Введение. Стеллажные краны-штабелеры являются основной подъемно-транспортной машиной для обслуживания многоуровневых стеллажных складов. От их эффективности зависит продуктивность и экономичность работы склада. Традиционная конструкция крана-штабелера включает ходовую тележку, которая движется по рельсам на полу склада, установленную вертикально на тележке колонну, по которой поднимается каретка с грузозахватным устройством и грузом. Недостатками традиционной конструкции крана являются сравнительно большая масса тележки, необходимость ее перемещения вместе с колонной в горизонтальном направлении при перемещении по складу, сравнительно большой расход энергии, необходимость усиления пола склада. Крановые рельсовые пути на полу склада необходимо очищать от падающих сверху предметов, что сопряжено с остановкой работы крана и снижает производительность.

Материалы и методы. Конструкция крана-штабелера связана с формой его рабочего пространства. В целях совершенствования крана-штабелера была разработана его конструкция на основе поворотной стрелы с противовесом, при работе которой не требуются рельсовые крановые пути. Кран предложенной конструкции способен обслуживать склады в ангарах полукруглой формы. Для двух складов: традиционной прямоугольной и полукруглой форм был выполнен сравнительный анализ сумм геометрических расстояний при перемещениях грузозахватного устройства из точки загрузки в выбранные случайным образом целевые ячейки. В качестве критерия сравнения использовалась сумма декартовых расстояний перемещений грузозахватного устройства между точкой загрузки склада и целевыми точками, выбираемыми случайным образом по закону равномерного распределения. Исследовались три вида циклов работы кранов – простой одиночный, двойной и смешанный.

Результаты. Приведены сравнительные диаграммы значений критерия. Установлено, что при всех видах исследованных циклов, в наибольшей степени при работе по одиночному циклу, применение крана предложенной конструкции при одинаковой вместимости склада существенно уменьшает суммарное геометрическое расстояние, которое необходимо пройти грузозахватному приспособлению.

Обсуждение и заключение. Уменьшение суммы геометрических расстояний перемещения грузозахватного устройства нового крана позволяет сделать заключение, что затраты времени на перемещения, определяющие производительность выполняемых краном работ, а также сопряженные с ними затраты энергии, могут быть существенно снижены. Снижение энергетических затрат возможно за счет замены поступательного перемещения массивной ходовой тележки на вращательное движение уравновешенной стрелы сравнительно небольшой массы у крана предложенной конструкции. Не тратится время на регулярную очистку крановых путей, сопряженную с остановкой крана. Количество пар трения в предложенной конструкции крана уменьшено по сравнению с традиционной.

Введение. Применение комплекса агрегатов непрерывного действия в строительстве автомобильных дорог позволит увеличить производительность труда, улучшить качество строительства автомобильных дорог. Поэтому целью проектирования является создание комплекса агрегатов для осуществления непрерывного строительства автомобильных дорог, преимущественно в автоматическом режиме. Для реализации этой цели на первом этапе правильным является сочетание теоретических расчётов параметров рабочих органов технических средств непрерывного действия и конструктивных разработок. Для удаления камней, кустов, деревьев с полосы отвода будущей дороги целесообразно использовать агрегаты с бульдозерным оборудованием. Хотя теоретические основы разработки грунта весьма подробно рассмотрены, но, основываясь на них, сложно выявить и сопоставить частные затраты энергии воздействия на грунт элементов технических средств. Поэтому необходим подробный анализ взаимодействия с грунтом элементов различных технических средств, в частности бульдозерного оборудования. Прежде чем рассматривать первичный псевдосдвиг грунта, следует рассчитать действующие силы и затраты энергии, необходимой для воздействия поверхности ножа и нижней части отвала бульдозера на грунт.

Методика исследования. Если заглубление ножа небольшое, поверхность ножа транспортирует грунт вверх, осуществляя вторичное смещение грунта после первичного псевдосдвига; поднятие грунта на высоту; преодоление силы инерции разрабатываемого грунта; ускорение грунта; преодоление силы трения грунта о поверхность. Разработана методика определения затрат энергии, необходимой для воздействия поверхности ножа и нижней части отвала бульдозера на грунт в начале прохода, учитывающая указанные составляющие.

Результаты. На основе данной методики определены затраты энергии: на смещение грунта после первичного сдвига, поднятие грунта на высоту, преодоление силы инерции разрабатываемого грунта, ускорение грунта, преодоление силы трения грунта о поверхность. Исходя из начальных условий выявлены общие затраты энергии, мощность, сила тяги. Получены результаты расчётов затрат энергии, необходимой для осуществления перемещения поверхности ножа и нижней части отвала, во время резания грунта при различном заглублении ножа. Построены зависимости параметров от заглубления ножа бульдозерного оборудования.

Заключение. Анализируя рисунки, можно заметить, что точка Р приложения сосредоточенной нормальной реакции ножа и нижней части отвала, проходящая через центр масс О смещаемого грунта, с увеличением заглубления ножа бульдозера сдвигается вниз, переходя на лезвие ножа. Так, при заглублении ножа более чем на 200 мм точка Р приложения сосредоточенной нормальной реакции ножа и нижней части отвала расположена вне лезвия ножа. Во время работы бульдозера этого может не произойти, если заглубление ножа происходит постепенно. По мере заглубления ножа бульдозера общие объёмные затраты энергии, необходимые для перемещения в грунте поверхности ножа и нижней части отвала, в начале прохода увеличиваются.

Введение. В Казахстане в настоящее время осуществляется большой объем земляных работ, что приводит к увеличению востребованности землеройно-транспортных машин (ЗТМ), в частности бульдозеров разных типов. В различных отраслях промышленности и объектах строительства эксплуатируется и постоянно обновляется парк ЗТМ зарубежного производства, в том числе стран СНГ (Россия, Белоруссия, Украина и т.д.) в разных типоразмерах. Так, на строительных объектах, в том числе на строительстве автомобильных и железных дорог, широко эксплуатируются бульдозеры производства фирм: корпорация Caterpillar типа Cat (США), компания Liebheer (Германия), компания Xuanhua Construction machinery Co, Ltd (HBXG), ZoomLion и Shehwa (КНР); бульдозеры «ЧТЗ-УралТРАК» (Россия).

Строительство автомобильных и железных дорог протяженностью несколько тысяч километров невозможно представить без участия универсального бульдозера. Одним из основных узлов бульдозера является рабочий орган.

Производительность и энергоемкость бульдозера во многом зависят от того, какого типа форма отвала на нем установлена. Емкость (максимальный объем призмы волочения грунта) – одна из основных характеристик, определяющая высоту и ширину отвала, причем большинство производителей предлагают надставки (козырьки), позволяющие увеличить высоту отвала.

Увеличение высоты отвала позволяет перемещать больше материала и уменьшает пересыпания через верхнюю часть отвала. С другой стороны, увеличение объема призмы волочения по ширине отвала устанавливают боковые щеки, которые придают отвалу форму ковша (трапециевидная). Они не дают перемещающемуся грунту высыпаться по бокам отвала (боковые валики), тем самым увеличивается объем данного материала. Однако чрезмерное увеличение емкости отвала потребует при работе дополнительных затрат мощности базового трактора, который вызывает увеличение нагрузки на узлы машины и ускоряет интенсивность их износа, особенно когда бульдозер перемещается вверх по уклону. Объем перемещаемого отвалом материала за один проход зависит от возможности изменения угла отвала относительно вертикальной и горизонтальной плоскостей. В современных конструкциях отвалов положение угла наклона регулируется четырьмя или шестью положениями, в зависимости от категорий разрабатываемого грунта.

Целью исследования является оптимизация геометрических параметров и установление трапециевидной формы отвала с учетом взаимодействия его лобовой поверхности с сформированным объемом максимальной призмы волочения грунта в статическом процессе работы бульдозера.

Материалы и методы. В качестве материалов применялись разрабатываемый грунт и отвал бульдозера, исследовался статический процесс их взаимодействия при максимальном формировании призмы волочении грунта перед отвалом с использованием методов исследования графоаналитическим и математическим способом вычисления.

Результаты. Графоаналитическим и математическим вычислением оптимизирован процесс взаимодействия отвала с грунтом, определены максимальные (предельно-допустимые) параметры отвала с учетом тягового усилия трактора и категории разрабатываемого грунта.

Обсуждение и заключение. До настоящего времени геометрические формы перспективных конструкций отвала бульдозера устанавливали в основном опытно-экспериментальным путем, без учета контакта площади отвала с грунтом. Не разработаны методики определения рациональной формы отвала, тем более теоретически обоснованные оптимальные параметры рабочего органа, с учетом касания площади продольного сечения грунта с лобовой поверхности отвала. Не разрабатывались методики определения оптимальных (адаптированных) форм и геометрических параметров рабочего органа, с учетом контакта лобовой поверхности отвала с максимальным объемом призмы волочения. Нами предложены методики расчета оптимальных параметров перспективной конструкции отвала, адаптированного разрабатываемому грунту:

– определены рациональные геометрические формы как в лобовом, так и в поперечном сечении отвала;

– представлены математические формулы для определения оптимальных параметров новой конструкции отвала, а именно: высота отвала и козырька; ширина отвала, козырька и дополнительного ножа-уширителя;

– определены: периметр отвала, ширина и высота бокового валика при формировании максимальной призмы волочения грунта перед отвалом.

Введение. При выполнении технологического цикла внешние силы со стороны рабочего органа строительно-дорожной машины иногда приводят к неконтролируемому ее отклонению от заданной траектории. При этом существует явная зависимость величины сдвигающей силы от ее направления. Целью экспериментальных исследований являлось получение значений предельной сдвигающей силы при различных ее направлениях.

Материалы и методы. Испытания проводились на примере гусеничного бульдозера класса 10 т производства Челябинского тракторного завода. Сдвиг осуществлялся за счет действия внешней силы, приложенной к краю отвала в различных направлениях. Внешняя сила записывалась на осциллограмму.

Результаты. Сдвиг начинался при внешнем усилии, равном пределу сцепления при условии, когда линия действия внешней силы проходила через центр давления. При отклонении линии действия внешней силы от центра давления сдвиг начинался при значительно меньших значениях внешнего усилия. В результате эксперимента был построен годограф предельной сдвигающей силы.

Заключение. Экспериментально получено, что характер изменения внешнего усилия при поступательном и вращательном сдвиге принципиально отличались. Подтверждено, что чем больше направление сдвигающей силы отклоняется от центра давлений машины, тем меньшее значение внешней силы способно привести к неуправляемому сдвигу.

Уточнение к статье, опубликованной в Т. 19. № 2 (84) 2022 стр. 156-169. В конце статьи были внесены изменения, указан переводчик статьи: Перевод И. Н. Чуриловой.

Введение. Новым вызовом для производителей является возможность управлять жизненным циклом транспортных средств. Управление подразумевает под собой контроль и получение различных данных о состоянии и качестве функционирования транспортного средства на этапах жизненного цикла. На сегодняшний день большинство методик управления жизненным циклом транспортных средств направлены на этапы производства и эксплуатации. Заключительный этап остается вне фокуса не только управления, но и самой реализации процесса утилизации. Процесс утилизации транспортных средств является максимально сложным как технологически, так и организационно. Цель работы – создать модель взаимодействия заказчика и исполнителя по контракту жизненного цикла, которая позволит осуществить своевременный переход транспортного средства на все последующие этапы жизненного цикла и реализацию процесса утилизации после выхода транспортного средства из эксплуатации.

Материалы и методы. В исследовании предложена новая модель организации взаимодействия между участниками исполнения этапов жизненного цикла транспортных средств, при которой будет гарантирована реализация всех этапов. Для разработки новой модели был проведен анализ существующей модели. Первостепенное использование новой модели предложено в рамках контракта жизненного цикла, внедряемого в практику закупок транспортных средств. Данная модель получила определение согласно принципу своего действия – «вытягивающая» модель. В ходе анализа действующих контрактов жизненного цикла на поставку транспортных средств было обнаружено, что этап утилизации не реализуется. Выявлены причины отсутствия заключительного этапа жизненного цикла. Определена роль государства при внедрении «вытягивающей» модели. В работе предложен алгоритм создания и включения утилизационных мощностей в единую утилизационную систему. Предложена методика размещения утилизационных мощностей на территории России.

Результаты. Сформирована схема взаимодействия участников контракта жизненного цикла. Авторы определили ответственных за реализацию этапов контракта жизненного цикла и их обязанности. Сформированы требования новой модели к предыдущим этапам жизненного цикла для обеспечения выполнения заключительного этапа. Выявлена роль «вытягивающей» модели в реализации концепции «устойчивого развития».

Заключение. Научная новизна данной работы заключается в разработанной «вытягивающей» модели, основанной на обратном принципе действия существующей, которая сформировала требования финального этапа жизненного цикла транспортных средств к проектированию, производству и сервисному обслуживанию транспортных средств для реализации процесса утилизации после выхода из эксплуатации. Предложенная модель при включении единой утилизационной системы в общий механизм полноценного выполнения контракта жизненного цикла позволит своевременно реализовывать утилизацию вышедших из эксплуатации транспортных средств, тем самым снижая экологическую нагрузку на окружающую среду.

Введение. Эффективные грузовые перевозки в крупных транспортных узлах и управление ими имеют решающее значение для мировой торговли. Существующие системы организации грузовых перевозок не обеспечивают прослеживаемость, прозрачность, информационную безопасность и неизменность данных, хранящихся и обменивающихся в ходе различных операционных процессов. В результате это негативно сказывается на производительности транспортных узлов.

Материалы и методы. Использование цифровых приложений информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) в транспортной отрасли может привести к высокой автоматизации процессов и более экономичным решениям. Грузовые перевозки требуют использования обмена данными в режиме реального времени между различными участвующими в процессе заинтересованными сторонами. Традиционные логистические системы на базе ИКТ используют централизованную архитектуру для размещения и обработки данных и услуг. Однако централизованные логистические системы не могут обеспечить безопасный доступ к данным в режиме реального времени, оперативную видимость и доверие между участвующими организациями.

Результаты. Автоматизация различных функций транспортного узла с помощью «Интернета вещей» (IoT) и облачных вычислений может адекватно повысить производительность операций транспортного узла. Эти операции включают автоматизацию интерфейса транспортных средств, контейнерных площадок, внутрипортовой логистики и пункта приема терминала.

Обсуждение и заключение. В данной статье нами рассмотрены возможности для улучшения процесса путем интеграции информационного обмена между различными участниками с использованием сквозных технологий в транспортных узлах, в частности концепции блокчейн, для оптимизации операций в международной торговле путем интеграции и обмена информацией между участниками процесса перевозки.

Введение. В процессе хромирования деталей автомобилей необходимо получать хромовые покрытия с высоким качеством с заданными физико-механическими свойствами. Поэтому электрохимическая обработка перед нанесением покрытий играет решающую роль в процессе формирования покрытий с высокой контактной прочностью и износостойкостью. Исследование процесса электрохимической обработки позволит разработать рекомендации для получения качественных покрытий при восстановлении деталей автотранспорта.

Материалы и методы. Для проведения достоверных исследований применялось необходимое оборудование, которое позволяло получать данные с нужной точностью. Также для проведения математической обработки использовались современные средства обработки данных, которые исключали возможность ошибки и тем самым получить зависимости факторов с необходимой точностью.

Результаты. При использовании разработанного нового электролита хромирования возникла необходимость проведения исследований режимов и времени проведения электрохимической обработки перед нанесением покрытия деталей, изготовленных из сталей, содержащих хром, и упрочненных закалкой до твёрдости HRC 55–60. Исходя из полученных результатов было выявлено, что наибольшая прочность сцепления будет при использовании электрохимического травления с плотностью тока 130–140 А/дм² и времени выдержки 60–70 с. Также необходима активация в самом растворе хромирования с анодной плотностью тока 70–80 А/дм² и время проведения 30–40 с, с резким переключением на режим хромирования. Сделаны выводы по оптимизации электрохимической обработки поверхности перед хромированием с целью получения наибольшего сцепления с подложкой.

Обсуждение и заключение. В результате проведенных исследований электрохимической обработки детали перед хромированием получено, что при восстановлении деталей, работающих при гидроабразивном изнашивании, необходимо соблюдать заданные условия для получения качественных покрытий с высокой прочностью сцепления с сохранением высоких физико-механических свойств покрытия.

Введение. В последнее время в связи с увеличением количества автотранспортных средств, в том числе общественного транспорта, появляется необходимость упорядочивания системы технического обслуживания и ремонта с учетом массовости поступающих заявок на проведение указанных операций. Снижение производительности может произойти из-за нечёткого распределения работ по исполнителям, несогласованности их действий по времени и нерационального использования технологического оборудования. Целью проводимого исследования является разработка системы организации технического обслуживания и ремонта подвижного состава, основанной на принципах централизации и кооперации с другими производственными структурами. Для достижения указанной цели используются статистические методы, методы теории случайных процессов и теории массового обслуживания. Концентрация производства происходит или за счёт роста доли крупных предприятий в общем объеме производства региона/отрасли (перевозок пассажиров мегаполиса), или за счёт роста размеров самих производственных предприятий. Аргументировать процесс концентрации можно с позиций принципов синергетики.

Материалы и методы. В статье рассмотрено оперативное управление системой технического обслуживания и ремонта автобусного парка. Представлено разделение задач технической службы автотранспортного предприятия на четыре комплекса. Проанализированы два способа составления графика: календарный и по фактическому пробегу автомобилей. В результате анализа были выявлены преимущества и недостатки каждого из вариантов. Проанализированы преимущества и недостатки универсальных и специализированных постов с указанием способов устранения выявленных недостатков. Обоснован положительный эффект от централизации управления указанными комплексами задач по техническому обслуживанию и ремонту подвижного состава.

Результаты. Предложена схема обслуживания заявок на текущий ремонт при децентрализованной и централизованной системах управления производством текущего ремонта подвижного состава. Описаны основные принципы функционирования централизованной системы управления производством. Предложена общая структурная схема работы централизованного специализированного производства. Представлен структурный состав комплекса подготовки производства с описанием каждого подразделения, входящего в его систему: группа комплектации, промежуточный склад, транспортный участок, моечно-дефектовочный участок, инструментальный участок. Обозначены задачи отдела оперативного управления и отдела обработки и анализа информации, входящих в центр управления централизованного специализированного производства.

Обсуждение и заключение. Результаты исследования предназначены для предприятий пассажирского транспорта. Настоящее исследование является составной частью разработки общей системы централизации и кооперации технического обслуживания подвижного состава.

Введение. Существующие средства измерения упругого прогиба дорожной конструкции в большинстве стран являются низкопроизводительными для объемов сети дорог области или страны. Дефлектометры, применяемые при оценке прочности дорожных конструкций выполняют ежегодный объем измерений для сезона положительных температур примерно до 3000 км в год. Таким образом, для Республики Беларусь основной прочностной параметр дороги измеряется с периодичностью 5-7 лет на сети республиканских дорог продолжительностью около 16000 км и с еще большей периодичностью для сети дорог Казахстана, России. Складывающаяся ситуация не позволяет своевременно определять несущую способность конструкции, отсутствие информации приводит к ущербу от проезда тяжелых грузовиков, плату за проезд при снижении несущей способности, формированию критических дефектов дорожной конструкции, снижению эффективности распределения бюджетных средств при планировании ремонтов.

Материалы и методы. Методология исследований основана на существующей практике расчета общего модуля упругости, методах прогнозирования изменения ровности покрытий. Модель может быть дополнением к существующим системам оценки транспортно-эксплуатационного состояния автомобильных дорог всех уровней.

Результаты. В статье представлена модель зависимости ровности от прочности дорожной конструкции. Исходя из условий эксплуатации и начального значения ровности дорожных покрытий предлагается выполнять расчет коэффициента прочности дорожных конструкций для разных категорий дорог и интенсивности движения. Изменение в структуре материалов вызывают деформации и неровности и показатель ровности интегрирует все виды деформаций. По этой причине предполагается, что существует зависимость между прочностью и ровностью дорожных конструкций.

Заключение. Предлагаемая модель может применяться в первую очередь для оценки прочности дорог низких категорий, на участках дорог местной сети дорог, т.е. там где диагностика не проводится или проводится с большой периодичностью. Данная модель может быть широко использована предприятиями дорожной отрасли, заказчиком для выбора в ремонт наиболее ослабленных участков дорог, подрядчиком для расчета усиления при выполнении ремонтных работ. Практическими измерениями на опытных участках подтверждается зависимость снижения прочности на участках с неудовлетворительной ровностью.

Введение. В статье приведены результаты получения вяжущих композиций оптимального состава на основе портландцемента и отходов керамзитового производства – керамзитовой пыли. Проведены исследования гранулометрического состава, представлены результаты испытаний вяжущих композиций различных составов: цемент – керамзитовая пыль, прошедших совместную механоактивацию в вибрационной мельнице. Разработаны и установлены составы вяжущих композиций с широким спектром применения.

Используя метод электронной микроскопии, были сделаны микрофотографии сколов цементных камней, полученных на основе портландцемента и различного содержания отходов керамзитового производства – керамзитовой пыли, прошедших совместную механоактивацию в вибрационной мельнице. Отмечается активное зарастание открытых пор цементных камней, полученных вяжущих композиций новообразованиями различных размеров. После использования керамзитовой пыли в качестве сырьевой смеси наблюдается уплотнение структуры композита.

Материалы и методы. В исследованиях применяли портландцемент ЦЕМ0 52,5Н (ГОСТ 31108–2020) ЗАО «Белгородский цемент» и керамзитовую пыль – отходы производства керамзита. Механоактивацию выполняли путем помола в вибрационной мельнице. Нормальная густота определялась при помощи прибора Вика согласно ГОСТу. Гранулометрический состав исследовали с помощью прибора AnalyssetteNanoTecplus. Микроструктуру изучали с использованием сканирующего электронного микроскопа высокого разрешения TESCAN MIRA 3 LMU. С целью построения дифрактограмм был использован прибор ARL X’TRA ThermoFisher Scientific.

Результаты. Вяжущая композиция с оптимальной дозировкой керамзитовой пыли демонстрирует увеличение прочностных характеристик по сравнению с рядовым портландцементом, при этом наблюдается уплотнение структуры цементного камня, о чем свидетельствуют показатели плотности и микрофотографии образцов.

Обсуждение и заключение. Применение отходов производства керамзита – керамзитовой пыли в качестве минерального наполнителя вяжущей композиции позволяет экономить дорогостоящий портландцемент, при этом увеличивая прочностные характеристики вяжущей композиции.