Автореферат Базиновой Н.Е.


УДК 621.865.                                                                            На правах рукописи

 

 

 

 

 

 

БАЗИНОВА НАТАЛЬЯ ЕВГЕНЬЕВНА

 

 

 

 

Создание перспективных конструкций подъемников и разработка методики их расчета

 

 

 

 

05.05.04 – Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины

 

 

 

 

 

Автореферат

 

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Республика Казахстан

Алматы, 2009

Работа выполнена в Казахстанском университете «Алатау» Министерства образования и науки Республики Казахстан

 

 

Научный руководитель                                        - доктор технических наук

                                                                                  Джиенкулов С.А.

 

Научный консультант                                          - кандидат технических наук

                                                                                  Бейсенова А.С.

 

Официальные оппоненты                                    - доктор технических наук

                                                                                  Исаков К.А.

                                                                                - кандидат технических наук

                                                                                  Гудович М.И.

 

 

 

 

 

 

Ведущая организация:                                      

РГКП «Межотраслевой научно-                         технологический центр

«Машиностроение» г. Алматы

 

 

Защита состоится 3 июля 2009 г. в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д 14.17.02 в Казахском национальном техническом университете имени К.И. Сатпаева по адресу: 050013, г. Алматы, ул. Сатпаева 21, МСК, 304 ауд.     

 

 

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казахского национального технического университета имени К.И. Сатпаева.

 

Автореферат разослан 2 июня 2009 г.

 

 

        

 

 

 

 

 

Ученый секретарь

диссертационного совета                                                         Б. Сазамбаева                                                                                

Введение

 

Общая характеристика работы

Актуальность темы. В настоящее время создание новой эффективной подъемно-транспортной техники направлено на развитие промышленной и народно-хозяйственной индустрии в соответствии со стратегией развития Казахстана до 2030 года. Одной из основных задач государственной стратегии развития Республики Казахстан является высокая конкурентоспособность отечественной продукции подъемно-транспортного машиностроения на мировом рынке.

Разработка и создание эффективных подъемно-транспортных машин обеспечивает механизацию строительных и монтажных работ зданий и сооружений, повышение производительности и сокращение материальных и энергетических затрат, что является основной целью строительного машиностроения.

Научно-исследовательская работа в данном направлении с проектно-конструкторскими разработками и последующим внедрением в производство способствует прогрессивному развитию подъемно-транспортной техники и народно-хозяйственной индустрии. Поэтому разработка перспективных конструкций подъемников и методики их расчета является актуальной задачей, решение которой имеет важное значение для строительного и подъемно-транспортного машиностроения.

Работа выполнена в соответствии с Республиканской программой «Казахстан – 2030» Министерства транспорта и коммуникаций РК «О приоритетах отрасли в модернизации экономики», целевой комплексной научно-технической программой ОЦ031 - технической программой «Создание конкурентоспособной техники оборудования и технологии на 2008-2012 годы» (рег. № 5.672 К 08).

Цель работы и задачи исследования. Целью настоящей работы является повышение эффективности эксплуатации подъемников путем разработки перспективных конструкций подъемников и методики их расчета. В соответствии с поставленной целью в работе решаются следующие задачи:

- изучение состояния и развития конструкций подъемников;

- прогнозная оценка параметров и конструкций подъемников;

- разработка показателей качества основных параметров подъемников, определяющих технический уровень конструктивных решений;

- определение статических нагрузок на рабочие органы подъемника;

- разработка перспективной конструкции подъемника;

- определение статических нагрузок на рабочие органы подъемника;

- определение деформаций узлов подъемников в процессе эксплуатации;

- разработка комплексной методики расчета подъемников.

Методы исследования. При проведении исследований применялись методы теории матриц, математической статистики и теории вероятности, а также использовались элементы морфологического и структурного анализа, теории подобия и моделирования.

Научная новизна работы состоит из:

-          морфологической классификации подъемников;

- методики прогнозирования основных параметров подъемников и разработке показателей качества;

- перспективной конструкции подъемника;

- математической модели расчета подъемника с учетом статических нагрузок на его рабочие органы;

- комплексной методики расчета перспективной конструкции подъемника.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

- морфологическая классификация подъемников для определения направления развития подъемников;

- полученные показатели качества основных параметров подъемников для установления перспективных конструкций;

- перспективная конструкция подъемника с рациональными эксплуатационными свойствами;

- математическая модель для определения статических нагрузок на рабочую площадку подъемника;

- комплексная методика расчета подъемника для выявления перспективной конструкции и определения его основных параметров.

Практическая ценность работы. Разработанная методика прогнозной оценки параметров подъемников и их конструкций может использоваться при проектировании и конструировании объектов механизации и усовершенствовании технологических процессов при подъеме и опускании грузов и рабочих, осуществлении строительно-монтажных и других видов работ на высоте, при этом размер рабочей площадки подъемника позволяет осуществлять работу одновременно нескольким рабочим. Данная методика может служить методической базой для дальнейшего совершенствования общей теории создания подъемников.

Результаты исследований могут быть использованы при проектировании и изготовлении подъемников в проектных организациях, на заводах-изготовителях для строительной и подъемно-транспортной индустрии, а также в учебном процессе Казахского Национального технического университета имени К.И. Сатпаева, Казахстанского университета «Алатау»по специальностям: 050713 – Транспорт, транспортная техника и технологии, 050729 – Строительство.

Личный вклад автора заключается в выборе методов исследования и постановке задач, создании перспективной конструкции подъемника и разработки математической модели расчета с учетом статических нагрузок на рабочие органы подъемника, разработки обобщенной методики расчета перспективной конструкции подъемников.            

Апробация и публикация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и получили одобрение на Международной научно-технической конференции «Современные проблемы транспортной техники» посвященной 15-летию независимости Республики Казахстан и 70-летию Жетысуского района г. Алматы (г. Алматы, 2006 г.), Юбилейной международной практической конференции «Пищевая и легкая промышленность в стратегии вхождения Республики Казахстан в число 50-ти наиболее конкурентоспособных стран мира» (г. Алматы, 2007 г.), Международной научно-практической конференции «Повышение конкурентоспособности сельскохозяйственного производства Казахстана: проблемы, пути, решения» (г. Алматы, 2007 г.), Международной научной конференции «Состояние и перспективы развития механики и машиностроения в Казахстане» (г. Алматы, 2007 г.), Международной научно-практической конференции «Проблемы инновационного и конкурентоспособного развития агроинженерной науки на современном этапе» посвященной 60-летию образования КазНИИМЭСХ (НЦП механизации и электрофикации сельского хозяйства), 45-летию организации кафедры «Технологические машины и оборудование» КазНАУ и 70-летию академиков НАН РК Сейтбекова Лесбека Сейтбековича и Голикова Владимира Андреевича (г. Алматы, 2008 г.), VII Международной конференции «Проблемы прочности материалов и сооружений на транспорте» (г. Санкт – Петербург, 2008 г.), Международной научной конференции «Проблемы прочности транспортных конструкций и сооружений» (г. Алматы, 2008 г.), на научных семинарах КазНТУ имени К.И. Сатпаева, Казахстанского инженерно-экономического университета, Казахского университета путей сообщения, Казахстанского университета «Алатау».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 4 в изданиях, рекомендованных Комитетом по контролю в сфере образования и науки МОН РК, 8 в сборниках докладов и тезисов международных конференций и изданий, подана заявка на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из содержания, введения, основной части из 4 разделов, заключения, списка использованных источников.

 

Основная часть

 

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели, определены задачи исследований, указана научная новизна, изложены основные научные положения, выносимые на защиту и новые результаты, полученные в работе. Отмечена связь выполненной работы с государственными программами и научно-исследовательскими работами, указаны структура и объем диссертации.

В первом разделе представлен обзор состояния проектирования и эксплуатации подъемников, научных исследований по подъемникам и сравнительный анализ применения их в отраслях промышленности.

Анализ исследований в области подъемно-транспортных машин позволил выявить направления повышения эффективности подъемников, перспективность которых оценивается грузоподъемностью, высотой подъема и энергоемкостью процесса подъема различных грузов.

Основополагающие научные исследования ученых в области подъемно-транспортных машин Российской Федерации: А.В. Вершинского, С.А. Казак, П.З. Петухова, М.М. Гохберг и др; Республики Казахстан: С.А. Джиенкулова, М.Х. Саргужина, Ж.Н. Касымбек, Б.Т. Сазамбаевой, М.Ж. Нургужина, Е.С. Темирбекова, К. Омарова, Р.А. Торгаева, А.Т. Турдалиева и др. формируют базу для создания перспективной конструкции подъемника.

Проведенный анализ конструкций подъемников в странах СНГ и дальнего зарубежья позволил установить основные тенденции их развития и пути совершенствования.

Во втором разделе представлена прогнозная оценка параметров и конструкций подъемников. Установлены основные методы прогнозирования – экстраполяция, метод аналогии, эвристический метод. Для исследования выбран метод экстраполяции, который заключается в сопоставлении событий прошлого и настоящего, и позволяет применение полученных данных на объектах в будущем.

С целью изучения и создания прогнозной оценки подъемников был проведен сбор и анализ статистической и патентной информации. Источником собранного информационного материала являются патенты, проспекты, статьи, каталоги по конструкциям и параметрам подъемников.

Анализ информационного материала по этому классу подъемно-транспортных машин позволил выявить конструкции подъемников и разработать морфологическую классификацию, которая приведена в таблице 1.

Морфологическая классификация основывается на принципе морфологического описания исследуемого объекта по определенным признакам на основании структурного анализа подъемников и функционального назначения их элементов.

Полученную в результате исследования совокупность вариантов записывали в виде матрицы:

 

,                                        (1)

 

где каждое основание деления  из множества  имеет определенное число  независимых и неприводимых вариантов выполнения объекта прогноза подъемников, причем i - от 1 до п, а j - от 1 до k.

Конструкцию подъемников можно будет записать следующей системой элементов

 

.                                                (2)

 

Благодаря разработанной морфологической классификации подъемников можно рассматривать подъемники как сложную систему, позволяющую модифицировать и быстро обрабатывать информационные данные.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


В настоящее время известны морфологические методы классификации технических конструкций и выявления перспективных решений, которые могут использоваться на различных этапах проектирования.

Описание морфологической классификации подъемников имеет древовидную структуру:

 

       ,                                     (3)

 

где  - основание деления – обобщенный функциональный элемент подъемника;  - множество признаков обобщенного функционального элемента и множество альтернатив i-го обобщенного функционального элемента подъемника;  - j-тый признак множества признаков i-го обобщенного функционального элемента подъемника;  - альтернатива множества альтернатив i-го обобщенного функционального элемента;  - k-тое значение ij-го признака;  - n-ное значение признака ij-альтернативы подъемника.

Пример: (FDS1-2), (P2-S2), (P2-S3), (P6 – S4), (P6 – S5), (P2 – S6), (P4 – S7), (P2 – S8), (P3 – S9) и т.д. Подъемник: область применения  (FDS1-2) – строительная; по назначению (P2-S2) – транспортный; по виду выполняемой работы (P2-S3) – окраска и ремонт наружных и внутренних стен зданий и сооружений; по конструкции (P6 – S4) – телескопический, схема шарнирно-рычажная с телескопическим верхним коленом; по углу поворота мачты (P6 – S5) – неповоротные; по типу ходовой части (P2 – S6) – автомобильные; по типу привода (P4 – S7) – электромеханический; по типу источника питания (P2 – S8) – автономный; по мобильности (P3 – S9) – напольные и т.д.

Разработанная морфологическая классификация подъемников предназначена для проведения исследования в этой области, обладает достаточной гибкостью и обеспечивает: формирование произвольной структуры подъемников, быструю обработку матриц достаточно большой размерности, модификацию подъемников, предоставление информационных данных и получение результатов для дальнейшего исследования.

Для прогнозной оценки параметров и конструкций подъемников на стадии предпроектных исследований автором разработаны показатели качества:

 - показатель качества подъемников по показателю энергоемкости, выраженный отношением энергии затраченной подъемником за год к произведению производительности подъемника на высоту подъема.

 

 - показатель качества подъемников по показателю энергоемкости, выраженный отношением мощности привода подъемника к функциональному показателю.

 - показатель статической уравновешенности, выраженный отношением обобщенной массы звеньев и длин звеньев к полезной работе.

 - показатель удельной материалоемкости, выраженный отношением массы перемещаемого груза на расстояние от центра тяжести груза до центральной оси подъемников к функциональному показателю.

 - показатель производительности подъемника, выраженный отношением производительности подъемника за определенный период времени к массе подъемника.

 - показатель удельной металлоемкости, выражающий совершенство конструкции подъемников.

 - показатель кинематики.

 - показатель устойчивости конструкции подъемников, выраженный отношением момента опрокидывания к моменту удерживания.

 - показатель удельной стоимости подъемников.

 - показатель занятости, выраженный отношением производительности подъемника к числу рабочих выполняющих работу на высоте.

 - обобщенный показатель качества технического использования подъемника выраженный отношением времени пребывания подъемника в работоспособном состоянии к сумме времени затраченного на ремонт и техническое обслуживание и пребывания подъемника в работоспособном состоянии.

 - показатель готовности, выраженный отношением времени пребывания подъемника в работоспособном состоянии к сумме времени одного внепланового ремонта.

 - показатель окупаемости, выраженный отношением капиталовложения к годовой экономии от внедрения подъемника.

Предлагаемые формулы (показатели качества) - выражают удельные мощности, удельную металлоемкость, выраженную через инерционные нагрузки, параметры рабочего органа подъемника, удельный вес груза, относительную загрузку подъемника, передаточное отношение, трение и жесткость и являются качественными показателями.

Также существуют и применяются при проектировании и количественные показатели, которые представляют собой: эргономичность; эксплуатационность; экологичность; управляемость; виброзащитность, комфортность и т.д.

В третьем разделе представлены методика расчета и определение основных параметров подъемников.

На основе анализа существующих конструкций и патентных решений подъемников и монтажных вышек была рассмотрена конструкция с высотой подъема h и разработан её эскиз, представленный на рисунке 1.

Подана заявка на изобретение по усовершенствованию конструкции подъемников, регистрационный № 2009/0036.1.

Подъемник решает задачу ведения строительно-монтажных работ, когда рабочая поверхность зданий и сооружений является плоскостью второго порядка и при изгибе рабочей плоскости на любой угол от 00 до 3600.

Поставленная задача решается за счет того, что на подвижной платформе, с валом для привода вращения установлена вращающаяся платформа, на которой установлены нижними концами закрепленные раздвижные опоры в виде шарнирно соединенных перекрещивающихся рычагов и гидроцилиндр подъема рабочей площадки.

При решении поставленной задачи достигается высокая мобильность рабочей площадки, которая кроме вертикального перемещения вращается вокруг своей оси, что позволяет вести строительно-монтажные работы на нелинейных поверхностях.

Подъемник состоит из подвижной платформы 1, вращающейся платформы 2 в нижней части которой установлен вал привода вращения 3, на которой смонтированы раздвижные опоры в виде шарнирно соединенных перекрещивающихся нижних 4 и 5 и верхних 6 и 7 рычагов, на верхних рычагах установлена подъемная рабочая площадка 8, для подъема которой служит гидроцилиндр 9 закрепленный между нижними и верхними рычагами.

Эксплуатируют подъемник следующим образом: к месту проведения строительно-монтажных работ подъемник транспортируют путем перемещения платформы 1. Рабочую площадку 8 поднимают на необходимую высоту с помощью гидроцилиндра 9, который производит поворот шарнирных рычагов опор 4, 5, 6, 7. После установки и подъема рабочей площадки 8 на нужной высоте с помощью вала вращения 3 поворачивают вращающуюся платформу 2 на угол, обеспечивающий параллельное положение рабочей площадки по отношению к рабочей поверхности зданий и сооружений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 - Схема перспективной конструкции подъемника  

 

Подъемник можно эксплуатировать при выполнении строительно-монтажных работ на углах зданий и сооружений, рабочей поверхности, которая имеет овальную или круглую поверхность путем поворотов вращающейся платформы, при этом, не передвигая подвижную платформу.

При разработке методики расчета определили основные параметры подъемников:

- устойчивость подъемника при максимальном нагружении;

- проходимость подъемников;

- полный вес подъемника с грузом;

- грузоподъемность рабочей площадки.

В разделе рассматриваются вопросы расчета основных узлов подъемника.

В результате проведенных расчетов, можно сделать вывод, что разработанная конструкция перспективного подъемника, является универсальным, многофункциональным и позволяет эксплуатацию в различных условиях.

При проведении анализа конструкций подъемников,  выявились некоторые недостатки, касающиеся конструктивной надежности рамы подъемника. Рама обеспечивает постоянство взаимного расположения других агрегатов, благодаря чему установка сохраняет работоспособность в широком диапазоне эксплуатационных условий. Пространственная конфигурация рамы зависит от величины и направления нагрузок, воспринимаемых установкой, в соответствии с рисунком 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Рисунок 2 – Расчетная схема изгибающих моментов действующих на раму подъемника

 

В ходе эксплуатации подъемника груз располагается на рабочей площадке, которая выполняет операции «подъем – спуск». Таким образом, усилия, действующие на рычаги необходимо рассчитывать в верхнем и нижнем положениях рабочей площадки, при наиболее неблагоприятных условиях нагружения.

Рассмотрим, когда площадка находится в верхнем и нижнем положениях. В этом случае вся нагрузка распределена на одном крыле площадки. Вес площадки распределен равномерно, поэтому его прикладываем в центре тяжести площадки, в соответствии с рисунком 3, 4.

 

 

 

 

 

 

 

 


Рисунок 3 - Расчетная схема рабочей площадки в верхнем положении

 

Зная показатели грузоподъемности подъемной мачты подъемника и анализируя расчеты, задаем грузоподъемность всего механизма.

Исходя из вышеизложенного, можно сделать следующее заключение: когда мачта подъемника находится в верхнем положении, нагрузка на металлоконструкцию увеличивается на 2000 Н по сравнению с нагрузкой в нижнем положении, что позволяет использовать подъемник для подъема грузов на большую высоту. Однако, если повышать прочность механизма подъема, есть вероятность того, что высота подъема может достичь максимальных значений.

 

 

 

 

 

 

 


Рисунок 4 - Кинематическая схема рабочей площадки в нижнем положении

 

Угол  изменяется от 9º в нижнем положении до 55º в верхнем положении рабочей площадки (рисунок 5, 6).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


                          а)

 

Рисунок 5 – Изменение угла  при расположении рабочей площадки в верхнем положении

 

Разработана математическая модель для определения статических нагрузок соответственно на верхние и нижние рычаги подъемника:

 

                             (4)

 

      (5)

 

По разработанным математическим моделям можно определить производительность подъемника с учетом коэффициента технической готовности и определить годовой объем работ, выполняемых подъемником при проектных и фактических характеристиках.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Рисунок 6 - Усилия, действующие на рычаги нижней части подъемной мачты

 

В четвертом разделе рассматриваются вопросы экономической эффективности от применения перспективной конструкции подъемника при ее усовершенствовании и обеспечении механизации в технологическом процессе. При этом увеличивается производительность выполняемых работ и уменьшается объем на выполнение монтажных и транспортирующих операций.

Годовой объем работ, выполняемый подъемником при проектных и фактических характеристиках:

 

,                                            (6)

 

где , - соответственно годовой минимальный и максимальный объемы работ выполненные подъемником, м3; - время работы подъемника в сутки, час;  - количество рабочих суток в году, сут;  - коэффициент технической готовности.

Коэффициент технической готовности характеризует степень готовности подъемника к выполнению определенного объема работ и определяется:

 

,                                                (7)

 

где  - время выполнения запланировых работ за год, ч;  - время выполнения вспомогательных работ за год, ч;  - время годового простоя подъемника, ч.

Эффективность подъемника усовершенствованной конструкции по сравнению со стоечными лесами характеризуется увеличением коэффициента технической готовности в среднем на 0,2. Если у стоечных лесов коэффициент технической готовности 0,68 – 0,70, то у подъемников значение коэффициента достигает до 0,88 – 0,92. В результате получим следующее выражение:

 

.                                                       (8)

 

где  - коэффициент технической готовности подъемника;  - коэффициент технической готовности стоечных лесов.

С учетом годового объема работ в соответствии с формулой (6), выполняемых подъемниками при проектных и фактических характеристиках, получим:

 

.                                                       (9)

 

На основании проведенных исследования разработана обобщенная методика расчета перспективных конструкций подъемников  и их параметров, на основании которой можно определить перспективные конструкции подъемников для проектирования и эксплуатации в различных условиях.

Методика определения перспективных конструкций подъемников включает решение следующих задач:

- Поиск, сбор, обзор и систематизацию данных по подъемникам в период пятидесяти последних лет, при этом выпускаемых как отечественными, так и зарубежными производителями, запатентованных и опубликованных в средствах массовой информации.

- Прогнозная оценка параметров и конструкций подъемников состоит из предъявленных технических требований, базы данных по подъемникам, разработке морфологической классификации и зависимостей основных параметров, показателей качества и обобщенной методики расчета перспективных конструкций подъемников.

- Разработка показателей качества для установления перспективных конструкций и рациональных параметров подъемников.        

- Разработка перспективной конструкции подъемника на основе анализа существующих конструкций и патентных решений подъемников и монтажных вышек.

- Статический анализ и определение основных параметров подъемников на основе разработанной математической модели.

- Расчет экономической эффективности от применения подъемников.

Разработанная методика расчета перспективных конструкций подъемников и их параметров позволит определять перспективные конструкции подъемников для проектирования и эксплуатации в различных условиях, что будет способствовать значительному повышению уровня механизации.

 

Заключение

 

В диссертационном исследовании содержатся новые научно обоснованные результаты, использование которых обеспечивает решение важной прикладной задачи народно-хозяйственной отрасли по повышению эффективности подъемно-транспортных машин для выполнения строительных и монтажных работ. При этом получены следующие основные результаты работы:

1 Рост строительной промышленности требует более совершенных конструкций подъемников, поэтому в современных условиях, когда создание машины требует огромных затрат труда, времени и материальных средств, необходимы методы исследований, позволяющие эффективно выбирать предпочтительные альтернативы на стадии проектирования.

2 Разработана морфологическая классификация подъемников на основе сбора и обработки систематизированной информации о подъемниках по функциональному и конструктивному признаку.

3 Установлено, что необходимо использовать для решения поставленных задач методы статической и динамической экстраполяции параметров и конструкций, оценивать их по показателям качества.

4 Предложены показатели качества основных параметров подъемников, которые позволяют на стадии проектирования оценивать уровень подъемников и выбрать перспективные конструкции.

5 На основе анализа тенденций развития параметров и конструкций, условий эксплуатации подъемников создана новая конструкция подъемника для выполнения строительных и монтажных работ.

6 Для перспективной конструкции подъемника предложена расчетная схема и получены зависимости для определения статических нагрузок на его рабочие органы.

7 Разработана математическая модель для определения статических  нагрузок на рабочую площадку.

8 В результате исследований разработана комплексная методика расчета перспективных конструкций подъемников.

 

Список опубликованных работ по теме диссертации

 

1  Бейсенова А.С., Базинова Н.Е. Оценка устойчивости подъемных механизмов // «Современные проблемы транспортной техники». Труды Международной научно-технической конференции посвященной 15-летию независимости Республики Казахстан и 70-летию Жетысуского района г. Алматы. - Алматы: КИнЭУ, 2006. - С. 134 – 136. 

2  Бейсенова А.С., Базинова Н.Е. Анализ современного состояния и основные тенденции в конструировании самоходных лесов – подмостей // Научный журнал «Вестник Кыргызского отделения Международной Академии энергетики имени Альберта Эйнштейна» № 1 (3). – Бишкек, 2006. - С. 68 – 69.

3 Бейсенова А.С., Базинова Н.Е. Методика прогнозирования конструкции механизированных средств подмащивания. // «Пищевая и легкая промышленность в стратегии вхождения Республики Казахстан в число 50-ти наиболее конкурентоспособных стран мира». Труды Юбилейной международной научно-практической конференции. - Алматы: АТУ, 2007. - С. 50 – 52.

4  Бейсенова А.С., Базинова Н.Е. Расчет металлоконструкции подъемной мачты самоходных лесов. // «Повышение конкурентоспособности сельскохозяйственного производства Казахстана: проблемы, пути, решения». Труды Международной научно-практической конференции. - Алматы: КазНАУ, 2007. - С.159 – 161.

5  Базинова Н.Е. Морфологический анализ механизированных строительных лесов. // Научный журнал «Вестник КазАТК» № 5. – Алматы, 2007. - С. 110 – 114.

6  Базинова Н.Е. Классификация механизированных средств подмащивания. // Научный журнал МО и Н РК «Поиск» № 4. - Алматы, 2007. - С. 310 – 312.

7  Бейсенова А.С., Базинова Н.Е. Перспективы развития механизированных средств подмащивания. // Научный журнал МО и Н РК «Поиск» № 4. - Алматы, 2007. - С. 276 – 278.

8  Бейсенова А.С., Базинова Н.Е. Расчет конструкции рамы механизированных строительных лесов. // «Состояние и перспективы развития механики и машиностроения в Казахстане». Труды Международной научной конференции. - Алматы: КазНТУ, 2007. - С. 139 – 143.

9  Бейсенова А.С., Базинова Н.Е. Определение параметров проходимости универсальных самоходных лесов. // «Проблемы инновационного и конкурентоспособного развития агроинженерной науки на современном этапе». Труды Международной научно-практической конференции посвященной 60-летию образования КазНИИМЭСХ (НПЦ механизации и электрофикации сельского хозяйства), 45-летию организации кафедры «Технологические машины и оборудование» КазНАУ и 70-летию академиков НАН РК Сеитбекова Лесбека Сейтбековича и Голикова Владимира Андреевича. - Алматы: КазНАУ, 2008. - С. 210 – 212.

10                     Джиенкулов С.А., Бейсенова А.С., Базинова Н.Е. Прочность конструкции рамы механизированных лесов и определение скорости подъема рабочей площадки. // «Проблемы прочности материалов и сооружений на транспорте». Труды VII Международной конференции г. Санкт-Петербург. - Санкт-Петербург: ПГУПС, 2008. - С. 60 – 62.

11   Базинова Н.Е. Преимущества и расчет гидропривода механизированных лесов. // Научный журнал «Вестник КазАТК» № 2. – Алматы, 2008. - С. 127 – 129.

12   Бейсенова А.С., Базинова Н.Е. Определение критерия удельной материалоемкости при проектировании подъемников. // «Проблемы прочности транспортных конструкций и сооружений». Труды Международной научной конференции. - Алматы: КазАТК, 2008. - С. 28 – 30.

 

 

 

 

 

 

Түйіндеме

 

Базинова Наталья Евгеньевна

 

Көтергіштердің перспективті конструкцияларын жасау және оларды есептеп шығару әдістемесі

 

05.05.04 - Жол, құрылыс және көтеру-тасымалдау машиналары

Қазіргі уақытта жаңа тиімді көтеру-тасымалдау техникасын жасау Қазақстанның 2030 жылға дейін даму стратегиясына сәйкес өнеркәсіптік және халық шаруашылығы индустриясын дамытуға бағытталған. Қазақстан Республикасын мемлекеттік дамыту стратегиясының негізгі міндеттерінің бірі отандық көтеру-тасымалдау машиналарын жасау өнімдерінің әлемдік нарықтағы жоғары бәсекелестікке жарамдылығы болып табылады.

Тиімді көтеру-тасымалдау машиналарын әзірлеу және жасау ғимараттар мен үймереттердің құрылыс және жинақтау жұмыстарын механизацияландыруды, өнімділікті арттыру мен материалдық және энергетикалық шығындарды қысқартуды қамтамасыз етеді, бұл құрылыс машиналарын жасаудың негізгі мақсаты болып табылады. Тасымалданатын жүктің параметрлері мен сипаттамаларының, сондай-ақ жинақтау және құрылыс жұмыстарының мақсаттарының әртүрлі болуына байланысты, көтергіштердің перспективті конструкцияларын жасау және әзірлеу қажеттілігі туындайды.

Жұмыс республикалық “Қазақстан – 2030” бағдарламасына, ҚР Көлік және коммуникациялар министрлігінің “Саланың экономиканы жаңғыртудағы басым бағыттары” республикалық бағдарламасына, ОЦОЗ1 мақсатты кешенді ғылыми-техникалық бағдарламасына – “2008-2012 жылдарға бәсекелестікке жарамды жабдық және технологиялар жасау” техникалық бағдарламасына (тіркеу нөмірі 5.672 К 08) сәйкес орындалған.

Осы жұмыстың мақсаты көтергіштердің перспективті конструкциялары мен оларды есептеп шығару әдістемесін әзірлеу арқылы көтергіштерді іске пайдаланудың тиімділігін арттыру болып табылады. Алдыға қойған мақсатқа сәйкес, жұмыста төмендегі міндеттер шешімін табады:

-   көтергіштердің конструкцияларының жағдайын және дамуын зерделеу;

-   көтергіштердің параметрлері мен конструкцияларын болжамдық бағалау;

-   көтергіштердің конструкциялық шешімдердің техникалық деңгейін айқындайтын негізгі параметрлерінің сапа көрсеткіштерін әзірлеу;

-   көтергіштің жұмыс органдарына статикалық жүктемелерді айқындау;

-   көтергіштің перспективті конструкциясын әзірлеу;

-   көтергіштің жұмыс органдарына статикалық жүктемелерді айқындау;

-   іске пайдалану барысында көтергіштердің тораптарының деформацияларын айқындау;

-   көтергіштерді есептеп шығару әдістемесінің кешенін әзірлеу.

 

Зерттеу әдістері. Зерттеу жүргізу кезінде матрицалар теориясының, математикалық статистика мен ықтималдық теориясының әдістемелері, сондай-ақ морфологияялық және құрылымдық талдаудың, ұқсастық және үлгілеу теориясының элементтері қолданылды.

Қорғауға шығарылатын негізгі ғылыми қағидалар:

-   көтергіштерді дамыту бағытын айқындау үшін, көтергіштерді морфологиялық сыныптау;

-   перспективті конструкцияларды белгілеу үшін алынған көтергіштердің негізгі параметрлерінің сапа көрсеткіштері;

-   көтергіштің перспективті конструкциясы;

-   көтергіштің жұмыс алаңшасына статикалық жүктемелерді айқындауға арналған математикалық үлгі;

-   көтергіштің перспективті конструкциясын анықтау және оның негізгі параметрлерін айқындау үшін есептеп шығару әдістемесі.

Жұмыстың практикалық құндылығы. Әзірленген көтергіштердің параметрлері мен олардың конструкцияларын болжамдық бағалау әдістемесі механизацияландыру нысандарын жобалау және конструкциялау мен жүктерді және жұмысшыларды көтеру мен түсіру кезіндегі технологиялық процесстерді жетілдіру, биіктікте құрылыс-жинақтау және басқа жұмыс түрлерін жүзеге асыру кезінде пайдаланыла алады, бұл орайда көтергіштің жұмыс алаңшасы бір мезгілде бірнеше жұмысшыға жұмысты жүзеге асыруға мүмкіндік береді. Бұл әдістеме көтергіштер жасаудың жалпы теориясын одан әрі жетілдіру үшін әдістемелік база бола алады.

Зерттеулердің нәтижелерін жобалау ұйымдарында көтергіштерді жобалау және жасап шығару кезінде, өндіруші зауыттарда құрылыс және көтеру-тасымалдау индустриясы үшін, сондай-ақ оқу процессінде пайдалануға болады.

Көтергіштің жетілдірдірілген перспективті конструкциясын қолданудан және технологиялық процессті механизацияландыруды қамтамасыз етуден экономикалық әсер - орындалатын жұмыстардың өнімділігі ұлғаяды әрі жинақтау және тасымалдау операцияларын орындау көлемі азаяды.

Автордың жеке үлесі зерттеу әдістерін таңдау мен міндеттер қоюдан, көтергіштің перспективті конструкциясын құру мен көтергіштің жұмыс органдарына статикалық жүктемелерді ескере отырып, математикалық есептеп шығару үлгісін жасаудан, көтергіштердің перспективті конструкциясын есептеп шығарудың кешен әдістемесін әзірлеуден тұрады.

Көтергіштердің негізгі параметрлерінің сапа көрсеткіштері ұсынылған, олар жобалау сатысында көтергіштердің деңгейін бағалауға және перспективті конструкциялар таңдауға мүмкіндік береді.

Әзірленген көтергіштердіңконструкциялары мен олардың параметрлерін есептеп шығару әдістемесі түрлі шарттарда жобалау және іске пайдалану үшін көтергіштердің перспективті конструкцияларын айқындауға мүмкіндік береді, бұл механизацияландыру деңгейін айтарлықтай көтеруге жәрдемдеседі.

 

 

 

Summary

 

Natalia Yevgenyevna Bazinova

 

Creation of the Future-Proof Designs of Hoists and Methodology of Their Calculation

 

05.05.04 - Road, Construction and Lifting-and-Shifting Machines

 

At present, creation of the new effective lifting-and-shifting equipment is aimed at developing industrial and national economic sectors in accordance with strategy of the development of Kazakhstan up to 2030. One of the main tasks of the national strategy of the development of the Republic of Kazakhstan is a high competitiveness of the domestic lifting-and-shifting machine-building products at the world market.

The development and creation of the effective lifting-and-shifting machines help to mechanize construction and erection of buildings and structures, increase productivity and reduce expenditure of materials and energy, which is a primary goal of the construction machine-building industry. Due to different parameters and characteristics of the cargo transported and purpose of the erection and construction works, there is a need to create and develop future-proof designs of hoists.

The work has been performed in accordance with the Republican Program “Kazakhstan – 2030” of the Ministry of Transport and Communications of the RK “On the Priorities of the Sector in the Modernization of the Economy”, ОЦОЗ1 Goal-Oriented Technical Program “Creation of the Competitive Equipment and Technology for 2008-2012” (per. № 5.672 К 08).

The purpose of this work is to increase effectiveness of operation of hoists through the development of future-proof designs of hoists and methodology of their calculation. To this end, the following objectives should be achieved:

-   studying of the condition and development of the hoist designs;

-   predictive estimate of the hoist parameters and designs;

-   development of quality indices of the main parameters of hoists which determine a technical level of the construction solutions;

-   determining of static loads to the work members of the hoist;

-   development of the future-proof designs of the hoist;

-   determining of static loads to the work members of the hoist;

-   determining of deformation of units of the hoists during operation;

-   development of hoist calculations of complex methodology.

Methods of investigation. Investigations were made using methods of the theory of martices, mathematical statistics and theory of probability. In addition, elements of morphological and structural analysis, theory of similarity and modeling were used.

Basic scientific provisions submitted for defence:

-   morphological classification of hoists for determination of the direction of the development of hoists;

-   obtained indices of quality of the main parameters of hoists
for determination of the future-proof designs;

-   future-proof design of the hoist with rational performance characteristics;

-   mathematical model for determination of static loads to the working area of the hoist;

-   methodology of calculation of the hoist for identification of the future-proof design and  determination of the basic parameters.

Practical value of the work. The developed methodology of the predictive estimate of parameters of hoists and their designs can be used in designing and constructing mechanization objects and improving manufacturing processes when lifting and lowering of cargoes and workers, carrying out construction-and-erection and other works at heights. Meanwhile, a size of the working area of the hoist allows carrying out work by several workers at once. This methodology can serve as a methodical base for further improvement of the general theory of the creation of hoists.

The results of investigations can be used in designing and manufacturing of hoists at the design organizations, at the manufacturing works for the construction and lifting-and-shifting industry, and also during training process.

Cost-effectiveness of the future-proof design of the hoist after its improvement and mechanization of the manufacturing process will increase productivity of works performed and reduce volume of erection and transportation operations.

Personal contribution of the author is demonstrated in the selection of methods of investigation and setting of objectives, creation of the future-proof design of the hoist and development of mathematic model of calculation on the basis of static loads to work members of the hoist, development of the complex methodology of calculation of the future-proof design of hoists.

The suggested indices of quality of the main parameters of hoists allow evaluation of the level of hoists and selection of future-proof designs at the stage of designing.

The developed methodology of calculation of the future-proof designs of hoists and their parameters will allow determining future-proof designs of hoists for designing and operation in different conditions, which will contribute to the significant increase in the level of mechanization.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БАЗИНОВА НАТАЛЬЯ ЕВГЕНЬЕВНА

 

 

 

 

Создание перспективных конструкций подъемников и разработка методики их расчета

 

 

 

 

05.05.04 – Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины

 

 

 

 

 

Автореферат

 

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

 

 

Подписано в печать 02.06.2009 г.

Объем 1,4 усл. печ. лист.

Формат 60 х 84 /16

Гарнитура Time New Roman

Печать «Ризо»

Тираж 100 экз.

Заказ № 63

_____________________________

_____________________________________

 

050000, г. Алматы

Ул. Масанчи 20/22

ТОО «Полиграфия – сервис и К0