Научно-технический вестник Брянского государственного университета
2020. — Выпуск 3
Содержание:
Предложена математическая модель работы отвальных ленточных конвейеров мобильных строительных и дорожных машин при следящем управлении натяжением лент. Модель позволяет оценивать рабочие процессы конвейера с учетом варьирования коэффициента сопротивления движению ленты на грузовой ветви, определять параметры следящих натяжных устройств с целью дальнейшего выбора соответствующего исполнительного оборудования. На примере отвального конвейера мобильного моющего завода показаны особенности построения предложенной математической модели. Выявлены некоторые закономерности работы коротких конвейеров, позволяющие повысить эффективность процесса их проектирования.
Ключевые слова
Снижение вибраций, передающихся оператору строительных и дорожных машин через его кресло, является актуальной задачей, так как значительные вибрации приводят к заболеваниям человека, снижают производительность и точность выполняемых машинами работ. Для применения в виброзащитных системах преимуществами обладают механизмы с квазинулевой жесткостью, в которых не используются гидравлические или электромагнитные элементы. Среди них можно выделить виброзащитные системы на основе пакета тарельчатых пружин, имеющие сравнительно простую конструкцию. В них, в отличии от прочих механизмов с квазинулевой жесткостью, функции создания положительной и отрицательной жесткости объединены в одних и тех же конструктивных элементах - тарельчатых пружинах. Статическая характеристика тарельчатой пружины при определенных соотношениях ее размеров уже содержит участок квазинулевой жесткости малой протяженности. Пакет тарельчатых пружин позволяет увеличить размер области квазинулевой жесткости виброзащитной системы кресла человека-оператора строительной или дорожной машины до нужных значений порядка нескольких десятков сантиметров. Определенные сложности возникают в связи с расположением центра участка квазинулевой жесткости отдельной тарельчатой пружины посредине диапазона ее деформаций, когда пружина плоская. Это приводит к необходимости либо использования пружин нестандартной формы с буртами сверху и снизу, либо, как предлагается в настоящей статье, использования промежуточных кольцевых шайб между пружинами. В статье приводится методика определения количества и размеров пружин и шайб, обеспечивающих определенную величину участка квазинулевой жесткости всей виброзащитной системы. Также дается методика определения массы всего пакета пружин с шайбами. Установлено, что уменьшение диаметра пружин требует уменьшения толщины металла для обеспечения участка квазинулевой жесткости. Из-за этого при уменьшении диаметра пружин в пять раз, в двадцать четыре раза может быть уменьшена масса механизма.
Ключевые слова
Мобильные канатные системы, предназначенные проведения погрузочно-разгрузочных и транспортно-переправочных операций в заранее не обустроенных или труднодоступных местностях и обеспечивающие оперативное развертывание необходимых технологических средств, являются перспективным видом подъемно-транспортной техники. В статье рассмотрены вопросы компоновки основного технологического оборудования одного из конструктивных вариантов мобильной канатной системы на базовом многоосном колесном шасси высокой грузоподъемности и производительности. Рассмотрен вариант компоновки с центральным расположением узла крепления на несущей раме базового шасси концевой опоры для поддержки ведущего канатного шкива с несуще-тяговым канатом. Разработаны математические модели, обеспечивающие проведение кинематического и силового анализа кинематической схемы гидравлического механизма установки и фиксации концевой опоры. Выполнен анализ влияния основных конструктивных размеров указанного механизма на габариты мобильного канатного комплекса в транспортном положении, а также на силовые факторы, возникающие в процессе эксплуатации канатной системы. Установлены необходимые условия, которые должны быть выполнены при проектировании канатной системы для обеспечения нормативных требований передвижения мобильного комплекса по автомобильным дорогам общего пользования. Установлены и проанализированы условия расположения и длины приводного гидроцилиндра концевой опоры, обеспечивающие необходимое перемещение опоры из транспортного положения в рабочее, выявлено наличие значительной зоны недопустимого расположения шарнирного узла крепления штока гидроцилиндра к металлоконструкции концевой опоры.
Ключевые слова
В статье рассмотрены вопросы построения математической модели, определяющей тепловой баланс в узле «гидросъемник-буровой вал», используемом в устройствах для струйной цементации грунтов. Проанализированы две основные группы материалов, применяемые в подобных конструктивных узлах для изготовления уплотняющих элементов (эластомеры и термопласты). Описаны предъявляемые требования и указаны условия эксплуатации данных материалов. Отдельно акцентировано внимание на диапазоне рабочих температур материалов уплотнительных элементов для гидросъемников. Приведен алгоритм, использованный для проведения вычислительного эксперимента с указанием применяемого при расчете программного пакета для решения прикладных задач прочности и теплообмена. Представлена твердотельная модель участка бурового вала с разбиением на конечные элементы. Показано полученное в результате расчета методом конечных элементов распределение теплового поля в элементах гидросъемника бурового става и выявлены факторы, существенно влияющие на распределение температуры. Обосновывается предположение, что материалы, применяемые в настоящее время в гидросъемниках для струйной цементации грунтов, не выдерживают тепловую нагрузку, возникающую в подобных устройствах сверхвысокого давления в процессе их эксплуатации.
Ключевые слова
Дорожно-строительные работы характеризуются довольно неблагоприятными условиями с точки зрения характера изнашивания. Такая ситуация в большей степени порождается сухим трением и преобладанием абразивного износа. Поэтому детали, которые контактируют с рабочей средой, можно классифицировать как быстроизнашивающиеся. Одним из наиболее эффективных путей повышения долговечности является использование поверхностного упрочнения. При этом можно использовать дешевый материал, на поверхности которого формируется слой с повышенными механическими свойствами. В работе рассматриваются вопросы применения серого чугуна с упрочненным слоем для решения указанной проблемы. В работе были проведены экспериментальные исследования износостойкости деталей из феррито-перлитного серого чугуна с упроченным слоем. На основе расчетов определена долговечность деталей рабочих органов, содержащих износостойкие вставки из рассматриваемого материала. Показано, что использование предлагаемых решений позволяет получить результаты, сопоставимые с легированным высокопрочным чугуном и белохромистыми чугунами. Рассмотрены вопросы оценки свариваемости износостойких вставок и стальной основы. Показано, что можно получить сварное соединение с использованием ручной дуговой сварки. Результаты оценки экономической эффективности показали, что затраты на изготовление износостойких элементов из серого чугуна с упрочненным слоем ниже, чем использование традиционных методов упрочнения (например, наплавки).
Ключевые слова
Одним из важных эксплуатационных показателей движения колесной машины на склоне, является поперечная устойчивость, которая характеризует ее способность работать на уклонах без опрокидывания. Обеспечение надежной поперечной устойчивости колесных машин является важнейшим условием их безаварийной работы. В работе рассматривается математическое и имитационное моделирование устойчивости трицикла против опрокидывания на косогоре. Трицикл может потерять устойчивость как на горизонтальной плоскости, так и на наклонной плоскости. Наиболее опасным режимом движения колесной машины является движение по склону, при котором может произойти потеря устойчивости. Отмечено, что влияние конструктивных и эксплуатационных факторов создаёт опрокидывающий момент, который ухудшает устойчивость трицикла против опрокидывания на склонах. Исследования показали, что повышение устойчивости трицикла против опрокидывания при движении по склонам в поперечном направлении можно достичь смещением центра масс трицикла от продольной оси в сторону возвышенности склона, т.е. наклоном остова в сторону возвышенности склона относительно заднего моста в перпендикулярной относительно направления движения плоскости, такое изменение параметров способствует повышению устойчивости против опрокидывания на склоне, так как восстанавливающий момент возрастает по отношению опрокидывающему моменту QUOTE
Ключевые слова
В статье представлена разработанная аналитическая математическая модель балансирования грузоподъемного железнодорожного крана на выносных опорах в результате просадки грунта под одной выносной опорой, позволяющая определить основные параметры и закономерности работы грузоподъемной машины в условиях нарушения опорного контура. По результатам расчета движения механической системы «грузоподъемный кран - шпальная клеть», составленной на основе уравнения Лагранжа второго рода, определено влияние ударного воздействия выносной опоры грузоподъемного крана на грунтовое опорное основание согласно теории удельных импульсов профессора Н.Я. Хархуты. Это позволило установить закономерности взаимодействия системы «грузоподъемный кран - шпальная клеть - грунтовое основание». В частности, получены зависимости: скорости выносной опоры в процессе удара и массы грузоподъемной машины, задействованной в процессе удара, от величины просадки грунта и угловой скорости движения поворотной платформы; удельного импульса удара и контактных напряжений на поверхности грунта от массы и скорости подвижных частей.
Ключевые слова
В статье предлагается разработка программы работы системы безопасности, контролирующей влияние ненормируемых внешних факторов, для безаварийной технической установки подъема опрокинутого крана в условиях экстремальной ситуации (работе в удалении от стационарных баз). Показано, что для предотвращения опрокидывания поднимающего крана на нем целесообразно установить ограничитель грузоподъемности и приборы, контролирующие безопасность работы крана, которые в процессе работы должны находиться во взаимодействии. Разработанная методика моделирования устройства подъема крана позволила разработать программный продукт на языке программирования Pascal. Реализация системы безопасности разрабатываемой установки, визуализация, а также общая программа для программируемого логического контроллера была произведена при помощи программного комплекса CodeSys 3. Предлагаемая методика моделирования устройства подъема крана подтверждена визуализации общей программы для программируемого логического контроллера с использованием различных языков программирования.
Ключевые слова
В статье предложена методика оценки комплексного влияния значимых факторов на отказы кранов, взаимосвязь между которыми представлена в виде кинетической системы, изменяющейся во времени в зависимости от изменения любого действующего фактора. Накопленный статистический материал аварий на кранах различного вида являются исходными данными при проведении исследований для оценки совокупного влияния различных факторов на работоспособность кранового оборудования. Предлагаемая методика позволяет учесть интенсивность изменения факторов. При этом учитывается кинематическое состояние действующих факторов, которое определяется скоростью изменения каждого внешнего фактора в зависимости от действующих на нее взаимосвязанных с ним факторов. Результаты оценки отказов кранов по предлагаемой методике не противоречат исследованиям других авторов и позволяют оценить интенсивность взаимного влияния факторов друг на друга. Предлагаемая методика может быть рекомендована для оценки влияния факторов различного характера во многих областях знаний и науки, например, в рискологии, теории надежности и т.п.
Ключевые слова
В данном исследовании рассматриваются вопросы безопасности эксплуатации лифтового оборудования, причины возникновения несчастных случаев при авариях, предлагаются пути снижения тяжести их последствий. Необходимым условием применения риск-ориентированного подхода в контрольно-надзорной деятельности являются сбор, систематизация и анализ информации о состоянии технических устройств в целях оценки риска возникновения на них инцидентов для обеспечения безопасной эксплуатации и снижения административной нагрузки, связанной с проверками, на объекты, где риск минимальный. Целью исследования является разработка путей снижения риска возникновения аварий с травмированием или смертью человека на лифтовых сооружениях и тяжести их последствий. Для исследования использованы статистические данные по количеству аварий и травматизму при авариях на лифтах Комитета по аналитике и статистике Национального Лифтового Союза. Проведен анализ аварийности на лифтах с причинением вреда жизни или здоровью потерпевших. Выявлены и систематизированы причины травматизма и смертельных случаев. Разработаны пути повышения безопасности лифтов при их эксплуатации и обслуживании и снижения степени тяжести последствий аварий.
Ключевые слова
Анализ пространственной организации региональной системы землепользования - одна из важнейших управленческих задач по обеспечению устойчивого эколого-социально-экономического развития территорий на всех уровнях организации взаимоотношений природы и общества. Статья посвящена актуальной проблеме анализа территориальной дифференциации агропотенциала Республики Мордовия в разрезе муниципальных районов как ключевого показателя эффективности сельскохозяйственного освоения ландшафтов региона. В качестве источников первичной информации использованы данные официальной статистики, региональных агрохимических обследований, сведения государственного учета земель и статистической отчетности по государственному земельному надзору, базы данных и электронные карты региональной географической информационной системы «Мордовия». Приводятся результаты оценки агропотенциала муниципальных районов Республики Мордовия на основе вычисления интегральных индексов. Многообразие учитываемых показателей структурировано в три блока: «Потенциал почвенного плодородия», «Эффективность сельскохозяйственного землепользования» и «Интенсификация сельскохозяйственного землепользования». На основе корреляционного анализа авторами выявлена зависимость интегрального и частных параметров эффективности сельскохозяйственного землепользования от различных показателей, обусловливающих почвенное плодородие пахотных земель. По результатам проведенного анализа авторами сделан вывод, что дифференциация агропотенциала муниципальных районов Республики Мордовии в значительной степени зависит от ландшафтных условий.