CC BY
28
7. Авшарян Г. Э. Десятипальцевый метод скоростной печати. Слепая печать за пару дней. М.: НТ Пресс, 2007. 128 c.
8. Чечуга А.О Использование металлических порошков в аддитивном производстве // Известия Тульского государственного университета Технические науки, 2021. Вып. 12. С. 457-459.
Чечуга Антон Олегович, студент, chechugaanton@mail.ru, Россия, Тула, Туль-сий государственный университет
QUALITY PARAMETERS OF PRODUCTS MANUFACTURED BY THE METHOD OF
ADDITIVE TECHNOLOGIES
A.O. Chechuga
The paper considers the main parameters of equipment, materials, as well as the external environment that affect the quality of products manufactured by additive sintering. Analyzed the types of defects arising in the process of processing, and their influence on the physical and mechanical properties of products. The ways and methods of prevention and elimination of various defects, as well as recommendations for their prevention are outlined. Progressive methods of additive sintering are described, which make it possible to produce high quality products. Methods for controlling and improving the structure of manufactured parts, as well as methods for additional surface treatment of products in order to improve quality indicators to meet the requirements are presented.
Key words: filament, metal powder, laser move, sectoral sintering.
Chechuga Anton Olegovich, student, chechugaanton@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 656.3
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-4-504-512
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГРУЗОВОЙ РАБОТЫ С СЫПУЧИМИ ГРУЗАМИ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ
В.В. Денисов, И.И. Кононов, М.В. Прусов
В данной статье рассматриваются существующие технологии выгрузки щебня из полувагона с повышенного пути с помощью погрузочно-разгрузочных машин, вибрационных устройств на вагон, на люки полувагона, а также щеточных очистных устройств. Рассмотрены все негативные стороны и предложена новая конструкция, которая позволяет избавится от недостатков существующей технологии, повысить эффективность выгрузки за счет оперативного освобождения прирельсового пространства от ранее выгруженной партии.
Ключевые слова: сыпучий груз, полувагон, очистка, выгрузка, повышенный путь, механизированный отвал.
На железнодорожных станциях, предназначенных для обработки транзитных грузовых и пассажирских поездов, выполнения маневровых операций по формированию - расформированию участковых и сборных поездов, для обеспечения грузовых перевозок лиц не располагающих собственными путями необщего пользования используют грузовые дворы ОАО «РЖД».
Грузовые дворы предназначены для обеспечения взаимодействия автомобильного и железнодорожного транспорта, временного складирования грузов, проверки взвешивания грузов, и обеспечивают погрузочные и разгрузочные работы с поступающими грузами.
Для погрузочно-разгрузочных работ на грузовых дворах используют различной грузоподъемности консольные и бесконсольные козловые краны, мостовые краны, которые отличаются большей скоростью перемещения по длине площадки по сравнению с козловыми. Штучные грузы и контейнеры размещают на площадках с твердым покрытием и хорошим водоотводом.
К складским помещениям примыкает рампа, которая предназначена для удобства погрузки и выгрузки тарно-штучных грузов в (из) вагона на склад или автомобиль [1].
Для обеспечения безопасности погрузочно-разгрузочных работ, ширина рампы принимается в зависимости от технологии и погрузочно-разгрузочных машин, а поперечный уклон должен быть 1% к краю.
Количество пандусов и лестниц, которые устанавливаются на рампе или платформе должно быть не менее двух, а длина рампы на прямую зависит от грузооборота и вместимости склада.
Ширина пандусов для проезда напольных транспортных средств должна не менее чем на 0,6 м превышать максимальную ширину груженого транспортного средства. Уклон пандусов следует принимать не более 16 % при размещении их в закрытых помещениях и не более 10 % при размещении снаружи зданий. Погрузочно-разгрузочные рампы и платформы должны защищать груз и погрузочно-разгрузочные механизмы от атмосферных осадков.
Навес над железнодорожными погрузочно-разгрузочными рампами и платформами должен перекрывать ось железнодорожного пути не менее чем на 0,5 м. Над автомобильными рампами он должен перекрывать автомобильный проезд не менее чем на 1,5 м. от края рампы. При использовании конструкции навеса с опорой на колонны шаг колонн при расположении их по наружному краю рампы не менее 12 м.
Для переработке сыпучих грузов (щебень, уголь и т.д.) применяют повышенный путь. Выгрузка данных грузов происходит следующим образом: полувагоны с люками, выставляются на повышенный путь, затем люки открываются и сыпучий груз высыпается на площадку, образую двухстороннюю насыпь вдоль повышенного пути. Затем чтобы зачистить повышенный путь или загрузить груз в автомобиль используют фронтальные погрузчики, бульдозеры, грейферные краны. Автомобили при выезде с грузового двора обязательно взвешивают.
После выгрузки сыпучего груза из полувагона, его необходимо очистить от остатков. Очистка полувагона осуществляется в ручную.
В процессе выгрузки сыпучих грузов из полувагонов часто нарушается техника безопасности, т.к. рабочие открывают люки полувагонов в ручную с помощью кувалды, находясь под вагоном.
В ОАО «РЖД» стартовал процесс приведение грузовых дворов к единому стандарту в процессе технической модернизации с разработкой комплексных услуг для клиентов.
Повышение эффективности грузовой работы в современных условиях возможно при выполнении анализа существующих технологий с разработкой мероприятий по снижению существующих потерь [2,3,4].
Рассмотрим существующую технологию процесса выгрузки. Вагоны группами по 10 единиц подают маневровым локомотивом на повышенный путь, где закрепляются тормозными устройствами. Для открытия люков вагонов симметрично с двух сторон сначала поворачивают контрольные секторы, затем вручную ударом молотка освобождают люковую закидку.
Процесс выгрузки щебня из полувагона через нижние люки представлен на
рис. 1.
Сыпучий груз через люки высыпается на площадку, формируя отвал, из которого фронтальным автопогрузчиком перемещается в штабель для соответствующего фракционного состава.
Рис. 1. Выгрузка щебня из полувагона
Остатки груза из полувагона удаляются вручную (не менее 2 человек на вагон) с использованием вспомогательных инструментов (лопата, скребок лом). Очищенный вагон осматривают и закрывают и фиксируют люковыми закидками и контрольными секторами крышки разгрузочных люков.
Схематически выгрузка щебня из полувагона представлена на рис. 2.
1
Рис. 2. Схема выгрузки груза на повышенном пути: 1 — вагон; 2 — повышенный путь; 3 — отвал груза (для временного хранения); 4 — фронтальный автопогрузчик;
5 — штабель груза (для длительного хранения); 6 — автомобиль
К преимуществам выгрузки по используемой технологии следует отнести:
- груз высыпается под действием сил гравитации, исключаются расходы на энергоносители;
- опорожнение вагонов в стандартных условиях (груз не смерзшийся, все люки открываются) занимает 1-3 минуты.
В тоже время недостатками существующей технологии выгрузки является:
- ручной труд при открывании и закрывании люков, очистки вагонов;
- пока не закончилась очистка вагонов и перемещение груза в штабель невозможно выгрузить следующую группу вагонов;
- емкость склада используется не полностью, поскольку с каждой стороны повышенного пути предусматривается место для работы фронтальных автопогрузчиков.
Технологический цикл двухсторонней выгрузки 10 вагонов щебня на повышенном пути включает операции, представленные на рис. 3
Подача на путь н/п. 10 вагонов - 20 мин. -► Закрепление 10 вагонов - 4 мин. - Открытие люков 10 вагонов - 15 мин. - Высыпание щебня из вагонов - 3 мин.
Очистка 10 вагонов - 55 мин. Закрытие люков 10 вагонов - 23 мин. Заполнение тормозной магистрали 10 вагонов -10 мин. -» Опробование тормозов - 10 мин.
_I
Перемещение щебня фронтальным погрузчиком от повышенного пути в штабель для временного хранения 10 вагонов - 124 мин.
Рис. 3. Цикл выгрузки щебня по существующей технологии
Итого - 244 минуты на выгрузку 1 подачи (10 вагонов). Среднесуточный объем работы 60 вагонов за сутки выгрузить не удается 244*6=1464 мин., 1464/60=24,4 часа и ежесуточно около 30 вагонов остаются на путях станции в ожидании выгрузки. Один раз за 3 суток предприятие вынуждено привлекать к работе еще один арендованный погрузчик для интенсификации процесса выгрузки.
Одной из проблем при работе с сыпучими грузами - является разгрузка прибывающих в зимний период полувагонов.
Железная дорога принимает от грузополучателей только чистые от остатков или скоплений грузов внутри и снаружи вагоны, включая его ходовые части.
К наиболее дорогостоящим и трудоемким относят ручные операции по очистке вагонов от остатков насыпных или навалочных грузов[5].
Широкое распространение для механизации процесса очистки вагонов получили способы: гидравлический, механический, газодинамический, пневматический.
Вибрационные и щеточные устройства реализуют механический способ очистки.
На рис. 4 представлено накладное вибрационное устройство, которое обеспечивает очистку полувагона без использования ручного труда. Данное устройство является очень эффективным .
Рис. 4. Накладное вибрационное устройство
507
Мощность привода вибрационного устройства составляет 22 кВт при возмущающей силе в 90 кН и собственной массе 5 т.
Вибрационное устройство подъёмным механизмом устанавливается на верхнюю обвязку полувагона и подается питание к генератору вибровозмущений. Вибрация передаётся по кузову и происходит очистка вагона. В условиях отсутствия смерзания груза на один полувагон затрачивается от 2 до 5 минут.
Наиболее эффективной конструкцией накладных вибрационных устройств является двухвальная позволяющая создавать вертикальные направленные колебания.
Изучив конструкцию вагона можно сделать заключение, что концентратором для остатков груза являются люки вагонов. Для механизации процесса очистки люков полувагонов разработан ряд устройств непосредственного воздействия.
Вибрационное устройство для люков подвешено к расположенному поперек путей порталу. В процессе рабочего цикла вибрационное устройство для люков опускают внутрь полувагона на пару открытых крышек люков.
Рабочие органы вибрационного устройства для люков 3 соприкасаются с открытыми крышками люков а демпферы корпуса вибрационного устройства с бортами кузова. Первая пара люков от остатков материала очищается после подачи питания на виброгенератор. Затем вибрационное устройство для люков пперемещается вверх, вагон передвигается на необходимое расстояние и операция повторяется со следующей парой люков.
Конструкция вибрационного устройства для люков приведена на рис. 5
Рис. 5. Вибрационное устройства для люков: 1 — генератор вибрационных колебаний; 2 - основание; 3 — рабочий орган; 4, 6 - направляющие; 5 — подвесная ось;
7 - рама; 8 - электропривод; 9 — клиновой ремень; 10 - амортизатор; 11 - демпферы
корпуса; 12 - трос; 13 — приемная воронка
Функционирование вибрационных устройств сопровождается сильным шумом, поэтому их безопасное применение возможно только на достаточном расстоянии от мест расположения других работников.
К более щадящим по шумовому воздействию механизмам для очистки относят устройства щеточного типа с вертикальным, наклонным или горизонтальным расположением рабочих органов.
Подвижное портальное щеточное устройство для очистки полувагонов с механизмом позиционирования рабочего органа по горизонтали и вертикали представлено на рис. 6.
Работа по очистке полувагона портальным щеточным устройством начинается с его размещения над вагоном. Вращающуюся щетку перемещают вдоль борта сверху вниз в торцевой угол полувагона с открытой крайней парой люков. Находясь в нижней точке кузова вагона, вращающаяся щетка перемещается порталом по длине кузова сбивая с поверхностей остатки груза которые выпадают из открытых люков. Завершив очистку одного вагона щеточный узел поднимается а портал устанавливают над очередным вагоном.
За полный цикл очищается вся внутренняя поверхность кузова полувагона. Подвижное портальное щеточное устройство в зависимости от выгружаемого груза может комплектоваться щетками различной жесткости и оборудованием для подавления пыли с возможностью мойки внутренней поверхности кузова.
Рис. 6. Щеточные очистные устройства
3
2
1 4
Рис. 7. Механизированные отвалы для перемещения сыпучего груза 1 - механизированные отвалы; 2 - помещение оператора; 3 - повышенный путь
509
Для обеспечения среднесуточной выгрузки 60 вагонов в сутки, предлагается усовершенствовать конструкцию повышенного пути оснастив его механизированными отвалами 1 нижняя часть которых закреплена шарнирно на фундаменте с гидроприводом 4 управляемый из помещения оператора 2, рис. 7. Выгрузка сыпучих грузов в этом случае будет осуществляться следующем образом [6].
После открытия люков груз высыпается на поверхность отвалов 1 расположенных вдоль повышенного пути 3, оператор находящейся в помещении 2 включает гидропривод, отвалы с первоначального положения в 45о относительно горизонтали перемещаются на 90о от повышенного пути тем самым формируя штабель 5 и освобождая место для выгрузки следующей группы вагонов.
Оснащение повышенного пути механизированными отвалами включает в себя установленные на фундаментном основании по всей длине связанные с последним наклонные поверхности, расположенные под углом 45° к горизонтали и размещены сбоку от повышенного пути.
Подвижные штоки гидроцилиндров закреплены к боковым краям каждого из отвалов состоящем из верхней, рабочей поверхности которая взаимодействует с грузом и нижней опорной поверхности.
Нижние опоры гидроцилиндров шарнирно закреплены на фундаменте, кроме того, дальние от повышенного пути торцы отвалов закреплены с возможностью поворота отвала.
Верхняя часть предлагаемого отвала вплотную примыкает к повышенному пути, рис. 8.
Рис. 8. Устройство для перемещения сыпучего груза при его выгрузке: 1 - механизированные отвалы; 3 - повышенный путь; 4 — гидропривод; 5 — штабель временного хранения
Цикл выгрузки щебня на путях необщего пользования по предлагаемой технологии с повышенного пути оборудованного устройством для перемещения сыпучего груза представлен на рис. 9.
Подача на путь н/п Закрепление Открытие люков Высыпание щебня из
10 вагонов - 20 мин. 10 вагонов -4 мин, 10 вагонов-15 мин, вагонов - 3 мин.
Очистка Закрытие люков Запол нение тормозной Опробование
10 вагонов —55 мин. 10 вагонов-23 мин. магистрали 10 вагонов- * тормозов -10 мин.
10 мин.
Перемешение щебня устройством для перемещения сыпучего груза от повышенного пути в штабель для
вре ионного хранения 10 вагонов-Iii мин.
Рис. 9. Цикл выгрузки щебня по предлагаемой технологии
510
Итого - 130 минут на выгрузку 1 подачи (10 вагонов). Если рассматривать суточный объем работы 60 вагонов за сутки (6 подач) выгрузить возможно 130 *6=780 мин., 780/60=13 часов.
Таким образом, использование механизированных отвалов для перемещения сыпучих грузов позволяет значительно повысить производительность выгрузки, сократить потребности в дополнительных средствах механизации.
Список литературы
1. Рычков В.А. Технология и средства механизации погрузо-разгрузочных работ в складах минеральных удобрений АПК: Дисс... д-ра техн. наук. Рязань, 2001. 423 с.
2. Денисов В.В., Кожевников В.А. Прусов М.В. Контроль сегрегации при выполнении транспортно-складских операций с сыпучими грузами // Вестник транспорта Поволжья СамГУПС. 2020 № 1 (79) С. 48-54.
3. Третьяков Г.М., Денисов В.В., Кононов И.И., Прусов М.В. Экспериментальные исследования хранилища сыпучих грузов в транспортно-технологических комплексах // Вестник транспорта Поволжья. СамГУПС. 2020 № 5 (83) С. 56-61.
4. Горюшинский И.В., Кононов И.И., Денисов В.В., Горюшинская Е.В., Пет-рушкин Н.В. Емкости для сыпучих грузов в транспортно-грузовых системах. / Под общей редакцией И.В. Горюшинского: учебное пособие. Самара: СамГАПС, 2003. 232 с.
5. Денисов В.В., Кожевников В.А., Жданов А.Г. Новый класс устройств для эффективной разгрузки и внутренней очистки бункеров // Техника и технологии современных производств: сборник статей II Международной научно-практической конференции. Пенза: Приволжский дом знаний, 2015. С. 33-36.
6. Устройство для перемещения сыпучего груза. Патент Р.Ф. на полезную модель № 178584 11 апреля 2018 г. Авторы Денисов В.В., Фокеев А.Б., Кононов И.И., Кожевников В.А., Прусов М.В.
Денисов Владимир Васильевич, канд. техн. наук, доцент, Vdenisoff@,mail.ru, Россия, Самара, Самарский государственный университет путей сообщения,
Кононов Иван Иванович, канд. техн. наук, доцент, ikononov@yandex.ru, Россия, Самара, Самарский государственный университет путей сообщения,
Прусов Максим Владимирович, канд. техн. наук, доцент, mak-prusov@yandex.ru, Россия, Самара, Самарский государственный университет путей сообщения
IMPROVING THE EFFICIENCY OF CARGO HANDLING WITH BULK CARGO IN
RAILWAY TRANSPORT
V.V. Denisov, I.I. Kononov, M.V. Prusov
This article discusses the existing technologies for unloading crushed stone from a gondola car from an elevated track using loading and unloading machines, vibration devices on the car, on the hatches of the gondola car, as well as brush cleaning devices. All the negative aspects are considered and a new design is proposed, which allows to get rid of the shortcomings of the existing technology, to increase the efficiency of unloading due to the rapid release of the rail space from the previously unloaded batch.
Key words: bulk cargo, gondola car, cleaning, unloading, elevated track, mechanized dump.
Denisov Vladimir Vasilyevich, candidate of technical sciences, dоcent, Vdeni-soff@mail.ru, Russia, Samara State Transport University,
Kononov Ivan Ivanovich, candidate of technical sciences, dоcent, ikononov@yandex.ru, Russia, Samara State Transport University,
Prusov Maxim Vladimirovich, candidate of technical sciences, dоcent, mak-prusov@yandex.ru, Russia, Samara State Transport University
УДК 620.17
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-4-512-517
ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ УДАРНИКА И ТОНКОЙ ПЛАСТИНЫ, ВЫПОЛНЕННЫХ
ИЗ СПЛАВА АМГ6
М.В. Житный, Э.Г. Синельников
Показаны результаты численного моделирования высокоскоростного ударного воздействия сферического ударника на тонкую пластину при различных параметрах ударника. Для определения баллистического предельного уравнения тыльной прочности численное моделирование выполнялось для различных значений диаметра ударника (от 1 до 6 мм) и для различных его скоростей (от 500 до 3500 м/с). В качестве материала, из которого изготовлены ударник и тонкая пластина, принят алюминиево-магниевый сплав. По результатам, полученным в ходе моделирования, получена численная зависимость, представляющая собой баллистическое предельное уравнение тыльной прочности для данного типа взаимодействующих тел.
Ключевые слова: предел прочности, высокоскоростной удар, космический аппарат, численное моделирование, космический мусор, стойкость.
Одним из важных условий успешного функционирования космического аппарата (КА) в течение всего срока его активного существования является обеспечение целостности его конструкции и совокупности элементов различных бортовых комплексов. Вместе с тем одним из факторов, воздействующих на КА в процессе его функционирования, является антропогенное загрязнение, выражающееся в столкновении частиц космического мусора (КМ) с КА. Опасность таких столкновений обусловлена высокой относительной скоростью частиц КМ. В результате их столкновения с поверхностью КА возможно возникновение повреждений как внешних элементов КА (радиационных теплообменников, солнечных батарей, кабелей и пр.), так и нарушения целостности герметичных отсеков или в результате сквозного пробития, или в результате образования трещин. Так, например, результатом высокоскоростного удара 2 мм стальной сферы в оболочку КА, является пробоина с выходным диаметром порядка 6 мм. При этом сила удара, вызванная расширяющимися расплавом частицы КМ и материала стенки, распространяясь на компоненты КА, расположенные позади пробитой стенки, может превысить допустимую нагрузку для большинства материалов, из которых изготовлены критичные элементы КА [1, 2].
Особую опасность для КА представляют малоразмерные твердые частицы (МТЧ), имеющие максимальный поперечный размер не более 10 мм. Это обусловливается тем фактом, что определение орбит таких частиц в силу их малого размера невозможно. Поэтому маневр уклонения космического аппарата от встречи с такой МТЧ не
