CC BY
9
The results of simulation of the operation of the device together with a power source and a storage battery for various parameters of asymmetric current are presented. The oscillograms of voltage and current obtained during the simulation of the battery charge are presented. The simulation results are considered and analyzed in order to select the optimal scheme, and the possibilities and prospects of the proposed method are evaluated.
Key words: battery, charging-desulfating device, asymmetrical current, simulation, MATLAB Sim-
ulink.
Mankov Matvey Borisovich, postgraduate, dr.mankoff@yandex. ru, Russia, Tver, Tver State Technical University,
Margolis Boris Iosifovich, doctor of technical sciences, docent, head of chair, borismargo-lis@yandex.ru, Russia, Tver, Tver State Technical University
УДК 004.94; 69
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-10-73-75
АНАЛИТИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН В СТРОИТЕЛЬСТВЕ И ИХ РАСЧЕТ
A.C. Коростин
Широкая механизация и внедрение различный машин и современного оборудования в различные технологические процессы и производство обусловлена высокими темпами научно-технологического прогресса и относительной дешевизной таких внедрений. При этом такие машины, механизмы и оборудования в первую очередь применяются для повышения производительности, а также для осуществления сложных и тяжелых работ, которые невозможно произвести без специального оборудования. Поэтому все чаще в области строительства применяются различные подъемно-транспортные машины, основной задачей которых является перемещение, транспортировка, подъем и другие манипуляции с грузами, почвами, породами и пр. Одной из таких машин является экскаватор, который рассмотрен в настоящей работе. Проводится анализ и систематизация данных об экскаваторах, их классификации, назначении, технологических и технических характеристиках. Помимо прочего экскаваторы требуют проектного расчёта. Одним из основных расчетов является расчет механизма передвижения экскаватора, который и рассмотрен в данной работе. Приводятся формулы расчета механизма передвижения экскаватора и пояснения к данным расчетам.
Ключевые слова: анализ, сравнительный анализ, информация, экскаватор, строительство.
В настоящее время широкая механизация и внедрение различный машин и современного оборудования в различные технологические процессы и производство обусловлена высокими темпами научно-технологического прогресса и относительной дешевизной таких внедрений. При этом такие машины, механизмы и оборудования в первую очередь применяются для повышения производительности, а также для осуществления сложных и тяжелых работ, которые невозможно произвести без специального оборудования [1-9]. Поэтому все чаще в области строительства применяются различные подъемно-транспортные машины, основной задачей которых является перемещение, транспортировка, подъем и другие манипуляции с грузами, почвами, породами и пр. При этом существует огромное количество таким машин, каждая из которых выполняет определенные функции. Одной из наиболее распространенных машин является экскаватор - землеройная машина, предназначенная для выемки горных пород или грунта, а также для погрузки или разгрузки сыпучих материалов. Первые прототипы экскаваторов появились еще у древних греков. В наше время экскаваторы используются повсеместно, включая строительную и горнодобывающую отрасль, коммунальное хозяйство, однако такие машины могут встречаться и других производствах, например, в машиностроении, где они используются в качестве подъемно-транспортного оборудования для отходов, заготовок и т.д. Есть огромное количество классификаций, на которые можно поделить все возможные виды экскаваторов. Основаны они на разных критериях:
• Применение;
• Вид ходового устройства;
• Вид главного двигателя;
• Число двигателей;
• Назначение;
• Исполнение рабочего органа;
• Угол поворота стрелы;
• Вид привода ковша;
• Вид ходовой части.
Известия ТулГУ. Технические науки. 2022. Вып. 10
По применению данная классификация состоит из трех групп: самоходные экскаваторы; полусамоходные; ограниченно-самоходные. У первого вида экскаваторов есть свое собственное шасси, позволяющее им самостоятельно передвигаться. Полусамоходные экскаваторы способны перемещаться на короткие расстояния внутри рабочей зоны. Ограниченно-самоходным моделям необходимы особые пути для передвижения.
По виду ходового устройства выделяют следующие экскаваторы: шагающие; рельсовые; на серийном транспорте (трактор либо грузовой автомобиль); на автомобильном шасси: для этой модели характерны мощный двигатель и высокая скорость, а также крепкая рама с низким центром тяжести; пнев-моколесные, отличающиеся маневренностью и способностью самостоятельно добираться до рабочего участка; гусеничные: среди остальных видов данная группы выделяется за счет отличной проходимости и устойчивости.
В основном экскаваторы работают на дизельных и электрических двигателях, потому что они в разы экономичнее. Стоит отметить, что дизельный двигатель позволяет менять рабочее место, а электрические двигатели используются там, где необходимости в этой смене нет. Однако помимо них существуют экскаваторы с карбюраторными и паровыми двигателями. По числу двигателей насчитывают всего два класса: многомоторные, у которых на каждый узел свой двигатель; одномоторные; в таких случаях один двигатель приводит в действие всю машину.
Одним из основных параметров этого разделения машин стал объем ковша. Таким образом, выделяют: специальные экскаваторы, в этот подвид входят, например, железнодорожные экскаваторы; вскрышные экскаваторы, которые используются для снятия верхнего слоя породы. Объем ковша у таких машин превышает 6 м3; карьерные экскаваторы, как следует из названия, применяются они для работы в карьерах. Емкость их ковша варьируется от 2 до 8 м3; строительно-универсальные экскаваторы, применяемые для широкого спектра земляных работ. Емкость ковша у данного вида доходит до 3 м3.
Исполнение рабочего органа. Здесь все многообразие машин делится на три типа с телескопическим устройством; в данном случае рабочий процесс производится при помощи втягивания и выдвижения стрелы; с жесткой подвеской, при которой все детали соединены при помощи шарниров, а для их работы требуются гидроцилиндры; с гибкой подвеской, подразумевающей, что стрела, а в некоторых случаях и ковш, подвешена на стальных тросах, которые и приводят ее в действие.
В зависимости от того, на сколько градусов способна повернутся стрела, экскаваторы делят на полноповоротные (они поворачиваются на 360 градусов) и неполноповоротные (их оборот меньше 360 градусов).
Вид привода ковша - один из немаловажных параметров экскаваторов. По нему все машины образуют четыре группы: дзель-электрические, несмотря на свою автономность, они невероятно тяжелы; электрические, источником их питания являются линии электропередач; гидравлические, относящиеся к самым распространенным; механические, которые практически не применяются в наши дни.
По виду ходовой части бывают: подземные, их используют в шахтах, чтобы грузить породу; рельсовые, к ним относятся карьерные и железнодорожные экскаваторы; экскаваторы на понтонно-гусеничном ходу, например, драги ковшовые; шагающие, используемые в основном горном деле и металлургии; навесные, у которых есть определенного вида шасси; гусеничные; пневмоколесные.
Чаще всего экскаваторы используются для того, чтобы выкопать траншею или яму, расчистить участок, возвести насыпь или дамбу, демонтировать ветхие постройки и т.д. Экскаваторы незаменимы в различных промышленных отраслях. Например, в добывающей отрасли их используют для погрузки породы. В сельском хозяйстве тоже необходимы экскаваторы. Они применяются в ходе ирригационных работ, в процессе подготовки посевных участков и т.д.
Экскаваторы требуется рассчитывать. Одним из основных расчетов является расчет механизма передвижения экскаватора. Например, тяговое усилие рассчитывается по формуле [10]:
st = wf + wn + ШИ + WB + WBH,
таким образом тяговое усилие рассчитывается как сумма соответствующих сопротивлений: перемещению, движению на подъем, преодоления сил инерции, ветра, трению внутри гусениц.
Wf = f xG xcos а; Wn = G x sin a; WB = F x qB, где f - коэффициент сопротивления движению, G - сила тяжести экскаватора, a - угол подъема, F - площадь лобового контура машины, qu - ветровой напор.
Таким образов экскаваторы требуют тщательного подбора для выполнения конкретной задачи, а также проектного расчета. Поэтому важной задачей является систематизация и актуализация данных по машинам и их расчет под определенные нужды.
Список литературы
1. Бабокин Г.И. Методика расчета энергоэффективности одноковшового экскаватора с электроприводом // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2018. Вып. 12. С. 24-28.
2. Шавыраа Ч.Д. о., Куулар О.О. Применение экскаватора ЭКГ-5и в горнодобывающей промышленности Республики Тува // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. Вып. 6. С. 179-184.
3. Минаков Е.И., Мешкова Е.О. Анализ методов построения информационно-измерительных и управляющих систем транспортного обеспечения горных выработок // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 11. С. 75-78.
4. Хуршудян Г.М. Гидравлические преобразователи крутящего момента. М.: Государственное союзное издательство судостроительной промышленности, 2017. 268 с.
5. Коростин А.С. Особенности конструкции и эксплуатации гидравлических экскаваторов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2022. Вып. 9. С. 521-523.
6. Динамика машин и управление машинами: Справочник / В.К. Асташев, В.И. Бабшукин, И.И. Вульфон и др.; Под ред. Г.В. Крейнина. М: Машиностроение, 1988. 240 с.
7. Александров М.П. Подъемно-транспортные машины. М.: Машиностроение, 1984. 336 с.
8. Кузнецов Ю.А., Тарасов Е.С., Смикалин Н.С. Применение и конструкции подъемно-транспортных машин при строительстве // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 7. С. 80-84.
9. Брауде В.И. Вероятностные методы расчета грузоподъемных машин. Л.: Машиностроение, 1978. 232 с.
10. Шемякин С.А., Лещинский А.В. Расчет землеройных машин: учеб. пособие. Хабаровск: Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та, 2014. 55 с.
Коростин Александр Сергеевич, студент, korostin.alexander@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
ANALYTICAL COMPARISON OF HOISTING AND TRANSPORT MACHINES IN CONSTRUCTION
AND THEIR CALCULATION
A.S. Korostin
Widespread mechanization and the introduction of various machines and modern equipment in various technological processes and production is due to the high rates of scientific and technological progress and the relative cheapness of such implementations. At the same time, such machines, mechanisms and equipment are primarily used to increase productivity, as well as to carry out complex and difficult work that cannot be done without special equipment. Therefore, various lifting and transport machines are increasingly being used in the field of construction, the main task of which is to move, transport, lift and other manipulations with goods, soils, rocks, etc. One of these machines is an excavator, which is considered in this paper. The analysis and sys-tematization of data on excavators, their classification, purpose, technological and technical characteristics are carried out. Among other things, excavators require a design calculation. One of the main calculations is the calculation of the movement mechanism of the excavator, which is considered in this paper. Formulas for calculating the mechanism of movement of the excavator and explanations for these calculations are given.
Key words: analysis, comparative analysis, information, excavator, construction.
Korostin Alexander Sergeevich, student, korostin. alexander@mail. ru, Russia, Tula, Tula State University.
УДК 621.317
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-10-75-79
РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ДИНАМИКИ ЗАТРАТ В ПРОЦЕССЕ
ПРОИЗВОДСТВА И ПЛАНОВЫХ РЕМОНТОВ ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
А.В. Мякотин, А.Я. Моргунов, А.И. Муравьев, Е.В. Комаров, В.А. Питенко
В статье показано, что существенное влияние на себестоимость образцов электронно-вычислительной техники специального назначения (ЭВТ СН) (затраты на плановые ремонты) оказывают объем выпуска (ремонта) изделий и продолжительность серийного производства (плановых ремонтов). На основе данных рассуждений приведены расчеты, позволяющие определить динамику изменения себестоимости отдельного образца ЭВТ СН в процессе производства и ремонта, разработаны различные математические модели и проведено их сравнение. Кроме того, в статье приведены результаты расчетов динамики затрат, выполненных с использованием рассмотренных моделей.
Ключевые слова: электронно-вычислительная техника специального назначения, программное планирование, динамика затрат.
В процессе постановки образцов электронно-вычислительной техники специального назначения (ЭВТ СН) на производство (ремонтное производство) и постепенного перехода на серийный выпуск (серийное ремонтное производство) происходит освоение и стабилизация технологических процессов,
75
