64
Труды университета
создания высокоскоростных магистралей может вне-
сти вклад в устранение «узких мест» транспортной
системы и снять ограничения экономического роста.
При реализации проектов создания ВСМ решаю-
щую роль будут играть внешние общие экономиче-
ские эффекты – рост бюджетных доходов и валового
регионального продукта в регионах, через которые
пройдет ВСМ, рост инновационного и инвестицион-
ного спроса железных дорог, мультипликативные
эффекты в строительстве, машиностроении, туризме и
других смежных областях, а также значимые агломе-
рационные эффекты, поскольку ВСМ соединяют
крупные города. С учетом их оценки социально-
экономическая эффективность проектов создания
ВСМ кардинально возрастает.
Опыт ЕС свидетельствует, что ВСМ имеют самые
низкие внешние издержки для бюджета по сравнению
с другими видами транспорта. В первую очередь это
касается безопасности движения и воздействия на
экологию, жизнь и здоровье людей. Несмотря на
наличие бюджетных расходов по созданию инфра-
структуры, косвенные затраты бюджета, связанные с
эксплуатацией ВСМ, существенно ниже, чем у авто-
мобильного транспорта и гражданской авиации.
Создание ВСМ и снятие значительной части пас-
сажирских поездов
способно содействовать расшивке
узких мест на существующей железнодорожной сети.
Это приведет к сокращению транспортных издержек
при доставке внутренних и экспортно-импортных
грузов.
2)
Увеличение мощности тяги возможно либо за
счет применения дополнительных двигателей, либо
создания новых двигателей;
3)
Проблема герметизации вагонов (особенно пас-
сажирских) для снижения болевых ощущений во
внутренних органах человека.
В рассматриваемом периоде будет происходить
активная замена подвижного состава в сфере приго-
родных и дальних перевозок путем внедрения более
легких и комфортных вагонов во всех государствах
ЕЭП, также замена подвижного состава на более ком-
фортный и скоростной позволит создать условия для
привлечения пассажиропотоков, особенно на направ-
лениях с загруженной улично-дорожной сетью;
4)
Широкое применение бесстыкового пути, при
котором уменьшаются динамические нагрузки на
колесо и снижается вибрация, влияющая на утомляе-
мость пассажира и на износостойкость подвижного
состава;
5)
Увеличение массы поезда. Требуется не только
повышение мощности локомотива, но и технологии
сбора поезда, в том числе использование дополни-
тельных локомотивов в середине и в конце поезда.
Увеличение массы поезда повлекло за собой
проблему
торможения состава, что требует создания новых
материалов, выдерживающих высокую температуру и
разработку новых принципов торможения.
6) Увеличение массы поезда приводит к необхо-
димости
удлинения приемоотправочных и сортиро-
вочных станций, включая пассажирские платформы,
что осложняет
проблему экологии в части занятости
территории.
Как показывает международный опыт,
перспективы развития железнодорожного транспорта,
а также повышения его эффективности на рынке
транспортных услуг во многом зависят от инфра-
структурных решений и создания специализирован-
ных (выделенных) линий в сфере пассажирских и
грузовых перевозок. В частности, американский, ка-
надский и австралийский опыт свидетельствует о
перспективности создания выделенных грузовых ли-
ний для организации тяжеловесного движения [3].
Одна из ключевых мер при формировании едино-
го транспортного пространства в рамках ЕЭП – реали-
зация транзитного потенциала железнодорожного
транспорта и интеграция в мировую транспортно-
логистическую систему. Для этого необходимо скоор-
динировать усилия по развитию конкурентоспособ-
ных железнодорожных коридоров, проходящих по
территории ЕЭП, а также расположенных в них круп-
ных транспортно-логистических центров, «сухих пор-
тов».
Создание Объединенной транспортно-логистиче-
ской компании в совокупности с унификацией норма-
тивной правовой базы в области международных пе-
ревозок будет содействовать снижению администра-
тивных барьеров в процессе транзитных перевозок, а
также сокращать время в пути транзитных контейне-
ров. Внедрение интеллектуальных транспортных си-
стем на международных железнодорожных коридорах
с использованием современных телекоммуникацион-
ных и глобальных навигационных технологий позво-
лит повысить эффективность планирования и управ-
ления транспортными потоками на евроазиатских
железнодорожных маршрутах.
Реализация транзитного потенциала является важ-
ной политической и макроэкономической задачей
всех государств ЕЭП, зафиксированной в основопола-
гающих документах, принятых на национальном и
многостороннем уровнях.
В Казахстане в соответствии со стратегией «Ка-
захстан-2050» и Государственной программой разви-
тия и интеграции инфраструктуры транспортной си-
стемы РК до 2020 года, утвержденной Указом Прези-
дента от 13 января 2013 года №725, реализация тран-
зитного потенциала является ключевой целью нацио-
нальной транспортной политики, а объем транзитных
перевозок – важнейшим индикатором развития транс-
портной системы и ее интеграции в мировую транс-
портную систему.
Основной объем транзитных перевозок в Казах-
стане приходится на железнодорожный транспорт – в
2014 году было перевезено 17.3 млн тонн грузов, или
91.6% от общего объема транзита через территорию
страны. Доход от транзитных перевозок составил
свыше $1 млрд. Примерно половина от общего объема
транзита приходится в настоящее время на Россию, на
Китай – около 15%. По мере интеграции Китая в си-
стему наземных евроазиатских транспортных связей и
торговли вдоль экономического пояса Великого Шел-
кового пути объем транзитных перевозок в направле-
нии стран Центральной Азии и Европы через Казах-
стан будет неуклонно расти.
Реализация транзитного потенциала железнодо-
рожного транспорта республик ЕЭП подразумевает
Раздел «Строительство. Транспорт»
3
2015
65
проведение скоординированной политики и решение
следующих задач:
● создание конкурентоспособных железнодорож-
ных коридоров и крупных транспортно-логистических
центров, а также «сухих портов» и систем координа-
ции бизнес-процессов в цепях поставок;
● создание объединенных транспортно-логистиче-
ских компаний государств ЕЭП;
● совершенствование нормативного правового ре-
гулирования;
● интеграция в мировую транспортную систему
посредством расширения сотрудничества в рамках
международных организаций;
● внедрение интеллектуальных транспортных си-
стем на международных железнодорожных коридорах
с использованием современных инфотелекоммуника-
ционных технологий и глобальных навигационных
систем, технологий планирования и управления
транспортными потоками на транспортных коридорах.
Для создания конкурентоспособных железнодо-
рожных транзитных коридоров необходимы организа-
ционно-технологическая и информационная интегра-
ция железнодорожных, портовых, пограничных и
таможенных систем, участвующих в транзитных пе-
ревозках, разработка и реализация комплексных
транспортно-логистических и интеллектуальных тех-
нологических систем управления цепями поставок
товаров,
обеспечивающих
конкурентоспособную
коммерческую скорость движения грузовых поездов,
привлекательные сквозные тарифы, а также формиро-
вание сквозных услуг на железнодорожном транспор-
те путем тесного взаимодействия всех участников
цепи поставок товаров, включая таможенные и погра-
ничные службы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Перспективы развития рынка железнодорожных перевозок Единого экономического пространства: Отраслевой обзор.
№ 20. – Алматы, 2014. – 127 с.
2. Можарова В. Транспорт в Казахстане: Современная ситуация, проблемы и перспективы развития. – Алматы, 2011.
3. Дедов А.Н., Малыбаев С.К. Единая транспортная система. Караганда, 2006.
УДК 621.876.2
Определение параметров электрического
сопротивления резинотросового каната
І.В. БЕЛЬМАС
1
, д.т.н., профессор, зав. кафедрой «ОПиПП»,
Т.О. ТАНЦУРА
1
, студент кафедры «ОПиПП»,
Н.А. ДАНИЯРОВ
2
, д.т.н., профессор,
О.Т. БАЛАБАЕВ
3
, к.т.н., ст. преподаватель,
С.Ж. КОСБАРМАКОВ
3
, ст. преподаватель,
1
Днепродзержинский государственный технический университет,
2
Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева,
3
Карагандинский государственный технический университет
Ключевые слова: плоский канат, подъемная машина, резинотросовый канат, трос, тросовая основа,
электрическое сопротивление.
овременное развитие общества постоянно требует
роста производительности, масштабов производ-
ства. В частности, растут глубины добычи полезных
ископаемых как на суше, так и в акватории мирового
океана, растут высоты надземных сооружений. Растет
потребность в создании машин для транспортировки
грузов и людей в этих условиях. Основным исполни-
тельным органом машин для поднятия и опускания
является ее барабан. Усилие от барабана к объекту
транспортировки передается тяговым органом. В ка-
честве тягового органа по большей части используют
круглые тросы.
Рост объемов и расстояний перемещения грузов
сопровождается ростом диаметров тросов, соответ-
ственно и диаметров барабанов. Уменьшение или
ограничение роста диаметров барабанов при увеличе-
нии грузоподъемности шахтных машин может быть
достигнуто применением особенно прочных тросов
меньшего диаметра или увеличением их количества.
Первое направление основывается на применении
материалов со значительно большей границей проч-
ности и за счет использования проволок малых диа-
метров. Второе направление – использование много-
канатных подъемных машин. Оно требует применения
систем равномерного распределения тягового усилия
между тросами.
Применение плоских резинотросовых канатов
практически сочетает эти два направления. Оно поз-
воляет использовать тросы уменьшенного диаметра и
большом количестве. При этом эластичная оболочка
каната защищает тросы от коррозии и износа, исклю-
чает взаимодействие тросов с элементами подъемной
машины, обеспечивает равномерное распределение
усилий между тросами, позволяет существенно
С
66
Труды университета
уменьшить диаметр барабана подъемной машины и
внедрять новые технические решения по ее совершен-
ствованию.
Вместе с тем оболочка каната исключает постоян-
ный визуальный контроль состояния тросов в нем.
Соответственно, разработка
способа непрерывного,
автоматического контроля состояния тросовой основы
плоского каната – актуальная научно-техническая
задача.
Таким требованиям отвечает метод контроля из-
менения электрического сопротивления, замеренного
между концами тросов, канату [1, 2]. В этом методе
контролируется электрическое сопротивление тросов
каната. В аналитических выражениях использованы
такие параметры, как электрическое сопротивление
троса единичной длины и электрическое сопротивле-
ние резины, расположенной между смежными троса-
ми.
Определение первого сопротивления достаточно
просто может быть осуществлено как путем расчетов,
так и путем прямых измерений. Аналитическое опре-
деление сопротивления резины было осуществлено в
работе [3]. В ней сечение тросов рассматривалось как
круговое. Для получения более достоверных результа-
тов целесообразно выполнение экспериментальных
исследований сопротивлений резины. Для изготовле-
ния резины используют разнообразные смеси, вероят-
но, с разными электротехническими параметрами.
Соответственно, разработка
методики эксперимен-
тального определения электрического сопротивления
резины, расположенной между смежными тросами
для отрезка единичной длины, является одним из эта-
пов внедрения плоских резинотросовых канатов в
качестве тяговых органов подъемных машин.
Не может вызывать отрицаний и то, что для экс-
периментального определения электротехнических
параметров образец, методика его испытаний и анали-
за результатов должны быть максимально простыми.
В качестве образца примем образец из трех тросов
(рисунок 1). Его длину обозначим
L.
Рисунок 1 – Образец из трех тросов
Присвоим тросам номера 1-3. Будем считать, что
потенциалы подведены к
n-му и
j-му тросам. Значения
напряжений и токов, в соответствии с работой [1],
определяются формулами
1
cos
0.5
,
m
m
M
x
x
i
m
m
m
m
U
A e
B e
i
ax b
(1)
1
1
cos
0.5
,
m
m
M
x
x
i
m
m
m
m
m
I
A e
B e
i
a
r
(2)
где
A
m
,
B
m
,
a,
b – постоянные интегрирования;
2
1 cos( ) ;
m
rq
.
m
m
M
Значения подведенных потенциалов при следую-
щих значениях координат:
х = 0,
0
0,5
i
i
n
I
i
n
+
0
.
0, 5
i
j
n
j
i
j
(3)
,
0
i
x
L
I
.
(4)
Условие (3) имеет разрывы непрерывности. Зада-
дим его суммой косинусов на отрезке 1-3 дискретной
оси номеров тросов
2
1
2
cos
0.5
cos
0.5
cos
0.5 .
i
m
m
m
m
I
M
n
j
i
(5)
Подставив предельные условия в (2), учтя (5),
имеем
2 cos
0.5
cos
0.5
,
,
0,
0.
m
m
m
m
m
L
L
m
m
m
n
j
B
M
e
e
A
B
a
b
В сечении х=0 потенциалы в соответствии с (1)
имеют вид
(
0)
1
1
2 cos
0.5
cos
0.5
cos
0.5
.
sinh
m
i x
M
m
m
m
L
m
m
U
n
j
i
M
e
(6)
Разница потенциалов между
n-м и
j-м тросами, с
учетом значений
β
m
и
μ
m
.
2
2
cos
0.5
cos
0.5
2
3
sh
2
.
2
2
3
cos
0.5
cos
0.5
3
3
2
2
2 1 cos
sh
2
1 cos
3
3
n
j
rqL
U
n
j
rq
rq
L
(7)
Учитывая, что величины токов равны единице, то
найденная разница потенциалов равняется электриче-
скому сопротивлению между
n-м и
j-м тросами. На
рисунке 2 приведены значения электрического сопро-
тивления образца резинотросового каната, изготов-