CC BY
23
Isaeva Yana Konstantinovna, master, [email protected], Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.86:622
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН, ПРИМЕНЯЕМЫХ В ГОРНОМ ДЕЛЕ
М.С. Григорьев
В работе приводится анализ конструкций нескольких видов подъемно-транспортного оборудования, которое применяется в горном деле. Описываются особенности конструкции и особенности машин в целом.
Ключевые слова: подъемное оборудование, транспортные машины, горная добыча, горное оборудование, анализ, конструкция.
Грузоподъемные краны - представляют категорию специальной техники, необходимой для перемещения крупногабаритных и тяжеловесных грузов. В основном данные машины применяются при горной добыче, в строительстве, на производстве, на складах [1-7]. Этот вид машин может действовать по прерывному или цикличному принципу, они различаются назначением, конструкцией, техническими характеристиками.
Устройства для перемещения грузов, отличающихся большой массой и размерами, имеют собственную оригинальную конструкцию, определяющую назначение кранов.
Общие значимые технические параметры кранов:
Грузоподъемность - основной критерий машин для безаварийного выполнения работ с сохранением устойчивости, прочностных параметров и заданных сроков эксплуатации;
высота подъема/глубина опускания груза - показатель, определяющий расстояние перемещения груза по вертикали (от элемента захвата до пола) в начальную рабочую точку;
скорость подъема/опускания, перемещения груза - критерий, который зависит от конструктивных особенностей грузоподъемной машины. Данный показатель определяет общий темп работы крана.
Приведенные параметры - основные характеристики грузоподъемных механизмов, на которые необходимо обратить внимание при покупке или приобретении в прокат техники.
Для безопасного и эффективного выполнения работ следует правильно определиться с выбором подъемного средства. Каждый конкретный случай зависит от эксплуатационных условий, которые рассчитываются по техническим данным устройства. В арсенале подъемных средств, существующих в России и активно использующихся на строительных, и производственных площадках, можно отметить подъемное оборудование следующих видов.
Портальный кран. Название представляет производное от названия его основного узла - портала, на котором закреплена платформа с мощным грузоподъемным полноповоротным стреловым механизмом.
Схема подъемно-транспортного механизма портального крана состоит из следующих узлов (рисунок):
опорно-поворотный узел для передачи нагрузки от поворотной части платформы;
портал (рама на жестких опорных стойках, с помощью которых она опирается на рельсы проложенных для перемещения крана);
кабина управления - отсек в конструкции крана. Здесь размещены органы управления краном, рабочее место крановщика;
хобот - часть стрелового грузоподъемного средства; подвижный и неподвижный противовесы; комплекс механизмов управления стрелой;
ходовой узел крана, состоящий из приводных двигателей, тележки колесной, системы тормозов;
комплекс приборов и устройств, предназначенных для управления и контроля безопасной работы крана;
элементы, предназначенные для захвата груза.
Конструкция портального крана
Передвижение портального крана осуществляется по уложенным рельсам или с помощью крановых тележек различных видов.
Кран-трубоукладчик - устройство универсального специализированного типа техники. Для этого вида кранов предусмотрены дополнительные навесные устройства, предназначенных для увеличения функциональности крана, расширения области его применения. Так помимо укладки труб подобный кран может перемещать грузы, которые были получены при горнодобывающих работах, кран может быть применен также и в строительстве.
Как правило, трубоукладчик, транспорт на гусеничном ходу, используется для прокладки коммуникаций в удаленных районах. Краны этого типа должны быть не только многофункциональными: каждый узел транспорта должен быть выполнен с гарантированной прочностью, надежностью, проходимостью.
Железнодорожные краны, ЖД-краны - устройства с функциями, направленными на выполнение разгрузочных/погрузочных работ. Этот тип крана относится к оборудованию, которое передвигается по железнодорожному пути, что определяет его название. Основная область выполняемых работ: прокладка и обустройство рельс; ремонт и поддержание рельс в безопасном состоянии; выполнение работ при строительстве коммуникационных линий. ЖД-краны не подлежат демонтажу при переносе на новое место работы. Этот вид грузоподъемной техники перевозят на локомотиве или, включая в состав поезда, что относит ЖД-кран к стационарной категории техники и позволяет эксплуатировать сразу после установки.
В конструкцию грузоподъемного железнодорожного агрегата входят: стрела, выполненная с применением высоких технологий;
платформа поворотная с рамой особой прочности А-образной формы, оснащенную силовыми устройствами. На платформу производится монтаж других механизмов;
опорно-поворотный механизм, обеспечивающий вращение крана вокруг своей
оси;
кабина крановщика, управляющего работой узлов и механизмов крана. Эта конструкция смонтирована на поворотной платформе;
тележки ходовые, предназначены для движения крана по железнодорожному
пути;
оборудование навесное, обеспечивающее работу крана: стрелы, различные виды грейферов.
Современные железнодорожные краны работают как с применением выносных опор, так и без них. Без опор действуют краны, грузоподъемность которых составляет менее 15 тонн. Выносные опоры устанавливаются к кранам, предназначенным для подъема грузов свыше 15 тонн.
Основные виды грузоподъемных кранов востребованы и находят применение во всех областях народного хозяйства: в карьерах, на стройках, обслуживании промышленных производств, в коммунальных хозяйствах.
Список литературы
1. Березовский Н.И., Нагорский А.В. Горные машины и оборудование: в 2-х ч. Минск: БНТУ, 2012. Ч. 1: Проектный расчет эксплуатационных параметров бульдозера. 143 с.
2. Короткий А.А., Хальфин М.Н., Иванов Б.Ф., Харьковский Е.В. Метод оценки подъемных канатов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2018. Вып. 6. С. 428-434.
3. Пестриков С.А., Иванов Н.К., Шаякбаров И.Э. Внедрение инновационных решений в сфере транспортных услуг // Известия Тульского государственного университета. Технические науки, 2017. Вып. 5. С. 157-164.
4. Егоров И.В., Жабин А.Б., Поляков А.В. Определение рациональных параметров гидротранспорта твердых полезных ископаемых в системе гидроподъема с подводной станцией // Известия Тульского государственного университета. Технические науки, 2019. Вып. 9. С. 89-97.
5. 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.
6. 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.
7. Тутов С.С. Сравнение транспортных машин для осуществления манипуляции горных пород // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2021. Вып. 5. С. 270-274.
Григорьев Максим Сергеевич, студент, tutowserg@yandex. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
COMPARATIVE ANALYSIS OF CONSTRUCTIONS OF LIFTING AND TRANSPORTATION
MACHINES APPLIED IN MINING
M.S. Grigoryev 114
The paper provides an analysis of the designs of several types of lifting and transport equipment, which is used in mining. The design features and features of machines in general are described.
Key words: lifting equipment, transport vehicles, mining, mining equipment, analysis, design.
Grigoryev Maksim Sergeevich, student, [email protected], Russia, Tula, Tula State University
УДК 004.94:624
ИМИТАЦИОННОЕ КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ ТОННЕЛЕЙ
ЯК. Исаева
В данной работе проводится сравнительный анализ нескольких видов элементов укрепления тоннелей при помощи имитационно-компьютерного моделирования. Проводится исследование напряжений в элементах укреплений, а также их деформирования под нагрузкой.
Ключевые слова: компьютерное моделирование, имитационное моделирование, сравнительный анализ, подземное строительство, нагрузка, стальная опора, конструкция.
Сравнительный анализ является весьма эффективным методом определения лучшего объекта по многочисленным сравниваемым характеристикам. А в совокупности с методами имитационного компьютерного моделирования это дает серьезный инструмент в решении различных современных проблем. В качестве исследуемых вопросов, для которых возможно применение описанной выше совокупности могут выступать самые различные процессы и явления: физические, химические, астрономические, погодные и др. [1].
В данном случае с применением аналитического сравнения и метода компьютерного моделирования будет рассмотрено влияние формы и конструкции укрепления тоннельного свода на характер деформирования и на величину деформаций при значительном увеличении нагрузки (больше выдерживаемой).
Подобные строения применяются для усиления конструкции и уменьшения риска обрушения всего тоннеля или его части [2-4]. Будет рассмотрено 3 варианта укрепления:
1. Повторяющее форму свода;
2. Укрепление, имеющее горизонтальное ребро жесткости в верхней части;
3. Укрепление с вертикальной колонной.
Для оценки приведенных выше укреплений были проведены моделирования их нагружения в программе Ansys с целью исследования изменения формы конструкции (рис. 1). Существует ряд исследований [5-8], направленных на решение похожих вопросов, однако исследования форм укреплений на данный момент не найдены. Укрепления изготовлены из стали 35 и имеют длину стороны сечения равную 0,4 м. Конструкция нагружается силой, равной 500 кН, распределенной равномерно по всей площади верхней части укрепления.
