CC BY
7
7. Кочиш И.И. Материаловедение для транспортного машиностроения: Учебное пособие / И.И. Кочиш, Н С. Калюжный и др. СПб.: Лань, 2013. 448 с.
Исайкина Анастасия Михайловна, студентка, angel12vat@gmail.com, Россия, Тула, Тульский государственный университет.
USE OF COPPER AND ALLOYS BASED ON THEM IN PIPELINE ELEMENTS
A.M. Isaykina
The possibility of using some materials, in particular copper, as a material for the manufacture of pipelines is being considered. The advantages and disadvantages of using this material are considered, and the possibilities of using pipes of various sizes and wall thicknesses are also evaluated. The main directions of use of such pipes are revealed.
Key words: material, copper, pipes, connection elements, water supply, pipes, parts.
Isaykina Anastasia Mikhailovna, student, angel12vat@gmail.com, Russia, Tula, Tula State University
УДК 004.94:622
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-2-260-263
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОВЕДЕНИЯ ВИЛ ПОДЪЕМНИКА
ПРИ ПОВЫШЕННЫХ НАГРУЗКАХ
Т.Е. Ковалёва
В работе рассматривается ситуация с перегрузом вил подъемника для перевозки больших по массе грузов, что является довольно распространённой проблемой и причиной поломки подъемного оборудования. Расчеты проводятся с помощью специализированного программного обеспечения при том допущении, что вся конструкция подъемной машины выдерживает приложенную на вилы нагрузку. Оцениваются деформационные изменения, и выдерживаемая масса грузов для нескольких видов вил по конструкции. Приводятся графики нагрузки, схемы деформаций и картины потери первоначальной формы вил.
Ключевые слова: анализ, моделирование, обработка данных, подъемно-транспортные машины, горное дело, подъемник, машина, полезные ископаемые, оборудование.
Погрузчики являются повсеместно используемыми видами подъемно-транспортного оборудования [1-5], которое применяется на складах, промышленных и горнодобывающих предприятиях, строительстве. Основное назначение - это перевозка различных грузов, упакованных на паллетах, в специальные емкости для хранения и пр. [6-10]. При этом основным рабочим органом, на который приходится большая часть нагрузки является вила (рис. 1). При повышении нагрузки на этот рабочий орган может произойти поломка вил, их деформирование, поэтому изучение характера изменении формы, выдерживаемой силы и того, как распределены деформации по всему телу являются важными задачами, которые будут решаться в настоящей работе. Для этого были выбраны две конструкции вил, которые представлены на рис. 1. Эти объекты были подвержены нагружению математическим и компьютерным моделированием, чтобы определить некоторые параметры.
Моделирование проводилось в специальных программах, позволяющих исследовать то, как влияет нагрузка на тот или иной объект. Толщина вил погрузчика, изготовленных из стали, составляет 60 мм. Сами вилы конструктивно закрепляются на самой машине с помощью крепежных выступов. Их по 2 на каждой из рассматриваемых вил, при этом считается, что на погрузчик устанавливается 2 вилы. Непосредственно на вилы и происходит нагрузка. Но нагрузка смещена от вертикальных крепежных элементов вилы на небольшое расстояние, составляющее 200 мм.
Рис. 1. Изображение вил
Рассматривались 2 вида вил, отличающиеся видом соединения вертикальной и горизонтальной частей: 1 - радиусная, 2 - прямым углом. Считалось, что обе части детали цельные, что исключает влияние сварного шва или другого типа соединения на поведение детали под нагрузкой.
На рис. 2 представлены схемы распределения деформаций по объему вил.
Рис. 2. Деформации
Основные деформации распределены в двух зонах, а именно в вертикальной части и месте, где происходит нагружение. В первом варианте (рис. 2, а) деформации в вертикальной части больше на 15%, чем во втором случае (рис. 2, б), при этом площади деформаций в первом случае выше. В горизонтальной части вил деформации уже распределены наоборот, т.е. в прямоугольной вили деформации и по величине, и по площади больше, относительно первого варианта. В зоне креплений деформации и изменения формы не наблюдаются, т.е. что свидетельствует о надежности крепления.
Далее будет рассмотрено изменение форм вил по воздействием больших нагрузок
(рис. 3).
Так как основное изменение формы наблюдается в близи стыка вертикальной и горизонтальной части, то эта зона и будет рассмотрена. На рис. 3 приведены изменения для радиального соединения (рис. 3, а, в, д) и прямоугольного (рис. 3, б, г, е).
В случае радиального соединения происходит сильный перегиб материала в вертикальной части. При этом оба варианта воспринимают нагрузку сначала с пластическим изменением формы, т.е. не происходит обрыва материала, трещин и т.п. Дальнейшая же деформация приводит уже непосредственно к значительным повреждениям.
Прямоугольные вилы в количестве 2х штук выдерживают 210 тонн, а с радиальным соединением - 240 тонн, что примерно на 15% ниже. В данном случае рассматривалась сила, при которой начинается изменяться форма вил.
Рис. 3. Поэтапные изображения изменения формы вилы
Таким образом исходя из данных моделирования можно сделать вывод, что радиальные вилы выдерживают нагрузку выше, чем прямоугольные. Что делает вилы с закруглением более предпочтительными для использования в качестве оборудования, воспринимающего большую нагрузку и перевозящего ответственные и тяжелые грузы. Данное исследование осуществлено с помощью компьютерного моделирования, которое позволяет провести требуемые расчеты и впоследствии их проанализировать.
Список литературы
1. Березовский Н.И. Горные машины и оборудование / Н.И. Березовский, А.В. Нагор-ский; Белорусский национальный технический университет, кафедра «Горные машины». Минск: БНТУ, 2012. Ч. 1: Проектный расчет эксплуатационных параметров бульдозера. 143 с.
2. Витчук П.В., Курдюбов Н.Н., Коломиец К.С. Повышение грузоподъемности кранов в условиях чрезвычайных ситуаций с учетом поврежденности металлоконструкций // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 7. С. 153-163.
3. 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.
4. Тутов С.С. Сравнение транспортных машин для осуществления манипуляции горных пород // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2021. Вып. 5. С. 270-274.
5. Едыгенов Е.К., Панферов М.В. Крутонаклонный подъемник с электромагнитным приводом для открытых горных работ // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2006. № 8. С. 282-286.
6. Мулухов К.К., Беслекоева З.Н. Крутонаклонный карьерный конвейерный подъемник для крупнокусковых грузов и глубоких карьеров // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2009. № 3. С. 249-257.
7. Гнездилов С.Г. Напряженно-деформированное состояние металлоконструкции автомобильного подъемника элеваторного типа при различных сочетаниях нагрузок // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2011. № 6. С. 3.
8. Тутов С.С. Сравнительный анализ транспортных машин для осуществления перевозки горных пород // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 12. С. 211-214.
9. Бауман В.П. Машины для строительства промышленных, гражданских и гидротехнических сооружений: Справочник. М.: Изд-во Машиностроение, 1976. 502 с.
10. Болгов И.В. Технология ремонта оборудования предприятий бытового обслуживания населения: Учебник для втузов. М.: Легкая и пищевая промышленность, 2003. 248 с.
Ковалёва Татьяна Евгеньевна, студентка, tutowserg@yandex. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
MATHEMATICAL MODELING OF THE LIFT FORK BEHAVIOR UNDER INCREASED LOADS
T.E. Kovaleva
The paper considers the situation with overloading the forks of the lift for the transportation of large loads, which is a fairly common problem and the cause of the breakdown of lifting equipment. Calculations are carried out using specialized software under the assumption that the entire structure of the lifting machine can withstand the load applied to the forks. Deformation changes and the withstand weight of loads for several types of forks are evaluated according to the design. Load graphs, deformation schemes and pictures of the loss of the original shape of the pitchfork are given.
Key words: analysis, modeling, data processing, hoisting and transport machines, mining, hoist, machine, minerals, equipment.
Kovaleva Tatyana Evgeyevna, student, tutowserg@yandex.ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 623.437; 622
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-2-263-267
СРАВНЕНИЕ И СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ДАННЫХ О ТРАНСПОРТНЫХ МАШИНАХ ДЛЯ РАБОТЫ С ГОРНЫМИ ПОРОДАМИ
С.С. Тутов
Рассматривается вопрос о рациональном выборе транспортного оборудования, а именно приводятся технические особенности самосвалов Caterpillar. В работе проведено сравнение некоторых моделей самосвалов и обоснование их рационального пользования.
Ключевые слова: сравнение, самосвалы, детали, транспортные машины, карьер, транспортировка, автомобиль, горные работы, руда.
Вопрос о подборе подъемно-транспортных машин является важным вопросом для правильного и рационального использования материальных и технических ресурсов горнодобывающей организации. Ранее подобный обзор был осуществлен для экскаваторов Takeuchi и для самосвалов DAF [1-2], в данной же работе будут приведены технические особенности, проведено сравнение и обоснование выбора того или иного самосвала от компании Caterpillar. Подобные работы актуальны и необходимы для формирования сравнительных таблиц и простоты подбора техники в зависимости от нужд. В качестве основного метода исследования выбрано аналитическое сравнение и обобщение данных из открытых источников [3-7].
263
