В статье представлены результаты научно-исследовательской деятельности в 2023 году ученых Брянского государственного университета имени академика И. Г. Петровского в области разработки перспективных отечественных образцов конструкций однопролетных мобильных канатных дорог различного исполнения - на основе автономных самоходных колесных шасси высокой грузоподъемности и проходимости и на основе аэромобильных установок модульного типа. Также представлены результаты создания научно обоснованных методов их проектирования и компьютерного моделирования рабочих процессов при эксплуатации. В статье описаны результаты создания теории проектирования и моделирования рабочих процессов для универсальных машин-харвестеров, оснащенных канатным анкерным оборудованием, для проведения лесозаготовительных работ при работе на крутых склонах в условиях сильно пересеченной или гористой местности.
Предпросмотр статьи
Идентификаторы и классификаторы
Специалисты НИЛ «Транспортно-логистические роботизированные технологии и комплексы безопасной урбанизированной среды» в 2023 году продолжали развивать перспективные исследования по разработке цифровых двойников мобильных транспортно-перегрузочных канатных систем и комплексов в рамках поддержанного Российским научным фондом проекта № 22-29- 00798 «Создание научных основ разработки цифровых двойников мобильных канатных транспортно-перегрузочных систем для работы в зонах чрезвычайных ситуаций природного или техногенного характера» под руководством доктора технических наук И. А. Лагерева. Работы в этом направлении были начаты еще в предыдущие годы [6, 7].
Список литературы
1. Научно-исследовательская лаборатория транспортно-логистических роботизированных технологий и комплексов безопасной урбанизированной среды. Режим доступа: https://brgu.ru/science/general-information/nauchnye-podrazdeleniya/nil-transportno-logisticheskie-robotizirovannye-tekhnologii-/(дата обращения 22.01.2024).
2. Степченко Т.А., Бабич О.В. Результаты научных исследований Брянского государственного университета в 2019 году в сфере транспортно-логистических технологий и машин для урбанизированной среды // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. 2020. № 1. С. 120-135. DOI: 10.22281/2413-9920-2020-06-01-120-135 EDN: FGZFTP
3. Степченко Т.А., Бабич О.В. Результаты научных исследований Брянского государственного университета в сфере мобильных транспортно-перегрузочных канатных систем и комплексов // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. 2021. № 1. С. 9-29. DOI: 10.22281/2413-9920-2021-07-01-09-29 EDN: YIILHX
4. Степченко Т.А., Бабич О.В. Результаты научных исследований Брянского государственного университета в 2021 году в сфере проектирования и моделирования рабочих процессов в мобильных транспортно-перегрузочных канатных комплексах // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. 2022. № 1. С. 7-26. DOI: 10.22281/2413-9920-2022-08-01-07-26 EDN: UVHLGY
5. Степченко Т.А., Бабич О.В. Результаты научных исследований Брянского государственного университета в 2022 году в сфере создания мобильных канатных дорог и лесных канатных машин на базе самоходных колесных шасси // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. 2023. № 1. С. 9-27. DOI: 10.22281/2413-9920-2023-09-01-9-27 EDN: FRQGIM
6. Лагерев И.А., Таричко В.И., Панфилов А.В. Методика создания и применения цифрового двойника мобильного транспортно-перегрузочного канатного комплекса // Advanced Engineering Research. 2020. Т. 20. №3. С. 243-251. DOI: 10.23947/2687-1653-2020-20-3-243-251 EDN: CWTKXV
7. Лагерев А.В., Лагерев И.А. Общий подход к созданию цифровых двойников мобильных канатных дорог на основе мобильных транспортно-перегрузочных канатных комплексов // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. 2022. № 1. С. 38-60. DOI: 10.22281/2413-9920-2022-08-01-38-60 EDN: XLCLFK
8. Lagerev A.V., Lagerev I.A. Mobile aerial ropeways based on autonomous self-propelled chassis: designs and operation. In: Sharma S.K., Upadhyay R.K., Kumar V., Valera H. (eds). Transportation Energy and Dynamics. Energy, Environment, and Sustainability. Springer, Singapore. 2023. P. 355-380. DOI: 10.1007/978-981-99-2150-8_15
9. Lagerev, A.V., Lagerev, I.A. Mobile Aerial Ropeways Based on Autonomous Self-propelled Chassis: Layout of Technological Equipment. In: Upadhyay, R.K., Sharma, S.K., Kumar, V., Valera, H. (eds). Transportation Systems Technology and Integrated Management. Energy, Environment, and Sustainability. Springer, Singapore. 2023. P. 253-285. DOI: 10.1007/978-981-99-1517-0_12
10. Transportation Energy and Dynamics. Energy, Environment, and Sustainability (Springer book series (ENENSU)) / Sharma S.K., Upadhyay R.K., Kumar V., Valera H. (eds). Springer, Singapore, 2023. 513 p. DOI: 10.1007/978-981-99-2150-8_15
11. Transportation Systems Technology and Integrated Management. Energy, Environment, and Sustainability (Springer book series (ENENSU)) / Upadhyay R.K., Sharma S.K., Kumar V., Valera H. (eds). Springer, Singapore, 2023. 489 p. DOI: 10.1007/978-981-99-1517-0_12
12. Лагерев И.А, Химич А.В., Шкурманова С.С. Подходы к имитационному моделированию рабочих процессов канатной лесозаготовительной машины для работы на склонах // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. 2022. №2. С. 125-130. DOI: 10.22281/2413-9920-2022-08-02-125-130 EDN: JLENSD
13. Химич А.В., Лагерев И.А. Исследование динамической нагруженности мобильной канатной транспортно-технологической машины, размещенной на склоне // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. 2022. №2. С. 159-164. DOI: 10.22281/2413-9920-2022-08-02-159-164 EDN: SQFOXW
14. Лагерев И.А., Химич А.В. Математическое моделирование динамики кабельной грузоподъемной машины // Ученые записки Брянского государственного университета. 2022. №1. С. 7-10. EDN: NXIVRC
15. Химич А.В., Лагерев И.А. Математическое моделирование динамики канатной грузоподъемной машины с учетом влияния тягового и несущего канатов // Ученые записки Брянского государственного университета. 2022. №2. С. 31-35. EDN: PVNFWH
16. Пат. 2780877 Рос. Федерация: МПК7 B16B 7/00. Быстромонтируемая мобильная канатная дорога / А.В. Лагерев, И.А. Лагерев. - № 2022117303; заявл. 24.06.2022; опубл. 04.10.2022. Бюл. № 32. EDN: MTJZMO
17. Лагерев А.В., Лагерев И.А. Мобильные канатные дороги на базе аэромобильных канатных установок. Брянск: РИСО БГУ, 2023. 201 с. EDN: LWFKOG
18. Проектирование механизма канатной фиксации концевой опоры мобильной канатной дороги / А.В. Лагерев, И.А. Лагерев. - Свид-во о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2023666606. Зарегистрир. в Реестре программ для ЭВМ 02.08.2023. Бюл. № 8. EDN: SVUQEI
19. Построение закона частотного регулирования гидропривода мобильной канатной дороги с минимальным циклом перемещения / А.В. Лагерев, И.А. Лагерев. - Свид-во о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2023685829. Зарегистрир. в Реестре программ для ЭВМ 30.11.2023. Бюл. № 12. EDN: GPSRPA
20. Оптимальное проектирование устройства установки аутригеров колесных шасси мобильных канатных установок / А.В. Лагерев, И.А. Лагерев. - Свид-во о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2023685840. Зарегистрир. в Реестре программ для ЭВМ 30.11.2023. Бюл. № 12. EDN: TDUFMU
21. Проектный расчет канатной системы однопролетной аэромобильной канатной дороги маятникового типа / А.В. Лагерев, И.А. Лагерев. - Свид-во о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2023666673. Зарегистрир. в Реестре программ для ЭВМ 03.08.2023. Бюл. № 8. EDN: BWAWNG
22. Lagerev A.V., Tarichko V.I., Lagerev I.A. Force analysis of the hydraulic mechanism for moving the end tower of a transport unit for a mobile ropeway // AIP Conference Proceedings. 2023. Vol. 2476. P. 020017. DOI: 10.1063/5.0103011
23. Goncharov K., Lagerev A. Simulation of the Joint Operation of an Electric Motor and a Hydraulic Coupling in a Belt Conveyor Drive // Serbian Journal of Electrical Engineering. Vol. 20. No. 3. P. 283-299. DOI: 10.2298/SJEE2303283G EDN: SXZNBI
24. Lagerev A.V., Lagerev I.A. Optimal planning of the mobile cargo ropeway repair strategy // International Journal System Assurance Engineering and Management. 2023. Vol. 14. No. 3. P. 1125-1137. DOI: 10.1007/s13198-023-01925-0 EDN: JSXSWA
25. Lagerev A.V., Lagerev I.A. Forecasting the reliability of mobile ropeways based on self-propelled wheeled chassis // Conference proceeding book of 4 International Conference on Global Practice of Multidisciplinary Scientific Studies, Turkish Republic of Northern Cyprus, April 28-30, 2023. P. 124.
26. Lagerev A.V., Lagerev I.A. Chemical methods for improving the reliability of rope transport systems // Abstract book of Ahi Evran 3 International Conference on Scientific Researches. Baku, Azerbaijan, May 3-4, 2023. P. 6.
27. Lagerev A.V., Lagerev I.A. Prospects for the use of mobile ropeways based on airmobile rope units // Proceeding book of 11 International Eurasia Congress on Scientific Researches and Recent Trends. Nevsehir, Turkey, June 22-23, 2023. P. 795.
28. Lagerev A.V., Lagerev I.A. Prospects for the use of aerial ropeways for the organization of sustainable public transport in smart cities // Proceeding book of 3 International Architectural Sciences and Applications Symposium. Naples, Italy, September 14-15, 2023. P. 145. DOI: 10.5281/zenodo.10032598
29. Lagerev I.A., Khimich A.V., Lagerev A.V. Methods of analysis of work processes during the logging machines operations in mountainous areas // Abstract book of 4 International Black Sea Modern Scientific Research Congress. Rize, Turkey, June 6-7, 2023. P. 472.
30. Таричко В.И., Лагерев И.А. Анализ альтернативных вариантов однопролетных мобильных канатных дорог на базе самоходных шасси // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. 2023. № 1. С. 101-111. DOI: 10.22281/2413-9920-2023-09-01-101-111 EDN: JOKKXQ
31. Пат. 221432 Рос. Федерация: МПК7 B61B 7/00, B61B 7/06, B66C 23/16. Самоходная концевая станция мобильной канатной дороги / Лагерев А.В., Лагерев И.А.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО “БГУ им. ак. И.Г. Петровского”. №2023115776; заявл. 15.06.2023; опубл. 07.11.2023, Бюл. № 31. EDN: TDXLLK
32. Пат. 220883 Рос. Федерация: МПК7 F16G 11/00. Быстроразъемное устройство для соединения канатов мобильных канатных комплексов маятникового типа / Лагерев А.В., Лагерев И.А.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО “БГУ им. ак. И.Г. Петровского”. №2023117668; заявл. 03.07.2023; опубл. 09.10.2023, Бюл. № 28. EDN: UUVWIF
33. Лагерев А.В., Лагерев И.А., Таричко В.И. Конструкции и основы проектирования мобильных транспортно-перегрузочных канатных комплексов. Брянск: РИСО БГУ, 2020. 207 с. DOI: 10.5281/zenodo.10581288 EDN: LAZYOZ
34. Лагерев А.В., Лагерев И.А., Таричко В.И. Моделирование рабочих процессов мобильных транспортно-перегрузочных канатных комплексов. Брянск: РИСО БГУ, 2021. 204 с. DOI: 10.5281/zenodo.6044972 EDN: MEBDNK
35. Лагерев А.В., Лагерев И.А., Таричко В.И. Надежность и безопасность эксплуатации мобильных транспортно-перегрузочных канатных комплексов. Брянск: РИСО БГУ, 2022. 207 с.
36. Таричко В.И., Лагерев А.В., Лагерев И.А. Силовой расчет механизма канатной фиксации концевой опоры мобильного транспортно-перегрузочного канатного комплекса // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. 2023. № 2. С. 159-172. DOI: 10.22281/2413-9920-2023-09-02-159-172 EDN: BAXPAA
37. Лагерев А.В. Аппроксимация статической упругой линии несущего каната при тяговом расчете однопролетных мобильных канатных дорог // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. 2023. № 4. С. 344-356. DOI: 10.22281/2413-9920-2023-09-04-344-356 EDN: XMMALA
38. Lagerev A.V., Lagerev I.A. Design of passenger aerial ropeway for urban environment // Urban Rail Transit. 2019. Vol. 5. No. 1. P. 17-28. DOI: 10.1007/s40864-018-0099-z EDN: WUVCOS
39. Лагерев А.В., Лагерев И.А., Таричко В.И. Определение усилий натяжения канатов при эксплуатации мобильных транспортно-перегрузочных канатных комплексов // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. 2022. № 3. С. 194-210. DOI: 10.22281/2413-9920-2022-08-03-194-210 EDN: EVLPWZ
40. Лагерев А.В., Таричко В.И., Лагерев И.А. Моделирование режимов работы гидроприводов с частотно-дроссельным регулированием мобильных транспортно-перегрузочных канатных комплексов // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. 2019. № 4. С. 462-480. DOI: 10.22281/2413-9920-2019-05-04-462-480 EDN: ZIONON
41. Лагерев А.В., Лагерев И.А. Анализ работы устройства для установки выносных опор самоходных шасси мобильных транспортно-перегрузочных канатных комплексов // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. 2022. № 4. С. 299-309. DOI: 10.22281/2413-9920-2022-08-04-299-310 EDN: BSOCVA
42. Лагерев А.В. Обоснование и анализ принципа обеспечения универсальности габаритных размеров аэромобильных канатных установок в транспортном состоянии // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. 2023. № 3. С. 239-254. DOI: 10.22281/2413-9920-2023-09-03-239-254 EDN: PGKTAL
43. Шатунова Е.А., Лагерев И.А. Анализ технико-организационных возможностей вертолетов для развертывания мобильных канатных дорог на базе аэромобильных канатных установок // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. 2023. № 3. С. 255-268. DOI: 10.22281/2413-9920-2023-09-03-255-268 EDN: LMYQMT
44. Шатунова Е.А., Лагерев И.А. Анализ технико-организационных возможностей специальных колесных шасси для развертывания мобильных канатных дорог на базе аэромобильных канатных установок // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. 2023. № 4. С. 357-368. DOI: 10.22281/2413-9920-2023-09-04-357-368 EDN: KIZFYZ
45. Лагерев И.А. Разработка научных основ создания канатных машин для лесозаготовки на склонах // Теоретические и прикладные аспекты естественнонаучного образования в эпоху цифровизации. Материалы международной научно- практической конференции. Брянск, 2023. С. 37-41. EDN: TVCPOI
46. Химич А.В. Оценка прочности опоры анкерного каната машины для лесозаготовки на склоне // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. 2023. №1. С. 112-120. DOI: 10.22281/2413-9920-2023-09-01-112-120 EDN: KUODTK
47. Химич А.В. Оценка прочности крепления к дереву машины для лесозаготовки на склоне // Сб. тр. III междунар. научно-практ. конф. “Инженерно-техническое образование и наука”. Новороссийск: Новороссийский филиал БГТУ им. В.Г. Шухова, 2023. С. 22. EDN: KFOQAL
48. Химич А. В. Исследование взаимодействия с грунтом анкерной опоры машины для лесозаготовки на склоне // Молодёжный вестник Новороссийского филиала Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова. 2023. Т. 3. № 2(10). С. 37-43. EDN: IWRYTF
49. Химич А.В. Моделирование колебаний дерева, используемого для закрепления машины для лесозаготовки на склоне // Сб. тр. Междунар. научно-техн. конф. “Транспортные и транспортно-технологические системы”. Тюмень: ТИУ, 2023. С. 198-202. EDN: XRNLFX
50. Химич А.В. Сравнительный анализ вариантов размещения тяговых лебедок машин для лесозаготовки на склонах // Сб. тр. Междунар. научно-техн. конф. “Транспортные и транспортно-технологические системы”. Тюмень: ТИУ, 2023. С. 202-206. EDN: IJPGXY
51. Химич А.В. Влияние вязкости демпфера анкерного каната технологической машины, работающей на склоне, на силу его натяжения // Инновационное развитие подъемно-транспортной техники: мат. Всеросс. научно-практ. конф., Брянск, 25-26 мая 2023 г. Брянск: Брянский государственный технический университет, 2023. С. 12-14. EDN: HJLQLQ
52. Химич А.В. Эффективность установки демпфера анкерного каната технологической машины, работающей на склоне // Научному прогрессу - творчество молодых. 2023. № 1. С. 174-176. EDN: OCBCZI
53. Лагерев И.А., Химич А.В. Перспективы развития транспортно-технологических машин для заготовки леса на склонах // В сб.: Инновационное развитие техники и технологий наземного транспорта. Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина. 2022. С. 64-65. EDN: RHLKZO
54. Лагерев А.В., Попков В.И., Горленко О.А. Компетентностный подход и ФГОС третьего поколения // Инженерное образование. 2012. № 11. С. 36-41. EDN: RSGPUD
Выпуск
Другие статьи выпуска
Представлены результаты мониторинга метеорологических условий средней части бассейна реки Варзоб ущелье Гушары. Показано, что за период 1946 - 2021 гг атмосферные осадки сохраняют почти постоянное значение и среднегодовая температура характеризуется возрастающим трендом. Сезонное распределение температуры и атмосферных осадков в ущелье Гушары бассейна реки Варзоб, характеризуется тем, что максимальное значение осадков соответствует весеннему сезону при максимальных значениях температуры в летный сезон. Установлено, что среднемноголетняя температура в летний сезон в ущелье Гушары не превышает 25оС, что связано с предохранением высокими горными хребтами ущелья от проникновения воздушных масс. Исследованием и сравнением значений эвапотранспирации в ущелье за 1950 и 2021 годы показано, что за более семидесятилетний период существенных изменений в эвапотранспирации не происходило.
Повышающиеся требования к точности выполнения строительных работ приводят к необходимости создания современных систем управления, которые позволят исключить человека-оператора из процесса управления дорожно-строительными машинами, повысить энергоэффективность и производительность этих машин, а также качество готового объекта строительства. Безусловным технологическим прорывом стало использование беспилотных систем управления. Повышение точности работ при помощи беспилотных системам управления является актуальным и сложным направлением исследований. Это связано с необходимостью улучшения алгоритмов и усовершенствования датчиков для более точного определения координат машины и принятия решений. Только обладая высокой точностью, современные беспилотные машины способны минимизировать ошибки выполнения строительных работ и сопутствующие риски, связанные с безопасностью. Для этого необходимо обеспечить возможность распознавания и анализа различных факторов, таких как движущиеся объекты, погодные условия, рельеф местности и т. п. В статье приведены результаты функционального анализа ряда дорожно-строительных машин, определен круг задач, который должна решать современная система беспилотного управления, описан возможный вариант реализации такой системы, приведены различия блок-схем рабочих процессов строительных машин как без систем автоматического управления, так и оснащенных стандартной и разрабатываемой системами автоматического управления.
Печатная машина является сложной технической системой, которая включает в себя большое количество вращающихся частей (валов, шестерней и др.), в том числе подшипников и опорных роликов. Появление дефектов в подшипниковых узлах может привести к серьезным последствиям, таким как отказ оборудования и заклинивание валов, что приведет к остановке производства или появлению брака печатной продукции. Целью работы являлось изучение дефектов опорного ролика вала захватов, который отвечает за передачу листа внутри печатной секции. В статье рассмотрены дефекты наружного кольца опорного ролика. С помощью контрольно-измерительной машины изучены изменения, возникающие в его геометрии. Исследования были проведены на новом ролике, а также на роликах, вышедших из работы, выявлены изменения, возникающие во время эксплуатации. При десятикратном увеличении были изучены дефекты, возникающие на поверхности кольца во время эксплуатации, такие как абразивный износ, следы усталостного изнашивания и др. На возникновение многих дефектов оказывает влияние использование смазочных материалов. Предложены способы улучшения поверхностного слоя наружного кольца.
В рамках выдвинутой гипотезы о том, что энергетические затраты на рабочие движения звеньев стеллажных кранов-штабелеров неразрывно связаны с формой рабочей области склада, в котором работает кран, для снижения энергозатрат, в конструкции крана-штабелера было предложено использовать поворотную стрелу. С помощью программных реализаций математических моделей кранов-штабелеров традиционной велосипедной конструкции и предложенной конструкции с поворотной стрелой, открылась возможность определения средних затрат энергии на все возможные перемещения грузов одинаковой массы в пределах соответствующих рабочих областей этих конструкций. Для этого были разработаны системы дифференциальных уравнений в форме Коши, где учитывалась диссипация энергии. Определялось суммарное значение работ приводов крана при разгоне и торможении. Последние осуществлялись с постоянными ускорениями, а движение после разгона - с постоянными скоростями. Разработанные имитационные математические модели кранов традиционной конструкции и предложенной конструкции с поворотной стрелой позволяют определять затраты энергии в приводах при перемещении звеньев кранов по заданным траекториям. По критерию средних полных затрат энергии, принятому для всех возможных сочетаний перемещений в пределах областей одинаковой вместимости в сто квадратных метров, кран-штабелер предлагаемой конструкции имеет преимущество перед краном традиционной конструкции. Это позволяет существенно сократить затраты энергии при использовании таких кранов в складах и ангарах. Целесообразно рекомендовать использование крана-штабе-лера разработанной конструкции на складах круглой формы - это позволит значительно сократить расходы энергии при передвижении грузов во всех возможных сочетаниях координат целевых ячеек.
Рассмотрены факторы сопротивления перемещению тележки мостового как системы, состоящей из множества элементов, находящихся в структурных и функциональных связях друг с другом и мало меняющееся при функционировании системы и составлены их параметрические модели. При этом, взаимозависимое влиянием конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов в системе рассмотрено с учетом их проявления в различных физических эффектах. Составлена многоуровневая иерархическая структурно-функционально- параметрическая модель системы, сформированная на принципе последовательной двухуровневой иерархии, а также параметрические модели различного уровня применительно к периодам наиболее интенсивного изменения состояний и трансформации системы в процессе функционирования: сопротивления от трения качений; сопротивления от трения в буксах; сопротивление от токоподвода; сопротивления от уклона; сопротивления от инерции. Рассмотрен конструктивный способ снижения сопротивления перемещению тележки посредством введения в конструкцию элементов упругого подвешивания моста крана, что обеспечивает формирование отрицательного уклона, характеризуемого как «кинематический уклон», величина которого изменяется пропорциональна изменению положения грузовой тележки. Определено понятие параметрической надежности, применительно к системе сопротивления передвижению тележки мостового крана, как функции времени, характеризующей вероятность выполнение условия нахождение его числовых значений в пределах, установленных техническими условиями.
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