Українська інженерно-педагогічна академія (УІПА)

№15

Ісьєміні І. І.

Дослідження наїзду мостового крана з різними типами буферів на тупикові упори

Наведено результати моделювання наїзду мостового крана з пружинними, гідравлічними та пружинно-гідравлічними буферами на тупикові упори.

Моделювання здійснювалось за допомогою двомасової динамічної розрахункової схеми та системи рівнянь, що описують наїзд крана на тупикові упори. При моделюванні використовувався мостовий кран масою 18 т, вантажопідйомністю 5 т і з номінальною швидкістю пересування 1,25 м/с.

Після аналізу результатів, отриманих в процесі моделювання, встановлено, що буфери здатні забезпечувати безпечну зупинку кранів, що пересуваються з номінальною швидкістю, а найефективнішими буферами є пружинно-гідравлічні. З’ясовано, що пружинно-гідравлічні буфери дозволяють здійснювати гальмування крана з майже постійним уповільненням.

Це дозволяє підвищити безпеку експлуатації мостових кранів шляхом застосування пружинно-гідравлічних буферів.

Ключові слова: пружинно-гідравлічний буфер; моделювання; тупикові упори; безпечна зупинка; мостовий кран.

Приведены результаты моделирования наезда мостового крана с пружинными, гидравлическими и пружинно-гидравлическими буферами на тупиковые упоры.

Моделирование осуществлялось при помощи двухмассовой динамической расчетной схемы и системы уравнений, описывающих наезд крана на тупиковые упоры. При моделировании использовался мостовой кран массой 18 т, грузоподъемностью 5 т и с номинальной скоростью передвижения 1,25 м/с.

После анализа результатов, полученных в процессе моделирования, установлено, что буфера способны обеспечивать безопасную остановку кранов, передвигающихся с номинальной скоростью, а самыми эффективными буферами являются пружинно-гидравлические. Выяснено, что пружинно-гидравлические буфера позволяют осуществлять торможение крана с почти постоянным замедлением.

Это позволяет повысить безопасность эксплуатации мостовых кранов путем применения пружинно-гидравлических буферов.

Ключевые слова: пружинно-гидравлический буфер; моделирование; тупиковые упоры; безопасная остановка; мостовой кран.

The results of the modelling of the running of crane with spring, hydraulic and spring-hydraulic buffers into an end stop are given.

The modelling using the two-mass dynamic design diagram and set of equations that describe running of crane into end stops is realized. In-simulation the overhead crane with mass 18 t, load 5 t and rated speed of movement 1,25 m/s was used.

After analysis of results obtained in-simulation was found out that buffers can provide safe stop of cranes traveling with rated speed and the most effective buffers are spring-hydraulic. It was explored that spring-hydraulic buffers allow to realize the crane braking with almost uniform acceleration.

It allows to increase a safe of overhead cranes operation using spring-hydraulic buffers.

Keywords: spring-hydraulic buffer; modeling; end stops; safe stop; overhead crane

Ковалевский С. В., Голоперов И. В., Петруняк В. М.

Исследование радиальных нагрузок и моментов трения-скольжения в шарнирных системах машин промышленного транспорта

Детали шарнирных сопряжений подвержены воздействию значительных нагрузок, вызывающих износ сопряженных поверхностей, при недостаточной смазке и защите от действия абразивных факторов среды.

Износ контактирующих поверхностей деталей шарнира нарушает кинематическую точность функционирования механизма, а увеличение зазоров в сопряжениях деталей узлов способствует возрастанию динамических нагрузок. Основной несущий элемент конструкции транспортных машин представляет собой многошарнирную систему, связанную в единый функциональный узел.

Обычно, такие системы и схема сил действующих на детали этих сопряжений представляет собой статически неопределимую систему. Такая сложная конструкция шарнирных соединений значительно затрудняет решения аналитических задач определения действующих усилий и нагрузок в сопряжениях и, следовательно, не дает возможности определить фактическое напряженное состояние деталей конструкции.

Анализ повреждения и износа контактирующих поверхностей  деталей в узлах трения машин вызывает необходимость в экспериментальном определении действующих усилий и моментов трения-скольжения.

Ключевые слова: шарнирные системы машин; износ; усилия.

Деталі шарнірних сполучень схильні до дії значних навантажень, що викликають знос сполучених поверхонь, при недостатньому мастилі і захисту від дії абразивних факторів середовища.

Знос контактуючих поверхонь деталей шарніра порушує кінематичну точність функціонування механізму, а збільшення зазорів в сполученнях деталей вузлів сприяє зростанню динамічних навантажень. Основний несучий елемент конструкції транспортних машин являє собою багатошарнірний систему, пов’язану в єдиний функціональний вузол.

Зазвичай, такі системи і схема сил діючих на деталі цих сполучень являє собою статично невизначену систему. Така складна конструкція шарнірних з’єднань значно ускладнює вирішення аналітичних задач визначення діючих зусиль і навантажень в сполученнях і отже, не дає можливості визначити фактичне напружений стан деталей конструкції.

Аналіз пошкодження і зносу контактуючих поверхонь деталей у вузлах тертя машин викликає необхідність в експериментальному визначенні діючих зусиль і моментів тертя-ковзання.

Ключові слова: шарнірні системи машин; знос; зусилля.

Details hinge mates exposed to heavy loads, causing wear of mating surfaces, with inadequate lubrication and protection against abrasive action of environmental factors.

Wear contact surfaces of the parts of the hinge breaks kinematic accuracy of the mechanism, and an increase in the gaps in the mating parts nodes contributes to increasing dynamic loads. The main carrier element design of transport vehicles is many joint system connected into a single functional unit.

Typically, such systems and the scheme of forces acting on the details of these interfaces is a statically indeterminate systems. Such a complicated swivel design makes it difficult analytical tasks of determining the efforts and loads pair and therefore does not allow to determine the actual stress state of construction details.

Analysis of the damage and wear of the contacting surfaces of parts in friction machines necessitates the experimental determination of the effective forces and moments of friction-slip.

Keywords: articulated trucks; wear; efforts.

Коваленко В. А., Берников Д. О., Моисеенко А. Ф.

Пути повышения надежности работы механизма изменения вылета портальных кранов

Рассмотрены существующие направления и методы совершенствования механизма изменения вылета стрелы портальных кранов.

На основе анализа видов и последствий эксплуатационных отказов, а также результатов экспериментальных исследований предложено практическое решение по модернизации существующих конструкций механизма изменения вылета.

Разработана математическая модель для исследования и оценки влияния рабочего хода рейки механизма изменения вылета портального крана КПП 16/20/32-36/28/20 на усилия в элементах металлоконструкции крана. Приведены зависимости усилий в рейке от рабочего хода и изменения вылета стрелы.

Предлагаемое конструктивное решение позволит решить проблему неконтролируемых динамических нагрузок при модернизации крана. Результаты, полученные при моделировании, могут быть использованы при проектировании новых кранов, при исследовании энергоемкости процесса при изменении вылета стрелы с возможностью варьирования геометрических параметров рейки.

Ключевые слова: полноповоротный портальный кран; механизм изменения вылета; математическая модель; метод конечных элементов; усилия; рейка.

Розглянуті існуючі напрямки та методи вдосконалення механізму зміни вильоту стріли портальних кранів.

На основі аналізу видів і наслідків експлуатаційних відмов, а також результатів експериментальних досліджень запропоновано практичне рішення по модернізації існуючих конструкцій механізму зміни вильоту.

Розроблена математична модель для дослідження й оцінки впливу робочого ходу рейки механізму зміни вильоту портального крана КПП 16/20/32-36/28/20 на зусилля в елементах металоконструкції крана. Наведені залежності зусиль в рейці від робочого ходу та зміни вильоту стріли.

Конструктивне рішення, що пропонується, дозволить вирішити проблему неконтрольованих динамічних навантажень при модернізації крана. Результати, отримані при моделюванні, можуть бути використані при проектуванні нових кранів, при дослідженні енергоємності процесу при зміні вильоту стріли з можливістю варіювання геометричних параметрів рейки.

Ключові слова: повноповоротний портальний кран; механізм зміни вильоту; математична модель; метод скінченних елементів; зусилля; рейка.

The existent directions and methods of improvement of portal cranes derricking mechanism are considered.

There are problems of upgrading of existing derricking mechanism structures. The solutions thereof are being considered on the basis of the analysis of kinds and consequences of operational failures and experimental data as well.

A mathematical model has been developed to research and appraise the influence of portal crane derricking mechanism rack working travel full-circle portal crane 16/20/ 32-36/28/20 on the efforts in the elements of metal cranes. The following is a comparative analysis of rack loads depending on the working path and luffing.

The proposed constructive decision allows solve a problem of uncontrolled dynamic loads by crane upgrading. The obtained with modeling results can be used by design new cranes and by researching of the duty of derricking process with capacity of rack geometrics variation.

Keywords: full-circle portal crane; derricking mechanism; mathematical model; finite element method; forces; rack.

Коваленко В. О., Павкін Р. А., Редька Є. С.

Дослідження експлуатаційної надійної роботи cистеми «ходове колесо – підкранова рейка»

На підставі експертного обстеження підкранової колії мостових кранів виявлені та досліджені дефекти і пошкодження колії. Технічне діагностування проведено на підприємстві паливної енергетики, об`єктом контролю є підкранова колія, на якій експлуатуються більше 50 років два мостових крани в/п 50 т та прогоном 33,0 м. Проведено ретельний аналіз виявлених пошкоджень підкранової колії, встановлено причинно-наслідковий зв’язок з характером навантаження крана, режимом роботи та впливом середовища.

За результатами обстеження запропоновано рекомендації з ремонту та відновлення надійної роботи системи «ходове колесо – підкранова рейка» без зупинки виробничих процесів. Результати, висновки та рекомендації можуть бути використані на промислових підприємствах для своєчасного усунення недоліків та пошкоджень підкранової колії, які можуть привести до аварійних ситуацій.

Ключові слова: мостовий кран; підкранова колія; підкранова балка; зв’язки колон; дефекти; ремонт.

На основе экспертного обследования подкранового пути мостовых кранов выявлены и исследованы дефекты и повреждения пути. Техническое диагностирование проведено на предприятии топливной энергетики, объектом контроля является подкрановый путь, на котором эксплуатируются более 50 лет два мостовых крана г/п 50 т и пролетом 33,0 м. проведен тщательный анализ выявленных повреждений подкранового пути, установлена причинно-следственная связь с характером нагружения крана, режимом работы и влиянием среды.

По результатам обследования предложены рекомендации по ремонту и восстановлению надежной работы системы «ходовое колесо – подкрановый рельс» без остановкипроизводственных процессов. Результаты, выводы и рекомендации могут быть использованы на промышленных предприятиях для своевременного устранения изъянов и разрушений подкранового пути, которые могут привести к аварийным ситуациям.

Ключевые слова: мостовой кран; подкрановый путь; подкрановая балка; связи колонн; дефекты; ремонт.

Based on the expert inspection of crane rail of the overhead crane the defects and damages of the crane have been detected and examined.

Technical diagnostics is conducted at the enterprise of fuel energy. The object of control is crane track, where two bridge cranes with 50 tones output capacity and 33.0 meters span have been operated for more than 50 years. The close analysis of the discovered damages has been made, cause-and-effect relationship with the nature of the crane load, operation mode and influence of the environment has been established. According to the inspection results, recommendations on repair and restoration of fault-free operation of “running wheel – crane rail” system without shutoff of manufacturing process have been offered. Results, conclusions and recommendations can be used at the industrial enterprises for timely correction of defects and damage of crane track, which can lead to accidents.

Keywords: overhead crane; crane rail; crane way girder; columns bracings; damages; repair.

Ловейкін В. С., Афтанділянц Є. Г., Шевчук О. Г.

Аналіз систем керування механізмами баштових кранів для усунення коливань вантажу

Розглянуті методи керування механізмами баштових кранів для усунення коливань вантажу.

Проведено аналіз більше 20 закордонних наукових досліджень, в яких використовувались різні підходи щодо усунення коливань вантажу. Такі як метод оптимальних траєкторій, керування зі зворотним зв’язком з використанням чіткої та нечіткої логіки та класичних і некласичних регуляторів.

Встановлено, що задача по керуванню механізмами баштового крану є досить актуальною. Різні підходи щодо створення систем керування мають свої недоліки та переваги. Метод оптимальних траєкторій знаходить швидкі і ефективні команди. Однак він вимагає знати наперед задану дистанцію і додаткові обмеження повинні бути введені в систему керування щоб бажана траєкторія виконувалась. Крім того, обчислення оптимальних траєкторій може виконуватись досить довго, що знижує продуктивність роботи вантажопідйомної машини. Керування зі зворотнім зв’язком стійке до зовнішніх збурень, проте деколи призводить до неочікуваних рухів, що утруднює оператору керування краном.

Ключові слова: система керування; коливання вантажу; датчик.

Рассмотрены методы управления механизмами башенных кранов для устранения колебаний груза.

Проведен анализ более 20 зарубежных научных исследований, в которых использовались различные подходы по устранению колебаний груза. Такие как метод оптимальных траекторий, управление с обратной связью с использованием четкой и нечеткой логики и классических и неклассических регуляторов.

Установлено, что задача по управлению механизмами башенного крана является весьма актуальной. Различные подходы к созданию систем управления имеют свои недостатки и преимущества. Метод оптимальных траекторий находит быстрые и эффективные команды. Однако он требует знать заранее заданную дистанцию и дополнительные ограничения должны быть введены в систему управления, чтобы желаемая траектория выполнялась. Кроме того, вычисления оптимальных траекторий может выполняться достаточно долго, что снижает производительность работы грузоподъемной машины. Управление с обратной связью устойчивое к внешним возмущениям, однако порой приводит к неожиданным движений, что затрудняет оператору управления краном.

Ключевые слова: система управления; колебания груза; датчик.

The methods of control mechanisms tower cranes to eliminate payload oscillations have been considered in the article.

The analysis of more than 20 foreign scientific studies that used different approaches to eliminate vibrations cargo has been provided. An optimal trajectories method and feedback control method using a clear and fuzzy logic and classical and no classical regulators.

It was established that the problem in control mechanisms of tower cranes is quite relevant. Different approaches to creating control systems have advantages and disadvantages. The method of optimal trajectories is fast and finds efficient command. However, it requires predetermined distance and additional restrictions should be imposed in order to control the desired trajectory performed. In addition, the calculation of optimal trajectories can be performed with delay, which reduces the productivity of lifting machines. Feedback control systems sustainable to external disturbances, but sometimes leads to unexpected movements, making it difficult to control the crane operator.

Keywords: control system; payload oscillations; sensor.

Ловейкін В. С., Ромасевич Ю. О.

Експериментальні дослідження динаміки руху мостового крана за оптимальними законами

Наведено результати аналізу експериментальних досліджень динаміки руху мостового крана із вантажем на гнучкому підвісі при некерованому режимі руху та за оптимальними діаграмами зміни швидкості.

Експериментальні дослідження проведені на основі використання частотного керування приводними двигунами механізму переміщення мостового крана вантажопідйомністю 3,2 т. Реалізація оптимальних законів руху крана із вантажем на гнучкому підвісі виконана за допомогою цифрової системи керування частотним перетворювачем, який виступав у ролі джерела живлення приводних двигунів мостового крана.

Проведено аналіз руху крана за кінематичними, енергетичними, динамічними та електричними показниками.

Встановлено, що реалізація оптимальних законів руху крана за допомогою частотно-керованого приводу дозволяє знизити коливання кранового моста, усунути коливання вантажу та підвищити енергоефективність роботи крана.

Ключові слова: керування; кран; дослідження; експеримент; коливання.

Приведены результаты анализа экспериментальных исследований динамики движения мостового крана с грузом на гибком подвесе при неуправляемом режиме движения и по оптимальным диаграммам изменения скорости.

Экспериментальные исследования проведены на основе использования частотного управления приводными двигателями механизма перемещения мостового крана грузоподъемностью 3,2 т. Реализация оптимальных законов движения крана с грузом на гибком подвесе выполнена с помощью цифровой системы управления частотным преобразователем, который выступал в качестве источника питания приводных двигателей мостового крана.

Проведен анализ движения крана по кинематическим, энергетическими, динамическими и электрическими показателями.

Установлено, что реализация оптимальных законов движения крана с помощью частотно-управляемого привода позволяет снизить колебания кранового моста, устранить колебания груза и повысить энергоэффективность работы крана.

Ключевые слова: управление; кран; исследования; эксперимент; колебания.

The result of analysis of experimental researches of the bridge cranes movement dynamics with a load on a flexible suspension has been stated. The two modes of cranes movement (uncontrolled and optimal) have been researched.

Experimental studies were carried out on the basis of the use of frequency control drive motors move the bridge crane mechanism. The load-carrying ability of crane is equal 3,2 tonne. Implementation of optimal laws of the crane with a load on flexible suspension carried out with a digital control system of inverter, which has acted as the power source of the drive motor bridge crane.

The motion analysis of crane has been carried out by kinematical, energetic, electric and dynamic indicators.

It has been stated that the crane optimal control by mean of drive frequency control allows decrease crane bridge fluctuations, remove the load fluctuations and increase energy efficiency crane.

Keywords: control; crane; research; experiment; fluctuations.

Подоляк О. С., Малініна Ю. В., Мельниченко О. А.

Вибір раціональних параметрів гасителів коливань стрілових самохідних кранів

Встановлено раціональні параметри гідравлічного гасителя коливань, який може використовуватися в стріловій системі самохідних кранів з метою зменшення динамічних навантажень.

Дослідження проводились числовими методами за допомогою математичної моделі, яка описує перехідні процеси, що виникають в стріловій системі самохідного крана при підніманні вантажу з жорсткої основи. Для визначення впливу різних факторів на динамічні навантаження було використано метод математичного планування експерименту.

В результаті моделювання процесу підіймання вантажу отримано раціональні значення величини коефіцієнту опору гідравлічного гасителя і часу розгону механізму підйому вантажу, також за допомогою рівнянь регресії оцінено вплив кожного з факторів на зміну коефіцієнту динамічності. Встановлено, що найбільш раціонольним є діапазон зміни коефіцієнту опору гідравлічного гасителя в межах від 30 до 50, а часу розгону приводу механізму підйому від 0,6 до 0,7 секунди.

Ключові слова: стріла; вантаж; підвіска; гідравлічний гаситель; коливання.

Установлены рациональные параметры гидравлических гасителей колебаний, которые могут использоваться в стреловой системе самоходных кранов с целью уменьшения динамических нагрузок.

Исследования проводились численными методами с помощью математической модели, которая описывает переходные процессы, возникающие в стреловой системе при подъеме груза с основания. Для определения влияния различных факторов на динамические нагрузки был использован метод планирования эксперимента.

В результате моделирования процесса подъема груза получены рациональные значения коэффициента сопротивления гидравлического гасителя и времени разгона механизма подъема груза, так же с помощью уравнений регрессии оценено влияние каждого из факторов на изменение коэффициента динамичности. Установлено, что наиболее рациональным является диапазон изменения коэффициента сопротивления гасителя колебаний в пределах от 30 до 50, а времени разгона привода механизма подъема от 0,6 до 0,7 секунды.

Ключевые слова: стрела; груз; подвеска; гидравлический гаситель; колебания.

The rational parameters of hydraulic dampers that can be use in mobile crane boom system for the decreasing of dynamic loads are adjusted.

The research by numerical methods with mathematical model was investigated. The mathematical model describes transient processes that appear in the boom system during hoist of load from the base. For estimation of action of the different factors on the dynamic loads the method of experimental design was used.

In the results of the modeling of hoist of load process the rational parameters of coefficient of damper resistance and acceleration time of hoisting mechanism values were received. The action of each of factors to change of the dynamic factor with regression equations is estimated. It is adjusted that the most rational is coefficient of damper resistance range in 30…50 and the acceleration time of hoisting mechanism drive range in 0,6…0,7 s.

Keywords: boom; load; hook assembly; hydraulic damper; oscillations.

Фідровська Н. М., Краснокутська Т. Б.

Коливальні процеси в головній балці мостового крана

В статті розглянуті питання коливань в головній балці мостового крану, які виникають при пересуванні по мосту вантажного візка. Умовно прийнято, що маса, яка рівномірно розподілена по всій довжині балки, зосереджена в трьох точках, а саме всередині прольоту і двох крайніх точках.

Були проведені розрахунки з урахуванням умов встановлення рейкової колії на мосту крана та закону розподілення навантаження від дії ходових коліс, які пересуваються по головній балці мосту мостового крану.

При цьому враховувалися характеристики балки, тобто її прогін, жорсткість перерізу та інтенсивність розподілення маси.

По результатам розрахунків зроблений висновок про вплив характеристик балки на резонансний режим коливань в головній балці.

Ключові слова: балка; рейка; колесо; прогин; частота коливання; міст; кран; візок; жорсткість.

В статье рассмотрены вопросы колебаний в главной балке мостового крана, которые возникают при передвижении по мосту грузовой тележки.

Условно принято, что масса, которая равномерно распределена по всей длине балки, сконцентрирована в трех точках, а именно в середине пролета и двух крайних точках.

Были  проведены расчеты с учетом условий установки  рельсового пути на мосту крана и закона распределения нагрузки от действия ходовых колес, которые передвигаются по главной балке моста мостового крана.

При этом учтены характеристики балки, то есть ее пролет, жесткость  сечения та интенсивность распределения массы.

По результатам расчетов сделан вывод о влиянии характеристик балки на резонансный режим колебаний в главной балке.

Ключевые слова: балка; рельс; колесо; прогиб; частота колебаний; мост; кран; тележка; жесткость.

On the article consideration questions vibrations in main beam of bridge crane, which appears during the moving through the bridge of carry cart. It is taken as a condition, that mass which equally distributed on the whole of the length of the beam, is concentrated in three points, that are in the middle of a span and two border points.

Follow the calculations with take into consideration conditionally placing of rail on crane bridge and the law distribution of loading from motion wheels which motion on beam.

In this take into consideration characters of beam that is her span, hard of section and intensive distribution of mass in main beam/

It is made a conclusion about the influence of characteristic of beam on the resonance regime of vibration.

Keywords: beam; rail; wheel; bend; frequent of vibration; bridge; crane; cart; hard.

Фідровська Н. М., Лук’янов І. М.

Особливості розрахунку приводних барабанів стрічкових вертикальних елеваторів

Наведені методи розрахунку основних елементів приводних барабанів стрічкових елеваторів. Розрахункові залежності отримані з урахуванням параметрів тягової здатності стрічково-барабанного механізму, що уявляє собою вертикальну плоско пасову передачу, для якої показниками працездатності є коефіцієнт тяги, дуга спокою та дуга ковзання. Розглянуті результати роботи, в якій визначені ці показники на основі дослідження пружного ковзання стрічки по барабану за допомогою аналізу скінчено-елементної моделі, яка була реалізована в програмному комплексі «ANSYS WORKBENCH» у частині рішення контактної задачі при русі з тертям. Також розглянуті, для порівняння, результати експериментальних досліджень, які викладенні в роботі, що присвячена визначенню критичного та робочого коефіцієнтів тяги для діючої норії з футерованим барабаном. Вище означені показники працездатності  були використані для визначення діаметра барабана, для розрахунку елементів каркаса барабана, у вигляді білячої клітки, та для визначення товщини футеровки. Отримані розрахункові залежності можуть бути використані при проектуванні стрічкових елеваторів с гумовотканинними стрічками та тяговими пасами будь якої продуктивності та висоти.

Ключові слова: елеватор; приводний барабан; футеровка; тягова здатність; коефіцієнт тяги; дуга ковзання; дуга спокою.

Приведенные методы расчета основных элементов приводных барабанов ленточных элеваторов. Расчетные зависимости получены с учетом параметров тяговой способности ленточно-барабанного механизма, представляет собой вертикальную плоскоременной передачу, для которой показателями работоспособности является коэффициент тяги, дуга покоя и дуга скольжения. Рассмотрены результаты работы, в которой определены эти показатели на основе исследования упругого скольжения ленты по барабану с помощью анализа конечно-элементной модели, которая была реализована в программном комплексе «ANSYS WORKBENCH» в части решения контактной задачи при движении с трением. Также рассмотрены, для сравнения, результаты экспериментальных исследований, изложении в работе, посвященной определению критического и рабочего коэффициентов тяги для действующей нории с футерованнымм барабаном. Выше обозначенные показатели работоспособности были использованы для определения диаметра барабана, для расчета элементов каркаса барабана в виде беличьей клетки, и для определения толщины футеровки. Полученные расчетные зависимости могут быть использованы при проектировании ленточных элеваторов с резинотканевыми лентами и тяговыми ремнями любой производительности и высоты.

Ключевые слова: элеватор; приводной барабан; футеровка; тяговая способность; коэффициент тяги; дуга скольжения; дуга покоя; буксование ленты.

The methods of calculating the basic elements driving drums band elevators. Calculated obtained depending on the parameters of traction ability to band-drum mechanism represents a vertical flat belt drive for which figures are efficiency coefficient of traction arc and arc sliding peace. The results of the work in which these parameters are defined on the basis of the study of elastic slip tape on the drum through the analysis of finite-element model that has been implemented in a software system «ANSYS WORKBENCH» in the solution of the contact problem with friction during movement. Also considered for comparing experimental results that presentation of work which is devoted to defining and critical factors working draft for operating the elevator with lined drum. Higher efficiency indicators expressed were used to determine the diameter of the drum, to calculate the frame drum elements in the form of squirrel cage and to determine the thickness of the lining. The resulting design can be used depending on the design with rubber-band elevators ribbons and traction belts and performance of any height.

Keywords: elevator; drive drum; lining; traction power; traction coefficient; sliding arc; arc rest; slipping belts.

Зеленська Т. С, Сясєв А. В.

Дослідження коректності наближеного розв’язку змішаної задачі для гіперболічних рівнянь при змінних процесах в вертикальних сосудах

Метою роботи є порівняння динамічних показників хвильових процесів у поздовжніх переміщеннях канатів за допомогою виробничих та чисельних розрахунків, а також отримання рівняння стану каната як на шківі намотування так і поза ним.

Задача про пружні переміщення у вертикальних сосудах, була зведена до крайової задачі зі змінною структурою  для гіперболічного рівняння, причому границя між різними структурами є рухомою. Аналітичний розв’язок та подальша його чисельна реалізація отримана в квадратурах у вигляді поздовжніх хвиль, що розповсюджуються в канаті.

Аналіз розв’язку задачі показує, що розподіл контактних напружень на поверхні канату (на сталій відстані від області локалізації зовнішнього навантаження) практично не залежить від закону розподілу нормального навантаження в області локалізації, якщо тільки її ширина менша від товщини канату, що намотаний на шків. Значний вплив на динамічні напруження у вертикальних канатах мають поздовжні переміщення, що відображаються від рухомої області.

Ключові слова: динамічне напруження; гіперболічне рівняння; локальні навантаження; канат; хвильові процеси.

Целью работы является сравнение динамических показателей волновых процессов в продольных перемещениях канатов с помощью производственных и численных расчетов, а также получения уравнения состояния каната, как на шкиве намотки, так и вне шкива.

Задача об упругих перемещениях в вертикальных сосудах, была сведена к краевой задаче с переменной структурой для гиперболического уравнения, причем граница между различными структурами является подвижной. Аналитическое решение и дальнейшая его численная реализация получена в квадратурах в виде продольных волн, распространяющихся в канате.

Анализ решения задачи показывает, что распределение контактных напряжений на поверхности каната (на постоянном расстоянии от области локализации внешней нагрузки), практически не зависит от закона распределения нормальной нагрузки в области локализации, если только ее ширина меньше толщины каната, намотанной на шкив. Значительное влияние на динамические напряжения в вертикальных канатах имеют продольные перемещения, отражающиеся от движущейся области.

Ключевые слова: динамическое напряжение; гиперболическое уравнение; локальные нагрузки; канат; волновые процессы.

The aim of this work is to compare the dynamic performance of wave processes in longitudinal movement of the rope through the production and numerical calculations, and obtain the equation of state of the rope on the pulley winding and outside of the pulley.

The problem of elastic displacements in vertical vessels, was reduced to a boundary value problem with variable structure for hyperbolic equations, and the boundary between the different structures is movable. Analytical solution and its numerical realization is obtained in quadratures in the form of longitudinal waves propagating in the rope.

Analysis of the solution of the problem shows that the distribution of the contact stresses on the surface of the rope (at a constant distance from the region of localization of the external load) practically does not depend on the distribution of the normal load in the area of localization only if its width is less than the thickness of the rope wound on the pulley. A significant influence on the dynamic tension in the vertical ropes have longitudinal movement, reflected from the moving region.

Keywords: dynamic voltage; hyperbolic equation; local loads; rope; wave processes.

Ловейкін В. С., Почка К. І.

Динамічна оптимізація режиму реверсування роликової формувальної установки

Проведено оптимізацію динамічного режиму реверсування роликової формувальної установки для ущільнення виробів з бетонних сумішей.

При проведенні оптимізації в якості критерію режиму руху використано критеріальну дію, яка являє собою інтеграл за часом з підінтегральною функцією, що виражає енергію прискорень установки.

Отримано функції зміни кінематичних характеристик формувального візка при його русі від одного крайнього положення в інше, що відповідають оптимальному динамічному режиму реверсування. При цьому із врахуванням функцій переміщення формувального візка розраховано змінний радіус кулачка приводного механізму при різних кутах його повороту та побудовано профіль кулачка.

Запропоновано конструкцію роликової формувальної установки з кулачковим приводним механізмом з обох боків формувального візка для унеможливлення його осьового перекошування, що в свою чергу приводить до підвищення якості поверхні оброблюваної бетонної суміші та підвищення довговічності  установки в цілому.

Ключові слова: установка; режим руху; кулачковий механізм; привод.

Проведена оптимизация динамического режима реверсирования роликовой формовочной установки для уплотнения изделий из бетонных смесей.

При проведении оптимизации в качестве критерия режима движения использовано критериальное действие, которое представляет собой интеграл по времени с подынтегральной функцией, которая выражает энергию ускорений установки.

Получены функции изменения кинематических характеристик формовочной тележки при её движении от одного крайнего положения в другое, которые соответствуют оптимальному динамическому режиму реверсирования. При этом с учётом функций перемещения формовочной тележки рассчитан переменный радиус кулачка приводного механизма при разных углах его поворота и построен профиль кулачка.

Предложена конструкция роликовой формовочной установки с кулачковым приводным механизмом с обеих сторон формовочной тележки для лишения возможности её осевого перекашивания, что в свою очередь приводит к повышению качества поверхности обрабатываемой бетонной смеси и повышению долговечности установки в целом.

Ключевые слова: установка; режим движения; кулачковый механизм; привод.

Optimization of the dynamic mode of a reversal of roller forming installation for consolidation of products from concrete mixes is performed.

When carrying out optimization as criterion of the mode of the movement criteria action which represents integral on time with subintegral function which expresses energy of accelerations of installation is used.

Functions of change of kinematic characteristics of the forming cart at its movement are received from one extreme situation in another which correspond to the optimum dynamic mode of a reversal. Thus taking into account functions of movement of the forming cart the variable radius of a cam of the driving mechanism at different corners of its turn is calculated and the cam profile is constructed.

The design of roller forming installation with the cam driving mechanism from both parties of the forming cart for deprivation of possibility of its axial distortion is offered that in turn leads to improvement of quality of a surface to the processed concrete mix and increase of durability of installation in general.

Keywords: installation; movement mode; cam mechanism; drive.

Фідровська Н. М., Слєпужніков Є. Д., Чернишенко О. В.

Динамічні навантаження при пересуванні ходових коліс з гумовими вставками

В статті розглянуто експериментальне дослідження динамічних навантажень, які виникають при пересуванні звичайних ходових коліс і коліс з еластичними вставками, які розташована в ободі. Вставка має ступінчасту форму, яка входить в пази, нарізані на внутрішній поверхні колеса.

Експериментальні дослідження проводились на холостих і приводних ходових колесах механізму пересування вантажного візка мостового крана.

Для реєстрації вібрації коліс, які встановлені на візку крана були вибрані два вібродатчика Д 14, які були встановлені в корпус букси кранового колеса.

Як показали експерименти, застосування коліс з еластичними вставками значно зменшує динамічні навантаження, і тим самим покращує роботу механізму пересування.

Ключові слова: колесо ходове; динамічні навантаження; механізм пересування; еластичні вставки; експериментальні дослідження.

В статье рассмотрены экспериментальные исследования динамических загрузок, которые возникают при передвижении обычных ходовых колес и колес с эластичными вставками, которые расположены в ободе. Вставка имеет ступенчатую форму и входит в пазы, нарезанные на внутренней поверхности колеса.

Экспериментальные исследования проводились на холостых и приводных колесах механизма передвижения грузовой тележки мостового крана.

Для регистрации вибрации колес, которые установлены на тележке крана были выбраны два вибродатчика Д 14, установленные в корпусе буксы кранового колеса.

Как показали эксперименты, применение колес с эластичными вставками значительно уменьшает динамические нагрузки и тем самым улучшает работу механизма передвижения.

Ключевые слова: колесо ходовое; динамические нагрузки; механизм передвижения; эластичные вставки; экспериментальные исследования.

In the article it is considered experimental studies of dynamic loadings, which appears during the moving of usual motion wheels and wheels with elastic inputs, which are situated in the rim. The input has steps form and goes into the hollow, cut in the inner side of surface of the wheel.

The experimental studies were taken on the idle and on driving wheels of mechanism of moving load cart of bridge tap.

For registration of vibration of the wheels which are installed on the cart of a crane were chosen two vibro dating mechanism D 14, installed in the corpus of buks of crane’s wheel.

As experiments showed, the use of the wheels with the elastic inputs are much lessen dynamic loading which makes better the work of mechanism of moving.

Keywords: motion wheel; dynamic loadings; mechanism of movement; elastic inputs; experimental studies.

Фурсова Т. Н.

Исследование напряженно-деформированного состояния бандажей рабочих лопаток паровых турбин

Рассмотрены результаты исследований по обеспечению прочности и эксплуатационной надежности одних из наиболее напряженных и ответственных элементов облопачивания – цельнофрезерованных бандажей рабочих лопаток паровых турбин, предназначенных для уменьшения вибраций рабочих лопаток.

Проведен анализ напряженно-деформированного состояния цельнофрезерованного бандажа в пределах упругих деформаций с помощью программного комплекса ANSYS на базе метода конечных элементов.

Определены зоны, которые представляют наибольшую опасность при эксплуатации вследствие силовой и геометрической концентрации напряжений, рассмотрены возможности уменьшения местных напряжений. Результаты работы могут быть использованы в области турбостроения, при проектировании и эксплуатации паровых турбин. Предлагается применять полученные результаты для предотвращения возможных повреждений в зонах концентрации напряжений.

Ключевые слова: турбина; напряжения; цельнофрезерованный бандаж; рабочая лопатка.

Розглянуті результати досліджень щодо забезпечення міцності та експлуатаційної надійності одних з найбільш напружених та відповідальних елементів облопачування – цільнофрезерованих бандажів робочих лопаток парових турбін, призначених для зменшення вібрацій робочих лопаток.

Проведений аналіз напружено-деформованого стану цільнофрезерованого бандажу у межах пружних деформацій за допомогою програмного комплексу ANSYS на базі методу скінчених елементів.

Визначені зони, які представляють найбільшу небезпеку при експлуатації внаслідок силової та геометричної концентрації напруг, розглянуті заходи зменшення місцевих напруг. Результати роботи можуть бути використані в галузі турбобудування, при проектуванні та експлуатації парових турбін. Пропонується застосовувати отримані результати для попередження ймовірних пошкоджень у зонах концентрації напруг.

Ключові слова: турбіна; напруги; цільнофрезерований бандаж; робоча лопатка.

The results of research to ensure the strength and operational reliability of some of the most intense and important elements of the blading - tselnofrezerovannyh bandages rotor blades of steam turbines designed to reduce vibrations of rotor blades.

Analysis of stress-strain state tselnofrezerovannogo bandage within the elastic deformation using ANSYS software system based on the finite element method.

The zones, which represent the greatest danger in the operation due to the power and the geometric stress concentration, the possibilities of reducing the local stresses. The results can be used in the turbine building, the design and operation of steam turbines. It is proposed to apply the results to prevent damage in the areas of stress concentration.

Keywords: turbine; stress; all-mailled; bandage; rotor blade.

Маршуба В. П., Плахотнікова І. Б.

Деякі аспекти по визначенню впливу складових сили тертя на процес різання при глибокому свердленні алюмініїв

Обґрунтування експериментальних залежностей по визначенню в силі тертя та різання, адгезійної і механічної складової, при взаємодії швидкорізальної сталі Р6М5Ф3 та ливарних алюмінієвих сплавів в умовах глибокого свердлення отворів малого діаметру при дії високого контактного тиску і великих температур по контактним ювенальним поверхням. Експеримент проводився по визначенню частки адгезійної та механічної взаємодії в силі різання та тертя при обробці глибоких отворів в ливарних алюмінієвих сплавах. Для досягнення поставленої мети по встановленню кількісних залежностей адгезійної і механічної складової в силі тертя застосовувались різноманітні методики по визначенню експериментальних даних отриманих в умовах моделювання процесу різання та при самому процесі. Показана методика направлення досліджень по оптимізації процесів різання матеріалів.

Ключові слова: глибоке свердлення; адгезійна взаємодія; ливарний алюміній; швидкорізальна сталь; процес різання.

Обоснование экспериментальных зависимостей по определению в силе трения, адгезионной и механической составляющей, при взаимодействии быстрорежущей стали Р6М5Ф3 и литейных алюминиевых сплавов в условиях глубокого сверления отверстий малого диаметра под действием высокого контактного давления и больших температур по ювенальным контактным поверхностям. Эксперимент проводился по определению частицы адгезионного и механического взаимодействия в силе резания и трения при обработке глубоких отверстий в литейных алюминиевых сплавах. Для достижения поставленной цели по установлению количественных зависимостей адгезионной и механической составляющей в силе трения применялись различные методики по определению экспериментальных данных, полученных в условиях моделирования процесса резания и при самом процессе. Показана методика направления исследований по оптимизации процессов резания материалов.

Ключевые слова: глубокое сверление; адгезионное взаимодействие; литейный алюминий; быстрорежущая сталь; процесс резания.

Ground of experimental dependences on determination in force of friction, adhesive and mechanical constituent, at co-operation of high-speed steel Р6М5Ф3 and casting aluminum alloys in the conditions of action of pinholes deep boring and high contact pressure and large temperatures on contact surfaces. The experiment was conducted on determination of particle of adhesive and mechanical co-operation in force of cutting at treatment of deep holes and in castings from aluminum alloys. For achievement of the put purpose on establishment of quantitative dependences of adhesive and mechanical constituent in force of friction the different methodologies for estimation the experimental data received in conditions of the cutting process modeling are used. The method of direction of researches on optimization of processes of cutting of materials is shown.

Keywords: deep boring; adhesive interaction; aluminum casting alloy; high-speed steel; cutting process.

Багров В. А.

Влияния легирующих элементов на активность растворения углерода при наплавке сплавами системы Cr-Mn-Mo-Ti на основе железа

Целью работы явилось исследовать распределение фазы TiC в сплавах системы Cr-Mn-Mo-Ti на основе железа при различных способах наплавки.

Экспериментальные исследования проводили однослойной наплавкой порошковыми проволоками системы Cr-Mn-Mo-Ti на основе железа с подачей обесточенной присадки в головную часть сварочной ванны с исследованием химического состава и металлографических исследования.

Установлено, что применение наплавки порошковыми проволоками с экзогенным вводом карбидов в сварочную ванну способствует более равномерному распределению карбидной фазы в объеме металла в сравнении с эндогенным вводе карбидов.  Увеличение содержания Mn и Cr в наплавленном металле снижают активность углерода как карбидообразующего элемента. Увеличение количества фазы TiC повышает внутреннюю теплоту наплавленного металла при экзогенном ее вводе.

Ключевые слова: наплавка; порошковая проволока; легирование; карбиды; активность элементов.

Метою роботи є дослідити розподіл фази TiC в сплавах системи Cr-Mn-Mo-Ti на основі заліза при різних способах наплавлення.

Експериментальні дослідження проводили одношаровоим наплавленням порошковими дротами системи Cr-Mn-Mo-Ti на основі заліза з подачею знеструмленої присадки в головну частину зварювальної ванни з дослідженням хімічного складу і металографічних досліджень.

Встановлено, що застосування наплавлення порошковими дротами з екзогенним введенням карбідів в зварювальну ванну сприяє більш рівномірному розподілу карбідної фази в об'ємі металу в порівнянні з ендогенним введенням карбідів. Збільшення вмісту Mn та Cr в наплавленому металі знижують активність вуглецю як карбідоутворюючого елементу. Збільшення кількості фази TiC підвищує внутрішню теплоту наплавленого металу при екзогенному її введенні.

Ключові слова: наплавлення; порошковий дріт; легування; карбіди; активність елементів.

The aim of this work was to investigate the distribution of the TiC phase in the alloys of Cr-Mn-Mo-Ti iron-based at various ways of surfacing.

Experimental studies were performed single-layer welding or flux-cored system Cr-Mn-Mo-Ti iron-based feed additives in de-energized the head part of the weld pool with the study of the chemical composition and metallographic tests.

It is established that the application of hardfacing flux cored wire with exogenous input of carbides in the weld pool contributes to a more uniform distribution of the carbide phase in the volume of metal in comparison with endogenous entry of carbides.  The increased content of Mn and Cr in the weld metal and reduce the activity of carbon as a carbide of the element.. the increase in the number of TiC phase increases internal warmth of weld metal at its exogenous input.

Keywords: surfacing; flux-cored wire; alloying; carbides; activity elements.

Багров В. А.

Восстановление штампового инструмента сплавами системы Cr-Mn-Mo-Ti на основе железа

Целью работы явилось совершенствование имеющихся технологий наплавки для восстановления и повышения стойкости и долговечности инструмента горячей обработки металла.

Эксперимент проводили порошковыми проволоками с добавлением легирующих элементов, содержащих феррохром, ферромарганец и ферромолибден. В качестве карбидообразующего элемента применялся ферротитан.

Проверку сварочно-технологических свойств опытных порошковых проволок проводили при автоматической электродуговой наплавке под флюсом.

Установлено, что применение автоматической наплавки под флюсом с обесточенной присадкой в виде порошковой проволоки увеличивает коэффициенты наплавки на 55-69 %, снижает удельный расход флюса на 23-25 %. и удельные затраты электроэнергии, повышает коэффициенты перехода легирующих элементов на 25-40 % по сравнению с  одноэлектродной наплавкой.

Разработана технология наплавки инструмента горячей обработки метала с применением автоматической наплавки под флюсом с обесточенной присадкой в виде порошковой проволоки.

Ключевые слова: наплавка; порошковая проволока; легирование; термический цикл.

Метою роботи є вдосконалення наявних технологій наплавлення для відновлення і підвищення стійкості і довговічності інструменту гарячої обробки металу.

Експеримент проводили порошковими дротами з додаванням легуючих елементів, що містять ферохром, феромарганець і феромолібден. Як карбідоутворювач застосовувався феротитан.

Перевірку зварювально-технологічних властивостей досліджуємих порошкових дротів проводили при автоматичному електродуговому наплавленні під флюсом.

Встановлено, що застосування автоматичного наплавлення під флюсом з знеструмленою присадкою у вигляді порошкового дроту збільшує коефіцієнти наплавлення на 55-69 %, знижує питому витрату флюсу на 23-25 %. і питомі витрати електроенергії, підвищує коефіцієнти переходу легуючих елементів на 25-40 % порівняно з одноелектродним наплавленням.

Розроблена технологія наплавлення інструменту гарячої обробки металу із застосуванням автоматичного наплавлення під флюсом з знеструмленою присадкою у вигляді порошкового дроту.

Ключові слова: наплавлення; порошковий дріт; легування; термічний цикл.

The aim of this work was the improvement of existing technologies surfacing to restore and increase the stability and durability of the tool handling hot metal.

The experiment was conducted with flux cored wire with the addition of alloying elements containing ferrochrome, ferromanganese and ferromolybdenum. As the carbide of the element was used ferrotitanium.

Verification of welding-technological properties of the experimental flux-cored wires was carried out under automatic arc welding under flux.

It is established that the application of automatic welding under flux de-energized with the additive in the form of a cored wire increases the odds surfacing 55-69 % reduces the specific consumption of the flux at 23-25 %. and the unit cost of electricity increases the transition rates of the alloying elements by 25-40 % compared with single-electrode welding.

The developed technology of surfacing of hot working tool metal with the use of automatic welding under flux de-energized with the additive in the form of cored wire.

Keywords: surfacing; flux-cored wire; the doping; the thermal cycle.

Гордеев А. С., Лаппо И. Н.

Теплофизические аспекты применения пирометров при исследовании процесса обработки отверстий

Целью работы является сопоставление теплового баланса в зоне резания, оптимальной температуры обрабатываемости и настроек пирометра для адекватного отображения снимаемой информации.

Проведенный анализ литературных источников показал. Современный автоматизированный физический эксперимент должен обеспечивать не только снятие показаний с датчиков, но и управление процессом эксперимента, их анализ, обработку и визуальную интерпретацию в удобной экспериментатору форме.

В результате исследований влияния температуры на свойства материалов, было установлено, что температура, при которой физико-механические характеристики имеют экстремальные значения, с достаточной точностью соответствуют температуре максимальной обрабатываемости материала.

Пирометрическое измерение температуры в зоне резания позволяет значительно повысить эффективность обработки, т.е. установить более жесткие режимы обработки, при этом, не опасаясь того, что произойдет перегрев обрабатываемого материала.

Ключевые слова: пирометр; отверстия; резание; температура; обрабатываемость.

Метою роботи є зіставлення теплового балансу в зоні різання, оптимальної температури оброблюваності і налаштувань пірометра для адекватного відображення інформації.

Проведений аналіз літературних джерел показав. Сучасний автоматизований фізичний експеримент повинен забезпечувати не тільки зняття показань з датчиків, а й управління процесом експерименту, їх аналіз, обробку та візуальну інтерпретацію в зручній експериментатору формі.

В результаті досліджень впливу температури на властивості матеріалів, було встановлено, що температура, при якій фізико-механічні характеристики мають екстремальні значення, з достатньою точністю відповідають температурі максимальної оброблюваності матеріалу.

Пірометричної вимірювання температури в зоні різання дозволяє значно підвищити ефективність обробки, тобто встановити більш жорсткі режими обробки, при цьому, не побоюючись того, що станеться перегрів оброблюваного матеріалу.

Ключові слова: пірометр; отвори; різання; температура; оброблюваність.

The aim of the work is to compare the thermal balance in the cutting zone, the optimum temperature workability and setting pyrometer for adequate display of removable media.

The analysis of the literature showed. Modern automated physical experiment should provide not only the readings from sensors and process control experiment, analysis, processing and visualization of the experimenter in a convenient form.

As a result of studies of the effect of temperature on the properties of the materials, it was found that the temperature at which the physical and mechanical characteristics are extremal values with sufficient accuracy to meet the maximum temperature of the workability of the material.

Pyrometric temperature measurement in the cutting zone can dramatically enhance the effectiveness of the treatment, i.e. establish more stringent treatment regimens, while not being afraid of what will happen to overheat the material being processed.

Keywords: pyrometer; holes; cutting; temperature; workability.

Калін М. А., Ізотова К. О.

Удосконалення електродів для холодного зварювання чавуну

Метою роботи є підвищення якості металу шва при електродуговому зварюванні чавуну шляхом удосконалення складу окисного покриття маловуглецевих електродів.

Експеримент проводили з додаванням у покриття мармуру, гематиту, кварцевого піску, оксиду хрому, алюмінієвого порошку, слюди й соди.

Перевірку зварювально-технологічних властивостей дослідних складів електродів проводили при електродуговому зварюванні сірого чавуну.

Установлений оптимальний склад покриття, яке забезпечує високу якість наплавленого металу (відсутність тріщин, зменшення ширини прошарку з підвищеною твердістю, зниження твердості) і гарні зварювально-технологічні властивості електродів при холодному зварюванні чавуну.

Структура металу шва троосто-сорбіт і дрібні включення ферита. Біля поверхні – структура типова для литої маловуглецевої сталі.

Ключові слова: окисне покриття; чавун; зварювання; електроди; твердість.

Целью работы является повышения качества металла шва при электродуговой сварке чугуна путем усовершенствования состава окислительного покрытия малоуглеродистых электродов.

Эксперимент проводили с добавлением в покрытие мрамора, гематита, кварцевого песка, оксида хрома, алюминиевого порошк, слюды и соды.

Проверку сварочно-технологических свойств опытных составов электродов проводили при электродуговой сварке серого чугуна.

Установлен оптимальный состав покрытия, которое обеспечивает высокое качество наплавленного металла (отсутствие трещин, уменьшение ширины прослойки с повышенной твердостью, снижение твердости) и хорошие сварочно-технологические свойства электродов при холодной сварке чугуна.

Структура металла шва троосто-сорбит и мелкие включения ферита. Близ поверхности – структура типичная для литой малоуглеродистой стали.

Ключевые слова: окислительное покрытие; чугун; сварка; электроды; твердость.

The aim of work is upgrading of metal of guy-sutures at the tlektrik welding of cast-iron by the improvement of composition of oxidizing coverage of low-carbon electrodes.

An experiment was conducted with adding to coverage of marble, anhydroferrite, quartz sand, oxide of chrome, aluminium, mica and soda.

Verification of welding-technological properties of the experienced compositions of electrodes was conducted at the electric welding of grey cast-iron.

Optimal composition of coverage which provides high quality of velding metal (absence of cracks, diminishing of width of layer with enhanceable hardness, decline of hardness) and good welding-technological properties of electrodes at the cold welding of cast-iron is set.

A structure of metal of guy-sutures is troosto-sorbit and shallow including of ferit. Near a surface is a structure typical for the cast low-carbon steel.

Keywords: oxidizing coverage; cast-iron; welding; electrodes; hardness.

Ламнауэр Н. Ю., Тарасюк А. П.

Контроль и статистическое регулирование точности технологического процесса

Рассмотрены вопросы контроля и диагностики качества технологического процесса обработки деталей по параметру точности линейного размера.

В процессе исследований использован теоретический аппарат теории вероятностей и математической статистики. Показано, что на основе использования общей четырехпараметрической модели распределения случайной величины – линейного размера и ее функции распределения, а также найденных оценок ее параметров, можно предложить метод построения карты контроля точности.

Получены расчетные формулы для определения нижней и верхней контрольных границ регулирования точности размера при определенном уровне приближения к пороговым значениям.

Эти результаты позволяют диагностировать и контролировать качество технологического процесса по параметру точности линейного размера.

Ключевые слова: контроль; регулирование; диагностика; качество; точность; линейный размер; технологический процесс.

Розглянуто питання контролю та діагностики якості технологічного процесу обробки деталей за параметром точності лінійного розміру.

В процесі досліджень використано теоретичний апарат теорії ймовірностей та математичної статистики. Показано, що на основі використання загальної чотирьохпараметричної моделі розподілу випадкової величини – лінійного розміру та її функції розподілу, а також знайдених оцінок її параметрів можна запропонувати метод побудови карти контроля точності.

Отримано розрахункові формули для визначення нижньої та верхньої контрольних границь регулювання точності розміру при визначеному рівні наближення до порогових значень.

Ці результати дозволяють діагностувати та контролювати якість технологічного процесу за параметром точності лінійного розміру.

Ключові слова: контроль; регулювання; діагностика; якість; точність; лінійний розмір; технологічний процес.

Monitoring and diagnosis of engineering process quality, the accuracy of the linear size are considered.

Theoretical apparatus of the theory probability and statistics are used in the research process. The method of build cards accuracy control through the use model of the distribution of the random variable – linear size, and distribution function, as well as estimates of parameters offered.

Formulas for calculating upper and lower control limits of the accuracy of sizes obtained.

These results allow us to diagnose and monitor the quality of the engineering process, the accuracy of the linear size.

Keywords: control; regulation; diagnostics; quality; accuracy; line size; engineering process.

Петренко А. Н.

Наплавка комплекснолегированных жаропрочных сталей легированных азотом

Проведены сравнительные исследования износостойкого, жаропрочного наплавленного металла аустенитного класса содержащего азот и без него. Экспериментальные исследования касались вопросов сварки трением и ванношлаковой наплавки комплекснолегированной хромоникельмарганцевой стали дополнительно легированной азотом. Показаны преимущества хромоникельмарганцевого наплавленного металла легированного азотом в сравнении с хромоникелевым. Аналитическим и экспериментальным путем проведена оценка длительной прочности. Показано, что легирование наплавленного металла азотом в равновесной концентрации обеспечивает высокие показатели, как кратковременной, так и длительной прочности. При ванношлаковой наплавке содержание серы удалось снизить в два раза по сравнению исходными материалами. В пределах зоны сплавления с углеродистой сталью отмечаются заметные колебания концентрации хрома и никеля, всплески концентрации углерода и ниобия совпадают, что свидетельствует об интенсивном образовании карбидов в условиях сварки и наплавки.

Ключевые слова: наплавка; аустенит; азот; сварка; трение; жаропрочность.

Проведено порівняльні дослідження зносостійкого, жароміцного наплавленого металу аустенітного класу, що містить азот і без нього. Експериментальні дослідження стосувалися питань зварювання тертям і ванношлакового наплавлення комплекснолегованої хромонікельмарганцевої сталі додатково легованої азотом. Показано переваги хромонікельмарганцевого наплавленого металу легованого азотом у порівнянні із хромонікелевим. Аналітичним та експериментальним шляхом проведена оцінка тривалої міцності. Показано, що легування наплавленого металу азотом у рівноважній концентрації забезпечує високі показники, як короткочасної, так і тривалої міцності. При ванношлаковому наплавленні вміст сірки вдалося знизити у два рази у порівнянні з вихідними матеріалами. У межах зони сплавлення з вуглецевою сталлю відзначаються помітні коливання концентрації хрому і нікелю, сплески концентрації вуглецю і ніобію збігаються, що свідчить про інтенсивне утворення карбідів в умовах зварювання і наплавлення.

Ключові слова: наплавлення; аустеніт; азот; зварювання; тертя; жароміцність.

Comparative study of wear-resistant, heat-resistant austenitic weld metal containing nitrogen and without it is conducted. Experimental studies were concerned with issues of friction welding and electroslag surfacing complexly-alloyed Cr-Ni-Mn steel additionally alloyed with nitrogen. The advantages of Cr-Ni-Mn weld metal alloyed with nitrogen in comparison with Cr-Ni are shown. Analytical and experimentally evaluated long-term strength is conducted. It is shown that alloying the weld metal with nitrogen equilibrium concentration provides strong performance, both short and long-term strength. Electroslag surfacing has led to a reduction of sulfur content in half compared to the starting material. Within zones of fusion with carbon steel there are marked fluctuations in the concentrations of chromium and nickel, bursts of concentration carbon and niobium are the same, which indicate intense formation of carbides in terms of welding and surfacing.

Keywords: surfacing; austenite; nitrogen; friction; welding; heat resistance.

Резниченко Н. К., Романов С. В.

Разборка соединения вал-шестерня для Змиевской ТЭС ОАО «Центрэнерго» индукционно-тепловым способом

Разборка соединения с натягом вал-шестерня массой более 3500 кг на Змиевской ТЭС при ремонте производится тепловым методом. Нагрев шестерни осуществляется газом, что не экономично и продолжительно по времени. Для ускорения и повышения экономической эффективности процесса предлагаем использовать индукционный метод нагрева.

Наиболее эффективными являются индукционные нагреватели, работающие на токах промышленной частоты. Они просты по конструкции и позволяют достичь большей равномерности нагрева.

В работе рассмотрена возможность разборки индукционно тепловым способом соединения вал-шестерня. В результате анализа схем намотки катушек возбуждения индуктора, выбрана наиболее подходящая для поставленной задачи. Проведен расчёт электрических параметров индуктора.

По результатам расчёта осуществлены экспериментальные исследования и даны рекомендации для дальнейших разработок индукционного нагревателя.

Ключевые слова: разборка соединений; индуктор; индукционный нагрев; технология.

Розбирання з’єднання з натягом вал-шестерня масою більше 3500 кг на Зміївській ТЕС при ремонті проводиться тепловим методом. Нагрівання шестерні здійснюється газом, що не економічно і тривало за часом. Для прискорення та підвищення економічної ефективності процесу пропонуємо використовувати індукційний метод нагрівання.

Найбільш ефективними є індукційні нагрівачі, що працюють на токах промислової частоти. Вони прості за конструкцією і дозволяють досягти більшої рівномірності нагріву

В роботі розглянута можливість розбирання индукционно тепловим способом з’єднання вал-шестерня. У результаті аналізу схем намотування котушок збудження індуктора, обрана найбільш підходяща для поставленої задачі. Проведено розрахунок електричних параметрів індуктора.

За результатами розрахунку здійснені експериментальні дослідження і дані рекомендації для подальших розробок індукційного нагрівача.

Ключові слова: розбирання з’єднань; індуктор; індукційний нагрів; технологія.

When repairing the connection the gear shaft, which weighs 3,500 kg, on Zmievskaya thermal power stations used thermal method of disassembly. Heating gear carried by a gas, which is not economical and time-consuming. To speed up and improve the economic efficiency of the process suggest the use of induction heating method.

The most effective are induction heaters operating on industrial frequency currents. They are simple in construction and can achieve more uniform heating

The paper considers the possibility of disassembly induction heat method the connection the gear shaft. As a result of analysis of circuits coiling excitation inductor, was choosing the most suitable for the task. Performed calculations the electrical parameters of the inductor.

As a result of the calculation carried out experimental research and recommendations for further development of the induction heater.

Keywords: disassembly of compound; inductor; induction heating; technology.

Слепцов Г. В., Сырников Е. В., Постельняк И. Е.

Влияние природы флокулянтов на обезвоживание гелеобразных осадков питьевых и промышленных сточных вод

Показано, что строение флокулянтов является определяющими факторами эффективности процессов обезвоживания осадков сточных и природных вод. Экспериментально подтверждено, что при обезвоживании осадков, содержащих гидроксиды металлов, целлюлозу, жиры и другие вещества, приводящих к образованию коллоидных осадков с большой концентрацией микропор, необходимо применение более эффективных флокулянтов – смеси высокомолекулярных и низкомолекулярных.

Осадки сточных вод (СВ), образуются при очистке питьевых, а также хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод на различных стадиях и, как один из конечных продуктов очистки воды, подлежат утилизации. Обычно требуются большие площади для хранения осадков и при этом вымываются не только осажденные вещества, но и продукты их распада, что приводит к вторичным загрязнениям окружающей среды. В последнее время появилось новое направление в технологии кондиционирования осадков – глубокое обезвоживание, с целью придания им состояния, обеспечивающего безопасную утилизацию: либо сжигание, либо безопасное хранение, либо использование в качестве сырья в производстве других материалов. Ранее [1] было показано, что процесс обезвоживания во многом определяется термодинамическими и кинетическими факторами, а для снижения содержания влаги, особенно гелеобразных осадков, необходимо применение короткоцепочечных ПАВ. В данной работе рассмотрена техническая возможность повышения эффективности обезвоживания осадков с целью снижения их растворимости.

Ключевые слова: обезвоживание отходов; флокулянты высоко- и низкомолекулярные; осадки гелеобразные; микропоры.

Показано, що будова флокулянтiв є визначальними факторами ефективності процесів зневоднення осадiв стiчних та природних вод. Експериментально пiдтверждено, що при зневодненнi осадiв, якi містять гідроксиди металів, целюлозу, жири та iншi сполуки, що приводить до виникнення колоїдних осадiв з великою концентрацією мікропор, необхідно використання більш ефективних флокулянтiв – сумiшi макромолекулярних та низкькомолекулярних.

Опади стічних вод (СВ), що утворюються при очищенні питних, а також господарсько-побутових і промислових стічних вод на різних стадіях і, як один з кінцевих продуктів очищення води, підлягають утилізації. Зазвичай потрібні великі площі для зберігання опадів і при цьому вимивають не тільки обложені речовини, але і продукти їх розпаду, що приводить до вторинного забруднення навколишнього середовища. Останнім часом з’явився новий напрямок в технології кондиціонування опадів – глибоке зневоднення, з метою надання їм стану, що забезпечує безпечну утилізацію: або спалювання, або безпечне зберігання або використання в якості сировини у виробництві інших матеріалів. Раніше [1] було показано, що процес зневоднення багато в чому визначається термодинамічними і кінетичними факторами, а для зниження вмісту вологи, особливо гельобразних опадів, необхідне застосування коротко ПАР. В даній роботі розглянута технічна можливість підвищення ефективності зневоднення осадів з метою зниження їх розчинності.

Ключовi слова: зневоднення відходів; флокулянти високо- та низькомолекулярні; осади гельовi; мікропори.

The structure of a flocculants is the determining factors of efficiency of processes of gelatinous sludge dehydration, drinking and waste water. It has been established experimentally that the sludge from sediment containing hydroxides of metals, pulp, fats and other substances that lead to the formation of colloidal sediment with a high concentration of micro pores, it is necessary to apply more efficient flocculants-a mixture of high and low molecular weight.

Sewage sludge (SV), are formed in the purification of drinking and economic-household and industrial wastewater at various stages and as one of the ultimate water purification products should be recycled. Typically require large areas for storage of rainfall and the reach-are not only precipitated substances, but also their degradation products, which leads to the-leads to secondary pollution. Lately, a new trend in the technology of air-conditioning rainfall – deep dehydration, with the purpose of giving them to the state for safe disposal: either incineration or secure storage, or use as raw material in the production of other materials. Earlier [1] it was shown that the dehydration process is largely determined by thermodynamic and kinetic factors, and to reduce the content of moisture, especially gelatinous precipitation, it is necessary to use short-chain surfactants. This study examines the technical feasibility of increasing the efficiency of sludge dewatering to reduce their solubility.

Keywords: dehydration of waste; flocculants of high and low molecular weight; precipitation gelled; micropores.

Смирнитська М. Б.

Метод формалізації збору та обробки інформації при проведенні моніторингу охорони праці на підприємстві згідно вимог стандарту ДСТУ OHSAS 18001:2010

Мета статті полягає в обґрунтуванні доцільності використання методів діагностики стану об’єкта за визначеними показниками під час розробки методики проведення моніторингу результативності функціонування системи управління охороною праці на підприємстві.

У процесі дослідження використано: засоби системного аналізу, методи теорії інформації – для аналізу цінності інформації з охорони праці, метод узагальнення та наукового абстрагування – для обґрунтування можливості оптимізації процесу накопичення інформації з охорони праці та процесу використання обмеженого обсягу ресурсів підприємства.

Обґрунтовано доцільність застосування процесу аналізу цінності наявної інформації з охорони праці під час проведення моніторингу результативності функціонування системи управління охороною праці на підприємстві. Доведено, що обсяг інформації, яку необхідно одержати при аналізі станів СУОП, є заданим і потрібно побудувати оптимальний процес його накопичення.

Запропоновано новий підхід до визначення базових параметрів процесу моніторингу результативності функціонування системи управління охороною праці на підприємстві.

Ключові слова: охорона праці; моніторинг; цінність інформації; діагностична вага ознаки; ДСТУ OHSAS 18001:2010; ефективність управління; оптимізація процесу.

Цель статьи заключается в обосновании целесообразности использования методов диагностики состояния объекта по определенным показателям при разработке методики проведения мониторинга результативности функционирования системы управления охраной труда на предприятии. В процессе исследования использованы: средства системного анализа, методы теории информации – для анализа ценности информации по охране труда, метод обобщения и научного абстрагирования – для обоснования возможности оптимизации процесса накопления информации по охране труда и процесса использования ограниченного объема ресурсов предприятия. Обоснована целесообразность применения процесса анализа ценности имеющейся информации по охране труда во время проведения мониторинга результативности функционирования системы управления охраной труда на предприятии. Доказано, что объем информации, которую необходимо получить при анализе состояний СУОТ является заданным и нужно построить оптимальный процесс его накопления. Предложен новый подход к определению базовых параметров процесса мониторинга результативности функционирования системы управления охраной труда на предприятии.

Ключевые слова: охрана труда; мониторинг; ценность информации; диагностический вес признака; ДСТУ OHSAS 18001:2010; эффективность управления; оптимизация процесса.

The purpose of the article is to justify the feasibility diagnostic methods of an instance state by relevance numbers on the method preparation of monitoring the efficiency of the system operation of occupational safety in the enterprise. In the research process were used: techniques of systems analysis, methods of information theory (to analysis an information value of the occupational safety), synthesis and the method of scientific abstraction (to arguments in support of facility process optimization saving information of occupational safety and of process of using a limited enterprise resources). There was justified the expediency of the analysis process for information value on monitoring of occupational safety. It’s proved, that the body of information, which need to receive in the analysis of the occupational safety states is giving and have to building an optimum process for their saving. The new approach for characterization of monitoring of occupational safety in an enterprise is proposed.

Keywords: occupational safety; monitoring; information value; diagnostic weight of signs; OHSAS 18001; management efficiency; process optimization.

Хорошилов О. Н.

Исследование конвективного расслоения расплава в горизонтальном кристаллизаторе машины непрерывного литья

Работа посвящена анализу производительности горизонтальной машины непрерывного литья заготовок из медных сплавов и обоснованию необходимости усовершенствования конструкции ее кристаллизатора.

Эксперимент проводился при литье заготовок из бронзы марок Бр А9Ж3Л и Бр О5Ц5С5 диаметрами 0,03…0,05 м.

Установлено, что при непрерывном литье на горизонтальных машинах координата фронта затвердевания на верхней образующей кристаллизатора (точка В) расположена примерно на величину диаметра заготовки ближе к выходному торцу кристаллизатора, чем координата фронта затвердевания на нижней образующей (точка А). Это свидетельствует о сокращении активной зоны охлаждения заготовки в горизонтальном кристаллизаторе, что обуславливает усовершенствование конструкции кристаллизатора.

Определено, что усовершенствование конструкции кристаллизатора за счет увеличения длины верхней образующей кристаллизатора есть условие повышения производительности горизонтальной машины непрерывного литья на 18,1…25,0 %.

Ключевые слова: медные сплавы; непрерывное литье; конвективное расслоение; производительность.

Робота присвячена аналізу продуктивності горизонтальної машини безперервного лиття заготовок з мідних сплавів і обґрунтуванню необхідності удосконалення конструкції її кристалізатора.

Експеримент проводився при литві заготівель з бронзи марок Бр А9Ж3Л і Бр О5Ц5С5 діаметрами 0,03…0,05 м.

Встановлено, що при безперервному литті на горизонтальних машинах координата фронту твердіння на верхньої твірної кристалізатора (крапка В) розташована приблизно на величину діаметра заготовки ближче до вихідного торця кристалізатора, ніж координата фронту твердіння на нижньої твірної (крапка А). Це свідчить про скорочення активної зони охолодження заготовки в горизонтальному кристалізаторі, що обумовлює удосконалення конструкції кристалізатора.

Визначено, що удосконалення конструкції кристалізатора за рахунок збільшення довжини що верхньою, що утворює кристалізатора є умова підвищення продуктивності горизонтальної умова підвищення продуктивності горизонтальної машини безперервного литва на 18,1…25,0 %.

Ключові слова: мідні сплави; безперервне лиття; конвективне розшарування; продуктивність.

Work is sanctified to the analysis of the productivity of horizontal machines of the continuous casting of purveyances from copper alloys and ground of necessity of improvement of construction devices for crystallization.

An experiment was conducted at casting of purveyances from the bronze of brands of Бр А9Ж3Л and Бр О5Ц5С5 by diameters a 0,03…0,05 m.

It is set that at the continuous casting on horizontal machines coordinate of front of consolidation on overhead formative кристаллизатора (point of В) located approximately on the size of diameter of purveyance nearer to the output butt end of кристаллизатора, what coordinate of front of consolidation on lower formative (point of А). It testifies to reduction of active zone of cooling of purveyance in horizontal devices for crystallization, that stipulates the improvement of construction devices for crystallization.

It is certain that improvement of construction of кристаллизатора due to the increase of length overhead formative devices for crystallization there is a condition of increase of the productivity of horizontal machine of the continuous casting on 18,1…25,0 %.

Keywords: copper alloys; continuous casting; convection delamination; productivity.

Шматков Д. І., Артюх С. М., Кіпоренко Г. С., Балафендієва Р. З.

Підвищення якості процесу виробництва шоколаду в формах на автоматичній лінії

Розглянуто проектування засобу контролю залишків шоколаду у формах на автоматичній лінії виробництва продукції. Експеримент проводився на лінії виготовлення шоколаду «Автоматична установка для виготовлення шоколадних плиток типу 3І6Е4». Було виявлено, що істотні залишки шоколаду у формах можуть вплинути на його органолептичні показники і значно знизити якість продукції. Проаналізувавши існуючі засоби контролю поверхні форм із шоколадом було запропоновано пристрій, спрямований на підвищення технологічності способу контролю залишків шоколаду в формах та засоби для його здійснення. Використання такого засобу дозволить значно зменшити кількість невідповідної продукції, підвищити її якість та збільшити конкурентоспроможність виробника.

Ключові слова: оптичний контроль; автоматична лінія; шоколад; форми; залишки.

Рассмотрено проектирование способа контроля остатков шоколада в формах на автоматической линии производства продукции. Эксперимент проводился на линии изготовления шоколада «Автоматическая установка для изготовления шоколадных плиток типа 3І6Е4». Было выявлено, что существенные остатки шоколада в формах могут влиять на его органолептические показатели и значительно снизить качество продукции. Проанализировав существующие средства контроля поверхности форм с шоколадом было предложено устройство, направленное на повышение технологичности способа контроля остатков шоколада в формах и средства для его осуществления. Использование такого способа позволит значительно уменьшить количество несоответствующей продукции, повысить ее качество и увеличить конкурентоспособность производителя.

Ключевые слова: оптический контроль; автоматическая линия; шоколад; формы; остатки.

The research, which is presented, solved the task of designing an effective way to control residues of chocolate in the forms on an automatic production line. The way of using this method, should be harmoniously incorporated into the main chain of production.

The experiment was conducted on line for chocolate “Automatic installation for the preparation of chocolate this type 3І6Е4”.

In case of exceeding the established norms of chocolate residues in the form, it should be replaced by a cluster substitutes.

A method for controlling residues of chocolate in the forms on an automatic production line, aimed at improving the quality of manufactured products.

Keywords: optical control; automatic line; chocolate; form; residues.