Железнодорожный путь, изыскание и проектирование железных дорог

отчетный  период,  с  краткими  комментариями  и  обязательным  указанием  даты  съемки 
(месяц, год).   Количество иллюстраций должно быть разумно достаточным. 
Данная  структура  отчета    на  услуги  по  инженерно-техническому  сопровождению 
дорожных  работ  и  услуг  при  размещении  и  строительстве  объектов  дорожной 
инфраструктуры  является  наиболее  оптимальной  и  позволяет  учесть  все  существующие 
особенности при строительстве. 
 
ЛИТЕРАТУРА 
1.
 
Казахстан-2030:Процветание,  безопасность  и  улучшение  благосостояния  всех 
казахстанцев: Послание Президента страны народу Казахстана. Алматы, 2002.92 с. 
2.
 
Государственная  программ  развития  дорожной  отрасли  Республики  Казахстан  на 2006-
2012 гг., утверждена Указом Президента РК №1227 от 09.12.2005 г. 
3.
 
Об автомобильных дорогах: Закон Республики Казахстан от 17.07.2001 г. №245-II  
 
 

УДК 621.879.3.01.004.12 
 
Ахмедьянов Абдулла Угубаевич - к.т.н., доцент (Астана, ЕНУ) 
 
МЕТОДИКА ВЫБОРА ПО ЗНАЧИМОСТИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА 
ОДНОКОВШОВЫХ ЭКСКАВАТОРОВ 
 
 
При  оценке  качества  одноковшовых  экскаваторов  в  эксплуатационных  условиях, 
необходимо  определить  номенклатуру  показателей,  исходя  из  поставленных  задач 
исследования. 
Исходя  из  анализа  методик  выбора  количественных  показателей [1, 2], их 
номенклатуры [3], следует,  что  всю  ее  нецелесообразно  использовать  для  решения 
практических  задач  эксплуатационной  работоспособности  экскаваторов.  Возникает 
необходимость  разработки  методики  выбора  количественных  показателей  с  целью 
определения  их  рациональной  номенклатуры,  установления  степени  значимости 
показателей, исходя из задач оценки уровня качества одноковшовых экскаваторов. 
В качестве выбора количественных показателей, может быть применен структурный 
и  статистический  анализ,  который  в  настоящее  время  находит  применение  при  анализе 
надежности механических систем. 
Структурный  анализ  показателей  качества  следует  начинать  с  построения 
структурной  схемы,  используя  при  этом  теорию  графов [4]. При  этом  необходимо 
учитывать, что на показатели качества экскаваторов влияет множество факторов, в связи с 
чем  их  выбор,  построение  и  анализ  структурной  схемы  представляют  достаточную 
сложность.  Поэтому  определение  степени  значимости  количественных  показателей 
осуществляем  на  основе  анализа  структурной  функциональной  взаимосвязи 
количественных показателей между собой с учетом выявленной математической связи.  
Структурную схему функциональной взаимосвязи показателей строим в виде графа, 
который  дает  наглядное  представление  порядка  и  вида  связи  между  показателями, 
возможность  абстрагироваться  от  специфики  исследуемых  машин,  упрощает  процесс 
дальнейшей  обработки.  При  построении  графа  принимаем  за  вершины  наименование 
показателей, а за ребра – их функциональную взаимосвязь 
Граф  показателей  безотказности  (рисунок1)  строим  на  основе  таблицы 1 в  которой 
приведена их функциональная связь. 
 
 
                                                       
1- вероятность безотказной работы - P (t);  
2 - вероятность отказа - Q (t);  
3 - частота отказов - f(t);  
4 - параметр потока отказа - ώ(t);  
5 - интенсивность отказов - λ(t);   
6 - среднее время безотказной работы - Т
ср.
; 
7 - наработка на отказ - Т
0
;  
8 - дисперсия времени безотказной работы - σ;  
9 - коэффициент вариации - V. 
 
 
 
 
Рисунок 1 - Структурная схема (граф) показателей безотказности одноковшовых                       
экскаваторов 
1 
      
2 
3 
   
4
5
6 
8 
9 
7 

 
Таблица 1- Функциональная взаимосвязь показателей качества (безотказности) одноковшовых экскаваторов 
Формулы для определения остальных функций 
 
Известная 
функция 
 
Вероятность 
безотказной 
работы P(t)  
Вероятность 
отказа Q(t) 
Частота отказов 
f(t) 
 
Параметр потока 
отказа 
)
(t
ω
 
Интенсивность 
отказов 
λ(t) 
Среднее время 
безотказной 
работы Т
ср
 
Наработка на отказ 
Т
0
 
Дисперсия 
времени 
безотказной 
работы 
σ 
Коэффициент 
вариации 
V 
 
P(t) 
 
- 
 
1 - P(t) 
 
)
(
'
t
p
−
 
 
∫
−
+
t
t
p
0
'
)
(
)
(
τ
ω
 
τ
τ
d
t
p
)]
(
[
'
−
 
 
- P'(t)/ P(t) 
 
dt
t
p
∫
∞
0
)
(
 
 
∫
+
−
t
t
p
0
)
(
)
(
/
1
τ
ω
 
[-p(t)]d
τ
 
−
∫
∞
dt
t
tp
0
)
(
2
 
2
0
)
)
(
(
dt
t
tp
∫
∞
 
 
- 
 
Q(t) 
 
1 - Q(t) 
 
- 
 
Q’(t) 
 
∫
+
t
t
Q
0
'
)
(
)
(
τ
ω
 
τ
τ
d
t
Q
)
(
−
 
 
Q’(t) /(1- Q(t)) 
 
   
dt
t
Q
∫
∞
0
)
(
 
 
)
(
/
1
t
ω
 
 
 
 
 
- 
 
f(t) 
 
dt
t
f
t
∫
∞
)
(
 
dt
t
f
∫
∞
0
)
(
 
 
- 
+
)
(t
f
 
τ
τ
τ
ω
d
t
f
t
∫
−
0
)
(
)
(
 
dt
t
f
t
f
t
∫
∞
)
(
/
)
(
 
dt
t
tf
∫
∞
0
)
(
 
 
 
∫
+
t
t
f
0
)
(
)
(
/
1
τ
ω
 
τ
τ
d
t
f
)
(
−
 
−
−
∫
∞
dt
t
f
t
)
(
0
2
 
2
0
)
)
(
(
dt
t
tf
∫
∞
 
ср
т
T
/
2
σ
 
 
)
(t
ω
 
=
)
(
2
1
t
t
p
 
}
)
(
exp{
2
1
∫
−
t
t
dt
t
ω
 
 
 
 
- 
 
exp
)
(
0
∫
∞
τ
ω
t
 
dt
dr
t
}
)
(
{
0
∫
−
τ
ω
 
)
(
/
1
t
ω
 
 
 
 
λ(t) 
e
t
dt
t
∫
−
0
)
(
λ
 
e
t
dx
x
−
∫
−
1
0
)
(
λ
 
e
t
t
dx
x
)
(
0
)
(
λ
λ
∫
−
 
 
 
- 
∫
∞
0
exp
 
dt
t
t
}
)
(
{
0
τ
τ
λ
∫
−
 
 
 
 
 
Т
ср
 
dt
t
p
∫
∞
0
)
(
 
 
 
ω
1
 
 
 
          - 
 
 
 
Т
0
 
 
 
 
1/ Т
0
 
 
 
 
        - 
 
Т
0
 
 

На  основании  целевых  назначений  исследования,  предложенная  в  таблице 1 
номенклатура  количественных  показателей  достаточно  полно  отражает  безотказность 
экскаваторов,  позволяет  оценить  качество  машин  в  эксплуатационных  условиях  в 
кратчайшие сроки и доступными инженерными методами расчета. 
Для  определения  структурной  значимости  показателей  безотказности,  в  первую 
очередь  необходимо  установить  ранг  показателя,  который  оценивается  числом  связей 
между  вершинами  графа.  Ранг  показателя  характеризует  его  значимость,  следовательно, 
чем  выше  численное  значение  ранга,  тем  важнее  определение  данного  показателя  при 
оценке  безотказности  экскаваторов.  В  данном  случае  оценка  степени  значимости 
показателей  надежности  рангом  является  единственно  возможной,  т.к.  между  ними  не 
может быть определенного соотношения типа «больше-меньше». 
Ранг показателя определяется по формуле: 
                  
                                                               R=A+A
2
,
  
                                                              (1) 
 
где A-матрица непосредственных путей графа. 
 
Матрица  непосредственных  путей  графа  А  строится  на  основе  структурной  схемы 
(рисунок 1) показателей  безотказности  следующим  образом.  Вначале  показатели 
(вершины графа) нумеруются произвольным образом и этими же номерами обозначаются 
строки  и  столбцы  матрицы  А  непосредственных  путей  графа  (рисунок 2). Затем,  если 
между  показателями  X
i
  и  X
j 
  имеется  функциональная  взаимосвязь,  то  показатель, 
стоящий  в i-ой  строке  и j-м  столбце  матрицы  А  равен 1, в  противном  случае,  при 
отсутствии связи – значение показателя в матрице А равно нулю. 
 
    
 
 
 
 
 
 
 
                                      А=      
 
 
 
 
                                                                            
 
 
Рисунок 2 - Матрица А непосредственных путей графа 
 
Далее возводим известными методами матрицу А непосредственных путей графа во 
вторую степень и получим матрицу A
2
. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 
0 1 1 1 1 1 0 0 0 
2 
1 0 1 0 1 1 0 0 0 
3 
1 1 0 1 1 1 1 1 1 
4 
1 0 1 0 0 1 1 0 0 
5 
1 1 1 0 0 1 0 0 0 
6 
1 1 1 1 1 0 0 0 0 
7 
0 0 1 1 0 0 0 0 0 
8 
0 0 1 0 0 0 0 0 0 
9 
0 0 1 0 0 0 0 0 0 
j 
     i 
 
1 
 
2 
 
3 
 
4 
 
5 
 
6 
 
7 
 
8 
 
9 

 
 
 
 
 
 
                                 A
2 
= 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 3 - Матрица A
2
 непосредственных путей графа 
 
Для вычисления рангов R
i  
исследуемых показателей, согласно формулы 1, сложим 
матрицы А и A
2 
и получим новую матрицу – матрицу доминирования С 
 
 
 
 
                  
                    C = A + A
2 
= 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 4 - Матрица доминирования С 
 
Таким образом, в результате расчета методом структурно - статистического анализа, 
вычисленным  по  матрице  доминирования  С  рангам  R
i 
показателей  безотказности 
выявлены  в  соответствии  с  функциональной  взаимосвязью  следующая  номенклатура  и 
последовательность (по степени значимости) количественных показателей:  
1. f (t) - частота отказов;  
2. P (t) – вероятность безотказной работы;  
3. Т
ср
– среднее время безотказной работы;  
4. λ (t) – интенсивность отказов;  
5. Q (t) - вероятность отказа;  
6. ώ(t) – параметр потока отказа;  
7. Т
0
– наработка на отказ;  
8. σ– дисперсия времени безотказной работы; 
9. V– коэффициент вариации. 
 
 
 
 
 
1 
5 3 4 2 3 4 2 1 1 
2 
3 4 3 3 3 3 1 1 1 
3 
4 3 8 3 3 4 1 0 0 
4 
2 3 3 4 3 2 1 1 1 
5 
3 3 3 3 4 3 1 1 1 
6 
4 3 4 2 3 5 2 1 1 
7 
2 1 1 1 1 2 2 1 1 
8 
1 1 0 1 1 1 1 1 1 
9 
1 0 1 0 0 1 1 0 0 
j 
      i   
 
1 
 
2 
 
3 
 
4 
 
5 
 
6 
 
7 
 
8 
 
9 
1 
5 4 5 3 4 5 2 1 1 
2 
4 4 4 3 4 4 1 1 1 
3 
5 4 8 4 4 5 2 1 1 
4 
3 3 4 4 3 3 2 1 1 
5 
4 4 4 3 4 4 1 1 1 
6 
5 4 5 3 4 5 2 1 1 
7 
2 1 2 2 1 2 2 1 1 
8 
1 1 1 1 1 1 1 1 1 
9 
1 0 2 0 0 1 1 0 0 
j 
      i   
 
1 
 
2 
 
3 
 
4 
 
5 
 
6 
 
7 
 
8 
 
9 

Выводы 
1.  На  основе  структурного  и  статистического  анализа  установлена  по  значимости 
номенклатура показателей качества (безотказности) одноковшовых экскаваторов. 
2.  Предлагаемая  методика  выбора  номенклатуры  показателей  качества  с  учетом  их 
функциональной 
взаимосвязи, 
позволяет 
распространять 
ее 
на 
показатели, 
характеризующие  ремонтопригодность,  долговечность  и  сохраняемость  не  только 
экскаваторов, но и других механических систем. 
 
ЛИТЕРАТУРА 
 
1.  МУ 3-99 Методика  выбора  номенклатуры  нормируемых  показателей  надежности 
технических устройств. М., 1999, 45 с. 
2.  Фомин  В.Н.  Метод  выбора  количественных  характеристик  надежности  технических 
устройств. М., «Знание»,1989,124 с. 
3. ГОСТ 13377-75 Надежность в технике. Термины и определения. М., 1975. 
         4.  Нечипоренко  В.И.  Структурный  анализ  и  методы  построения  надежных  систем.  М., 
«Радио», 1988, 265 с. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

УДК 621.869.2 
 
Мусин Кыдыржан Сейтжанович - преподаватель (Алматы, КазАТК) 
 
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРАЕКТОРИИ ДВИЖЕНИЯ ДИСКОВОГО 
РАБОЧЕГО ОРГАНА С ЦИКЛОИДАЛЬНЫМ ДВИЖЕНИЕМ  
РЕЖУЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ 
 
В  настоящее  время  в  странах  СНГ  выпускаются  более  двух  тысяч  наименовании 
машин  и  оборудования,  в  том  числе  высокопроизводительные  с  дисковыми  рабочими 
органами,  вращающиеся  режущие  элементы  которых  имеют  относительно  не  высокие 
скорости  и  оказывают  равномерное  воздействие  на  разрабатываемый  материал  за  счет 
тягового  усилия  базовой  машины.  В  лаборатории  «СППРМиР»  каф. «ПТСДМиО» 
КазАТК  создана  экспериментальная  установка  для  исследования  дискового  рабочего 
органа  с      циклоидальным  движением  режущих  элементов.  В  странах  СНГ  и  в  мировой 
практике дисковый РО с циклоидальным движением  не применялся. 
 
Точки  сателлитов  планетарных  механизмов  описывают,  так  называемые, 
сателлитные кривые; если с сателлитом связать исполнительный рабочий орган машины, 
то, очевидно, проектируя соответствующим образом механизм, можно придать рабочему 
органу машины движение по требуемой траектории.  
РО имеет форму равностороннего треугольника с выпуклыми сторонами. 
 В  статье  рассматриваются  вопросы  теоретического  обоснования  траектории 
сложного  планетарного  движения  дискового  рабочего  органа  щелерезной  машины  для 
твердых дорожных покрытий. 
        
   
Для определения основных параметров дискового РО рассмотрим схему кинематики 
движения (рисунок 2). 
 
 
 

О – центр вала колеса; С – центр саттелита; СМ – расстояние от оси саттелита до 
режущего элемента; СМ = а, ОС = е (эксцентриситет); R – радиус большого неподвижного 
колеса; r – радиус саттелита;
−
c
c
Y
Х ,
координатные точки С;
−
m
m
Y
X ,
координаты точки М 
режущего элемента;
−
1
1
,
ω
ϕ
угол поворота и угловая скорость водила;
−
ω
ϕ
,
угол поворота 
и угловая скорость саттелита;
−
C
υ
скорость точки С относительно точки О центра вала 
колеса;
−
MC
υ
скорость точки М (режущего элемента дискового РО) относительно точки С 
центра саттелита;
−
M
υ
абсолютная скорость точки М (режущего элемента дискового РО) 
относительно точки О центра вала колеса 
 
Рисунок 1 - Расчетная схема для определения траектории точки М режущего 
элемента дискового РО 
 
На рисунке 1 представлена расчетная схема, в которой: 
 
t
y
1
1
ω
=
        
1
t
t
=
  
t
y
⋅
=
ω         
2
t
t
=
 
 
Из рисунка 1 видно, что траектория точки М относительно оси Х будет равен  
M
C
C
M
X
X
OX
X
+
=
; 
1
cos
ϕ
OC
OX
C
=
; 
ϕ
cos
CM
X
X
M
C
=
, т.к. ОС = е (длина водила) 
       СМ = а (расстояние от оси саттелита до режущего элемента) 
 
Отсюда координата точки М по оси Х будет равна: 
 
ϕ
ϕ
cos
cos
1
a
e
X
M
+
=
 
 
Траектория точки М относительно 
Y будет равна (рисунок 1): 
 
M
C
C
M
Y
Y
OY
Y
+
=
 
1
sin
ϕ
OC
OY
C
=
 
ϕ
sin
CM
Y
Y
M
C
=
 
 
Отсюда координата точки 
М по оси Y  будет равна: 
 
ϕ
ϕ
sin
sin
1
a
e
Y
M
+
=
 
 
Таким образом уравнение траектории точки 
М будет иметь вид: 
 
                                                 
⎩
⎨
⎧
+
=
+
=
ϕ
ϕ
ϕ
ϕ
sin
sin
cos
cos
1
1
a
e
Y
a
e
X
M
M
                                                      (1) 
 
Рассмотрим расстояние от центра вала колеса до  режущего элемента дискового РО 
 (точки 
М) на это расстояние обозначена буквой L и равна: 
 
L=OM 
 
Из рисунка 1 видно, что это расстояние равно гипотенузе треугольника 
M
OMX
, 
Тогда, расстояние от центра вращения О до точки
 М составит:  
 

                                                      
2
2
M
M
Y
X
L
+
=
                                                             (2) 
 
Следовательно точка 
М (конец отрезка L) будет описывать искомую траекторию. 
Определим связь между углами поворота 
Y и 
1
Y
, для чего запишем выражение для 
скорости точки 
С центра саттелита: 
 
1
ω
υ
⋅
= e
C
 
 
но с другой стороны эта скорость, равна: 
 
ω
υ
⋅
= CP
C
 
 
где: 
P  - центр мгновенных скоростей но так угловые скорости 
1
ω
 и 
ω
 направлены в 
разные и противоположенные стороны, то будет иметь соотношение: 
 
ω
ω
υ
CP
e
C
−
=
=
1
 
где 
r
R
e
r
CP
−
=
= ,
. 
Отсюда: 
 
ω
ω
r
R
r
−
−
=
1
 
но, так как 
 
t
1
1
ω
ϕ
=
, 
t
ω
ϕ
=
, 
то 
 
ϕ
ϕ
e
r
−
=
1
 
 
Полученный угол поворота 
1
ϕ
 подставим в уравнение (1) траектории точки 
М, режущий 
элемент дискового рабочего органа: 
 
                                                    
⎪
⎪
⎩
⎪⎪
⎨
⎧
+
−
=
+
=
ϕ
ϕ
ϕ
ϕ
sin
)
sin(
cos
)
cos(
a
e
r
e
Y
a
e
r
e
X
M
M
                                                     (3) 
 
Подставим выражения для 
M
X
 и 
M
Y
 в формулу (2), получим траекторию точки 
М  
режущего элемента дискового рабочего органа в зависимости от угла поворота саттелита. 

жүктеу/скачать 5,71 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: