Ту хабаршысы

● Техникалыќ єылымдар 

 

ЌазЎТУ хабаршысы №5 2014  

 

205

0

0





M

 





0

0







PH

G

G

p

zy

xy



 

мəндерін қойып алатынымыз: 

0

cos

2

sin

2

0





















PH

Q

tg

Q

p

м

м









 

бұдан 





0

2

cos

sin

H

tg

Q

P

p

м















                                                  (6) 

 

Соңғы теңдеудегі жақшалар ішіндегі тригонометриялық функцияларды былай түрлендіреміз: 

 



































cos

cos

cos

cos

cos

sin

sin

cos

sin

cos

sin

cos

sin

















tg

 

 

Сондықтан  











cos

2

cos

0

H

Q

P

p

м







                                                       (7) 

Көбінесе мына өрнекті алады:   

i

Q

P

м



                                                                  (8) 

мұндағы 

i

 – механизм беріліс саны. 

Соңғы формуладан  











cos

2

cos

0

H

i

p







                                                        (9) 

 

x  

z

P

ж

Q

 

P

y

F

 

y

F

 

 

 

7-сурет.

 Жəшікті көтеруге қажетті 

P

 – қысу күшін анықтауға арналған сызба 

 

z

 – осіне күштер проекциялары қосындысын табамыз 

 

0





z

F

 

0

2





ж

y

Q

F

; 

 

мұндағы, 

ж

Q

 – жүк салмағы; 

y

F

 – жəшік материалы бойымен үйкеліс күші. 





 P

F

y

                                                                  (10) 

 

мұндағы 

P

  –  қысу  күші; 



  –  жəшік  жəне  ұстағыш  беттерінің  арасындағы  үйкеліс  коэффициенті. 

Соңғы формулаға 

y

F

 – үйкеліс күш мəнін орнына қойып, мынаны аламыз 

0

2





ж

Q

P



; 

● Технические науки 

 

     

                                               

№5 2014 Вестник КазНТУ  

          

206 

Қысу күшінің мəні: 



2

ж

Q

P



                                                                     (11) 

 

(8) формуладан 

P

 – қысу күшін механизмнің меншікті салмағы күші арқылы тауып, мəнін (11) 

формулаға қойып, мынаны аламыз: 



i

Q

Q

ж

м

2



                                                                     (12) 

С

У

  –  тəжірибеде 



i

Q

Q

ж

м

2



  болуы  керек.  Сондықтан  қармауыш  механизмнің  сенімді  жұмыс 

істеуі үшін қармаудың сенімділік коэффициентін енгізеді. 

 



i

K

C

2



                                                                    (13) 

 

Қармаудың рауалы сенімділік коэффициенті 

25

,

1

1

,

1 



C

K

 аралықта болуы керек. 

Қармаудың  сенімділік коэффициенті механизмнің беріліс саны мен жүк беті мен ұстағыш беті 

арасындағы пропорционал болады.  

Механизм қауіпсіз жұмыс істеуі үшін 

C

C

K

K



 болуы керек. 

 

ƏДЕБИЕТТЕР  

1.  Назарбаева  С.  М.,  Сурашов  Н.Т.,  Гудович  М.И.  Учебник.  Робототехника  и  подъемно-транспортные 

системы. –Алматы: РПИК «Дəуір», 2011.-464с. 

2. Назарбаева С. М., Сурашов Н.Т. Көтеру-тасымалдау жүйелері жəне робот техникасы. – Алматы: РПБК 

«Дəуір», 2011.-432 бет. 

 3. Н.Т. Сұрашев, О.Ғ. Ғазизов, М.И. Гудович 

Полиграфиядағы жүк көтеру-тасымалдау жүйелері жəне роботтехникасы. 

Тəжірибелік жұмыстарды орындауға арналған əдістемелік нұсқау. 

(5В072200  -  Полиграфия  жəне  Өнеркəсіптік  инженерия  институтының  басқа    да  мамандығының 

студенттеріне арналған). Алматы: ҚазҰТУ, 2012 ж. 1-43 б. 

4. Казак С. А. Основы проектирования и расчета крановых механизмов. – Красноярск: Кр.Унив., 1987. – 181 с. 

 

Сұрашев Н.Т., Ғазизов О.Ғ., Жұмадилдаева Ш.Г. 

Қайшылы қармауыш механизмінің сенімділігін арттыратын ықшамдалған параметрін анықтау. 

Түйіндеме. 

Мақалада  қайшылы  қармауыш  механизмінің  түрлері,  құрылымдық  ерекшеліктері,  жұмыс 

істеу қағидасы мен шарты, негізгі параметрлерін анықтау формулалары берілген. 

Негізгі сөздер:

 қармауыш, қайшылы, сенімділік, ықшамдалған, лебедка 

 

Сурашов Н.Т., Газизов О.Г., Жумадилдаева Ш.Г. 

Определение  упрощенных  параметров,  повышающих  надежности  клещевых  грузозахватных 

механизмов. 

Резюме.  Повышение  надежности  механизма  захвата  ножевого  типа  и  определение  рациональных 

параметров.  В  статье  даны  виды,  конструктивные  особенности,  принципы  и  условия  работы  механизма, 

формулы для определения основных параметров. 

Ключвые слова:

 захват, клещевые, надежность рациональные параметры и лебедка. 

 

Surashov N.T., Gazizov O.G., Jumadildaeva S.G. 

«Simplified definition of parameters that increase reliability tick lifting mechanisms». 

Summary. 

Improving the reliability of the capture mechanism blade type and definition of rational parameters. 

The article provides types, design features, principles and conditions of the mechanism, the basic formula for opredelnie 

parameters. 

  Key words: capture, tick, reliability is rational parameters and winch. 

 

 

 

 

 

 

● Техникалыќ єылымдар 

 

ЌазЎТУ хабаршысы №5 2014  

 

207

УДК 621.86/87-625.08  

К.А. Омаров, Н.К. Булатов, Н.Т. Сурашов 

(Кокшетау, КУАМ,  

Казахский национальный технический университет им. К.И. Сатпаева, 

Алматы, Республика Казахстан) 

 

КОМПЛЕКСНЫЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ УЗЛОВ И 

ЭЛЕМЕНТОВ ТОРМОЗНЫХ СИСТЕМ ПТСДМ 

 

Аннотация.

 Исследование технического состояния узлов и элементов тормозов подъемно-транспортных 

и строительно-дорожных машин с целью повышения их эксплуатационной надежности является актуальной и 

востребованной, с практической точки зрения задачей. 

Ключевые  слова:

  тормоз,  тормозная  система,  работоспасобность,  нагружение,  строительно-дорожные 

машины.   

 

Как  показал  критический  анализ  работоспособности  тяжело  нагруженных  узлов  и  элементов 

тормозных систем подъемно-транспортных и строительно-дорожных машин наиболее приемлемым и 

оптимальным  принимается  дифференцированный  подход,  т.е.  исследование  конкретно  отдельного 

узла и элемента, установлением основных причин появления отказа. Особенностью и достоинством 

такого подхода является быстрое обнаружение неисправности, ведущая, в конечном счете к отказу. 

Следует  однако  отметить,  что  сведения,  полученные  при  дифференцированном  подходе,  в 

большинстве случаев полностью не характеризуют причин выхода объекта из строя. Для исключения 

таких  недостатков  рассмотрим  различные  подходы  построения  теория  исследования.  Классически 

построение  теории  естественных  и  прикладных  наук  производится  следующими  двумя  подходами: 

полуэмпирическим  (феноменологическим)  и  структурным  [1].  Как  известно,  полуэмпирический 

подход  базируется  на  обобщении  результатов  наблюдений  и  экспериментов.  Структура 

полуэмпирического  подхода  состоит  в  разработке  моделей  позволяющие  описать  и  объяснить  суть 

явлений исходя из внутреннего строения объекта. Данные подходы тесно связаны друг с другом. В 

большинстве  случаев  полуэмпирический  дополняет  и  взаимосвязан  со  структурным  подходом. 

Достоинство и недостатки вышеуказанных подходов приведены в работе [1].  

Следует  отметить,  что  интенсивное  цикличное  нагружение  характерно  для  подъемно-

транспортных машин обслуживающие нефтянное и горно-металлургические производства. 

Изнашивание  контактирующих  поверхностей  деталей  тормозов,  повышенный  уровень 

деформаций, кумулятивное накопление повреждений и разрушения относительно быстрее выводят из 

строя детали тяжело нагруженных узлов тормозных систем  подъемно-транспортных машин (ПТМ). 

Детали  тормозных  систем  ПТСДМ  по  технологии  изготовления  уникальны  и  дороги  по  стоимости. 

Следует указать, что сбор статистических информаций на основе стендовых натурных испытаний не 

дает  исчерпывающего  результата.  Кроме  того,  прогнозирование  долговечности  деталей  тормозов 

ПТСДМ  имеет  определенные  затруднения.  Следовательно,  для  оценки  технического  состояния 

тяжело  нагруженных  деталей  и  узлов  тормозов  следует  использовать  в  основном  расчетно-

теоретический  метод,  базирующийся  на  данных  свойствах  материалов,  действующих  нагрузок  и 

воздействий  агрессивной  окружающей  среды.  В  этом  состоит  существенное  отличие  теории 

надежности тормозных систем ПТСДМ от системной теории надежности сложных систем. Что очень 

важно, в системной теории надежности наличие «белого шума» при эксплуатации тормозных систем 

ПТСДМ принимается за случайные величины.  

Следует  отметить,  что  нормативные  требования  и  технологические  условия  эксплуатации 

накладывают  определенные  ограничения  на  параметры  тормозов,  которые  формулируются  в  виде 

условия  нахождения  некоторого  случайного  вектора.  При  выходе  значений  параметров  за  пределы 

случайного наступает отказ тормозов, что приводит ПТСДМ к аварийным ситуациям. 

В  тормозных  системах  ПТСДМ  цикличность  и  перегрузка,  тряски  и  вибрация,  ускоренное  и 

замедленное  движения  поступательных,  вращающихся  масс,  крен  объекта  и  деформированное 

состояние тяжело нагруженных деталей и узлов тормозов являются обычными явлениями. 

В данных ситуациях следует говорить о том, что тормозная система работает в переходном и 

неустановившемся  режиме  работы.  При  неустановившихся  и  переходных  режимах  напряжения 

материалов  упругих  звеньев  тормозов  вычисляются  либо  через  разность  абсолютных  перемещений 

отдельных масс, полученных в результате решения уравнения движения масс, либо энергетическим 

● Технические науки 

 

     

                                               

№5 2014 Вестник КазНТУ  

          

208 

способом.  Первый  способ  применяет  Комаров  [2]  и  др.  при  изучении  неустановившихся  режимов 

работы  ПТСДМ,  а  второй  способ  применяется  при  определении  напряжений,  появляющихся  в 

результате удара системы масс, связанных упругой связью, если собственная масса не принимается 

во внимание [3]. Следует указать, что двигатель привода тормоза оказывает существенное влияние на 

переходный  процесс  тормозной  системы  ПТСДМ.  Следовательно,  не  принятие  во  внимание 

взаимного влияния механической и электрической систем не позволяет дать объяснения практически 

обнаруженным  явлениям,  что  указано  в  работе  [4].  Рассмотренные  методы  применимы  также  при 

определении оптимальных параметров системы в норму управления ремонтным производством. 

Критический  анализ  вышеприведенных  сведений  позволяет  констатировать  определенные 

первоначальные  аспекты  по  техническому  состоянию  подъемно-транспортных  и  строительно-

дорожных машин, а также их тормозных систем, а именно: 

-  независимо  от  назначения  и  конструктивных  особенностей  различных  типов  подъемно-

транспортных  и  строительно-дорожных  машин  и  их  тормозных  систем,  по  структуре  все  они 

идентичны  и  обладают  рядом  общих  физических  свойств,  описывающих  одними  и  теми  же 

теоретическими подходами; 

-  длительный  срок  эксплуатации  горно-металлургических  подъемно-транспортных  машин, 

нефтяного  подъемного  оборудования,  кузнечнопрессовых  и  электрических  машин  и  т.д. 

подтверждает,  что  изменение  нагрузок  в  упругих  связях  тормозных  систем  имеет  колебательный 

характер; 

-  переменные  составляющие  нагрузок  при  колебаниях  достигающих  максимальные  значения 

приводят  к  нежелательным  явлениям,  то  есть  суммарные  значения  моментов  сил  упругости  в 

переходных процессах значительно превышают эксплуатационные нагрузки в тормозных системах. В 

связи  с  чем  происходит  не  нужные  возрастание  нагрузок  в  передачах,  рабочем  органе  тормозов, 

ускоряющие выход их из строя; 

- систематическое воздействие переменных нагрузок является одним из факторов усталостного 

разрушения деталей тормозов. 

Как  известно,  в  особо  нагруженных  узлах  тормозных  систем  выход  деталей  из  строя  по 

усталостному  характеру  составляет  приблизительно  88…92%  [4].  Учитывая  методологию 

исследования особо нагруженных подъемно-транспортных и строительно-дорожных машин, а также 

их тормозные системы: «причина - следствие - необходимость», выше рассмотренные подтверждают 

о необходимости разработки расчетно-теоретического подхода исследования технического состояния 

тормозных  систем,  с  установлением  особенностей  динамических  процессов,  сопровождающих 

работу тормозов. Для этого необходимо решить следующие задачи: 

-  выявить  и  установить  инерционные,  жесткостные,  диссипативные  составляющие  системы 

«привод - исполнительный орган тормоза»; 

-  исследовать  статистические  и  динамические  характеристики  приводных  систем  тормозов  с 

целью установления их влияния на характер возбуждения колебательных процессов; 

-  установить  характер  воздействия  технологических  нагрузок  на  исполнительный  орган 

тормоза в неустановившемся и переходном режимах работы тормозных систем ПТСДМ; 

-  анализировать  нелинейные  факторы  и  оценки  их  влияния  на  особенности  динамических 

процессов, которые возбуждаются при работе тормозных систем; 

-  осуществить  динамический  синтез  для  выявления  влияния  совокупности  параметров 

подъемно-транспортных  и  строительно-дорожных  машин  с  тормозными  системами  на  динамику 

переходных  процессов  и  решение  вопроса  о  степени  рациональности  принятого  конструктивного 

решения  тормоза  и  соответствия  принятых  параметров  тормозной  системы  оптимальным 

характеристикам. 

Для  анализа  и  синтеза  тормозной  системы,  представляющей  собой  частный  случай 

динамических  систем,  необходимо  воспользоваться  уравнением  состояния  в  n  -  векторном 

пространстве переменных: 

                                     (1) 

 

компоненты  которого 

  n  -  представляют  собой  переменные  состояния. 

Пространство состояний - множество, содержащее векторы – функции времени Х(t). 

● Техникалыќ єылымдар 

 

ЌазЎТУ хабаршысы №5 2014  

 

209

Имеющие  сосредоточенные  параметры  системы  могут  описываться  с  использованием 

конечномерного пространства состояний. При обозначении вектора входных воздействий через V = 

V(t), а вектор выходных параметров через Y = Y(t), то уравнения имеют следующий вид: 

dx/dt = Ax + Bx,                                                                   (2) 

У = Сх + Dх,                                                                       (3) 

 

где  А,  В,  С, D -  матричные  коэффициенты  с  вещественными  элементами  размера  тормоза 

соответственно  

 

Согласно  состояния  тормозной  системы  в  момент  времени  t  =  t

0

,  т.е.  при  известном  x(t

0

),  и 

значению  функций  воздействий  V(t)  на  тормоза  при  t>t

0

  необходимо  определить  выходные 

параметры тормозной системы Y(t). 

Переменными состояния необходимо выбрать действующую нагрузку на элементы тормозной 

системы  при  поступательном  движении  (деформации)  или  крутящий  момент  при  вращательном 

движении или скорость деформации и угловую скорость. Учитывая, что при  t = t

0

 они определяют 

независимые  начальные  условия  и  запас  энергии,  связанной  с  тормозной  системой.  В  случае 

исследования тормозной системы, связанной с жесткостью, необходимо использовать соответственно 

массу m и момент инерции J. 

Наличие  указанных  величин  уменьшает  число  независимых  начальных  условий.  Укажем,  что 

зависимости  (2)  и  (3),  называют  уравнениями  в  нормальной  форме,  которые  могут  решены  во 

временной или частотной областях. Решение (2) во временной области имеют следующий вид: 

 

,                                                 (4) 

 

где  Х

0

  =  Х(t)-начальное  состояние;  матричная  экспонента,  определяемая  как  сумма  бесконечного 

матричного ряда 

                            (5) 

 

который сходится, т.е. имеет конечный предел, при всех значениях t. Следует отметить, что первое 

слагаемое  решения  (4)  представляет  собой  реакцию  элементов  тормозной  системы  при  нулевых 

входных  воздействиях  (

  =  0),  второе  слагаемое  -  реакцию  элементов  тормозной  системы  при 

нулевом начальном состоянии (х

0

 = 0). 

Подставляя уравнение (4) в (3), получим следующее выражение 

 

  

                              (6) 

 

при  расчетах  переходных  процессов  уравнения  состояния  (2)  и  (3)  с  использованием  ПЭВМ 

необходимо решать численным методом. 

При  применении  в  уравнениях  (2)  и  (3)  преобразования  Лапласа  можно  получить  следующие 

выражения. 

 

                                                               (7) 

 

при нулевых начальных условиях Х

0

 = 0 

 

   

                                                           (8) 

 

где 

                                                            (9) 

 

Матрица  Н(p),  связанная  с  векторами  выходных  и  входных  переменных,  представляет  собой 

матрицу  входных  и  передаточных  функций  (коэффициент  затухания,  обратная  величина 

коэффициента  упругости,  сопротивлений  и  т.д.)  и  называется  передаточной  матрицей.  Следует 

жүктеу/скачать 15,98 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: