Статья: Исследование влияния динамики технических параметров на эксплуатационную производительность гидравлических одноковшовых экскаваторов (2024)

Введение. Современные методы исследования коррозионного повреждения бетона достаточно длительные и трудоемкие, что затрудняет их применение. Это вызывает необходимость поиска новых подходов для исследования деструкции бетона под воздействием агрессивных сред. В настоящее время эффективно используется метод ультразвуковой диагностики для выявления различных структурных дефектов, однако возможность его применения для исследований коррозии бетона малоизученна. осполнению этого пробела посвящена данная работа.

Материалы и методы. Использовали образцы бетона размером 2,5х2,5х10 см и 2,5х2,5х16 см различного состава (цемент: заполнитель=1:9, 1:7, 1:5). Контрольные образцы твердели в нормальных условиях, испытуемые образцы хранили в различных агрессивных средах. Образцы всех сред хранения подвергали периодическим испытаниям на приборе ультразвуковой диагностики «Пульсар-2.2». Параллельно определяли прочностные показатели, полученные разрушающим методом на гидравлическом прессе ПГМ-100МГ4, а также коэффициент стойкости.

Результаты. Установлена взаимосвязь между периодами роста, экстремумами и скачкообразными изменениями скорости прохождения ультразвуковых волн и этапами набора прочности, условиями твердения образцов, временными факторами. Показано, что ультразвуковая диагностика достаточно чувствительна к процессам, вызванным коррозионной деструкцией бетона, и позволяет получать достоверные данные, при этом прочность и коэффициент стойкости не всегда адекватно отражают развитие коррозионных процессов. Установлено, что применение ультразвуковой диагностики дает возможность повысить достоверность результатов исследований коррозии бетона.

Заключение. Использование метода УЗ-диагностики позволяет получить новые данные о процессах деструкции бетона под воздействием агрессивных сред, что дает возможность повысить достоверность результатов исследований коррозии бетона.

Введение. На сегодняшний день существует проблема снегозаносимости ввиду расположения многих автомобильных дорог в удаленных, труднодоступных районах и сложных климатических условиях. Снежные заносы значительно увеличивают расходы на зимнее содержание автомобильных дорог, являются частичным следствием разрушения и обслуживания в летний период, а также создают серьезную угрозу безопасности, вызывая потерю контроля над транспортным средством. Для решения очистки снежных заносов с автомобильной дороги предлагается внедрение снегопередувающих конструкций. Основной задачей исследования является выполнение моделирования и выявление оптимальной скорости воздушного потока, при которой формируется снегопередувающий процесс. Цель работы – создание метода защиты автомобильных дорог от снежных заносов с помощью конструкций формирующих снегопередувание.

Методика исследования. Применение метода снегопередувания и возможности установки снегопередувающих конструкций на автомобильных дорогах для защиты от снежных заносов. Исследован процесс движения снежных частиц в условиях снежной метели и влияние данных процессов на снегопередувание.

Результаты. В работе освещены вопросы, связанные с анализом и оценкой скорости воздушного потока, погодные условия, влияющие на работу конструкций. Показаны условия работы снегопередувающих конструкций на автомобильных дорогах при различных скоростях воздушного потока. Установлено, при какой оптимальной скорости создается эффект снегопередувания.

Заключение. Смоделирован процесс снегопередувания на разработанной снегопередувающей конструкции в разных условиях. На основании рассмотренного подхода выполнен сравнительный анализ работы снегопередувающей конструкции. Внедрение снегопередувающих конструкций позволит снизить затраты на механизированную очистку автомобильных дорог. А также увеличивается социальный эффект по повышению безопасности передвижения транспортных средств.

Введение. В статье рассматривается проблема, актуальная для территории нашей страны – расчёт несущей способности ледовых переправ и автозимников. Эта проблема всё более актуализируется в связи с развитием северных территорий, увеличением грузоподъёмности автотранспорта и величины грузопотока. При этом строительство постоянных дорог и мостовых переходов требует очень больших капитальных затрат, пока недоступных для РФ.

Методы и материалы. Выполнен критический анализ методов определения расчётным путём несущей способности ледового покрова на переправах (максимальной разрешённой нагрузки на ось одиночного автомобиля или автопоезда). Рассмотрены рекомендации нормативно-методических документов по данному вопросу. Представленный анализ отечественных и зарубежных публикаций позволил дать оценку математическим моделям разного уровня сложности и детализации, с разным набором факторов, влияющих на конечный результат.

Результаты. В результате исследований составлена сводная таблица, в которой приведены формулы для расчёта несущей способности ледового покрова, параметры, которые учитываются в этих формулах, а также значения несущей способности, рассчитанной по данным формулам для двух температур: 0°С и минус 20°С.

Заключение. По результатам анализа видно, что наибольшее количество параметров учитывается в трёх зависимостях: М. М. Казанского – Р. А. Шульмана; Q. Wang; ОДМ 218.4.030–2016 «Методические рекомендации по оценке грузоподъёмности ледовых переправ». При этом величина несущей способности, рассчитанная по 11 представленным формулам, изменяется в 2-3 и более раза. Следовательно, представленные математические модели для прогнозирования несущей способности ледовых переправ требуют экспериментальной проверки на реальных объектах методом протаскивания контрольного груза (при некоторой доработке этого метода).

Введение. Сегодня активным спросом пользуются средства индивидуальной мобильности (СИМ). По данным средств массовой информации (СМИ), особой популярностью рассматриваемые средства передвижения пользуются в южных городах, например городах Краснодарского края, в которых за период с 2018 по 2023 г. произошло 190 ДТП с участием СИМ. С целью оценки изменения ситуации в области аварийности с участием СИМ в масштабах южных городов в рамках данного исследования на примере Краснодарского края разработана модель прогнозирования количества ДТП с участием рассматриваемых средств передвижения.

Методы и материалы. Для прогнозирования количества ДТП в качестве метода исследования использованы математические методы моделирования, в частности применена наука эконометрика, которая довольно часто используется для оценки статистических показателей с математической точки зрения.

Результаты. Авторами разработана модель прогнозирования количества ДТП с участием СИМ для Краснодарского края с достоверностью 67%.

Заключение. Установлено, что увеличивающийся характер изменения рассматриваемых величин возможно описать с применением мультипликативной модели, состоящей из трех компонент – сезонной, трендовой и случайной. Расчет всех компонент дал возможность определить вид модели (), позволяющей произвести расчет количества ДТП с участием СИМ для рассматриваемого субъекта – Краснодарского края.

Введение. Актуальность выполненных исследований обоснована ролью организации перевозок пассажиров для выполнения условий «Муниципальных контрактов на выполнение работ, связанных с осущесвлением регулярных перевозок пассажиров и багажа автобусами по регулируемым тарифам» (далее Контракт). Неравномерность пассажиропотоков, связанная с изменчивым характером передвижения людей, воздействием совокупности вероятностных факторов приводит к отклонению плановых показателей Контракта от фактических. Цель настоящего исследования – установить взаимосвязь между функционированием системы «Инцидент Менеджмент» и диспетчерским контролем муниципальных пассажирских предприятий для выполнения условий Контракта при организации регулярных пассажирских перевозок на муниципальных маршрутах.

Материалы и методы. В настоящем исследовании применяются общепринятые методы теории пассажирских автомобильных перевозок. При достижении цели учитывалась последовательность обработки информации в системе «Инцидент Менеджмент», программных модулях «Диспетчер» и «Карты». Практическая реализация результатов исследования выполнена на примере муниципального маршрута в г. Омске.

Результаты. Предложена классификация обращений граждан, согласно которой к инцидентам по организации перевозок пассажиров отнесены обращения, связанные с изменением показателей работы автобусов, установленные Контрактом. Для формирования информации с помощью диспетчерского контроля муниципальных пассажирских предприятий предложено использовать автоматизированную навигационную систему диспетчерского управления. Разработана модель взаимосвязи между функционированием системы «Инцидент Менеджмент» и диспетчерского контроля муниципальных пассажирских предприятий для организации регулярных пассажирских перевозок на муниципальных маршрутах.

Заключение. Установленная взаимосвязь между функционированием системы «Инцидент Менеджмент» и диспетчерского контроля муниципальных пассажирских предприятий рекомендована для организации регулярных пассажирских перевозок на муниципальном маршруте № 24 в г. Омске.

Введение. Одним из перспективных способов уменьшения динамических нагрузок при работе гидравлических кран-манипуляторных установок является использование гидродиодов. В гидравлических системах, работающих при высоких скоростях рабочей жидкости, в гидродиоде могут возникнуть кавитационные явления, которые сопровождаются повышенным шумом и вибрацией и могут привести к разрушению гидродиода, что недопустимо. В работе проведено сравнение результатов расчета течения жидкости в проточной части вихревого гидродиода с учетом кавитационных явлений и без учета кавитационных явлений с результатами исследовательских испытаний. Представлен анализ влияния кавитации на рабочие процессы в вихревом гидродиоде для кран-манипуляторных установок.

Материалы и методы. Для изучения рабочих процессов, происходящих в рабочей камере вихревого гидродиода, были созданы модели вычислительной гидродинамики (CFD) с использованием кода FLUENT CFD. Для моделирования течения жидкости в проточной части вихревого гидродиода использовался коммерческий CFD-код ANSYS FLUENT.

Результаты. В работе проведена верификация результатов численного эксперимента с результатами исследовательских испытаний, а также количественный и качественный анализ влияния кавитации на рабочие процессы вихревого гидродиода.

Обсуждение и заключение. Установлено, что значения давления и диодности при расчетах с учетом кавитации и без учета кавитации практически не отличаются, таким образом, влияние кавитации при числах Рейнолдса Re<30000 не оказывают существенного влияния на количественные значения параметров вихревого гидродиода и модуль расчета кавитации можно не использовать. Однако при более высоких значениях чисел Рейнолдса в рабочей полости вихревого гидродиода появляются кавитации, и расчетные значения параметров гидродиода без учета кавитации и с учетом кавитации существенно отличаются. Следовательно, при расчете высокоскоростных течений необходимо использовать модуль расчёта кавитации. Проведенный анализ влияния кавитации на рабочие процессы вихревого гидродиода показал, что при прямом направлении течение кавитация несущественно оказывает влияние на параметры гидродиода и место ее образования – верхнюю входную область тангенциальной камеры. При обратном направлении потока кавитации оказывают существенное влияние на картин течения жидкости в вихревом гидродиоде. Кавитация охватывает практически весь входной объем радиальной трубки и частично захватывает центральную часть вихревой камеры.

Введение. Гидроструйные технологии представляют собой инновационный подход к использованию воды под высоким давлением для различных целей. Эта технология нашла широкое применение в различных отраслях, включая строительство, промышленность, сельское хозяйство и очистку поверхностей. Основная идея гидроструйных систем заключается в использовании воды как мощного инструмента для разрушения, очистки и резки различных материалов. Статья посвящена особенностям и основным моментам, присущим процессу разработки передающих устройств высокого давления для гидроструйных технологий.

Материалы и методы. Проанализирована структура и классификация методов, реализующих гидроструйные технологии, включая общую структуру, и рассмотрены составляющие элементы выбранной классификационной схемы. Выделены обобщающие элементы и описана характерная компоновочная схема, реализуемая во всех технологических способах, относящихся к гидроструйным методам, рассмотрены конструктивные элементы, являющиеся основными составными частями и агрегатами, применяемыми в данных технологиях.

Результаты. Разработана схема движения энергетического потока по основным узлам традиционной компоновочной схемы агрегатов для гидроструйных технологий. Оценены формирующиеся в процессе эксплуатации энергетические потери, определен элемент гидроструйной установки с наибольшей величиной потерь, проанализированы особенности его функционирования и эксплуатации. Приводятся методики конструирования с учетом выявленных проблем и особенностей для передающих устройств высокого давления.

Заключение. Наиболее эффективная эксплуатация передающих устройств сверхвысокого давления для гидроструйных технологий возможна только с учетом их теплового состояния, характеризуемого описанием в них теплового баланса, который может быть обеспечен только за счет разработки ряда методик, предлагаемых к применению для проектирования устройств подобного типа.

Введение. Проблема быстрого и качественного строительства дорог, когда объекты хозяйствования и населённые пункты расположены на значительном расстоянии друг от друга, не может быть решена без применения комплекса агрегатов непрерывного действия. Агрегат непрерывного действия, формирующий кювет, и агрегат для проходки туннелей содержат прямоточные роторные рыхлители. Недостаточные теоретические исследования в этой области не позволяют выполнить расчёт взаимодействия с грунтом элементов прямоточного роторного рыхлителя. Поэтому существует необходимость теоретических исследований для определения энергетических параметров большого ротора, в частности, той, которая нужна для резания грунта окружными ножами № 4 большого ротора.

Методика исследования. В предлагаемой статье разработаны методики расчётов необходимых затрат энергии: на отделение пласта от массива грунта; разделение пласта на фрагменты; создание щели в массиве грунта; деформацию части массива грунта; преодоление трения грунта о кромку лезвия; преодоление напора грунта на переднюю поверхность; перемещение грунта передней поверхностью; преодоление трения грунта о переднюю поверхность.

Результаты. На основе данных методик произведены расчёты параметров. Из плоских моделей и пространственной модели сил взаимодействия с грунтом окружных ножей № 4 большого ротора выявлены равнодействующие, их составляющие, нормальные силы. Вычислена сила трения грунта о кромку лезвия и переднюю поверхность окружных ножей № 4. Рассчитана объёмная энергия, необходимая для резания окружными ножами № 4, при разработке прямоточным роторным рыхлителем одного кубического метра грунта.

Заключение. Затраты энергии на привод окружного ножа включают энергию: на отделение пласта от массива грунта; разделение пласта на фрагменты; создание щели в массиве грунта; деформацию части массива грунта; преодоление трения грунта о кромку лезвия; преодоление напора грунта на переднюю поверхность; перемещение грунта передней поверхностью; преодоление трения грунта о переднюю поверхность. В результате расчётов общая энергия, необходимая для резания окружными ножами № 4, при разработке прямоточным роторным рыхлителем одного кубического метра грунта, составила 9110 джоулей.

Введение. Для обеспечения стабильной работоспособности транспортно-технологических машин необходим постоянный контроль их технического состояния. Своевременное диагностирование сложно осуществлять при работе в удаленных регионах, а также при грузоперевозках на большие расстояния из-за отсутствия близкорасположенных центров технического обслуживания. Материалы и методы. Одним из решений вышеперечисленной проблемы является использование метода диагностирования по звуковым параметрам. В частности, данный метод применим и к силовым установкам. Его преимущество состоит в возможности оперативно оценить состояние механизмов и систем двигателя на месте при помощи портативного прибора (без применения крупногабаритной и маломобильной техники) методом неразрушающего контроля. Таким образом, исследование и внедрение метода акустического диагностирования на сегодняшний день является перспективным и востребованным. Одним из важнейших направлений совершенствования силовых установок сегодня является автоматизация процессов управления их функционированием на основе использования электроники и микропроцессорных систем. При положительном воздействии на эффективность функционирования двигателя эти сложные системы расширяют диапазон его потенциальных неисправностей.

Целью данного исследования являлась оценка принципиальной возможности определения и сопоставления акустических параметров двигателя с нарушениями и без нарушений режима функционирования при возникновении отказов в электронных системах управления его работой. В качестве примера объектом исследования выбран легковой автомобиль Ford Focus. В качестве тестовой неисправности использовался сбой в работе электронного модуля зажигания. Полученные спектральные картины звукового излучения ДВС без нарушения и с нарушением режима работы позволяют определить характер неисправности двигателя по звуковым параметрам.

Результаты. Был получен диапазон частот, при котором возможно идентифицировать спектральную картину двигателя с нарушениями режима работы и двигателя без нарушений режима работы. Этот диапазон составил 6 000–6 500 Гц, поскольку на данном отрезке уровень звука достигает более 40 дБ.

Обсуждение и заключение. Проведенный эксперимент является начальной стадией проведения масштабного экспериментального исследования, результат которого послужит отправной точкой для внедрения акустического метода в процесс диагностирования электронных систем управления двигателями внутреннего сгорания.

Введение. Нереверсивные виброплиты – поверхностные грунтоуплотняющие машины с плоским рабочим органом, оснащенные, как правило, одновальным вибровозбудителем круговых колебаний. Привод виброплит может осуществляться от бензиновых, дизельных или электрических двигателей. При проектировании и модернизации нереверсивных виброплит возникают задачи обоснования их технических характеристик: вынуждающей силы и частоты колебаний вибровозбудителя, мощности двигателя, ширины основания и др. Для обобщения многолетнего опыта производителей и выявления взаимосвязей между основными техническими характеристиками нереверсивных виброплит был проведен статистический анализ параметров виброплит с различными типами двигателей.

Материалы и методы. Для выполнения статистического анализа использовались данные о характеристиках нереверсивных виброплит основных отечественных и зарубежных производителей, представленные на официальных сайтах компаний, а также на сайтах их дилеров. Общее количество рассмотренных моделей составило 644. Уравнения регрессии и коэффициенты детерминации получены в программе Microsoft Excel.

Результаты. Установлены диапазоны изменения параметров для нереверсивных виброплит с различными типами двигателей. Получены уравнения регрессии взаимосвязи значений частоты колебаний и вынуждающей силы вибровозбудителя, мощности двигателя, ширины основания и относительной вынуждающей силы от массы нереверсивных виброплит с различными типами двигателей. Определены соответствующие коэффициенты детерминации. Для большинства параметров наблюдаются низкие и очень низкие значения коэффициента детерминации вне зависимости от типа двигателя.

Заключение. Диапазоны изменения технических характеристик дизельных и бензиновых нереверсивных виброплит достаточно близки между собой. Диапазоны изменения технических характеристик электрических виброплит, в большинстве случаев, выходят за диапазоны изменения технических характеристик виброплит с двигателем внутреннего сгорания. Низкий коэффициент детерминации и большой разброс значений параметров свидетельствует об отсутствии у производителей методики обоснования технических характеристик виброплит. Представленные результаты целесообразно использовать для уточнения диапазонов изменения параметров и формулирования требований для математической модели работы самоходных нереверсивных виброплит.