Дослідження міцності суцільнометалевих піввагонів при вивантаженні сипучих та навалочних вантажів, підвищення продуктивності розвантаження. Впровадження вагоноперекидачів підвісного типу. Обґрунтування доцільності й ефективності. Економічне підтвердження.
При низкой оригинальности работы "Визначення характеристик міцності кузову піввагона при вивантаженні сипучих вантажів", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
У дисертаційній роботі наведені результати теоретичних і експериментальних досліджень характеристик міцності суцільнометалевих піввагонів, що спрямовані на підвищення їх збереження при виконанні вантажно-розвантажувальних операцій на основі використання нового, розробленого в Українській державній академії залізничного транспорту (УКРДАЗТ) і запатентованого вагоноперекидача підвісного типу для вивантаження сипучих вантажів, впровадження якого на таких промислових підприємствах, як морські і річкові порти, теплові електростанції, гірничозбагачувальні і металургійні комбінати дозволить підвищити надійність рухомого складу і збільшити продуктивність переробки сипучих вантажів. Мета представленої дисертаційної роботи полягає у вирішенні наукової задачі забезпечення міцності і підвищення надійності залізничних піввагонів при застосуванні нового технічного засобу розвантаження - вагоноперекидача підвісного типу, а також у проведенні розрахунків на міцність основних елементів кузова та рами піввагона при взаємодії з цим вагоноперекидачем. Для досягнення поставленої мети в роботі використовувалися фундаментальні методи теоретичної і будівельної механіки, теорії пружності, а також теорії удару і фізичних властивостей співударяємих тіл для визначення особливостей руху вагоноперекидача з кузовом піввагона, характеристик міцності і дослідження напружено - деформованого стану кузова піввагона при розвантаженні сипучих вантажів способами зачерпування і перекидання; теорії ймовірностей і математичної статистики, методів теорії подібності і моделювання, а також електричного тензометрування при виконанні експериментальних досліджень і обробки отриманих результатів. Використання на практиці розробленого способу і технічного засобу розвантаження дозволяє скоротити час простою піввагонів під розвантаженням, знизити кількість пошкоджень елементів конструкції кузовів і підвищити експлуатаційну надійність. В роботах, опублікованих у співавторстві, дисертанту належить: проведення патентного пошуку і обрання аналогу та прототипу вагоноперекидача підвісного типу для подачі заявки на винахід [1]; проаналізовано існуючі способи розвантаження піввагонів з точки зору впливу на збереження рухомого складу [2]; визначені зусилля, що діють на кузов піввагона при розвантаженні за допомогою грейферів [3]; розроблена математична модель визначення кінематичних параметрів і особливостей руху механічної системи піввагон - вагоноперекидач підвісного типу [4]; отримані вихідні дані для розрахунку кузову піввагона [5]; розроблена розрахункова схема і визначені місця прикладення експлуатаційних навантажень до елементів кузову піввагона [6].· визначити зовнішні сили і внутрішні зусилля, що діють на елементи кузова піввагона при розвантаженні підвісним вагоноперекидачем; · визначити напруження в елементах кузова піввагона при розвантаженні; · Для спрощення розрахунків приймалося припущення, що при повороті піввагона на кут 900 навантаження від ваги вантажу передається на бокову стіну (навантаження максимальні), і піввагон повністю розвантажується у точці повороту на 120<0.>· На механічну систему піввагон-вагоноперекидач діє сила тари піввагона з вантажем · При дослідженні характеру навантаження піввагона при розвантаженні підвісним вагоноперекидачем, було встановлено, що максимальні навантаження діють на кузов при повороті на критичні кути 490 і 900. Положення кузова піввагона при цьому відповідають, в першому випадку - перенесенню і розподілу вектора сили тяжіння кузова з вантажемВ результаті проведеної класифікації технічних засобів для вивантаження з піввагонів сипучих вантажів виконано аналіз впливу вантажно-розвантажувальних робіт на технічний стан парку піввагонів. За результатами аналізу статистичних даних найбільше число пошкоджень піввагонів звязано з застосуванням грейферного способу розвантаження особливо в морських і річкових портах (до 53 %), де використання даного способу вивантаження найбільше інтенсивно. Зважаючи на ці фактори в дисертаційній роботі запропоновані шляхи вирішення проблеми зменшення пошкоджень піввагонів на основі розробки вагоноперекидача підвісного типу, що не має аналогів, для вивантаження сипучих і навалочних вантажів. Проведено оцінку силового впливу дії грейферних захватів на кузов піввагона в залежності від маси ковшів і їх швидкостей опускання у середину кузова при зачерпуванні вантажу. Доопрацьовано і доповнено методи визначення зовнішніх і внутрішніх силових факторів, що діють на кузов піввагона при вивантаженні сипучих і навалочних вантажів з урахуванням їх зняття з ходових частин і розміщення в розвантажувальній системі підвісного вагоноперекидача.
План
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Вывод
За результатами проведених теоретичних і експериментальних досліджень можна зробити наступні висновки: 1. В результаті проведеної класифікації технічних засобів для вивантаження з піввагонів сипучих вантажів виконано аналіз впливу вантажно-розвантажувальних робіт на технічний стан парку піввагонів. За результатами аналізу статистичних даних найбільше число пошкоджень піввагонів звязано з застосуванням грейферного способу розвантаження особливо в морських і річкових портах (до 53 %), де використання даного способу вивантаження найбільше інтенсивно. Зважаючи на ці фактори в дисертаційній роботі запропоновані шляхи вирішення проблеми зменшення пошкоджень піввагонів на основі розробки вагоноперекидача підвісного типу, що не має аналогів, для вивантаження сипучих і навалочних вантажів. Це дозволить забезпечити збереження кузовів і тим самим підвищити надійність піввагонів в експлуатації.
2. Проведено оцінку силового впливу дії грейферних захватів на кузов піввагона в залежності від маси ковшів і їх швидкостей опускання у середину кузова при зачерпуванні вантажу. Встановлено, що при нормованих швидкостях опускання грейферів (0,2-0,33 м/с), відповідно до ГОСТ 22235-76, розрахункові динамічні напруження перевищують припустимі. Наприклад, при використанні грейфера масою 1950 кг в межах цих швидкостей перевищення склали близько 10%. Збільшення швидкостей розвантаження від 1м/с і вище приводить до перевищення межі тікучості матеріалу і, відповідно, до великих залишкових деформацій і майже до руйнування конструкції. Це свідчить про надмірний силовий вплив технічних засобів цієї технології на напружений стан елементів кузова піввагона.
3. Вперше розроблена кінематична схема підвісного вагоноперекидача і досліджені характеристики руху кузова піввагона, закріпленого в підвісній системі вагоноперекидача. Розроблена математична модель визначення кінематичних характеристик механічної системи піввагон-вагоноперекидач у залежності від швидкостей розвантаження і геометричних параметрів кузовів піввагонів. Величини отриманих прискорень, які діють на систему не перевищують 0,022 - 0,054 м/с2, що не робить істотного впливу на динаміку при перекиданні. Отримано закони складного руху системи.
4. Доопрацьовано і доповнено методи визначення зовнішніх і внутрішніх силових факторів, що діють на кузов піввагона при вивантаженні сипучих і навалочних вантажів з урахуванням їх зняття з ходових частин і розміщення в розвантажувальній системі підвісного вагоноперекидача.
5. Досліджено характер і величини навантажень, що діють на кузов піввагона зі зміною його кута повороту від 00 до 1800 на підвісному вагоноперекидачі. Запропонований новий підхід оцінки напруженого стану, а також поставлені задачі були реалізовані на ЕОМ методом кінцевих елементів.
6. Отримані результати вказують на достатню для теоретичних розрахунків збіжність: максимальна розбіжність складає 22% для елементів бокової стіни. Встановлено, що максимальні напруження виникають у двох основних зонах конструкції кузова при розвантаженні без привалочної плити: у вузлах зєднання стійок бокової стіни і балок рами при перекиданні на кут 48,90 - 333 МПА; у стійках бокової стіни - до 776 МПА при перекиданні на кут 900. За отриманими результатами реалізована задача оцінки міцності кузова з моделюванням привалочної плити і при цьому одержані розрахункові напруження знизились до 103 МПА, що нижче припустимих значень згідно норм розрахунку вагонних конструкцій на міцність. Виконані попередні розрахунки на міцність та жорсткість елементів конструкції привалочної плити .
7. Проведені експериментальні дослідження характеристик міцності кузова піввагона при розвантаженні на розробленій моделі підвісного вагоноперекидача за допомогою положень теорії подібності. При моделюванні отримана задовільна збіжність з теоретичними даними досліджень (величина максимальних розбіжностей склала 25% -30%).
8. Результати дисертації передані морським торговим портам “Іллічівськ” і “Південний” з метою впровадження вагоноперекидача підвісного типу для розвантаження піввагонів в трюми суден.
9. Оцінка економічного ефекту показала, що при впровадженні підвісного вагоноперекидача в результаті зниження відрахувань на виконання ремонтних операцій пошкоджених піввагонів і підвищення продуктивності переробки сипучих вантажів економічний ефект за період (10 років) на наявний парк піввагонів складе близько 27,5 млн. грн. і близько 1,5 млн. грн. від заходів щодо збереження рухомого складу .
10. Вперше розроблена, аналітично й експериментально досліджена принципово нова конструкція підвісного вагоноперекидача і вивантаження сипучих вантажів з піввагонів за його допомогою.
2. Головко В.Ф., Візняк Р.І. Нові технічні системи розвантаження напіввагонів // Інформ.-кируючі системи на залізн. трансп. - 2002. - №.6. - С.25-27.
3. Головко В.Ф., Візняк Р.І. Розрахунки зусиль, що діють на піввагон при грейферному розвантаженні // Зб. наук. праць. Харків: ХАРДАЗТ. - 2001. - Вип.45. - С.10-14.
4. Головко В.Ф., Фомін А.І., Візняк Р.І. Теоретичне дослідження напружено-деформованого стану піввагона при вивантаженні звуязних сипучих вантажів способом перекидання у підвісному положенні // Зб. наук. праць. - Харків: УКРДАЗТ. - 2001. - Вип.49. - С. 19-25.
5. Головко В.Ф., Дунай Л.М., Візняк Р.І. Дослідження кінематики перекидання кузова піввагона при розвантаженні у підвішенному положенні // Зб. наук. праць. - Харків: УКРДАЗТ. - 2002. - Вип. 50. - С. 66-68.
6. Головко В.Ф., Красюк А.Г., Візняк Р.І. Метод визначення навантажень, що діють на піввагони при розвантаженні // Залізн. трансп. України.- 2002. - №6. - С. 50-51.
7. Візняк Р.І. Розробка методу оцінки напруженого стану кузова піввагона при розвантаженні підвісним вагоноперекидачем // Коммунальное хозяйство городов: Науч. -техн. сб. - К.: Техніка, 2003. - Вып. 47 - С.227-232.
ДОДАТКОВО МАТЕРІАЛИ ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ ВИКЛАДЕНІ В ПРАЦЯХ
1. Візняк Р.І. Розробка і розрахунок просторово-стержневої кінцево-елементної моделі універсального суцільнометалевого піввагона // Інформ.-кируючі системи на залізн. трансп.: Матеріали виступів учасників 63 Міжнар. наук.-техн. конф. ХАРДАЗТ і фахівців залізниць. - 2001.- № 5. - С.122.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
