664-262X.2025.12(43).1.175-186
14. V’iunyk, O. V., Sieryi, I. S., & Smielov, A. O. (2020). Prohrama ta metodyka eksperymentalnykh doslidzhen znoshuvannia detalei shesterennykh nasosiv. Scientific Bulletin of TSATU, 10(2), 125–135. https://doi.org/10.31388/2220-8674-2020-2-11
15. Starinnia aliuminiiu: vydy ta efektyvnist. (2025). URL: https://kcm.in.ua/starenie-vidy-i-effektivnost
Citations
1. Hujo Ľ., Jablonický J., Borowski S., Kaszkowiak J., Michalides M. Measurement of flow characteristics of a gear hydraulic pump by simulating the operating load of the tractor’s hydraulic system. MATEC Web of Conferences. 2021. Vol. 338. Art. 01010. DOI: 10.1051/matecconf/202133801010.
2. Основні несправності гідросистем : веб-сайт. URL: https://promimpex.com.ua/osnovnyie-neispravnosti-gidrosistem.html (дата звернення: 07.05.2025).
3. Технологічні особливості ремонту гідросистем тракторів. AgroExpert : щомісячний журнал : веб-сайт. URL: https://agroexpert.ua/tekhnolohichni-osoblyvosti-remontu-hidrosystem-traktoriv/ (дата звернення: 10.05.2025).
4. Torrent M, Gamez-Montero PJ, Codina E. Model of the Floating Bearing Bushing Movement in an External Gear Pump and the Relation to Its Parameterization. Energies. 2021; 14(24):8553. DOI: 10.3390/en14248553.
5. Трибофізичні основи підвищення надійності мобільної сільськогосподарської та автотранспортної техніки технологіями триботехнічного відновлення : монографія / Аулін В. В. та ін. ; за ред. В. В. Ауліна. Кропивницький : Лисенко В. Ф., 2016. 303 с.
6. Мельянцов П. Т., Лосіков О. М., Сидоренко В. К. Технологія ремонту ресурсолімітуючих деталей спряження качаючих вузлів аксіально-поршневих гідромашин. Сучасна інженерія та інноваційні технології. 2025. № 38-01. С. 15–37. DOI: 10.30890/2567-5273.2025-38-01-022.
7. Підвищення довговічності шестеренного насоса гідросистеми автотракторної техніки шляхом зниження зносів деталей, що утворюють радіальний зазор / Кулешков Ю. В. та ін. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки : зб. наук. праць. 2022. Вип. 5 (36), Ч. ІІ. С. 86–96. DOI: 10.32515/2414-3820.2022.52.118-134.
8. Нові технологічні процеси з використанням прогресивних методів пластичного деформування : монографія / О. В. Нахайчук та ін. Вінниця : УНІВЕРСУМ-Вінниця, 2008. 158 с.
9. Хітров І. О., Кононогов Ю. А. Відновлення деталей пластичним деформуванням та способи для його здійснення. Вчені записки ТНУ ім. В. І. Вернадського. Серія: Технічні науки. 2024. Т. 35 (74), № 1. С. 191–196.
10. Матвійчук В. А., Михалевич В. М. Розвиток процесів локального деформування. Теорія і практика обробки матеріалів тиском : монографія. Запоріжжя : АТ «Мотор Січ», 2016. С. 339–363.
11. Паніна В. В., Дідур В. В., Сірий І. С., Чорна Т. С. Зміцнення деталей за допомогою поверхнево-пластичної деформації. Науковий вісник ТДАТУ. Мелітополь, 2020. Вип. 10; Т. 2. С. 125–135. DOI: 10.31388/2220-8674-2020-2-13.
12. Спосіб відновлення та зміцнення сталевих втулок : пат. 59687 Україна: МПК(2006.01) C21D 1/06, B23P 6/00 / Іванкова О. В. №u201013245; заявл. 08.11.2010; опубл. 25.05.2011, Бюл. № 10/2011.
13. Ivankova O., Fedin V. Research on the restoration of gear pump parts by plastic deformation. Central Ukrainian Scientific Bulletin. Technical Sciences. 2025. 12(43). P. 175–186. https://doi.org/10.32515/2664-262X.2025.12(43).1.175-186
14. В’юник О. В., Сєрий І. С., Смєлов А. О. Програма та методика експериментальних досліджень зношування деталей шестеренних насосів. Науковий вісник ТДАТУ. Мелітополь, 2020. Вип. 10, Т. 2. С. 125–135. DOI: 10.31388/2220-8674-2020-2-11.
15. Старіння алюмінію: види та ефективність : веб-сайт. URL: https://kcm.in.ua/starenie-vidy-i-effektivnost/ (дата звернення: 16.10.2025).
Copyright (c) 2025 Olena Ivankova, Oleksandr Gorbenko, Taras Lapenko, Maryna Chumak
Enhancing the Durability of Gear Pumps by Restoring Bushings Using Plastic Deformation Methods
About the Authors
Olena Ivankova, Associate Professor, PhD in Technical Sciences (Candidate of Technical Sciences), Associate Professor of the Department of Agricultural Engineering and Road Transport, Poltava State Agrarian University, Poltava, Ukraine, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-1825-0262, e-mail: olena.ivankova@pdau.edu.ua
Oleksandr Gorbenko, Associate Professor, Candidate of Technical Sciences. Associate Professor of the Department of Agroengineering and Automobile Transport, Poltava State Agrarian University, Poltava, Ukraine, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2473-0801 , e-mail: oleksandr.gorbenko@pdau.edu.ua
Taras Lapenko, Associate Professor, Candidate of Technical Sciences. Professor of the Department of Agroengineering and Automobile Transport, Poltava State Agrarian University, Poltava, Ukraine, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8055-6698, e-mail: taras.lapenko@pdau.edu.ua
Maryna Chumak, Associate of the Department of Agroengineering and Automobile Transport, Poltava State Agrarian University, Poltava, Ukraine, ORCID: https://orcid.org/0009-0005-4273-5130, e-mail: maryna.chumak@pdau.edu.ua
Abstract
Keywords
Full Text:
PDFReferences
1. Hujo, Ľ., Jablonický, J., Borowski, S., Kaszkowiak, J., & Michalides, M. (2021). Measurement of flow characteristics of a gear hydraulic pump by simulating the operating load of the tractor’s hydraulic system. MATEC Web of Conferences, 338, 01010. https://doi.org/10.1051/matecconf/202133801010
2. Osnovni nespravnosti hidrosystem. (2025). Retrieved from https://promimpex.com.ua/osnovnyie-neispravnosti-gidrosistem.html
3. Tekhnolohichni osoblyvosti remontu hidrosystem traktoriv. (2025). AgroExpert. Retrieved from https://agroexpert.ua/tekhnolohichni-osoblyvosti-remontu-hidrosystem-traktoriv/
4. Torrent, M., Gámez-Montero, P. J., & Codina, E. (2021). Model of the floating bearing bushing movement in an external gear pump and its parameterization. Energies, 14(24), 8553. https://doi.org/10.3390/en14248553
5. Aulin, V. V., et al. (2016). Trybofizychni osnovy pidvyshchennia nadiinosti mobilnoi silskohospodarskoi ta avtotransportnoi tekhniky tekhnolohiiamy trybotehnichnoho vidnovlennia. Lysenko V. F. [in Ukrainian]
6. Meliantsov, P. T., Losikov, O. M., & Sydorenko, V. K. (2025). Tekhnolohiia remontu resursolimituiuchykh detalei spriazhenia kachaiuchykh vuzliv aksialno-porshnevyh hidromashyn. Suchasna inzheneriia ta innovatsiini tekhnolohii, (38-01), 15–37. https://doi.org/10.30890/2567-5273.2025-38-01-022
7. Kuleshkov, Yu. V., et al. (2022). Pidvyshchennia dovhovichnosti shesterennoho nasosa hidrosystemy avtotraktornoi tekhniky shliakhom znyzhennia znosiv detalei, shcho utvoriuiut radialnyi zazor. Central Ukrainian Scientific Bulletin. Technical Sciences, 5(36/2), 86–96. https://doi.org/10.32515/2414-3820.2022.52.118-134
8. Nakhaychuk, O. V., et al. (2008). Novi tekhnolohichni protsesy z vykorystanniam prohresyvnykh metodiv plastychnoho deformuvannia. UNIVERSUM-Vinnytsia. [in Ukrainian]
9. Khitrov, I. O., & Kononohov, Yu. A. (2024). Vidnovlennia detalei plastychnym deformuvanniam ta sposoby dlia yoho zdiisnennia. Scientific Notes of V. I. Vernadsky Taurida National University. Technical Sciences, 35(74/1), 191–196. [in Ukrainian]
10. Matviichuk, V. A., & Mykhalevych, V. M. (2016). Rozvytok protsesiv lokalʹnoho deformuvannia. Teoriia i praktyka obrobky materialiv tyskom. Motor Sich. [in Ukrainian]
11. Panina, V. V., Didur, V. V., Siryi, I. S., & Chorna, T. S. (2020). Zmitsnennia detalei za dopomohoiu poverkhnevo-plastychnoyi deformatsii. Scientific Bulletin of TSATU, 10(2), 125–135. https://doi.org/10.31388/2220-8674-2020-2-13
12. Ivankova, O. V. (2011). Sposib vidnovlennia ta zmitsnennia stalevykh vtulok (Patent No. 59687). Ukrainian Intellectual Property Institute. [in Ukrainian]
13. Ivankova, O., & Fedin, V. (2025). Research on the restoration of gear pump parts by plastic deformation. Central Ukrainian Scientific Bulletin. Technical Sciences, 12(43), 175–186. https://doi.org/10.32515/2664-262X.2025.12(43).1.175-186
14. V’iunyk, O. V., Sieryi, I. S., & Smielov, A. O. (2020). Prohrama ta metodyka eksperymentalnykh doslidzhen znoshuvannia detalei shesterennykh nasosiv. Scientific Bulletin of TSATU, 10(2), 125–135. https://doi.org/10.31388/2220-8674-2020-2-11
15. Starinnia aliuminiiu: vydy ta efektyvnist. (2025). URL: https://kcm.in.ua/starenie-vidy-i-effektivnost
Citations
1. Hujo Ľ., Jablonický J., Borowski S., Kaszkowiak J., Michalides M. Measurement of flow characteristics of a gear hydraulic pump by simulating the operating load of the tractor’s hydraulic system. MATEC Web of Conferences. 2021. Vol. 338. Art. 01010. DOI: 10.1051/matecconf/202133801010.
2. Основні несправності гідросистем : веб-сайт. URL: https://promimpex.com.ua/osnovnyie-neispravnosti-gidrosistem.html (дата звернення: 07.05.2025).
3. Технологічні особливості ремонту гідросистем тракторів. AgroExpert : щомісячний журнал : веб-сайт. URL: https://agroexpert.ua/tekhnolohichni-osoblyvosti-remontu-hidrosystem-traktoriv/ (дата звернення: 10.05.2025).
4. Torrent M, Gamez-Montero PJ, Codina E. Model of the Floating Bearing Bushing Movement in an External Gear Pump and the Relation to Its Parameterization. Energies. 2021; 14(24):8553. DOI: 10.3390/en14248553.
5. Трибофізичні основи підвищення надійності мобільної сільськогосподарської та автотранспортної техніки технологіями триботехнічного відновлення : монографія / Аулін В. В. та ін. ; за ред. В. В. Ауліна. Кропивницький : Лисенко В. Ф., 2016. 303 с.
6. Мельянцов П. Т., Лосіков О. М., Сидоренко В. К. Технологія ремонту ресурсолімітуючих деталей спряження качаючих вузлів аксіально-поршневих гідромашин. Сучасна інженерія та інноваційні технології. 2025. № 38-01. С. 15–37. DOI: 10.30890/2567-5273.2025-38-01-022.
7. Підвищення довговічності шестеренного насоса гідросистеми автотракторної техніки шляхом зниження зносів деталей, що утворюють радіальний зазор / Кулешков Ю. В. та ін. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки : зб. наук. праць. 2022. Вип. 5 (36), Ч. ІІ. С. 86–96. DOI: 10.32515/2414-3820.2022.52.118-134.
8. Нові технологічні процеси з використанням прогресивних методів пластичного деформування : монографія / О. В. Нахайчук та ін. Вінниця : УНІВЕРСУМ-Вінниця, 2008. 158 с.
9. Хітров І. О., Кононогов Ю. А. Відновлення деталей пластичним деформуванням та способи для його здійснення. Вчені записки ТНУ ім. В. І. Вернадського. Серія: Технічні науки. 2024. Т. 35 (74), № 1. С. 191–196.
10. Матвійчук В. А., Михалевич В. М. Розвиток процесів локального деформування. Теорія і практика обробки матеріалів тиском : монографія. Запоріжжя : АТ «Мотор Січ», 2016. С. 339–363.
11. Паніна В. В., Дідур В. В., Сірий І. С., Чорна Т. С. Зміцнення деталей за допомогою поверхнево-пластичної деформації. Науковий вісник ТДАТУ. Мелітополь, 2020. Вип. 10; Т. 2. С. 125–135. DOI: 10.31388/2220-8674-2020-2-13.
12. Спосіб відновлення та зміцнення сталевих втулок : пат. 59687 Україна: МПК(2006.01) C21D 1/06, B23P 6/00 / Іванкова О. В. №u201013245; заявл. 08.11.2010; опубл. 25.05.2011, Бюл. № 10/2011.
13. Ivankova O., Fedin V. Research on the restoration of gear pump parts by plastic deformation. Central Ukrainian Scientific Bulletin. Technical Sciences. 2025. 12(43). P. 175–186. https://doi.org/10.32515/2664-262X.2025.12(43).1.175-186
14. В’юник О. В., Сєрий І. С., Смєлов А. О. Програма та методика експериментальних досліджень зношування деталей шестеренних насосів. Науковий вісник ТДАТУ. Мелітополь, 2020. Вип. 10, Т. 2. С. 125–135. DOI: 10.31388/2220-8674-2020-2-11.
15. Старіння алюмінію: види та ефективність : веб-сайт. URL: https://kcm.in.ua/starenie-vidy-i-effektivnost/ (дата звернення: 16.10.2025).