CC BY
39
чета оптимальной величины коэффициента закрепления операций.
С целью автоматизации процедуры расчета в программной среде МаШСаС была разработана компьютерная программа «Определение оптимального коэффициента закрепления операций VI.0» [4], интерфейс которой представлен на рис. 2.
' Mathced - [расчет
коэффициента эанрегклнии]
Файл гравка Вид Добавить Формат Инструмента Сиивогиса Окно Справка
J □ - & в | a a Ф а г щ о = -э-a i™% zi ш
Лю -J| в i и ш S в fSJSE | .
Ш *¥ Ц:3 - й <! a •» щ
Определение оптимального коэффициента закрепления операций:
Руа - 10 Явочное число рабочих участка, приходящихся на одного мастера
КЬ :- 0.8 Ко эф фициент выпал нения нормы
К* := 0.8 Ко эф фициент скиже ния трудоемкости
Се :=• 30 Оплата одного нормо-часа
N111 = 500 Плановая трудоемкость годовой программы выпуска
50 Месячный фонд работы рабочего
:= 30 Среди ее под готовите льн о-э включительно е время
Со = 30 Оплата планирования и учета одной операции
Ср - 10 Оплата планирования и учета одной детали
Ро = 30 Среднее число операций е одной детали по участку
:= 5 Среднее время выполнения одной операции с учетом КЬ
Ас - 10 Оплата нормо-часа с учетом цеховых и межзаводских расходов
М ш Средняя стоимость материала одной детали ^ = 1000 Год о в ая но мен клату р а д етал ей. з акрепленн ых за маете р ом
Рис. 2. Интерфейс программы «Определение оптимального коэффициента закрепления операций v1.0»
Заключение. При помощи разработанного программного обеспечения были проведены расчеты коэффициентов закрепления операций для нескольких действующих участков станков с ЧПУ. Результаты расчетов были сравнены со значениями коэффициента закрепления операций, определенного при помощи традиционно используемой формулы следующего вида:
КЗ.О - Р,
(2)
где О - суммарное число различных операций, выполняемых на производственном участке;
Р - суммарное число рабочих мест, на которых выполняются данные операции.
В результате расчетов было установлено, что значения Кзо, определенные по формуле (2), отличаются от оптимальных в среднем на 20-30%. Это говорит о том, что традиционный метод расчета величины коэффициента закрепления операций далек от оптимального.
Список литературы
1. ГОСТ 3.1108-74. ЕСТД. Комплектность документов в зависимости от
типа и характера производства.
2. ГОСТ. 14.004-74. ЕСТПП. Терминология. Основные положения.
Термины и определения основных понятий.
3. РД 50-174-80. ЕСТПП. Выбор оптимальной величины коэффициента
закрепления операций для предприятий (цехов и участков предприятия) машиностроения и приборостроения. - М.: Изд-во стандартов, 1980. - 25 с.
4. Остапчук А.К., Овсянников В.Е., Рогов ЕЮ. Определение оптималь-
ного коэффициента закрепления операций V 1.0. - М.: ВНТИЦ, 2008. - № 50200801865.
УДК 621.19 В.Е. Овсянников
Курганский государственный университет Е.М. Овсянников ООО «Ремэкс»
К ВОПРОСУ РАСЧЕТА ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА МОСТОВЫХ КРАНОВ
Аннотация
Рассматриваются вопросы определения остаточного ресурса металлических конструкций мостовых кранов, приведены основные аспекты расчетной методики оценки ресурса кранов, разработанной ВНИ-ИПТМАШ (г. Москва), а также ее программная реализация в программной среде MathCad. Изложены результаты обследований кранов в период с 2006 по 2010 годы.
Ключевые слова: остаточный ресурс, мостовые краны.
V. E. Ovsyanniko v Kurgan State University E.M.Ovsyannikov Co. Ltd «Remeks»
TO THE QUESTION OF BRIDGE CRANES RESIDUAL LIFE CALCULATION
Annotation
Questions of definition of a residual resource of metal designs of bridge cranes are considered, the basic aspects of a settlement technique of an estimation of a resource of the cranes, developed ARSRMash (Moscow), and also its program realisation in program MathCad environment are resulted. Results of inspections of cranes during the period with 2006 for 2010 are stated.
Key words: a residual resource, bridge cranes.
Введение. ООО «Ремэкс» более 5 лет занимается обследованием кранов на ОАО «Курганмашзавод». Можно отметить, что срок эксплуатации некоторой части грузоподъемных механизмов,задействованных в производственном процессе, превышает предельные значения (20-25 лет), установленные РД 10-112-5-97. Поэтому на данном этапе необходимо оценить целесообразность проведения капитально-восстановительного ремонта, позволяющего продлить ресурс кранов до некой заданной величины (в настоящее время она достигает 40 лет).
Расчет остаточного ресурса кранов дает возможность провести ряд мероприятий, необходимых для продления срока службы крана, но ремонт металлоконструкций (МК) крана и частичная замена агрегатов для продления эксплуатации остаются наиболее актуальными решениями. Столь осторожная позиция в отношении кранов небезосновательна. Анализ случаев аварийности и травматизма при эксплуатации кранов РФ свидетельствует о том, что 85% из них вызваны эксплуатационными причинами.
Согласно действующим нормам по обследованию кранов, отработавших нормативный срок службы, остаточный ресурс должен определяться при возникновении следующих условий:
- образование многочисленных усталостных трещин,
особенно в узлах, ранее подвергавшихся ремонту;
- коррозия несущих элементов МК грузоподъемных машин;
- деформация элементов от воздействия случайных местных, не предусмотренных конструкцией нагрузок (удары груза или грейфера о МК, столкновение подвижных частей двух кранов между собой и т.п.).
1. Краткая характеристика методики определения остаточного ресурса мостовых кранов.
Применительно к мостовым кранам наиболее широко используемой методикой определения остаточного ресурса является рекомендованная ВНИИПТМАШ расчетная методика [3,5], основанная на оценке напряженно-деформированного состояния основных элементов крана.
Исходными данными для расчета величины остаточного ресурса являются [3,5] основные характеристики крана (грузоподъемность, длина пролета крана, скорости перемещения рабочих органов, материал моста), параметры режима работы крана и т.д.
К параметрам режима работы крана относится: максимальная масса перемещаемого груза, количество циклов работы крана на период расчетов и распределение нагрузок в процентном отношении от общего количества циклов.
Оценка остаточного ресурса производится в следующем порядке:
1. Устанавливается состояние металлоконструкции крана:
- производится замеры толщины металла;
- проверяются сварные швы;
- выполняется геометрическая съемка состояния главных балок.
2. Устанавливается характер и интенсивность выполняемых работ краном;
3. Производится прочностной расчет металлоконструкции крана [2,4];
4. Производится расчет на устойчивость стенки коробчатой балки для кранов группы А6-А8 [1]. При расчете усталостной прочности учитывается прогиб главных балок за счет введения корректирующего коэффициента [1].
Одним из критериев оценки остаточного ресурса крана по методике [2,4] является значение прогиба главной балки, т.е. по достижению значения прогиба, регламентированного нормативными документами [2,4] ставится вопрос о дальнейшей эксплуатации данного грузоподъемного механизма.
2. Разработка программного обеспечения для расчета остаточного ресурса мостовых кранов.
Первоначально определение остаточного ресурса по приведенной выше методике производилось вручную, однако ввиду значительного объема вычислений, а также необходимости постоянно обращаться к различным справочным источникам время подготовки документации было значительным, отсюда возникла необходимость в разработке программного обеспечения, позволяющего автоматизировать расчеты.
В ходе анализа методики определения остаточного ресурса [3,5] было установлено, что схема нагружения не изменяется. Учитывая это, наиболее подходящей программной средой является система №181110801, т.к. она позволяет разрабатывать программные средства в виде, наиболее приближенном к форме текстовых документов, что не требует дополнительного оформления отчетов.
При разработке программы методика [3,5] была адаптирована для машинной реализации посредством формализации пунктов расчета, представленных выше, что позволяет свести процедуру расчета лишь к вводу
исходных данных. Кроме того, в модернизированной методике учитывается утонение стенок главной балки крана и величина остаточного прогиба главной балки, что делает расчет более адекватным реальным условиям работы металлоконструкции. Интерфейс программы представлен на рис. 1.
^ Ма1Ьса(1 РгоГе55юп<|| - [К Э86П1 лт сА]
|о| Файл Правка Вид Вставка Форчаг Мзтечат^а Отоогьнач иатематжа 0=на Птощь
□ - о* у # а V-- © »А я 7 КЗ ?
| [ыопп^ _*||Апа1 ш - в I и = ==•=!=
1. Мосгвеой 1рвм^п5т долноглем на лробенетнон участи КЗ. ООО «Здурапьоии »угнечно-ЛИТ4ННЫН ЭЛИ'Ди, Г. Курган Н I II ПОЛ Н1«Т работы ПО П0Д141Лу Н ТрЖСПОрГНрС'НМ ГГ'"у- а с е- таре. Кран изгото (лен $ 1 ЭСОгоду Бурено! ни вдел нтес!н и о а> оао и, «■ 19вЗгоау пущ ем ( »«гтултз^ю п»р^сьд(гчспортил*)дьеяжст, кракл-5т
2. Ооноены £ п£-:тче чем с е [р аил (по паспорту)
Нэи^еневэнпг паранегрэ
гру»п$д1вмностк гпл*ного поаьви* 1>Н)
»сп «мо глтспь ноге по дьепл (■ Н) Пропет «раНЛ»
Скорости некакн?ио> Гпа I ного по дъеиа Гт'иин 1 Вспомогательного подъема Си.'ипн! Перел»н*ен!1* <р*нд Передними** тел«т (м/мии)
Резсия работы срана Мае о а сабины |/лра»п«нил (Кн) Масса поста срана 1>:Н) Масса груаоеой телеи н (кН) М*т*плоюиетру<«>1* 1-рлйд
Баэл ГР100ЮЙ тележки (и) Параметры сечения глатоД Бал1Н(си)
Харакгериегкка гчраме'рэ О:, в-081 0-40 00 01 0 ■ 0.61 01-0 I.:- 10,5
2200
116,0
01 к >23.54 О:-01 От:- 26
сварил*. гороО*атая
гр.А
отД грЛ М - 130 Н-70 0 П. 0.59
ГОСТ 50058 ГОСТ 500*48 ГОСТ 50068
В;- ОД.О
И1:-0.55 Ьи-0.57
Рис. 1. Интерфейс программы расчета остаточного ресурса мостового крана
Пример расчета напряженного состояния металлоконструкций крана приведен на рис. 2, изменение деформаций представлено на рис. 3.
Рис. 2. Результат силового расчета металлических конструкций крана
СЕРИЯ «ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ», ВЫПУСК 5
123
Рис. 3. Деформации металлоконструкций крана: а) в 2007 году; б) в 2009 году
Заключение. За период с 2006 по 2010 год при помощи разработанного программного обеспечения был определен остаточный ресурс более чем у 50 мостовых кранов, работающих в различных цехах машиностроительного производства (литейных, кузнечных, механосборочных, термических и т.д.). Результаты расчетов были одобрены специалистами Ростехнадзора РФ. На основании результатов расчетов остаточного ресурса были выданы рекомендации, касающиеся вопросов дальнейшей эксплуатации данного грузоподъемного оборудования.
Список литературы
1. Концевой Е.М., Б.М. Розенштейн. Ремонт крановых металлоконструк-
ций. - М.: Машиностроение, 1979. - 687 с.
2. Прочность, устойчивость, колебания: Справочник: В 3 т./ Под. ред.
И.А. Биргера. - М.: Машиностроение, 1968.
3. РД 10-112-5-97. Методические указания по обследованию грузоподъ-
емных машин с истекшим сроком службы. - М.: Изд-во стандартов, 2000. - 5 с.
4. Соколов С. А. Металлические конструкции подъемно-транспортных
машин: Учебное пособие. - СПб.: Политехника, 2005. - 423 с.
5.СТО 24.09-5821-01-93. Краны грузоподъемные промышленного назначения. Нормы и методы расчета стальных конструкций. - М.: Изд-во стандартов, 2004. - 90 с.
УДК 621.19
А.К. Остапчук, В.Е. Овсянников, Е.Ю. Рогов Курганский государственный университет
ПРИМЕНЕНИЕ ФУНКЦИИ СПЕКТРА МОЩНОСТИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФРАКТАЛЬНОЙ РАЗМЕРНОСТИ ВРЕМЕННОГО РЯДА
Аннотация
В данной работе вырабатываются подходы к определению фрактальной размерности посредством спектрального анализа, т.е. вычисления значений функции спектра мощности. Значения функции спектра мощности определяются при помощи метода Кули-Тьюки.
Ключевые слова: фракталы, размерность, спектр мощности.
A.K. Ostapchuk, V.E. Ovsyannikov, E.U. Rogov Kurgan State University
APPLICATION OF SPECTRUM OF CAPACITY FUNCTION FOR DEFINITION TIME SERIES FRACTAL DIMENSION
Annotation
In the given work approaches to definition fractal dimensions by means of the spectral analysis, i.e. calculation of values of function of a spectrum of capacity are developed. Values of function of a spectrum of capacity are defined by means of a method of Kuli-Tjuki.
Key words: fractals, dimension, a capacity spectrum.
Введение. Интерес к использованию методов фрактальной геометрии сегодня возрастает с каждым днем ввиду того, что они позволяют более эффективно решать задачи, которые вызывают значительные затруднения в рамках классических методологических концепций. Одним из центральных понятий фрактальной геометрии является фрактальная размерность, т.е. мера структурности объекта, его самоподобия. Во фрактальной геометрии четко определены значения размерности лишь для классических фракталов (ковер Серпинского, снежинка Коха и т.д.). Для вычисления фрактальной размерности других объектов в рамках данной науки предложен ряд методов, одним из которых является метод, основанный на использовании функции спектра мощности.
1. Разработка алгоритма вычисления фрактальной размерности при помощи функции спектра мощности.
Функция спектра мощности имеет обратную зависимость от частоты:
S(m) = CP х — ■
(1)
0
Если значения, полученные по формуле (1), прологарифмировать, то зависимость функции спектра мощности от частоты будет линейной. В работах [3,6,7] установлена зависимость между фрактальной размерностью и углом наклона аппроксимирующей линии спектра мощности, определенной по методу наименьших квадратов:
D =
3 + s
2 5 + s
2
при s > 0, при s < 0.
(2)
В работе функция спектра мощности вычислялась по методу Кули-Тьюки [1,2]. Вычисление искомой функции требует предварительной обработки данных: удаления тренда, центрирования и сглаживания посредством работы с окнами.
В качестве окна было использовано окно Хеннинга
[1,2]:
1 ( 2х^хt — х cos I-
2 l N .
0, в остальных случаях
где г = 0,1,...,N -1.
На основании метода Кули-Тьюки был разработан алгоритм определения фрактальной размерности, который представлен на рис. 1.
