CC BY
1
The article is devoted to the organization of passenger transportation by excursion minibuses of the "shuttle bus" type with an electric drive. A methodology for organizing passenger transportation in the territories of tourist, cultural and recreational centers has been developed. Examples of using the proposed methodology for the Yasnaya Polyana Estate Museum are given.
Key words: electric car, minibus, passenger transportation, methodology, tourist and cultural
centers.
Oganyan EduardArturovich, student, edikoganian@,gmail.com. Russia, Tula, Tula State University
УДК.621.874
DOI: 10.24412/2071-6168-2021-12-438-441
ОЦЕНКА СРЕДНИХ РИСКОВ ПОТЕРЬ ПРИ ДИАГНОСТИРОВАНИИ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ МАШИН
Г.В. Селиверстов, Д.Д. Камардина
Рассмотрены методы диагностики крановых металлоконструкций, которые позволяют прогнозировать их состояние в течение срока эксплуатации по различным критериям. Проанализированы средние риски потерь при применении этих методов и оценена их эффективность. Определены границы наработки машины, в которых рационально применять инструментальную диагностику для оценки накопленных повреждений.
Ключевые слова: эксплуатация, срок службы, металлоконструкция, риск, контроль, диагностика.
Современные машиностроительные предприятия при массовом производстве крупногабаритной продукции используют грузоподъемные машины, как производственных цехах, так и на складах готовой продукции. При этом, самой распространенной машиной, которая применяется на погрузочно-перегрузочных работах является мостовой кран, чаще всего одно- или двухбалочной конструкции.
В таком кране несущей металлоконструкцией является мост, который соединен с концевыми балками. При этом, накоплена довольно большая статистика об отказах металлоконструкций, возникающих в процессе эксплуатации машины. Если обратиться к этим данным, то можно увидеть, что чаще всего повреждения накапливаются в зонах соединения главных и концевых балок, буксовых узлах и в местах резкого изменения геометрии главных балок [1].
Согласно нормативным документам, наибольшую опасность представляют усталостные трещины, которые возникают под действием циклических нагрузок. Их наличие в несущих металлоконструкциях не допускается. Но, как правило, грузоподъемные машины, до истечения нормативного срока службы на их наличие не обследуют, что имеет определенный риск при их эксплуатации.
На основе статистических данных можно сделать вывод, что определенная часть мостовых кранов, работающая в тяжелом или весьма тяжелом режимах работы в условиях загрязненной среды может накопить усталостные повреждения в перечисленных узлах ещё до истечения нормативного срока службы.
Для снижения рисков аварийных ситуаций и возможных убытков от простоя техники необходимо своевременно отслеживать и прогнозировать состояние металлоконструкций на предмет усталостных повреждений.
Как правило, диагностирование этих повреждений в настоящее время проводится визуальным, визуально-оптическим и капиллярным методами, что подразумевает во-первых высокую субъективность оценки, зависящую от квалификации персонала и удобства доступа к контролируемому месту, а во-вторых перечисленные методы могут лишь дать информацию о наличии или отсутствии усталостных трещин.
Для управления рисками необходимо ввести прогностическую функцию при диагностировании металлоконструкций. Иными словами, необходимо от угрозы возникновения усталостных трещин перейти к вероятности их появления в течение определенного срока эксплуатации или наработки грузоподъемной машины.
На начальном этапе необходимо определится с методами диагностики, которые позволяют с той или иной степенью достоверности определять кинетику развития усталостных повреждений, прогнозировать их во времени и уменьшить влияние человеческого фактора.
Таким образом мы говорим об инструментальном контроле и наличии определенных математических зависимостях, которые позволят определять изменение состояния конструкции во времени. Из всего обилия способов и средств диагностики можно выделить пять методов, которые в принципе, решают поставленную задачу: метод диагностирования по изменению оптических свойств поверхности, метод диагностирования по изменению микрорельефа поверхности, метод диагностирования по изменению коэрцитивной силы, метод диагностирования по изменению размеров зоны упругопластического деформирования, метод диагностирования по изменению размеров зоны пластического деформирования [2].
Однако, все они обладают различной чувствительностью и разрешающей способностью на различных этапах развития усталостных повреждений, начиная со стадии циклической мик-ротекучнсти и заканчивая стадией долома магистральной трещины.
Следовательно, возникает вопрос о необходимости сравнительного анализа эффективности методов на различных стадиях накопления повреждений крановых металлоконструкций.
Существует достаточно большое количество методов, которые позволяют оценить эффективность [3]. Для выбора необходим анализ количества информации, и в зависимости от её полноты используют решающие правила, которые основаны на различных критериях. К наиболее распространенным можно отнести максимального правдоподобия, максимума апостериорной информации, минимаксный, Вальда, Неймана-Пирсона, байесовский. Если рассматривать случай, когда информация полная, то наиболее предпочтительным является байесовский критерий. В противном случае, когда информации минимум, используют критерий максимального правдоподобия.
При диагностировании грузоподъемных машин можно считать, что информация, получаемая с технических средств диагностирования полная и можно применять байесовский подход [4]. В этом случае в качестве функции потерь принят средний риск, представляющий собой математическое ожидание потерь в процессе принятия решения:
я = п01р(о>01)+п10р{д10 X а)
где Р^ю ), Р(<2о1) - вероятности ошибок первого и второго рода; пю, Щ, - потери от принятия решений А1, Ао соответственно, когда в действительности поверхность принадлежит к классам Ао, А1. Вероятности ошибок определяются как:
Р(бюо ) = Р(Ао )1Му1.....Уп/Ао Ну; (2)
Р{0о1 ) = P(Al )(ш (у^/А, )йу , (3)
Уо
где Р(Ао), Р(А^) - априорные вероятности; у0, у, - области принятия гипотез НАо и Н
соответственно. В формуле (2) подынтегральное выражение представляет собой вероятность ложного нахождения повреждений Р1(), а в формуле (3) - вероятность пропуска повреждений
Ро1.
Так как Р01 = 1 — Рп, где Рп - вероятность обнаружения повреждений, пользуясь выражениями для определения вероятностей ложного нахождения повреждений и обнаружения повреждений,
Рп = о,5Еф
ио истах
42*
а
и„
Р1о = о,5Еф
ио
.42а
\ иш
и с учетом (1), (2) выражение (3) для расчета среднего риска при контроле усталостных повреждений поверхности можно записать в виде:
R = PoiP(Äi}
1 - 0.5Erfc
U0 Ucmax
42к
+ PioP(Äo }
0.5Erfc
U
42к
иш У
(4)
где п0 - порог разбраковки; истах - максимальное значение сигнала от повреждения; сги -
среднеквадратическое отклонение шума на выходе системы обнаружения усталостных повреждений.
Величина порога срабатывания и0 определяется для заданной вероятности ложного нахождения повреждений Р^ из выражений:
P10 = 0,5Erfc
U
42к
= 0.5
иш У
1 - Erf
U
42к
иш У
Erf
42к
= 1 - 2P,
10
иш J
нахождением из таблиц функции ошибок значения аргумента f и вычислением u0 =42fGu .
Таким образом, полученное выражение (4) будет статистическим критерием оптимальности перечисленных методов диагностирования. Задача выбора оптимального метода из перечисленных, формулируется как поиск такого метода обнаружения повреждений в х, который минимизирует на конечном множестве вариантов X целевую функцию - значение среднего риска: R(x) ^ min .
xeX
Результаты анализа представлены графически на рисунке.
ш
Метод диагностирования по изменению оптических свойств поверхности
Метод диагностирования по изменению микрорельефа поверхности
Метод диагностирования по изменению коэрцитивной силы
Результирующий график средних рисков
Анализируя полученные результаты можно сделать вывод о том, что на этапе от 0 до 0,5 ресурса оптимальным методом является способ, основанный на изменении зоны упругопла-стической деформации, а от 0,5 до 1 ресурса будут равноценны методы диагностирования: по изменению микрорельефа поверхности, по изменению оптических свойств поверхности и по изменению размеров зоны упругопластического деформирования.
Список литературы
и «
СЙ
0,2 0,4 0,6
Относительный ресурс
0,8
0
1
1. Сероштан В.И., Огарь Ю.С., Головин А.И. и др.: под ред. В.И. Сероштана, Ю.С. Огаря Диагностирование грузоподъемных машин. М.: Машиностроение, 1992. 192 с.
2. Селиверстов Г.В., Вобликова Ю.О. Рефлектометрические методы в диагностировании грузоподъемных машин // LAP LAMBERT academic publisching, 2014. 207 с.
3. Пугачев В.С. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Наука, 1979.
321 с.
4. Вобликова Ю.О., Селиверстов Г.В. Оценка инновационных методов диагностики по критерию средних рисков // Материалы 3-ей Всероссийской научно-технической конференции «Инновационное развитие образования, науки и технологий», 14-15 ноября 2012 года.
Селиверстов Григорий Вячеславович, канд. техн. наук, доцент, s456789@mail. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Камардина Дарья Дмитриевна, аспирант, dariyakamardina@yandex.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
ASSESSMENT OF AVERAGE LOSS RISKS WHEN DIAGNOSING METAL STRUCTURES
LIFTING MACHINES
G.V. Seliverstov, D.D. Kamardina
Methods of diagnostics of crane metal structures are considered, which allow predicting their condition during the service life according to various criteria. The average risks of losses when using these methods are analyzed and their effectiveness is evaluated. The limits of the operating time of the machine in which it is rational to use instrumental diagnostics to assess accumulated damage are determined.
Key words: operation, service life, metal structure, risk, control, diagnostics.
Seliverstov Grigory Vyacheslavovich, candidate of technical sciences, docent, s456789@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Kamardina Dariya Dmitrievna, postgraduate, dariyakamardina@yandex.ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.879.31
DOI: 10.24412/2071-6168-2021-12-441-449
ВЫБОР ДЕМПФИРУЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА МЕХАНИЧЕСКОЙ НОГИ МАШИНЫ ДЛЯ ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИЙ
Д.Г. Мокин, А.Г. Черенков
В статье рассматривается выбор демпфирующего устройства для машины по ликвидации последствий аварий методом экспертной оценки показателей качества и свойств продукции. Целью исследования является обоснование эффективности демпфирующего устройства на мобильном экскаваторе с приводом на механических лапах. Главной задачей исследования является выбор демпфирующего устройства на базе ранее используемых устройств из строительно-дорожной техники, которое можно будет применять в звене механической ноги.
Ключевые слова: демпфирующий элемент, механическая нога, машина для ликвидации последствий аварий, экспертная оценка, показатели качества, амортизатор.
В качестве базы применим существующий аналог для ремонтных работ от фирмы Kaiser модель «S12 Allroad»[1]. Машина представляет собой мобильный шагающий экскаватор с полным приводом (рис.1). Ходовая часть, специально разработанная для полного привода и управления всеми колесами, а также бесступенчатый гидростатический полный привод обеспечивают оператору исключительную мобильность. Экскаватор имеет возможность перемещения своим ходом, а также возможность передвижения по рельсовому пути.
В «S12 Allroad» не предусмотрено перемещение машины на нижних механических звеньях, они предназначены для увеличения устойчивости при проведении земельных работ. Механические звенья машины? расположенные спереди используются, как аутригеры. Во время действия совершения земельных работ машина жестко зафиксирована. В данной модели не представлены никакие внешние демпфирующие устройства, это обусловлено тем, что их использование не целесообразно. При совершении работ оператор в кабине машине получает вибрации только от работы генератора и насосной станции, которые расположены на кузове машины. Для гашения данных вибраций установлено антивибрационное сиденье оператора.
441
