Реферат: Балака Максим Миколайович, асистент кнуба міщук Дмитро Олександрович, асистент кнуба роботу представлено на здобуття щорічної премії Президента України для молодих учених Київ 2011 реферат

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

БУДІВНИЦТВА І АРХІТЕКТУРИ

(КНУБА)


РЕФЕРАТ

циклу праць «ПІДВИЩЕННЯ НАДІЙНОСТІ ТА ЕФЕКТИВНОСТІ ВИКОРИСТАННЯ БУДІВЕЛЬНОЇ ТЕХНІКИ»


Авторський колектив:

Пристайло Микола Олексійович, асистент КНУБА

Балака Максим Миколайович, асистент КНУБА

Міщук Дмитро Олександрович, асистент КНУБА



Роботу представлено на здобуття щорічної премії Президента України для молодих учених


Київ 2011

РЕФЕРАТ

циклу праць «Підвищення надійності та ефективності використання

будівельної техніки», представленої на здобуття щорічної премії

Президента України для молодих учених


^ Актуальність роботи.

Швидкісне та енергоємне промислове та цивільне будівництво є одним із пріоритетів державної політики України.

Будь-яке будівництво не можливе без використання будівельної техніки. Більшість будівельно-виробничих процесів виконується комплексом машин, які пов’язані між собою послідовністю виконання технологічних операцій. Порушення працездатності хоча б однієї з них може призвести до зупинки всього комплексу машин, що зумовить зупинку будівельного об’єкта та, як наслідок, економічні втрати. Тому кожній будівельній машині та комплексу машин, які використовуються в технологічному процесі будівництва пред’являються вимоги надійності роботи.

Витрати машинобудівних заводів на ремонт та утримання обладнання складають 12-18% від загальної величини цехових витрат. Щорічно 11-12% технічних систем підлягає капітальному ремонту, 20-25% – середньому та 90-100% – поточному. Щорічні витрати на ремонт техніки у вугільній, гірничорудній, лісозаготівельній промисловості та будівельному господарстві сягають 15-20% її вартості. Витрати на ремонт та технічне обслуговування за термін служби машини в декілька разів перевищують її вартість (для автомобілів – в 6 разів, для будівельних і дорожніх машин – в 15 разів).

Крім вимог надійності будівельної техніки, гостро поставлена задача підвищення ефективності її роботи. Тобто всі будівельні машини повинні найбільш максимально використовувати закладений в них потенціал потужності з метою отримання максимального економічного ефекту та якості виконання робіт.

Занижені показники надійності та ефективності вітчизняної будівельної техніки знижують її конкурентоспроможність на внутрішньому та міжнародному ринку, зумовлює її швидку зношування та закладання великих коефіцієнтів запасу міцності при проектуванні.

^ Мета наукової роботи є підвищення надійності та ефективності використання вітчизняної будівельної техніки за рахунок модернізації її окремих складових частин та системи приводу.

^ Результати вирішення наукового завдання.

Експлуатаційні якості машини, крім показників по продуктивності, визначаються також її надійністю та ефективністю.

Надійність є комплексним показником та характеризується працездатністю, безвідмовністю, довговічністю та ін. Надійність машини залежить від багатьох факторів, в тому числі від додержання відповідних технічних вимог при конструюванні машини, її виготовленні та експлуатації.

В числі багатьох експлуатаційних факторів значним чином впливових на надійність будівельних машин є наступні:

1. Дотримання вимог по вводу машини в експлуатацію.

2. Якість підготовки машини до сезонних змін умов експлуатації.

3. Динамічні навантаження, які виникають під час експлуатації машини при недотриманні рекомендованих режимів роботи.

4. Важкі та постійно змінні режими роботи машини, швидкості та навантаження, які діють на їх робочі органи.

5. Якість виконання технічного обслуговування.

Ефективність будівельних машин визначається чотирма групами властивостей та експлуатаційних факторів:

1. Фактори умов експлуатації, обумовлені організацією й культурою експлуатації (обслуговування, ремонт, кваліфікація оператора).

2. Властивості, що характеризують виробничі можливості машини (продуктивність, швидкість, економічні показники).

3. Властивості, які формують надійність конструкції будівельної машини.

4. Фактори, що визначають умови експлуатації, які не залежать від організації експлуатації (умови навколишнього середовища та зовнішнього навантаження).

Пов’язаність надійності та ефективності будівельних машин носить тісний зв’язок. Підвищення одного із цих параметрів призводитиме до покращення іншого.

При будівництві промислових та цивільних об’єктів використовується будівельна техніка, що має наступну класифікацію: машини для земляних робіт, підіймально-транспортні машини, дорожні машини, машини для спеціальних робіт та транспортні машини. Кожна із зазначених будівельних машин містить робоче обладнання (робочий орган), навіску робочого обладнання, систему приводу робочого обладнання, раму, двигун, ходову частину та допоміжні системи.

Надійність та ефективність використання будь-якої будівельної машини залежить від надійності її агрегатів, складальних одиниць і деталей. Відповідно підвищуючи показники надійності або ефективності окремих складових частин машини, підвищуватиметься надійність та ефективність машини в цілому.

Для оцінки надійності та ефективності будівельної машини доцільно розділяти цю машину по її функціональним призначенням та оцінювати її надійність та ефективність по кожній функції. Тому в даній науковій роботі пропонується досліджувати підвищення надійності та ефективності будівельної машини за її окремими функціями, а саме за функціями переміщення вантажу, забезпечення рухливості та розробки ґрунту.

Одним із непоширених технологічних процесів будівельного виробництва є перенесення вантажів та робочого обладнання. Широкого застосування на будівельній техніці, при виконанні функції переміщення вантажу, набули розімкнені кінематичні ланцюги. Одним із етапів даної роботи є дослідження підвищення ефективності розімкненого кінематичного ланцюга на прикладі роботи шарнірно-зчленованої стрілової системи крана-маніпулятора.

Для підвищення ефективності роботи крана-маніпулятора та його надійності пропонується за рахунок зниження динаміки роботи його шарнірно-зчленованої стрілової системи. Зменшення динамічних навантажень в основних механізмах шарнірно-зчленованої стрілової системи крана при пуску на 12%, а при гальмуванні на 30% сприяє підвищенню безаварійного терміну його служби у 2-5 разів.

Плавну роботу стрілової системи крана-маніпулятора пропонується реалізувати за рахунок модернізації системи гідроприводу, шляхом встановлення в систему його керування розробленого золотникового розподільника, який за рахунок змінених своїх параметрів, створюватиме програмовані режими роботи, які знижуватимуть динаміку роботи крана-маніпулятора.

Найбільш ефективними режимами робота стрілової системи крана-маніпулятора є такі, що синтезовані на основі вищих похідних від її енергетичних характеристик. Головною перевагою таких режимів роботи стрілової системи крана є те що вони знижують динамічні навантаження від інерційних сил, знижують ривки системи та визначають умови роботи з мінімальними витратами енергії системи.

В ході проведення наукового дослідження було синтезовано керуючий золотниковий розподільник системи гідроприводу стріли маніпулятора з дроселюючи ми щілинами на торцях золотників

Розраховані оптимальні розміри дросельної щілини трикутної форми з параметрами (кут утворення паза в межах 20..25, довжина щілини в межах 5…6мм при ширині паза не більше 4мм).

При дослідженні ходової частини будівельної техніки основну увагу було спрямовано на підвищення ефективності використання коліс з пневматичними шинами. Колеса з пневматичними шинами для дорожніх і позашляхових транспортних, транспортно-технологічних і тягових засобів (ТТЗ) являються важливими конструктивними елементами їх ходового обладнання. Від дос­коналості пневматичної шини як функціонального елементу, що характери­зується певними геометричними параметрами і робочими характеристиками, залежать як експлуатаційні властивості (тягово-зчіпні, швидкісні й гальмові), так і техніко-економічні показники (енергетичний потенціал продуктивності і паливна економічність) ТТЗ.

Задача підвищення ефективності та надійності ходового обладнання будівельної техніки полягає в: математичному моделюванні на ЕОМ процесу силової взаємодії реологічної системи “пневмоколісний рушій – опорна поверхня, що деформується”; аналізі впливу ряду геометричних параметрів і робочих характеристик пневматичної шини, а також властивостей середовища, що формує опорну поверхню руху рушія, на тягово-зчіпні властивості останнього; розробці випробувального стенду для дослідження роботи коліс з великогабаритними шинами сучасних ТТЗ.

В ході проведення наукового дослідження було розроблено дослідний стенд для проведення комплексу досліджень і випробувань надійності пневмоколісних рушіїв будівельних машин, що дозволяє більше ніж в 10 разів знизити тривалість випробувань, а отже, істотно скоротити терміни створення нових машин та їх прокатку після ремонту. Це забезпечить їх високий технічний рівень.

Підвищення надійності робочих органів конструкцій машин для різання ґрунту та гірських порід, зниження металомісткості, покращення експлуатаційних показників, розширення функціонально-технічних можливостей є пріоритетним напрямком роботи з вдосконалення існуючих та розробки нових землерийних машин.

Для підвищення ефективності земляних машин пропонується розробити різальний робочий орган з лідируючою різальною кромкою, яка дозволяє ефективніше використовувати машину в цілому та знижує енергоємність процесу руйнування ґрунту.

В ході проведення досліджень було встановлено що оптимальна довжина лідируючої кромки різання на робочих органах машин для земляних робіт повинна бути на 30% більша від ширини зуба руйнуючого органа.

В результаті впровадження даного циклу праць в будівництво було виявлено, що ефективність машин для земляних робіт, в цілому, підвищується приблизно на 20-23%, підйомно-транспортних – на 10-15%, що сприяє підвищує їх надійність приблизно в 2-2,5 рази.

Від впровадження результатів наукового дослідження на будівництво отримано значний економічний ефект.

Таким чином, виконаний цикл праць вирішує актуальну задачу в будівельній та машинобудівній галузях – створення високоефективної та надійної техніки.


ПРИСТАЙЛО М.О.

БАЛАКА М.М.

МІЩУК Д.О.