Работа посвящена исследованию влияния изменений геометрических характеристик, таких как диаметр и длина, внутренней полости для подвода рабочей жидкости в передающих устройствах высокого давления для гидроструйных технологий на изменение их теплового баланса в процессе эксплуатации за счет улучшения условий охлаждения участков бурового вала с контактными поверхностями. Моделирование проводилось не на полноразмерном передающем устройстве, а на одной восьмой части для того чтобы уменьшить время как создания самой модели, так и объем вычислений, что возможно благодаря осесимметричности поставленной задачи. Показана модель, созданная в вычислительной среде «Ansys» с расчетной сеткой для расчета эквивалентных напряжений. Рассчитанные методом конечных элементов распределения напряжений для различных сочетаний геометрии предающего устройства выявили соответствующие границы рационального изменения диаметра и длины внутренней полости, позволяющие обеспечить его работоспособность конструктивного узла в сочетании с максимальным охлаждением максимально термически нагруженных участков вала. Введены безразмерные геометрические параметры (приведенный диаметр и приведенная длина внутренней полости) для обобщающего описания геометрии передающих устройствах для гидроструйных технологий. Получены графики зависимостей величин напряжений от приведенных величин.
Идентификаторы и классификаторы
В строительной отрасли, наиболее востребованной является гидроструйная технология реализующая закрепление слабых или неустойчивых грунтов – это технология струйной цементации [7, 8]. Данная технология получила значительное развитие в последние пару десятилетий в силу того, что как одна из гидроструйных, технология струйной цементации грунтов является экологически чистой альтернативой многим традиционным методам обработки материалов, что делает ее привлекательной в контексте борьбы с загрязнением окружающей среды. Дополнительными преимуществами являются безопасность с точки зрения риска возгорания или взрыва при работе с материалами, имеющими подобную особенность и конечно экономичность, т. к. позволяют снизить расходы на производство и обслуживание. Однако присутствуют и недостатки присущие отдельным видам гидроструйных технологий, так, например, некоторые имеют ограниченная по глубине воздействия и не подходят для обработки материалов на большой глубине, другие могут быть достаточно шумными и в целом иметь высокую стоимость оборудования.
Список литературы
1. Бреннер В.А., Жабин А.Б., Щеголевский М.М. Совершенствование гидроструйных технологий в горном производстве. Москва: Горная книга, 2010. 337 с. EDN: RAYNIR
2. Borkowski P. Hydro-jetting method of bas-relief shaping // Archives of Civil and Mechanical Engineering 2011, V. 11, Issue 2, 2011, P. 267. DOI: 10.1016/S1644-9665(12)60142-3
3. Papakostas V., Paravantis J.A., Kontoulis N., Cazenave F., Gerbaud L., Velmurugan N. Environmental Impacts of Water-Based Fluids in Geothermal Drilling // European Geothermal Congress, Berlin, Germany 17-21 October 2022.
4. Liu D, Xie W, Gao J, Hu S, Chen M, Li Y, Li L. Study on the Construction Method and Effects of Ipsilateral, Multi-Nozzle, High-Pressure Jet Grouting Cut-Off Wall // Sustainability. 2022/ 14(16):10383. DOI: 10.3390/su141610383
5. Ahmed B., Khoshnaw F.A., Raza M., Elmoneim H., Dar A.A., Shakeel A. New Type of Fluidic Oscillator Made Clean Out Operation Environment Friendly and Cost Effective - A Case Study that Converted Failure into a Success // International Petroleum Technology Conference. Riyadh, Saudi Arabia 21-23 February2022. DOI: 10.2523/IPTC-22265-MS
6. Shanab I.A., Sorensen A. D. Experimental and Statistical Study of High-Pressure Water Jet “Hydro-Demolition Technique” on Concrete for Partial-Depth Concrete Bridge Deck Repair Applications // Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board V. 2677, Issue 12, 2023. DOI: 10.1177/03611981231168842 EDN: KNZMGA
7. Gerbaud L. A multifold increase in drilling performance using combined hydro-jet and percussion drilling: case study from ORCHYD project // GeoTHERM, V. 2, 2023.
8. Pourakbar M., Naziri S., Babaee E. Maleknia A. A Case Study on Jet Grouting Application for Deep Excavation in Granular Soils // Geo-Congress. 2022. P. 386-394. DOI: 10.1061/9780784484029.039
9. Veropalumbo R., Russo F., Viscione N., Biancardo S.A. Rheological Properties Comparing Hot and Cold Bituminous Mastics Containing Jet Grouting Waste // Advances in Materials Science and Engineering. Volume 2020. 8078527. 16 p. DOI: 10.1155/2020/8078527 EDN: UEZXLD
10. Гарипов М.В., Головин К.А. Разработка конструкции расширителя прокалывающей установки для закрепления неустойчивых горных пород // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2013. № 1. С. 326-329. EDN: QYQHAB
11. Шевелев А.М. Возможность влияния на тепловой баланс устройств для струйной цементации грунтов управлением геометрическими параметрами бурового вала // Перспективные машиностроительные технологии: сборник научных трудов Международной научно-практической конференции, Санкт-Петербург 21-25 ноября 2022 г. /ПОЛИТЕХ-ПРЕСС/ - Санкт-Петербург, 2023. С. 171-177. EDN: WXVZAF
12. Новиков В.И. Влияние теплопроводности материалов контактных поверхностей на тепловой баланс элементов гидросъемника для струйной цементации грунтов // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. 2023. № 1. С. 71-78. DOI: 10.22281/2413-9920-2023-09-01-71-78 EDN: ORVHIG
13. Новиков В.И. Влияние морфологии контактных поверхностей на распределение температурного поля в устройствах для струйной цементации грунтов. // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2022. № 4. С. 54-62. DOI: 10.3103/s1052618822020108 EDN: IOAHTN
Выпуск
Другие статьи выпуска
В статье рассматриваются ключевые технологические операции, включая погрузочно-разгрузочные работы, транспортировку, перегрузку и хранение грузов в контейнерах, а также анализируются современные подходы к управлению и оптимизации данных процессов. Основное внимание уделено вопросам автоматизации и механизации погрузочно-разгрузочных операций, использованию мультимодальных перевозок для повышения эффективности транспортных процессов, разработке стратегий оптимизации маршрутов и логистических схем, а также применению современных информационных технологий для трекинга грузов и управления складскими запасами. Подчеркивается значимость интеграции логистических операций и создания единой информационной системы для координации всех этапов контейнерных перевозок. В результате анализа предложены пути улучшения технологических процессов, направленные на снижение затрат, увеличение скорости доставки грузов и повышение общей эффективности логистических цепочек. Статья содержит рекомендации по внедрению инновационных решений и технологий, которые могут способствовать оптимизации работы предприятий, занимающихся контейнерными перевозками. Исследование основывается на анализе реальных данных, включая статистику работы портов, транспортных компаний и складских комплексов, а также на изучении передового опыта в данной области. В статье приведены примеры успешной реализации предложенных подходов на практике, что делает ее полезной для специалистов в области логистики, управления цепями поставок и транспортного дела.
В статье приводится обзор и классификация неисправностей автомобильного транспорта (класса: легковые автомобили). Исследуются причинно-следственные связи «Неисправность-дорож-но-транспортное происшествие». Выход из строя элементов рулевого управления и подвески влечет за собой потерю управления автомобилем, что приводит к дорожно-транспортным происшествиям. Определено, что на безопасность существенно влияют и не поддаются самодиагностике шарнирные соединения шаровых опор и стоек стабилизатора. Шаровая опора является опорой ступицы. Поломка шаровой опоры приводит к потере контроля траектории движения автомобиля по причине того, что колесо занимает произвольное и неконтролируемое положение в колесной арке. Износ шаровой опоры заключается в возникновении люфта в шарнире, который сейчас диагностируется органами чувств человека. Оценка технического состояния производится примитивным методом: автомобиль вывешивается и, воздействуя рычагом, мастер прилагает к шаровой опоре различные нагрузки. В статье прогнозируется возможность создания системы самодиагностики узлов с шарнирными соединениями. Совместно с этим проведен статистический анализ возникающих отказов и неисправностей у автомобилей по маркам и классам, что позволяет утверждать о постоянстве исследуемой проблемы. Проведен анализ взаимосвязи отказов и неисправностей с дорожно-транс-портными происшествиями, в котором отражены наиболее частые причины дорожно-транспортных происшествий по вине неисправностей автомобиля.
Машинное обучение и искусственный интеллект, способные сами принимать решения, стали незаменимыми инструментами для оптимизации складских операций. Использование на складах грузоподъемного оборудования на мобильной платформе на меканум колесах имеет высокую степень практической реализации, так как рассматриваемая платформа может совершать движения в любом направлении. Кинематические исследования перемещения робота-манипулятора на рассматриваемой платформе позволяют оптимизировать его движения в условиях перемещения в ограниченном пространстве, имеющем подвижные и неподвижные препятствия, которые с позиции создания математической модели управления платформой представляют собой входные параметры, определяющие условия работы платформы. Методика проведения экспериментальных исследований и их анализ позволяют оптимизировать управление и поведение платформы на практике. Алгоритм перемещения платформы разработан с учетом ее особенностей предназначен для выбора оптимального маршрута и точности навигации при условиях изменяемого пространства (подвижные и неподвижные объекты). Для верификации и оценки эффективности алгоритма локализации и планирования пути с целью улучшении системы управления мобильной платформой на меканум колесах, были проведены моделирование и симуляция представленной модели, позволяющие оценить кинематические параметры платформы для достижения лучших результатов. Проведенный кинематический анализ позволил провести качественную и количественную оценку особенностей движения поведения платформы в пространстве при различных входных данных. Моделирование и симуляция алгоритма локализации и планирования пути позволили проверить его эффективность в различных условиях работы. Проведенные исследования показали, что предлагаемый метод кинематического анализа навигационной системы складского робота на меканум колесах позволяет оптимизировать его работу в складских условиях, что позволит повысить эффективность перемещения грузов и обеспечить точную навигацию в ограниченном пространстве склада. Развитие кинематического и динамического анализа навигационной системы складского робота на меканум колесах открывает перспективы для создания интеллектуальных и автономных решений в области логистики и складского хозяйства.
Эффективность использования лесозаготовительных машин для производства работ на горных или холмистых территориях, характеризующихся наличием крутых склонов, зависит от многих факторов, в числе которых приоритетную роль играют количественные параметры динамического состояния как самого харвестера, так и анкерной системы для обеспечения безопасной эксплуатации указанных технологических машин. В данной статье рассматривается комплексная пространственная динамическая модель, объединяющая в общую взаимосвязанную систему все основные компоненты моделируемого явления, включая непосредственно харвестер с установленным на нем гидравлическим манипулятором, перемещаемый в пространстве сортимент, анкерную систему в составе анкерных каната и лебедки, анкерное дерево для крепления анкерного каната и грунт опорной поверхности. Динамическая математическая модель такой шестикомпонентной системы включает 35 обобщенных координат, определяющих линейные и угловые смещения центров масс перечисленных компонентов системы. Построенная с использованием метода Лагранжа II рода система из 35-ти дифференциальных уравнений решалась методом Рунге-Кутты IV порядка. Для этой цели была разработана компьютерная программа, описание которой содержится в статье. Применительно к базовому варианту моделируемой системы с количественными исходными характеристиками, ориентированными на характеристики трехосного колесного харвестера с колесной формулой 6К6, были проведены расчеты колебательных процессов для динамических параметров, определяющих нагруженность анкерной системы и безопасность эксплуатации харвестера в процессе манипулирования сортаментом.
Задача защиты операторов наземных транспортно-технологических машин от вибраций актуальна. Для системы виброзащиты сиденья оператора использована математическая модель с одной поступательной степенью свободы. Среднеквадратичные значения вертикального ускорения виброзащищаемой массы, то есть сиденья с оператором, не должны превышать предельные значения, установленные санитарными нормами. Вибрации в диапазоне частот до 40 Гц представляют наибольшую опасность. Установлены значения параметров внешних воздействий в виде гармонических колебаний пола кабины оператора, при которых соблюдаются установленные предельные значения среднеквадратичного ускорения сиденья с оператором. Для этого разработана расчётная схема и выделены параметры гармонического воздействия на основание виброзащитной системы. Получены аналитические выражения, связывающие ускорение и амплитуду абсолютных перемещений виброзащищаемой массы с ускорением и амплитудой гармонических вынуждающих колебаний основания, а также амплитудой хода подвески. Численное суммирование гармонических колебаний основания сиденья, вызывающих предельные среднеквадратичные ускорения на различных частотах до 40 Гц, заданных санитарными нормами, позволило рассмотреть комплексные колебания сиденья при полигармонических колебаниях основания. При полигармонических воздействиях с использованием выведенных аналитических выражений, для массы сиденья с оператором сто килограмм, получены зависимости ускорений виброзащищаемой массы и основания сиденья от конструктивных параметров системы, таких как коэффициент жесткости и коэффициент вязкого трения виброзащитного механизма. Установлено, что среднеквадратичное значение абсолютных ускорений виброзащищаемой массы при комплексных перемещениях основания остается приблизительно постоянным при различных значениях коэффициента жесткости и коэффициента сопротивления системы. В то же время, полигармонические колебания основания сиденья, характеризуются большим разбросом значения среднеквадратичного ускорения. Наибольшее значение среднеквадратичного ускорения основания сиденья достигается при значениях коэффициента жесткости и коэффициента сопротивления системы, близких к нулевым.
Метод экспертных оценок лежит в основе большинства методов принятия решений в технической сфере деятельности, начиная от поиска рациональных проектных решений и заканчивая вопросами промышленной безопасности опасных производственных объектов, что находит воплощение в виде нормативных документов, регламентирующих реализацию в указанных направлениях рискориентированного подхода к решению задач. Субъективность метода экспертных оценок часто может приводить к принятию решений, объективно не являющихся рациональными в конкретной проектной ситуации. В настоящей статье рассмотрена модификация надстройки уровня оценки веса критериев метода анализа иерархий на основе статистической обработки множества возможных комбинаций приоритетов критериев на примере выбора рационального варианта системы приводов ленточного конвейера, что является прямой заменой метода экспертных оценок и парных сравнений на данном уровне иерархии. Показано, что при учете предложенной модификации и парном сравнении на первом уровне иерархии однозначно определенных значений вариантов в рамках каждого критерия (характеристик технических объектов) метод парных сравнений исключается из структуры методологического аппарата метода анализа иерархий, что позволяет выделить полученную совокупность результатов в отдельный метод принятия решений.
Статья содержит результаты теоретических исследований одного из параметров геометрического образа вертикальной фрезы питателя роторного снегоочистителя - угла наклона вертикальной режущей полосы питателя относительно радиуса вертикальной фрезы. В работе присутствуют не только рекомендации о рациональных значениях угла наклона режущей полосы питателя, но и представлены некоторые конкретные значения ширины режущей полосы питателя, при которых рабочий процесс роторного снегоочистителя можно считать максимально эффективным. Составлена расчетная схема определения угла наклона вертикальной фрезы. В статье приведены виды взаимодействия вертикальной режущей полосы со снежным массивом. Ключевые виды взаимодействия представлены схематично. Получены зависимости угла наклона касательной к траектории резания в зависимости от угла поворота относительно радиуса фрезы. Сделаны выводы о зависимости угла наклона режущей полосы от угла поворота фрезы. Выявлено и представлено несколько периодически повторяющихся участков в процессе работы роторного снегоочистителя, что говорит о наличии закономерностей в этом процессе. Определены функциональные зависимости геометрических размеров режущей полосы роторного снегоочистителя от угла наклона вертикальной режущей полосы и угла поворота вертикальной фрезы.
Издательство
- Издательство
- БГУ
- Регион
- Россия, Брянск
- Почтовый адрес
- 241036, г. Брянск, ул. Бежицкая, д. 14.
- Юр. адрес
- 241036, г. Брянск, ул. Бежицкая, д. 14.
- ФИО
- Антюхов Андрей Викторович (Руководитель)
- E-mail адрес
- bryanskgu@mail.ru
- Контактный телефон
- +7 (483) 2666577
- Сайт
- https:/www.brgu.ru