автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.04, диссертация на тему:Методология проектирования гидравлических подъемных механизмов разводных мостов

На правах рукописи

Методология проектирования гидравлических подъемных механизмов разводных мостов

Специальности 05 05 04 - Дорожные, строительные и

подъемно-транспортные машины

05 02 02 - Машиноведение, системы приводов и детали машин

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

003065Э44

Санкт-Петербург - 2007 г

003065944

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет»

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Кузин Эдуард Николаевич доктор технических наук, профессор Карнаухов Николай Николаевич доктор технических наук, профессор Королев Владимир Александрович

Ведущая организация

ОАО «Трансмост» (г Санкт-Петербург)

Защита состоится 16 октября 2007 г в 16 часов на заседании диссертационного совета Д212 229 24 при ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» по адресу 195251, г Санкт-Петербург, Политехническая ул , 29, корп 1, ауд 41

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет»

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

Смирнов В Н

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы С развитием транспортной инфраструктуры г Санкт-Петербурга, особенно его портов, существенно возросла роль разводных мостов на судоходной реке Неве, по которой проходит федеральная транспортная речная магистраль -«Волго-Балтийский водный путь им В И Ленина» Ежегодно в период навигации по ней курсирует 7000 грузовых судов, которые перевозят 9-11 млн тонн грузов В 2005 году грузооборот речного транспорта оценивался в 10-15 млрд рублей, что составляет 10 15% всего грузооборота петербургского порта Правительством Санкт-Петербурга принято постановление №410 от 18 04 2006г, которым утверждена «Концепция развития и приведения в нормативное состояние дорожных сооружений Санкт-Петербурга до 2015 г »

Исследование подъемных механизмов разводных мостов имеет важное государственное значение, и с учетом того, что комплексные исследования в этой области не проводились сорок лет, работа является актуальной

За сорок лет в разных странах построено и реконструировано большое количество разводных мостов, только в Санкт-Петербурге выполнено двенадцать крупных проектов Подъемные механизмы невских разводных мостов, начиная с петербургского моста Александра Невского (1965 г), выполняются на основе объемных гидравлических приводов возвратно-поступательного движения Основы проектирования, заложенные инженерами и учеными в начале второй половины XX столетия, нуждаются в корректировке и совершенствовании Доказательством этого являются участившиеся внеплановые ремонты относительно новых разводных мостов, длительные сроки сдачи новых объектов в эксплуатацию В период доводки и на начальной стадии эксплуатации разводных мостов дорабатываются схемные решения приводов механизмов, что свидетельствует об ошибках, допущенных на этапе проектирования

Работа представляется к защите по специальностям 05 05 04 и 05 02 02, потому что подъемные механизмы разводных мостов, согласно руководству по проектированию, относятся к категории механизмов грузоподъемных машин

Цель работы - разработка принципов и способов проектирования гидравлических подъемных механизмов разводных мостов с высокими показателями безотказности, позволяющих сократить объем и сроки доводочных операций, пусконаладочных работ, минимизировать отказы в эксплуатации (особенно в начальный период) и повысить экономическую эффективность инвестиций

Указанная цель определила следующие основные задачи исследования 1 Обобщить сорокалетний опыт создания и эксплуатации, провести анализ и выявить^ тенденции развития гидравлических подъемных механизмов отечественных-^ и

зарубежных разводных мостов раскрывающегося типа

2 Систематизировать основные расчетные и конструкторские алгоритмы проектирования для реального перехода к системному автоматизированному проектированию в рамках САЬ8-тсхнологии действующего предприятия

3 Разработать методологические подходы к нормированию безотказности подъемных механизмов разводных мостов, адаптировать и довести до практического использования современный метод расчета безотказности гидроприводов исследуемых объектов

4 Разработать, проверить и внедрить в практику проектирования систему имитационного моделирования процессов движения и режимов работы гидравлических механизмов разводных мостов раскрывающегося типа в реальном времени, взаимодействующих с окружающей средой

5 Провести обработку и анализ архива данных системы мониторинга одного из разводных мостов и на основе этих результатов разработать общие подходы к созданию методологии систем диагностики невских разводных мостов с целью прогнозирования и предупреждения их отказов

6 Разработать методику и выполнить по ней практические расчеты экономического обоснования схемно-технических и конструкторских решений, направленных на повышение безотказности гидроприводов подъемных механизмов разводных мостов

На защиту выносятся следующие результаты исследований, полученные лично

автором и обладающие научной новизной

1 тенденции развития современных конструкций гидравлических подъемных механизмов разводных мостов раскрывающегося типа, которые позволили установить несовершенство существующей системы проектирования, и как следствие, разработать новую концепцию и методологию проектирования механизмов с высокими показателями безотказности,

2 комплекс моделей (текстовых, графических, математических и др) гидравлических устройств, позволивший систематизировать электронный документооборот конструкторской документации, расчетные и конструкторские алгоритмы, построить САПР объемных гидроприводов,

3 новые модели деревьев отказов гидравлических устройств и узлов, зависимости вероятности безотказной работы сложных гидравлических приводов подъемных механизмов от интенсивностей отказов гидрооборудования, которые позволили выполнить структурный синтез схемных решений, выбрать гидрооборудование и технологии изготовления трубопроводов по критерию максимальной безотказности,

4 математическая модель, адекватно описывающая динамику движения разводного моста

при разводке, позволившая выполнить имитационное моделирование режимов работы механизмов Это позволило оптимизировать управляющие и конструктивные параметры привода, алгоритмы управления разгоном крыла по критерию нормативных значений коэффициента динамичности и выявить положительное влияние нерастворенного воздуха в гидросистеме на динамику разгона при существующем релейном алгоритме управления,

5 экспериментальные зависимости составляющих внешних нагрузок в функции угла разводки моста, что позволило определить загруженность механизмов, выявить и устранить ряд негативных явлений в работе подъемных механизмов мостов, например таких, как неустойчивость процесса наводки и разрыв потока,

6 зависимость вероятности безотказной работы системы невских мостов от вероятности безотказной работы условного крыла моста и зависимость ущербов от времени простоя судов из-за отказов системы мостов Методика экономического обоснования технических решений по конструкциям подъемных механизмов с учетом ожидаемых потерь (рисков) Результаты исследования критерия дисконтированного денежного потока при ремонте, реконструкции, новом строительстве подъемных механизмов

Практическая ценность работы. Внедрение результатов исследований

- снижает стоимость и сроки создания гидравлических подъемных механизмов,

- обеспечивает высокую безотказность гидравлических подъемных механизмов,

- позволяет проектным организациям разрабатывать обоснования инвестиций, проекты и рабочую документацию на качественно новом уровне, в стандарте трехмерного проектирования, с использованием динамического моделирования и оперативных данных систем мониторинга,

- дает возможность эксплуатирующей организации выполнять обработку архивных данных систем мониторинга с целью определения и сравнения расчетных и эксплуатационных нагрузок на разводные пролеты мостов и при необходимости пересматривать проектные нормы,

помогает надзорным организациям создавать новые нормативные документы и правила расчетов и конструирования гидравлических подъемных механизмов разводных мостов,

- позволяет собственнику моста провести страхование на случай повреждения механизмов

Реализация работы. Все вновь разработанные методы, компьютерные программы,

методики и алгоритмы внедрены в практику проектирования и производства гидравлических

приводов ООО «Научно-техническое предприятие Гидропривод» г Санкт-Петербург

Под руководством автора выполнены следующие проекты в Санкт-Петербурге

- реконструкция гидравлических подъемных механизмов моста А Невского в 2000-2001 гг ,

- реконструкция гидравлических подъемных механизмов Троицкого моста в 2001-2002 гг ,

- модернизация гидравлических подъемных механизмов и механизмов подклинки Большого Охтинского моста в 2003-2006 гг ,

- ремонт гидравлических подъемных механизмов Володарского моста в 2004-2005 гг ,

- аванпроект реконструкции разводных механизмов моста Лейтенанта Шмидта в 2004 г ,

- обоснование инвестиций по новому разводному мосту через остров Серный в 2004 г ,

- рабочий проект подъемного берегового моста в порту Усть-Jlyra в 2005 г ,

- аванпроект реконструкции малых разводных мостов на реке Средней Невке в 2006 г

Основные научные результаты работы используются в учебном курсе «Гидравлика и гидропневмопривод» механико-машиностроительного факультета СПбГПУ и курсах повышения квалификации механиков СПб ГУП «Мостотрест» По тематике диссертации под руководством автора защищено 2 магистерских диссертации и 9 дипломных проектов

Достоверность научных положений, рекомендаций и выводов базируется на результатах выполненных исследований, которые внедрены в практику проектирования и реализованы в конструкциях действующих объектов Задачи исследования и результаты расчетов по всем главам диссертации сравнивались с данными систем мониторинга действующих объектов Значения вероятностей безотказной работы гидравлических механизмов разводных мостов соответствуют среднестатистическим данным по отказам системы невских разводных мостов В экономических расчетах использованы статистические данные о прохождении судов из официальных источников ГБУ «Волго-Балт» Научные положения базируются на апробированных на практике теориях надежности, динамики машин, автоматического управления, экономики Расчеты проводились в лицензионных пакетах прикладных программ Model Vision Studium, Statistica, MS Excel, Mathcad 2D и ЗО-проектирование выполнялось в пакетах Компас, Autocad, SolidWorks, ProEngineer

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены, обсуждены и одобрены на научно-технических конференциях, в том числе и международных «Интерстроймех-2001» (г Санкт-Петербург), «Современные гидроприводы в российской промышленности» (г Санкт-Петербург, 2002 г ), «Современное состояние и перспективы развития гидромашиностроения в XXI веке» (г Санкт-Петербург, 2003 г ), интернет-конференция on-line «Эффективность строительных и промышленных процессов» (СПбГПУ, г Санкт-Петербург, и Политехнический институт, г Ченстохов, Польша, 2003 г ), «Промышленная гидравлика и пневматика» (г Киев, Украина, 2004 г ), «XIII Неделя науки СПбГПУ» (г Санкт-Петербург, 2004 г ), «Совершенствование учебного процесса механико-машиностроительного факультета СПбГПУ» (г Санкт-Петербург, 2005 г ), «Разводные

мосты Санкт-Петербурга» (СПбГПУ, г Санкт-Петербург, 2005 г), «Гидравлические машины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика» (г Санкт-Петербург, 2005 г), II Санкт-Петербургский международный форум «Мир мостов» (2005 г), «Инновационная система Санкт-Петербурга - стратегический потенциал России» (г Санкт-Петербург, 2005 г), «CALS-технологии в науке, образовании, производстве» (БГТУ, г Санкт-Петербург, 2006 г), «Интерстроймех-2006» (МГСУ, г Москва, 2006 г), «Энергетический форум» (ВНИИГ им Б Е Веденеева, г Санкт-Петербург, 2006 г)

Публикации. Основные научные результаты диссертации опубликованы в монографии и 50 научных статьях, в том числе пяти статьях в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, получено два патента и решение на выдачу патента, а также в ФГУП «ВНТИЦ» зарегистрирован научно-технический отчет о НИОКР государственного заказа в пяти книгах Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, включающих выводы, заключения, списка использованной литературы, приложений (отдельный том) Содержит 378 страниц машинописного текста (127 рисунков, 38 таблиц, 235 наименований использованной литературы)

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель и основные задачи исследования, даны ссылки на труды основоположников направлений исследования, представлены основные научные результаты и итоги практического внедрения

В первой главе представлены результаты анализа конструкций гидравлических подъемных механизмов разводных мостов, созданных за последние сорок лет в России (в основном в Санкт-Петербурге) и других странах, также изложены существующие методы их проектирования Сведения о мостах оформлены в виде базы данных

В основу анализа положены работы ученых-мостостроителей Г К Евграфова, В И Крыжановского, Г И Богданова, руководство по проектированию Ленгипротрансмост (ОАО «Трансмост») 1991 года (разделы по механизмам в редакции В П Курцева), Интернет-информация западных фирм, в том числе Bosch Rexroth Group Основополагающими работами по объемным гидроприводам строительно-дорожных и подъемно-транспортных машин рассматривались труды ВНИИСтройдормаш и ВНИИЗеммаш под редакцией Э Н Кузина, В А Васильченко и А И Тархова Требования к современным конструкциям гидравлических подъемных механизмов формулировались на основе российских и международных стандартов, а также в трудах авторитетных ученых Т М Башты, Г М Иванова, С А Ермакова, Б Л Коробочкина, В К Свешникова, И С Шумилова, С В Каверзина и Л С Ушакова

Установлено, что в настоящее время строятся в основном мосты раскрывающегося типа (свыше 80%) и они оснащаются гидравлическими подъемными механизмами возвратно-поступательного движения (почти 100%) В Санкт-Петербурге на основном фарватере из мостов раскрывающегося типа остались не оснащенными гидравлическим подъемным механизмом только два моста - Дворцовый и Биржевой По оценкам автора, в мире построено примерно пятьсот разводных мостов раскрывающегося типа в сорока странах Россия стоит на пятом месте по количеству таких мостов после США, Германии, Голландии и Англии В диссертации приведены полные технические характеристики и установлена эволюционная зависимость внедрения на невских мостах гидравлических подъемных механизмов

Выявлены следующие особенности конструкций гидравлических подъемных механизмов петербургских разводных мостов раскрывающегося типа расположение гидроцилиндров в хвостовой части разводного пролета, а у пролетов больших размеров - в хвостовой и передней частях разводного пролета, использование двухштоковых гидроцилиндров, применение закрытого контура циркуляции рабочей жидкости, высокая степень резервирования гидрооборудования, включая значительные запасы рабочей жидкости в резервных баках, релейный способ управления скоростью движения, время разводки 2 минуты для мостов на основном фарватере и 4 минуты для мостов резервного фарватера, мониторинг основных параметров

Раскрыты следующие особенности конструкций гидравлических подъемных механизмов зарубежных разводных мостов раскрывающегося типа переднее, под разводным пролетом расположение гидроцилиндров с одним штоком, у которых рабочей является поршневая полость, открытая схема циркуляции рабочей жидкости, высокий уровень автоматизации процессов, пропорциональное электрическое и гидравлическое, объемное и дроссельное управление скоростью движения разводного пролета, короткое время разводки мостов (60 90 с) и высокое быстродействие гидропривода и систем управления, блочное построение гидросистемы, применение однотипных блоков, резервирование гидрооборудования, кроме гидролиний и баков, повышенные требования к чистоте рабочей жидкости, использование экологически чистых рабочих жидкостей, трубопроводы из нержавеющих материалов с четырехкратным запасом прочности, переменное давление настройки предохранительных клапанов в процессе разводки-наводки крыла

Выполнен анализ кинематических схем механизмов основных петербургских мостов, который установил практически одинаковую схему на большинстве сооружений На Большом Охтинском мосту выявлен «эффект защемления» объемов рабочей жидкости в магистралях, который экспериментально исследован в пятой главе Использование

однотипного гидрооборудования и практически одинаковые размеры кинематической схемы позволили определить линейную зависимость количества установленных в механизмах гидроцилиндров от площади поверхности разводного пролета

По результатам исследований в первой главе определены следующие регрессивные тенденции в развитии отечественных подъемных механизмов разводных мостов

- по относительно новым мостам (с 1990 года) в эксплуатации участились ремонты с корректировкой схемных решений привода,

- проектирование осуществляется без выполнения расчетов на безотказность, отсутствуют проектные нормы по безотказности В то же время оценка функционирования разводных мостов на федеральном фарватере осуществляется количеством отказов за навигацию,

- сократились сроки и интенсифицировались процессы проектирования, а отсутствие готовых технических решений требует совершенствования методов проектирования,

- развитие строительных технологий и недостаточное внимание к системам уравновешивания и подъемным механизмам привели к повышенной нагруженности подъемных механизмов и снижению по ним запасов прочности, а также к увеличению времени цикла разводки и наводки мостов При проектировании не выполняются поверочные динамические расчеты по оптимизации режимов работы механизмов,

- установленные на мостах системы мониторинга содержат ценную информацию о фактических режимах работы подъемных механизмов, но проектирование новых систем осуществляется без использования этого ценного материала из-за отсутствия алгоритмов, программ и методик обработки,

- принятие технических решений на стадии обоснования инвестиций осуществляется без учета ожидаемых потерь (рисков), связанных с надежностью механизмов

Эти тенденции позволили сделать вывод о том, что существующая система проектирования гидравлических

подъемных механизмов разводных мостов устарела и нуждается в

совершенствовании

Предложена новая концепция совершенствования методов

проектирования, которая представлена на рис 1 зависимостью вероятности безотказной работы от времени жизненного цикла изделия В отличие от известной зависимости предполагается

проект производство эксплуатация Рис 1 Теоретические зависимости вероятности безотказной работы приводов машин от времени этапов жизненного цикла изделий

существенно сократить период проектирования, доводки, пусконаладки изделия и вероятность отказов в начальный период эксплуатации Для разводных мостов и других уникальных машин эти условия являются определяющими

Новая концепция определила цели и задачи исследования, структуру и содержание работы

Во второй главе выполнена систематизация расчетных (CAE) и конструкторских (CAD) алгоритмов системы автоматизированного проектирования объемных гидроприводов в рамках создания CALS-технологии действующего предприятия, которое, согласно принятой концепции, поставляет для монтажа приводы механизмов в готовом виде

Исследования проведены с учетом требований ЕСКД к машиностроительной конструкторской документации, по алгоритмам современных отечественных стандартов информационных технологий автоматизированных систем проектирования (стадия 1 «Формирование требований» и стадия 2 «Разработка концепции»), на основе научных работ В Г Колосова, В Г Соловьева, Я А Сироткина, И П Норенкова, Е M Кудрявцева и С А Ермакова

Согласно классификации, системе проектирования присвоен идентификационный номер САПР 31957507 1 822334 1 2, где 31957507 - ОКПО предприятия, 1 -машиностроение, 82 — объемные гидроприводы, 2 - средняя сложность объекта проектирования, 3 - уровень автоматизации, 3 - комплексность этапов проектирования, 4 -комбинированный характер выпускаемых документов, 1 - малая производительность, 2 -двухуровневая система технического обеспечения

Систематизация алгоритмов и построение САПР стали возможными после формирования новых комплексов текстовых, графических, математических и параметрических моделей стандартного гидрооборудования (серийно выпускаемого) В качестве примера в таблице 1 представлен перечень моделей для насоса Такой комплекс моделей позволяет построить САПР гидроприводов, общая блок-схема которой представлена на рис 2 Реализация системы выполнена с использованием двадцати пакетов прикладных программ и ряда нестандартных расчетных программ В диссертации представлена полная схема САПР Выбор программного обеспечения осуществлялся на основе экспертного анализа его распространения на различных машиностроительных предприятиях и путем проведения экспериментов по выполнению в различных пакетах одних и тех же видов конструкторской документации

В поверочные расчеты (РР) дополнительно включены расчет безотказности, динамический расчет, расчет массы, сметный расчет и экономический расчет

Таблица 1

Перечень моделей одного стандартного гидравлического компонента (на примере насоса)

№ п/п Наименование модели Пример обозначения Назначение Место создания/ хранения

1 Общая модель 3D CAD Pro/E

2 Чертеж общего вида 2D CAD Pro/E

3 Спецификация СП CAD Pro/E

4 Принципиальная схема ГЗ нб CAD/САРМ/ CAQ Компас

5 Схема соединений Г4 РЛ САРМ Компас

6 Модель дерева отказов ДО ® CAE Компас

7 Структурная схема динамических расчетов и CAE Компас

8 Математическая модель [a =r<¡r«>-K, к М,=у Ч°Г(Р„-Р„) + +К1 со+к;\р -р,\+м о CAE MathCAD/ MS Access

9 Основной параметр -рабочий объем яГ CAE MS Access

10 Вероятность отказа 05, CAE MS Access

11 Мах перемещ регулятора xiT" CAE MS Access

12 Коэффициент объемных потерь К'ут CAE MS Access

13 Коэффициент гидромех потерь, зависящих от скорости к CAE MS Access

14 Коэффициент гидромех потерь, зависящих от давления к CAE MS Access

15 Момент сухого трения к„ CAE MS Access

16 Допустимое давление РГ CAE MS Access

17 Оптимальная вязкость V CAE MS Access

18 Тонкость фильтрации V CAE MS Access

19 Масса m ERP/SCM Ac-GiDro

20 Цена приобретения и ERP/CRM Ac-GiDro

21 Завод-изготовитель ERP/SCM Ac-GiDro

22 Код ТН ВЕД ERP/SCM Ac-GiDro

23 Дата 4 12 05 ERP во всех ППП

24 ФИО Ащеулов А В ERP во всех ППП

Составлены перечни библиотек стандартного гидрооборудования и вспомогательного оборудования, а также комплектных гидроприводов, насосных станций, гидроблоков управления, трубопроводов Впервые предложен алгоритм создания электронного приложения технического задания, который на основе моделирования движений 3 Б-моделсй позволяет визуализировать геометрию и кинематику механизма

Процесс исследования был совмещен с производственными процессами конструкторского бюро ООО «НТП Гидропривод» (СПб), на котором внедрялась

автоматизированная система проектирования Переходный период (70% рабочих мест) составил 1,5 года Трудоемкость проектирования сократилась по гидроблокам управления в 2,4 раза, по насосным станциям в 2 раза, по принципиальным схемам в 4 раза На примере выполненного рабочего проекта гидравлических подъемных механизмов берегового паромного моста для порта в Усть-Луге можно прогнозировать срок разработки проектов

1 2 месяца вместо 6 8 месяцев

В третьей главе выполнено прогнозирование безотказности на стадии проектирования гидравлических подъемных механизмов разводных мостов методом деревьев отказов Тем самым продолжены исследования по оценке функциональной надежности гидросистем, которые выполнялись по строительно-дорожным машинам Т А Сырициным, по авиационным и общемашиностроительным системам Т Н Баштой Но задача решена другим методом - это логико-вероятностный метод деревьев отказов Его отличие от метода структурных схем и комплексного метода, где вместе со структурными схемами используются графы деревьев событий, в том, что анализ осуществляется в направлении от результирующего события-отказа системы к возможным причинам его возникновения, акцент делается не на индуктивную, а на дедуктивную логику

Основные положения соответствуют теории надежности В В Болотина, а по методу деревьев отказов использован опыт ВНИИГ им Б Е Веденеева по гидротехническим сооружениям, изложенный в работах Д В Стефанишина

Разработаны приемы адаптации метода к составлению моделей безотказности по принципиальным гидравлическим схемам начало построения («корень») дерева отказов, разбиение сложной системы на отдельные подсистемы, параллельное соединение устройств (на примере фильтров), моделирование гидравлических блоков, моделирование отказов сложных гидравлических устройств (гидрораспределитель), моделирование специфических событий-следствий (загрязнение рабочей жидкости) В качестве примера на рис 3 представлена модель двух параллельных напорных фильтров

Рабочий проект 7з СБ Рз"

ПГЗ СП ПС

Г4 РР ИМ

ПГ4 8П ПМ

• т т

ИНТЕРФЕЙС

Рис 2 Обшая блок-схема САПР гидпоппиводов

Рис 3 Деревья отказов двух параллельных фильтров

Перечень логических операторов и соответствующие им расчетные формулы вероятностей отказов систематизированы в таблице 2 Логические операторы «блокировка» и «запрет» предлагаются специально для моделирования отказов гидросистем, так как позволяют описать более рационально ряд событий, например, переход от первичных к вторичным отказам или исключение части отказов устройств в реверсивном приводе

В работе построены новые диаграммы Парето и схема Исикава, которые помогают моделированию этим методом

Расчет вероятностей по деревьям отказов выполняется в MS Excel

Исходными данными для расчетов являются вероятности отказов стандартного

гидрооборудования Используется распределение отказов по экспоненциальному закону =1

16,„ = 1-«ФНл,0

где V ,„ - вероятность безотказной работы гидрооборудования, Q - вероятность отказа гидрооборудования, ХЧп - интенсивность отказа гидрооборудования, t - время прогноза Анализ интенсивностей отказов гидрооборудования показал, что данные справочников машиностроителя можно использовать с повышающим коэффициентом (по Б С Сотскову), равным не менее ЛТЯ=100, но лучше ориентироваться на свежие данные заводов-изготовителей

Таблица 2

Символы-операторы, используемые при построении диаграмм деревьев отказов

№ л/п Обознач Наименование Расчетные формулы для оценки вероятностей отказов-следствий Причинно-следственные отношения, выражаемые оператором

1 й "или" £=1-П(Н>) где <2г - вероятность ? го события, и - общее количество /-х независимых 1=1 исходных событии Событие следствие имеет место, если происходит хотя бы одно из п независимых исходных событий

2 й "исключительное или" = £?| 0 - )+ 0" )> гДе Q\' ~ вероятности исходных взаимоисключающихся событий Событие-следствие имеет место если происходит любое из двух исходных независимых событий но не одновременно

3 й "аддитивное или' 0= £ 2 ■ где Ql - вероятность / -го события, п - общее количество * -х независимых /=1 несовместных исходных событии если £^>1 то ()=\ /=1 Событие следствие имеет место, если происходит любое из двух исходных событий в том числе и одновременно

4 й "или с приоритетом" * «-2 * * * где аад) (, » „ л - вероятности г -го и ; -го событии, п - VI н'" г — Еб/бС^Д }=1 ^ общее количество г -х независимых исходных событий 7=; ,п Событие-следствие имеет место если происходит любое из и независимых событий, но с приоритетом слева направо

5 й "и" И @=П £?/> Где £?/ - вероятность реализации /-го события, и - общее количество 1-х 7=1 независимых исходных событии Событие-следствие имеет место если происходят все п независимые исходные события

6 е "т из п" ят1п 4-п о-а^-'п <1-а)] 1 /=1 Д 1=2 /щах 1 ^пях где вероятности г -го и ; го событий и - общее количество г -х независимых исходных событий )~1 и индекс шах относится к максимальному из возможных значений вероятностей Событие-следствие имеет место если происходят т из п независимых исходных событий

7 Й "и с приоритетом" в = 6^2 б* ад» [ьйп-^)] а- Ь -веР°ЯТН0С™ г -го и ] -го событий, « - общее количество !-х независимых исходных событий и Событие-следствие имеет место если происходят все и независимые исходные события, но с приоритетом слева направо

8 "блокировка" > Для блокирующего события условия С вероятностью £>с и инициирующего события л вероятностью 0^ Событие-следствие имеет место при реализации исходного события А и события-условия С

9 ■0 "запрет11 Вероятность исходного события А при условии С равна нулю Реализация исходного события А при условии С по тем или иным причинам исключена (вероятность А при условии С равна нулю)

При выполнении расчетов по нескольким схемам Большого Охтинского моста отработана методика синтеза схемных решений Подтверждена целесообразность корректировки гидравлической схемы моста в 2004 году, по сравнению с ранее созданной схемой в 1996 году

На рис 4 представлены результаты анализа вероятности отказа схемы 2004 года в зависимости от интенсивностей отказов гидроаппаратуры разных подсистем гидропривода Обращает на себя внимание тот факт, что если интенсивность отказов гидроаппаратуры меньше 1061/час, то безотказность системы практически не изменяется Аналогичный результат был получен и при других исследованиях То есть получено некое пороговое значение интенсивности отказов, ниже которого система является неактивной и на этих интервалах трудно найти отличия

Анализ безотказности системы (см рис 4) позволил определить наиболее влиятельные узлы и гидроаппаратуру Из подсистем общего привода наиболее активной, как и ожидалось, оказалась подсистема подклинки, затем основная гидросистема подъемных механизмов и гидросистема замков запирания В гидросистеме механизмов подклинки

наиболее влиятельными

у

' / г

* ( I

' / ! >

//

од

•Э,Ш 5

35 Й4

Янгежшногт отказов шёжатв I чзг

-Гидроьк-ег-оз

о ю

--'■Ьгистр т-гш -ФЗ.Ф?

Л- ?4

! игжш

Рис 4 Графики зависимости вероятности отказа гидросистемы разводных механизмов Большого Охтинского моста при разводке от интенсивностей отказа элементов гидросистемы подклинки

оказались патрубки

гидродвигателей и

управляющие гидрораспределители Влияние самих

гидродвигателей (гидромоторов) невелико (пятое место), так как по ним имеется

резервирование Аналогичным образом выполнены исследования по другим подсистемам Так, для гидросистемы

подъемных механизмов наиболее влиятельными получились силовые

гидроцилиндры и

магистральные трубопроводы Насосы системы из-за высокой степени резервирования не очень заметно влияют на безотказность системы

Сравнение аналогичных зависимостей по трубопроводам до и после корректировки схемы позволило оценить не только схемные решения, но и технологии изготовления Так, реализованная в 2004 году бессварная технология снизила вероятность отказа системы по этому фактору на 200%

В работе предложены проектные нормы безотказности для гидравлических подъемных механизмов мостов на основе статистики отказов системы невских мостов, структурная схема которой представлена на рис 5 Решение задачи выполнено и методом деревьев отказов, и методом структурных схем Из-за несложной схемы результаты получены одинаковые На первом этапе, когда безотказности отдельных крыльев мостов не известны, можно ограничиться упрощенными связями между ними, сделав допущение об их одинаковой безотказности Тогда имеет место следующая зависимость вероятности безотказной работы системы невских мостов

=V;{2-(2VX-V2У[2-(2KV - V2)2], где Vy ~ вероятность безотказной работы одного условного крыла

Анализ зависимости показал, что в диапазоне Vt = 0,5 1 с относительной погрешностью 2% инженерные расчеты можно выполнять по упрощенной формуле V «V5

системы г

Дв!

ЛШ!

ВО"! Ф1 Ф2

АН!

БОХ1

БОХ2

Тро

Дв2

Бир1

ЛШ

Twi

1уч2

Рис 5 Структурная схема системы разводных мостов на Волго-Балтийском водном пути через Санкт-Петербург (названия мостов даны в сокращенном виде)

Это означает, что безотказность системы невских мостов определяется в основном безотказностью пяти однокрылых мостов, расположенных последовательно на главном фарватере реки Невы Двукрылые мосты в инженерных расчетах можно не учитывать

Вероятность безотказной работы условного крыла в первом приближении определена как V. = К V,, ., где VJ - вероятность безотказной работы электросистемы, V и -

вероятность безотказной работы гидросистемы; вероятность безотказной работы

механической системы,

Нел и допустить равную вероятность безотказной работы подсистем, то V г = ijexp *■' , где Щ - «редасетатисткческа* интенсивность откяу.лр, системы мостов.

Для исключении влияния человеческого фактора необходимо ввести понижающий коэффициент А"™"' - А ■ К,и!ф, гдеК.„.,ф - безразмерный коэффициент, учитывающий снижение с рели с статист и чсскои интенсивности отказов системы в зависимости ог человеческого фактора. При авариях техногенного характера значение KWJt принимается равным 0,3.

В диапазон? вероятных значении интенсив костей отказов системы невских мостов ш = 1...3 1/,'ijf}), выполнены вычисления, позволившие определить норму по вероятности безотказной работы гидросистемы одного крыла на 270-й лень навигации {без человеческого

фактора) в интервале 0.94<Г™ <0,98

В чсчцсршн главе

'(«.иголнш имитационное моделирование режимов работы. Но методу элементно-узловых структур построена математическая модель однокрылого

разводного моста с гидравлическим подъемным Механизмом согласно схеме, представленной на рис.6. IIa основе кинематического анализа механизмов, анализа данных систем мониторинга разработана новая модель нагрузок на разводной пролет:

- "" 1? м> V

1 —1 ? ; j L / / .

Л'1 '"Ti-4J Щ

ЛI

2

M H - мод&я ст к®уравнсвылеакес1йт Ms - момент o~ сил вгтра. Д-u&MiKi or давлевкг и

траш; А/да ~ нишег от <ssn ннер-iiEK, \f- момент or временных

скл, F - ужв& ка arret e

■ ■. гкдроинликдра; 4f - угол т&жьана к^ылз: (У. - угол. от^езелятош^ гголожгкие лектрз тджесш относительно горизевп,

НА - кассскьш згрегаг, БУ - блок БОН - блек отопка* нзссся БОИ - &ICK 01СС*Ш! ГКДрОЕКЛККДрЗ, - U - гкзротггийзр

Рис, 6 Схема гидравлического привела механизмов одзо^ыгаго разводного моста

г-z-г---г г с smíf-iH

x = ^jr +с +2 г с eos{у-у/), п =---

JW V = R,n h-M% signy/-Mtl(y/)-MB(y/,t) n-Mc(\¡/\ MH(f¡/)-Kv¡ G a eos(у + уп), при TB>0°C, без дождя,

M[¡(y/) = Km G a eos(р + У11) + пвл WJlc S r0 cos(^+ ;<•„), при TB>0°C, дождь, Mn(y/) = K¿H G a eos{y/ + Yii) + WjU S r0 cos(y/+ y0), при -10o < TB < 0°C, снег,

jí+k w G

MB{¥,t)=&j±- kpn C,„, <pp„ Sp„r¡ rpn sm(V + ¥B),

V = VIÍ + Vi sin w, t + V2 sm w2 t + V3 sm w3 t, Mc(4>) = Fc{y/) Lh, Fc=Fi nPu = 0>

FC=AI+B] if/ при Fc = 0 при (f, <у/ <y2,

FC=F3 при y/2 <ц/ <i//3, Fc= 0 при у/ = у/г

где г, с, у- кинематические параметры, п- коэффициент направления ветра, J - момент инерции разводного пролета приведенный к оси поворота, S ¡¡ — площадь брутто поверхности разводного пролета, грп - расстояние, равное половине длины разводного пролета, <рв — угол восхождения ветрового потока, который учитывает отклонение угла скорости ветра от горизонтального направления, Lh - расстояние от оси разводного пролета до точки приложения усилия, Ar B¡ - коэффициенты аппроксимации, У„ - средняя скорость, V2, V, -амплитуды гармоник, wnw2,w3- частоты гармоник, М„(у/)— момент от сил неуравновешенности, - момент от сил трения, Ма(ц/)~ момент от сил ветра, h- плечо движущей силы, х - текущая длина гидроцилиндра, у - угол разводки, KVI - коэффициент превышения эксплуатационной неуравновешенности над расчетной, G- вес крыла с противовесом, а— расстояние от оси вращения до центра тяжести уравновешенного пролета, Т„ - температура воздуха, пш, - доля нормативных нагрузок, S - площадь разводного пролета, WJ¡C - нормативное давление льда и снега, г0 - расстояние приложения равнодействующей силы, у„ - угол, на котором расположен центр тяжести уравновешенного пролета, К 1р — коэффициент трения, г - радиус цапфы подшипника, рв - плотность воздуха, VB - скорость ветра, k¡m - коэффициент, учитывающий изменение динамического давления по высоте, Срп - коэффициент аэродинамической силы, <ррп -коэффициент заполнения

Уточнена модель трубопроводов л частности, разрывная функция коэффициента Дарен от числа Репнольдел аппроксимирована в виде

А =

21 Re

1 +

i—) 12.100 J

I 3500J

Рекомендовано уравнение расхода через гидрораспре делитель при Неустановившемся режиме движения жидкости с учетом третьего слагаемого —^ • О, которое учитывает

щ

быстроту изменения плошали rtpo.xодного сечения золотника

Ö -----

|8Ш1- M.Q I Р У'-1-й и

Решение модели выполнено численными методами в пакете прикладных программ Model Vision Studium (СИбГПУ).

Имитационное моделирование выполнено применительно к режимам разводки Тройского моста. Получена расчетная реализация (перепад давления на in.про цилиндрах oi времени), хорошо Совпадающая (максимальная погрешность 2,2%) с аналогичным графиком системы мониторинга (см. рис. 7), Адекватность расчетной модели достигнута перебором неточных параметров: момента инерции, модуля объемной упругости, коэффициента трения, весового дисбаланса, времени переключения насосов.

а

g -10 ■20

100 150 200 250 300 Время, с

-модель —-мониторинг

Рис. 7. Совмещенные 'жстюричент^пьные и теоретические зависимости перепада длгшенлн л гидроЦилиндрах от времегпг разводки Троицкого моста 112 сентября 2003 г.)

Детально проанализирован режим разгона пролета при разводке, который характеризуется наибольшими нагрузками Для нормативного диапазона коэффициента

динамичности 1<Кд= <1,2 получены оптимальные значения управляющих

^Рстит

параметров гидропривода г, >2 с, —<0,4, /, > 4,5 с, <20<300 л!мин, > 20 с или

во

12с <г2 <13с

Оптимальные значения конструктивных параметров гидропривода 1,1р >1( > 50 м или ¿„р ,„ < 4 м, ~< (Лг/р „< 20 мм, О,,'"« 1м, й » 1,6 м

Соответствующие расчетные зависимости представлены на рис 8 и 9, а в тексте диссертации - уравнения их аппроксимации

0 1 2 3 4 5

Время разгона до первой ступени {,, с

♦ ♦

♦ ♦ ♦ ♦

Время разгона до второй ступени £3 с

«4 ♦

Время выхода обеих ступеней t^^лtз с

200 400 600 800 1000 1200

Максимальный расход О, л/мин

♦ ♦

0,2 0 4 0 6 0 8

Отношение О,/О0

К,

♦ ♦

♦ „-^ ♦

♦ » ♦

10 15 20 25

Длительность первой ступени / 2 с

Рис 8 Расчетные зависимости коэффициента динамичности при анализе режимов управления приводом моста

1 2 3 4 5 Длина участка трубопровода от насоса до гидрораспределителя м

О 10 20 30 40 50 60 Внутренний диаметр участка трубопровода от насоса до гидрораспределителя, мм

у = -0 0003х +1,3758

Внутренний диаметр гидрораспределителя мм

К а 1 6 14 1 2 1

Длина участка трубопровода от парораспределителя до гидроцилиндра м

у = 6,6698х + 1.0804

Внутренний диаметр участка трубопровода от гидрораспределителя до гидроцилиндра мм

Кб 3,5

X

0 05 1 15

Условный диаметр поршня гидроцилиндра

Кд 3 -25 -2 -1 5 -1 •

0 12 3 4

Длина плеча от оси поворота до точки креплениягидроцилиндра м

Рис 9 Расчетные зависимости коэффициента динамичности, использованные при анализе конструкции гидропривода

Изменение ветровой нагрузки и сил трения незначительно влияют на коэффициент динамичности при разгоне Влияние ветровой нагрузки проявляется на средних и больших углах разводки

Применение алгоритма разгона по трапецеидальному закону или по закону косинуса позволяет получить нормативные значения коэффициента динамичности даже при быстрой

разводке за 135 секунд, что проиллюстрировано на рис 10 Существующий алгоритм разгона за цикл разводки 135 секунд дает =1,7, что оценивается критичным и не допустимым в эксплуатации

Рис 10 Расчетные зависимости перепада давления в гидроцилиндрах Троицкого моста при времени

цикла разводки 135 с

Адекватность расчетной модели получена при модуле объемной упругости, равном 1,0 ГПа, что соответствует значениям модуля объемной упругости жидкостно-воздушной смеси и свидетельствует о содержании в гидросистеме 10% нерастворенного воздуха Имитация режимов разводки с нулевым содержанием нерастворенного воздуха показала, что при релейном алгоритме разгона коэффициент динамичности возрастает (для времени цикла 240 секунд с 1,33 до 1,4, а для времени цикла 135 секунд с 1,7 до 1,9) Следовательно, для существующего на практике алгоритма разгона наличие воздуха является положительным моментом

В работе также представлены результаты расчетов перемещений, угловых скоростей и ускорений за весь цикл разводки моста, которые могут использоваться в дальнейших расчетах металлоконструкций разводных пролетов

Пятая глава посвящена анализу архивных данных систем мониторинга петербургских разводных мостов с целью построения организационно-технической системы «обратной связи» между этапами эксплуатации и проектирования Такой анализ был выполнен впервые, так как разводные мосты оснащены стационарными системами мониторинга лишь в 2000-2003 годы

Разработана методика и создан пакет расчетных программ по определению составляющих нагрузок на разводной пролет в функции угла разводки В основу методики положена сегментация дней эксплуатации по погодным условиям (эксплуатирующая организация получает метеосводки ежедневно) (см рис 11) и классификация мостов по румбам (см рис 12)

2003 г.

2004 г.

28%

14%

12%

0 Су*эяг Безветренная 1еплая погод а

Ш Погода со средней полож температурой, сильным порывисты« бетром

С Погодя с температурой около нуля, снег втч мокрый

О Переменная погода, средняя положит температура, скорость ветра 2-9 м/с. кратковременные дожди

Рис ! ! Сегментация погодных условий в Санкт-Петербурге та 2003 и 2004 годы

SMS3H.V

л\

/

,MUbï!W PlZUHtM)

fi

/ / / /

/ S ' -

S fÇfrttiUS

V\

y / || V\

ЗыАусне}

83/

' /

/бвНО^^ХИЦ /

Ï'44'OÎ

f

\ab

ifiVifwf

Рис. 12. Румбы neiepGypi'ijaix разводных, мостов

Момент сил неуравновешенности разводного пролета в наведенном положении определяется для дней сухой, безветренной погоды при положительной температуре воздуха:

m^jJjkа «w^

(Спиц ,, 2cos(i// ± а)

где у,..... - максимальное значение угла разводки крыла; àPp(ty), Ы'и(ц/)-- осреднснныс но

гидроцилиндрам перепады давлений; - суммарная площадь полостей гидро цилиндров.

Угол а между горизонтальной осью и оеыо, на которой расположен центр тяжести уравновешенного крыла. Определяется из условия

I a=y-!V„.

где у/!„„„ - угол равновесия крыла

Момент суммарных сил трения равен

К|'=— 7 j S£ Kw) (AP^-APAv)) dV

^mjx 0

На углах разводки, соответствующих разгону и торможению, определяются моменты сил инерции при разгоне МЦр(у/) = Mf:(y/)-при 0<у/<у/г, при торможении

ML (¥) = мп (И + Mi ~ (¥% при ц/л < у/ < ,

где М^(у/) - зависимость суммарного крутящего момента от угла положения крыла по данным системы мониторинга, у/р - угол положения крыла, при котором закончен разгон, у/г - угол положения крыла, при котором начинается торможение

Для дней повышенной влажности воздуха определяется доля момента неуравновешенности, связанная с явлением «набухания» разводного пролета,

км-

где М",{у/) - функция момента неуравновешенности разводного пролета от угла разводки в дни влажной, дождевой, безветренной погоды, М'"{у/) = - функция момента

неуравновешенности разводного пролета от угла разводки в дни сухой, теплой, безветренной погоды

Аналогично определяются составляющие нагрузки от обледенения и снега

где МЦ ((с) - функция момента неуравновешенности разводного пролета от угла разводки в

дни навигации, когда зафиксировано обледенение (температура воздуха около О°С, дождь, снег)

Для дней навигации, характеризующихся сильным ветром и, например, сухой погодой, определяется составляющая ветровой нагрузки = Mi (И - Л/;;' - м% - м>

В качестве примера на рис 13 представлена эта зависимость за 16 09 2003 года Анализ полученных экспериментальных зависимостей ветровой нагрузки и статистические данные Гидрометцентра РФ, в виде спектральных плотностей, легли в основу математической модели ветровой нагрузки

(

14 *

И; %А

1 м^

Упт I

и и

Статистическая обработка архивных данных систем мониторинга позволила также разработать методику оперативной оценки

загруженности механизмов по коэффициенту

нагружения

Рис 13 Зависимость ветровой нагрузки Мв (ц/) для режима разводки Троицкого моста за 16 09 2003 г

Ки

: А/Г

где Мг, МЕ - крутящие моменты, соответственно, при эксплуатации механизмов и по результатам расчетов на стадии проектирования механизмов

Кол-во дней навигации

«НМ =

М£(^гаах И'в Г^ООПч)

М^ ( <>'! тиш ации)

тгап)

М'н(\р=Ч'тт)

м£{Ч>=Ч>тлх №ВГ=П0Па)

На рис 14 в общем виде представлено окно расчетной программы с распределением значений максимального момента сопротивления в

сравнении со значениями расчетных нагрузок по проектным нормам и с вычисленным Ки,,

Рис 14 Общий вид зависимости крутящего момента сопротивления движению крыла для визуализации контроля нагруженности подъемных механизмов

((Р^тах \¥ВГ=5!МПа)

Исследования показали, что подъемные механизмы разводных мостов,

проектируемые по группе М7 международной классификации грузоподъемных кранов ИСО 4301/1, по своим эксплуатационным нагрузкам соответствуют группе М5 Но, несмотря на это, проектные запасы по нагрузкам (резервирование) снижены Например, по проекту 1965 года коэффициент нагружения механизмов Троицкого моста должен был бы быть К'нм =0>2б, а в 2004 году он был =0,53 В работе также представлены результаты статистической обработки данных о нагрузках мостов Литейного и Александра Невского Совмещение эксплуатационных графиков систем мониторинга (например, графиков изменения давлений в гидросистеме) с аналогичными расчетными графиками позволило провести на ряде мостов исследования Изучались негативные явления в механизмах,

существовавшие в эксплуатации многие годы, но не устранявшиеся из-за того, что не были ясны причины этих явлений, а имеющиеся средства контроля не могли их точно зафиксировать

В работе представлены результаты исследований неустойчивости процесса наводки Троицкого моста и разрыва потока («эффект защемления» объемов в гидромагистралях) в гидросистеме Большого Охтинского моста В обоих случаях по результатам исследований под руководством автора выполнены проектные и производственные работы и получен положительный результат по устранению этих негативных явлений

Существенную роль играют системы мониторинга в выборе режимов работы механизмов в период пуско-наладочных работ после ремонтов и реконструкций мостов, а также во время контроля над режимами в период технической диагностики механизмов в начале и конце навигации На примере четырех пусконаладочных работ на Троицком мосту за 2002-2006 годы выполнен сравнительный анализ расчетных оптимальных значений управляющих параметров гидропривода (см гл 4) с их экспериментальными значениями Установлено их соответствие

В шестой главе разработана и проверена методика экономического обоснования технических решений по изменению конструкций подъемных механизмов разводных мостов в системе невского фарватера Санкт-Петербурга В качестве критерия эффективности инвестиций принят показатель дисконтированного денежного потока тг,

АГ + ^С,/(1 + Я) =>пип,где К - капитальные затраты (первоначальные инвестиции), Тр -/=i

расчетный период, С, - текущие затраты t-го года расчетного периода (без включения амортизации на полное восстановление), Е - норма дисконта

По условиям реального состояния информационной и нормативной базы, в первом приближении, ежегодные текущие затраты приняты постоянными, не зависящими от года эксплуатации С, = С Они определяются как сумма годовых затрат на эксплуатацию мостов (ЭЗ) и ожидаемых потерь (ОП) С-ЭЗ + ОП Затраты на эксплуатацию мостов рассчитываются известными способами Годовые ожидаемые потери определяются в общем случае как произведение денежной оценки ожидаемого ущерба Н на среднегодовую вероятность Q{H) его возникновения ОП = Н Q(H)

Ожидаемые потери слагаются из потерь, причиняемых судоходству простоем караванов судов, утрат от повреждения судов и грузов, затрат на аварийный ремонт мостов, расходов на выполнение работ по ликвидации розлива нефтепродуктов, потерь от сбоя в работе городского транспорта, аварийных городских служб и т д

В диссертации подробно рассматриваются потери судоходства от простоя караванов судов на Неве На основе статистических данных о количестве судов разных типов в составе караванов и о размере тайм-чартерных платежей за суда разных типов и размеров рассчитан ущерб от простоя среднестатистического каравана в течение одних (первых) суток, он равен Яй(1) = 50800$ Ущерб за несколько суток определяется нелинейной зависимостью от

времени простоя Н(У) = НК( 1) У

Условная вероятность отказа системы мостов рассчитывается по методикам третьей главы Среднегодовые значения надежности системы мостов вычисляются с учетом восстанавливаемости системы Если средняя наработка системы на отказ менее продолжительности навигации (менее 270 разводок), то среднегодовые значения надежности

/

системы мостов вычисляются по формуле = | У{))ск 1Тср , где Тс/) - средняя наработка

о /

на отказ Если же расчетная средняя наработка системы на отказ больше продолжительности навигации, то учитывается факт выполнения планово-восстановительных работ в межнавигационный период и среднегодовые значения надежности системы мостов вычисляются при средней наработке на отказ, равной 270 суток - периоду навигации одного года

Был выполнен расчет экономического критерия для двух вариантов принципиальной гидравлической схемы подъемных механизмов Большого Охтинского моста, по состоянию на 1996 и 2004 год Критерий для схемы 2004 года получился меньше (лучше) на 13,7 млн руб, что подтверждает экономическую целесообразность корректировки гидросистемы, выполненной в этот период Выполнены также расчетные исследования по выбору варианта конструкции механизмов нового проектируемого моста на Малой Неве через о Серный (на резервном фарватере), сделан анализ целесообразности однокрылого и двукрылого исполнения мостов, расположенных на основном фарватере Установлено, что разница в ожидаемых потерях по системе в целом для вариантов мостов, расположенных на резервном фарватере, очень невелика и выбор варианта конструкции разводных механизмов можно выполнять по минимуму капиталовложений В то же время, однокрылые мосты основного фарватера существенно влияют на ожидаемые потери по системе в целом, экономически оправдан переход на двукрылые конструкции, особенно при учете отказов механизмов, могущих вызывать длительные (до 10 дней) простои судоходства

В расчетных исследованиях использованы близкие к реальности значения капитальных и эксплуатационных затрат

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

Главным итогом диссертационного исследования является доказанность реализуемости новой концепции безотказности гидравлических подъемных механизмов разводных мостов, которая позволяет усовершенствовать систему их проектирования и тем самым решить проблемы участившихся ремонтов в начальный период эксплуатации, кроме того, сократить время проектирования, объем и сроки доводочных испытаний, пусконаладочных работ, снизить динамическую нагруженность и сократить время циклов разводки и наводки

Доказательство выполнено путем разработки новых принципов и способов прогнозирования безотказности, имитационного моделирования, мониторинга и технико-экономического обоснования, которые систематизированы с известными принципами и способами в единую систему автоматизированного проектирования в направлении САЬ8-технологий Разработанные методики проверены на практике и внедрены в реальные процессы проектирования

В рамках новой методологии

- обобщен сорокалетний опыт проектирования и эксплуатации, установлена эволюционная последовательность создания отечественных и зарубежных разводных мостов раскрывающегося типа с гидравлическими подъемными механизмами Сведения о мостах оформлены в виде базы данных Выполнен анализ конструкций гидроприводов и кинематический анализ подъемных механизмов Уточнены и систематизированы с единых позиций основы их проектирования Выявлены тенденции развития гидравлических подъемных механизмов разводных мостов,

- выполнена систематизация основных расчетных и конструкторских алгоритмов проектирования гидроприводов на основе построения электронного документооборота конструкторской документации Обобщенная структурная схема САПР объемных гидроприводов построена с использованием стандартных пакетов прикладных программ с единым интерфейсом, в полном соответствии с требованиями ЕСКД Разработаны оригинальные программно-расчетные модули Построены библиотеки и базы данных стандартного гидрооборудования В основу систематизации заложен комплекс взаимосвязанных моделей, которыми отображается любое гидравлическое устройство -это все виды графических моделей (2В, 30), математические, технико-экономические, текстовые и другие модели В структуру САПР вошли новые расчетные алгоритмы, что определяет их гармоничную связь с существующими методами и показывает их внедрение в процесс проектирования,

- разработаны методологические подходы к нормированию безотказности подъемных

механизмов разводных мостов, адаптирован и доведен до практического применения в гидроприводах подъемных механизмов разводных мостов метод деревьев отказов и неисправностей Впервые разработаны графические (20) и математические модели безотказности типовых гидравлических устройств, блоков гидроуправления и гидравлических приводов, которые позволили получить зависимости вероятности безотказной работы сложной гидравлической системы от интенсивностей отказов гидрооборудования Благодаря этому, выполнен структурный синтез двух принципиальных схем одного объекта по критерию максимальной безотказности, а также анализ влияния на отказ всей системы поведения отдельных гидравлических устройств и технологий изготовления трубопроводов Уточнены диаграммы Парето и дерево Исикава,

- разработана, проверена и внедрена в практику проектирования система имитационного моделирования режимов работы гидравлических подъемных механизмов разводных мостов, взаимодействующих с окружающей средой Основой системы является математическая модель внешних нагрузок на разводной пролет моста, которая разработана впервые для таких объектов на основе метода элементно-узловых структур Найдены оптимальные значения управляющих и конструктивных параметров гидропривода механизмов Троицкого моста, доказана целесообразность применения пропорционального управления разгоном крыла при подъеме, проимитированы режимы, которые трудно проверить на действующем объекте,

- впервые выполнена с единых позиций обработка и анализ архива данных систем мониторинга ряда невских разводных мостов и на основе этих результатов разработаны общие подходы к созданию методологии систем диагностики подъемных механизмов невских разводных мостов с целью прогнозирования и предупреждения их отказов На основе сегментации погодных условий периода навигации мостов создана методика и комплекс вычислительных программ, позволяющие оперативно вычислять нагрузки от сил неуравновешенности, суммарных сил трения, от инерционных нагрузок, от силы ветра, от увлажнения и обледенения пролета, а также определять ряд важнейших параметров, таких как угол раскрытия, соответствующий углу равновесия пролета от сил тяжести, угол на котором расположен центр тяжести пролета, момент инерции пролета, коэффициент динамичности привода и т д ,

- разработана методика и по ней выполнены практические расчеты экономического обоснования схемотехнических и конструкторских решений, направленных на повышение безотказности гидроприводов подъемных механизмов разводных мостов В методике учитываются ожидаемые потери, связанные с отказами подъемных механизмов

Результаты работы включают теоретические положения, совокупность которых, классифицируется как решение крупной научной проблемы, имеющей важное хозяйственное значение На основе полученных результатов можно сделать следующие выводы

1 Проектирование гидравлических подъемных механизмов разводных мостов и других уникальных строительно-дорожных и подъемно-транспортных машин необходимо выполнять в соответствии с разработанной методологией

2 Автоматизация процессов проектирования гидравлических механизмов должна осуществляться по всему перечню конструкторских документов, определенному ЕСКД Для гидравлических механизмов это возможно при условии описания стандартного гидрооборудования полным комплексом графических, математических, текстовых, технико-экономических моделей Анализ показал, что только для одной марки насоса таких моделей может быть более двадцати пяти В реальных условиях современного конструкторского бюро реализовать такой принцип возможно путем использования различных пакетов прикладных программ и управляющей РОМ-системы

3 Выбор схемных решений и гидрооборудования на этапе проектирования дополнительно необходимо осуществлять по критерию максимальной безотказности Прогнозирование безотказности удобно выполнять методом деревьев отказов, для этого в работе разработаны базовые модели деревьев отказов различных устройств и правила их построения Интенсивности отказов гидравлических устройств с порядком значений менее 106 1/час не проявляются в системных отказах механизмов Расчетные исследования необходимо выполнять по фактическим данным интенсивностей отказов заводов-изготовителей гидрооборудования, сведения справочников машиностроителей требуют уточнения и корректировки Необходимо рассмотреть предложенные в работе нормы безотказности невских мостов (для гидросистем не ниже 0,94) и утвердить их на соответствующем уровне Учитывая перспективность моделирования безотказности методом деревьев отказов, целесообразно включить его в учебные программы технических вузов

4 В качестве поверочных расчетов необходимо выполнять имитационное моделирование режимов разводки и наводки моста в режиме реального времени Для этого создана адекватная одномассовая динамическая модель, учитывающая упруго-диссипативные свойства и конструкцию гидропривода, а также изменение во времени внешних нагрузок на разводной пролет неуравновешенности, трения, ветра, взаимодействия с опорными конструкциями Метод элементно-узловых структур и расчетно-программный модуль, выполненный в отечественном пакете прикладных программ, позволяет конструктору в короткие сроки этапа проектирования реализовать расчетные исследования по

оптимизации параметров гидропривода Исследования динамики разгона Троицкого моста (Санкт-Петербург) подтвердили необходимость изменения алгоритма управления, так как иначе не выполняются проектные нормы по коэффициенту динамичности

5 Для обеспечения обратной связи между этапами эксплуатации и проектирования необходимо ежегодно осуществлять обработку данных систем мониторинга мостов по разработанным методикам Это позволяет контролировать загруженность механизмов, выявлять отклонения от заданных режимов работы, а при накоплении информации обосновать проектные нормы по нагрузкам и уточнить их математические модели

6 Принимаемые на стадии проектирования технические решения по механизмам, связанные с ремонтом, реконструкцией или новым строительством моста, необходимо обосновывать экономически с учетом ожидаемых потерь из-за отказов механизмов Для петербургских мостов ожидаемые потери необходимо оценивать по всей системе Среди ущербов, в первом приближении, следует ограничиться учетом убытков от простоя каравана судов и экологических утрат На зарезервированном участке фарватера влияние ожидаемых потерь несущественно На незарезервированном участке фарватера необходимо отдавать предпочтение двукрылым конструкциям мостов

В работе сформулированы новые научные направления исследований, которые целесообразно выполнить в дальнейшем, - например, разработка алгоритмов автоматизированного конструирования, моделирование безотказности других объектов, исследование динамики движения пролетов на средних углах под воздействием ветровых нагрузок, исследование динамики движения жидкости в гладких трубопроводах и т д Основные научные результаты диссертации опубликованы в следующих работах

В монографии

1 Ащеулов А В , Белов А А , Ванинов В И Гидравлические приводы разводных мостов раскрывающегося типа Состояние вопроса, основы расчета и конструирования / Под общ ред канд техн наук А В Ащеулова СПб Изд-во СПбГПУ, 2004 - 144 с

В журналах, рекомендованных ВАК РФ до 2007 г..

2 Ащеулов А В , Белов А А , Кузьмичев В А Анализ кинематических схем разводных раскрывающихся мостов // Известия ТулГУ Сер Подъемно-транспортные машины и оборудование - Тула, 2003 - С 45-49

3 Ащеулов А В , Петров Ю А , Кузьмичев В А Гидрокинематический анализ разводных раскрывающихся мостов с коромысловым приводом // Известия ТулГУ Сер Подъемно-транспортные машины и оборудование - Тула, 2003 - С 50-55

4 Ащеулов А В Оценка нагруженности гидропривода подъемных механизмов разводного Троицкого моста в Санкт-Петербурге // Известия ТулГУ Сер Подъемно-транспортные

машины и оборудование Вып 6 - Тула, 2005-С 116-122

5 Ащеулов А В Разгон крыла разводного моста при подъеме // Научно-технические ведомости СПбГТУ - СПб, 2006 - №3 - С 39^14

6 Ащеулов А В, Стефанишин Д В Оценка функциональной надежности объемных гидроприводов механизмов подъемных сооружений методом деревьев отказов // Известия ТулГУ Сер Подъемно-транспортные машины и оборудование Вып 7 - Тула Изд-во ТулГУ, 2006 - С 275-281

В журналах, рекомендованных ВАК Украины

7 Ащеулов А В Разработка концепции проектирования гидропривода раскрывающихся разводных мостов // Промислова пдравлша 1 пневматика Всеукрашський науково-техшчний журнал - Вшниця, 2004 - №1 (3) - С 7-9

8 Ащеулов А В, Андриенко П А, Терешин В А Динамическая характеристика однокрылого разводного моста // Промислова пдравлша I пневматика Всеукрашський науково-техшчний журнал - Вшниця, 2006 - №1(11) - С 69-71

В других изданиях:

9 Ащеулов А В Аналитическая подсистема мониторинга разводных мостов раскрывающегося типа // Интерстроймех - 2005 Материалы международной научно-технической конференции 17-20 мая 2005 г, Ч 1 - Тюмень ТУНГ, 2005 - С 297-300

10 Ащеулов А В Логистическая модель наукоемкого производства новых машин и механизмов в условиях вузов // Технологические и транспортные системы Логистика Труды СПбГПУ №494 - СПб Изд-во Политехи ун-та, 2005 - С 83-87

11 Ащеулов ABO расчете рисков, связанных с отказом механизмов разводных мостов Санкт-Петербурга // Экономика, экология и общество России в XXI столетии Труды 5-й Междунар науч -прак конф 15-17 апреля 2003 г, Т2 - СПб СПбГПУ, 2003-С 193-195

12 Ащеулов А В Практические возможности динамической подсистемы системы мониторинга гидропривода подъемных механизмов санкт-петербургских мостов // Интерстроймех-2006 Сборник материалов Международной научно-технической конференции 19-22 сентября 2006 года - М МГСУ, 2006 - С 108-111

13 Ащеулов А В Проблемы создания и эксплуатации гидрофицированных машин городского хозяйства Санкт-Петербурга и предложения по их решению // Приводы-96 Материалы международной выставки - СПб Рестэк, 1996 - С 31-32

14 Ащеулов А В Простые для ТММ механизмы с внутренними входами оказываются сложными при проектировании // Теория механизмов и машин 2003 г - № 2 - С 76-78

15 Ащеулов А В , Андриенко П А , Терешин В А Исследование упруго-диссипативных

свойств жидкости И Современные проблемы проектирования и эксплуатации транспортных и технологических систем Труды Международной научно-технической конференции - СПб СПбГПУ, 2006 - С 9-12

16 Ащеулов А В , Андриенко П А , Терешин BAO выполнении практических расчетов по динамике объемных гидроприводов машин и механизмов // Гидравлические машины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика Труды III Международной научно-технической конференции 7-9 июня 2005 года - СПб СПбГПУ, 2005 - С 209-211

17 Ащеулов А В , Андриенко П А , Терешин BAO корректности уравнений гидравлики в приводах тяжелых машин // ХХХШ Неделя науки СПбГПУ Материалы Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов 29 ноября -4 декабря 2004 года, часть III ММФ и ФТИМ - СПб Изд-во СПбГПУ, 2005 - С 121-122

18 Ащеулов А В , Ащеулова И А 30-модель большой сложной системы // Экономические реформы в России Труды V Международной научно-практической конференции 2223 июня 2006 года Часть 3 - СПб Изд-во Политехи ун-та, 2006-С 135-140

19 Ащеулов А В , Белов А А Интеграция науки, образования и производства в области механизмов разводных мостов // II Санкт-Петербургский международный форум «Мир мостов» 12-13 октября 2005 г Тезисы докладов - СПб ВО «Рестэк», 2005 - С 27-28

20 Ащеулов А В, Белов А А Физические основы построения динамической модели объемного гидропривода подъемных механизмов разводных мостов раскрывающегося типа // Современные проблемы проектирования и эксплуатации транспортных и технологических систем Труды международной научно-технической конференции -СПб СПбГПУ, 2006 - С 12-18

21 Ащеулов А В , Белов А А , Ванинов В И Система мониторинга гидропривода разводных механизмов санкт-петербургских мостов // Интерстроймех - 2001 международная научно-техническая конференция - СПб СПбГТУ, 2001 - С 364-365

22 Ащеулов А В , Белов А А , Кузьмичев В А Анализ конструкций разводных мостов // Проблемы транспортных и технологических комплексов Материалы Международной научно-технической конференции -Н Новгород НГТУ, 2002-С 105-108

23 Ащеулов А В, Белов А А, Петров Ю А Мониторинг раскрывающихся систем разводных мостов С -Петербурга // Интерстроймех-2003 Материалы Международной научно-технической конференции - Волгоград-Волжский ВолгГАСА, 2003 -С 175-177

24 Ащеулов А В , Белов А А, Терешин BAO кинематике разводных мостов // Проблемы транспортных и технологических комплексов Материалы Международной научно-технической конференции -Н Новгород НГТУ, 2002-С 109-114

25 Ащеулов А В , Ветрова М С Анализ сроков проектирования и внедрения в производство транспортно-технологических систем // XXXIV Неделя науки СПбГПУ Материалы Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов 28 ноября - 3 декабря 2005 года, часть III ММФ - СПб СПбГПУ, 2006 - С 91-93

26 Ащеулов А В , Гриф Г В Моделирование рабочих процессов в гидроприводе СДМ // Актуальные проблемы механизации дорожного строительства материалы Республиканской научно-технической конференции - СПб СПбГТУ, 1992 - С 27-28

27 Ащеулов А В , Иванищев Д А Анализ интенсивностей отказов гидрооборудования // XXXIII Неделя науки СПбГПУ Материалы Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов 29 ноября - 4 декабря 2004 года, часть III ММФ и ФТИМ - СПб Изд-во Политехи ун-та, 2005 - С 75-76

28 Ащеулов А В , Лейбович Е В , Мамыкин И В Автоматизированная система контроля за разводкой санкт-петербургских мостов // Интерстроймех- 2001 Материалы Международной научно-технической конференции - СПб СПбГТУ, 2001 - С 366-367

29 Ащеулов А В , Малышев А И Анализ возможностей программного обеспечения по выпуску конструкторской документации при проектировании гидроприводов ПТСМ // Интерстроймех-2004 Материалы Международной научно-технической конференции 1417 сентября 2004 г - Воронеж ВГАСУ, 2004 - С 78-80

30 Ащеулов А В , Малышев А И Визуальная форма представления результатов блока системного проектирования в гидроприводе // Компьютерное моделирование-2003 Материалы научно-технической конференции - СПб, СПбГПУ, 2003 - С 256-258

31 Ащеулов AB, Малышев А И Виртуальный лабораторный практикум по учебному курсу «Гидравлика и гидропневмопривод» для технических вузов // Совершенствование учебного процесса механико-машиностроительного факультета Сборник тезисов докладов научно-методической конференции, выпуск 16 - СПб Изд-во Политехи ун-та, 2005-С 11-18

32 Ащеулов А В , Малышев А И Методика расчета нагрузок на разводной пролет моста раскрывающегося типа // Технологические и транспортные системы Логистика Труды СПбГПУ №494 - СПб Изд-во Политехи ун-та, 2005 - С 70-76

33 Ащеулов А В , Малышев А И Особенности этапа системного автоматизированного проектирования разводных раскрывающихся мостов // Интерстроймех-2003 Материалы Международной научно-технической конференции - Волгоград-Волжский ВолгГАСА, 2003,-С 173-175

34 Ащеулов А В , Малышев А И Система автоматизированного проектирования разводных раскрывающихся мостов // Современное состояние и перспективы развития

гидромашиностроения в XXI веке Труды Международной научно-технической конференции - СПб СПбГПУ, 2003 - С 276-278

35 Ащеулов А В, Малышев А И Учебное компьютерное проектирование объемного гидропривода механизма определенного типа // Гидравлические машины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика Труды III Международной научно-технической конференции 7-9 июня 2005 года - СПб Изд-во Политехи ун-та, 2005 - С 221-222

36 Ащеулов А В , Малышев А И , Тархов А И Новые возможности учебного процесса по курсу «Гидравлика и гидропневмопривод» при использовании 3 D-моделирования // Современные проблемы проектирования и эксплуатации транспортных и технологических систем Труды Международной научно-технической конференции -СПб СПбГПУ, 2006 - С 19-26

37 Ащеулов А В , Мамыкин И В , Терешин В А Оперативное вычисление основных нагрузок разводного моста по данным систем мониторинга их гидравлических приводов // Интерстроймех-2004 Материалы международной научно-технической конференции 14-17 сентября 2004 г - Воронеж ВГАСУ, 2004 - С 75-77

38 Ащеулов А В , Скубак Е А Анализ проектных и эксплуатационных режимов работы разводных механизмов Троицкого моста // XXXIV Неделя науки СПбГПУ Материалы Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов 28 ноября - 3 декабря 2005 года, часть III ММФ и ФТИМ - СПб Изд-во Политехи ун-та, 2006-С 88-90

39 Ащеулов А В, Соколов В П, Мамыкин ИВ О деятельности Северо-Западного отделения АСПГП и его исполнительном органе - научно-техническом предприятии «Гидропривод» // Техшка в сшьськогосподарському виробництв!, галузеве машинобудувания, автоматизацш Збфник наукових праць- Украшя, Юровоград Держав техн1ч унтере , 2001 - С 43-45

40 Ащеулов А В, Файнзильбер Е М Динамическая модель раскрывающегося моста с неподвижной осью вращения // Проблемы эксплуатации транспортных систем в суровых условиях Материалы Международной научно-практической конференции 22-23 ноября 2001 г 4 2-Тюмень ТюмГНГУ, 2002 - С 23-31

41 Ащеулов А В , Харитонов Н А , Рыбаков В Н О продлении срока службы объемных гидромашин // Современное состояние и перспективы развития гидромашиностроения в XXI веке Труды Международной научно-технической конференции - СПб СПбГПУ, 2003-С 278-281

42 Ащеулов А В , Харламова Е Е , Маслов В И Проблемы качества при создании новых машин // XXXIV Неделя науки СПбГПУ Материалы Всероссийской межвузовской

научно-технической конференции студентов и аспирантов 28 ноября - 3 декабря 2005 года, часть III ММФ и ФТИМ - СПб Изд-во Политехи ун-та, 2006 - С 125-126

43 Ащеулов А В , Харламова Е Е , Седлер М И Оценка рыночных перспектив организации производства гидравлических насосных станций // XXXIII Неделя науки СПбГПУ Материалы Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов 29 ноября - 4 декабря 2004 года, часть III ММФ и ФТИМ - СПб Изд-во Политехи ун-та, 2005 - С 138-139

44 Ащеулов А В, Шеншов В С Производство надежных гидрофицированных машин // Современное машиностроение - СПб, 2006 - № 1 (3) - С 16-19

45 Ащеулов А В Галустьян Ю С , Гриф Г В и др Гидропривод возвратно-поступательного движения Методические указания - СПб СПбГТУ, 1994-44 с

46 Комплекс компьютерных программ виртуального лабораторного практикума по учебному курсу «Гидравлика и гидропневмопривод» для технических вузов» научно-технический отчет о НИОКР в 5 кн / ООО «НТП Гидропривод», рук Ащеулов А В , исполн Малышев А И и др - СПб, 2005 - Проект №2115р/4186 (Информационная карта №01200409238)

47 Корелин В Ф , Ащеулов А В , Гриф Г В Использование спектрально-корреляционного анализа при оценке нагруженное™ приводов землеройных машин // Оптимизация параметров строительных и дорожных машин Межвузовский сборник научных трудов --Ярославль ЯПИ, 1992-С 20-23

48 Линьяо У , Ащеулов А В , Терешин В А Оптимальное управление разводкой Троицкого моста в Санкт-Петербурге // XXXI Неделя науки СПбГПУ Ч III Материалы межвузовской научной конференции - СПб Изд-во СПбГПУ, 2003 - С 106-108

49 Тархов А И, Ащеулов А В , Солодков Д А Комплекс учебного оборудования для моделирования процессов силового гидропривода // Инновационные проекты высшей школы материалы научно-технической конференции - СПб СПбГТУ, 1995 - С 16

50 Шмелев К В, Ащеулов А В Конструктивная эволюция разводных мостов // XXXI Неделя науки СПбГПУ Ч III Материалы межвузовской научной конференции - СПб Изд-во СПбГПУ, 2003 - С 73-74

51 Шмелев КВ, Ащеулов AB, Терешин В А Кинематические особенности гидравлических разводных мостов в Санкт-Петербурге // XXXI Неделя науки СПбГПУ Ч III Материалы межвузовской научной конференции - СПб СПбГПУ, 2003 - С 76-78

Патенты

52 Пат 2261312 Российская Федерация, МПК7 Е 04 Н 3/26, В 60 К 17/10, F 16 Н 7/08 Привод вращения сценической поворотной площадки / А В Ащеулов, Н А Харитонов, Д А Солодков, В С Шеншов, И В Суворов, С В Грачев, патентообладатель ООО «НТП Гидропривод», Государственный Академический Мариинский театр - №2003126967/11, заявл 03 09 2003, опубл 27 09 2005, Бюл №27

53 Пат 51006 Российская Федерация, МПК B66F 3/22 (2006 01) Подъемник/ А В Ащеулов, Н А Харитонов, Д А Солодков, В С Шеншов, Д Е Бортяков, патентообладатель ООО «НТП Гидропривод»- №2005117559/22, заявл 07 06 2005, опубл 27 01 2006, Бюл №03

54 Заявка №2006136819/22 Российская Федерация Установка для заправки гидросистем рабочей жидкостью / AB Ащеулов, А И Малышев, Д А Федоров, О Н Шалаева, ВС Шеншов, патентообладатель ООО «НТП Гидропривод»- №2006136819/22, заявл 17 10 2006, решение о выдаче патента

Лицензия ЛР №020593 от 07 08 97

Подписано в печать 27 07 2007 Формат 60x84/16 Печать цифровая Уел печ л 2,0 Тираж 100 Заказ 1804Ь

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в Цифровом типографском центре Издательства Политехнического университета 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул , 29 Тел 550-40-14 Тел/факс 297-57-76

Введение.

1. Гидравлические приводы подъемных механизмов разводных мостов раскрывающегося типа и существующие методы их проектирования.

1.1. Общая тенденция строительства мостов раскрывающегося типа.

1.2. Особенности конструкций гидравлических приводов.

1.2.1. С анкт-Петербургские мосты.

1.2.2. Зарубежные мосты.

1.3. Основы проектирования объемных гидроприводов.

1.3.1. Нормативные технические требования.

1.3.2. Нагрузки на разводной пролет при разводке и наводке моста.

1.3.3. Анализ кинематических схем гидроприводных механизмов.

1.3.4. Методика инженерного расчета гидравлических приводов.

1.4. Проблемы эксплуатации и проектирования, определяющие цели и задачи исследования.

1.5. Основная концепция и пути совершенствования методов проектирования объекта исследования.

2. Систематизация расчетных (CAE) и конструкторских (СAD) алгоритмов автоматизированного проектирования гидравлических подъемных механизмов разводных мостов.

2.1. Основы построения электронного документооборота конструкторской документации гидроприводов, и общие требования для разработки САПР.

2.2. Анализ промышленных CAD/CAE-систем.

2.3. Алгоритм организационного и технического оснащения конструкторского бюро при внедрении CAD/CAE-систем.

2.4. Функциональная схема САПР.

2.5. Алгоритм программного модуля электронного приложения технического задания.

2.6. Выводы по 2 главе.

3. Прогнозирование на стадии проектирования безотказности гидравлических подъемных механизмов разводных мостов методом деревьев отказов.

3.1. Обоснование метода расчета безотказности.

3.2. Адаптация метода деревьев отказов к расчету безотказности гидроприводов по принципиальным гидравлическим схемам.

3.2.1. «Корень» дерева отказов.

3.2.2. Разбиение сложной системы на отдельные подсистемы.

3.2.3. Параллельное соединение двух фильтров.

3.2.4. Моделирование гидравлических блоков.

3.2.5. Деревья отказов отдельных гидравлических устройств и учет в них особых событий.

3.2.6. Уточнение диаграмм Парето распределения отказов в гидроприводах и схемы Исикава отказов гидравлического оборудования

3.3. Математическое моделирование безотказности сложных гидравлических систем методам деревьев отказов.

3.3.1. Метод иерархически направленного перебора как основа построения деревьев отказов сложных гидравлических систем.

3.3.2. Методы формальной логики как основа для формализации деревьев отказов сложных гидравлических систем.

3.3.3. Обоснование правомочности использования неформальных логических операторов при моделировании деревьев отказов сложных гидравлических систем.

3.3.4. Математическая модель безотказности блока двух параллельных фильтров.

3.4. Анализ интенсивностей отказов гидравлического оборудования.

3.5. Синтез гидравлических схем по критерию безотказности.

3.6. Анализ гидравлических схем на безотказность.

3.7. Нормирование безотказности гидросистемы разводного моста на основе анализа безотказности системы разводных мостов речной транспортной магистрали.

3.8. Выводы по 3 главе.

4. Имитационное моделирование режимов работы.

4.1. Физические основы динамических процессов объекта исследования

4.2. Построение общей структурной схемы и математической модели объекта исследования.

4.3. Численные решения математической модели, исследование отдельных ее частей и достижение адекватности с экспериментом.

4.4. Имитационное моделирование режима разводки Троицкого моста.

4.4.1. Исследование и оптимизация управляющих параметров привода при разгоне крыла.

4.4.2. Динамическое конструирование гидропривода или исследование и оптимизация конструктивных параметров.

4.4.3. Исследование влияния нагрузочных параметров на динамику процессов разгона крыла.

4.4.4. Оптимизация алгоритма управления режима разгона крыла.

4.4.5. Расчет и анализ кинематических параметров привода.

4.4.6. Содержание нерастворенного воздуха в гидросистеме и имитация его отсутствия.

4.5. Выводы по 4 главе.

5. Мониторинг объекта исследования как система обратной связи этапа эксплуатации и этапа проектирования.

5.1. Сегментация периода годовой навигации по метеоусловиям эксплуатации.

5.2. Контроль нагруженности подъемных механизмов.

5.3. Методика вычисления составляющих нагрузки на разводной пролет по экспериментальным данным.

5.4. Выявление потери устойчивости гидропривода при наводке Троицкого моста, поиск причин возникновения и принятие проектных решений по ее устранению.

5.5. Подтверждение данными мониторинга «эффекта защемления» механизмов Большого Охтинского моста и принятие новых проектных решений по его устранению.

5.6. Результаты пусконаладочных работ по гидроприводу подъемных механизмов Троицкого моста.

5.7. Выводы по 5 главе.

6. Экономическое обоснование технических решений, влияющих на безотказность разводных мостов.

6.1. Общие положения.

6.2. Учет ожидаемых потерь при отказах гидравлических механизмов в методике экономического обоснования технических решений.

6.3. Исследование ущербов при отказе механизмов разводного моста

6.4. Экономическое обоснование затрат на корректировку гидравлической схемы подъемных механизмов Большого Охтинского моста в 2004 году.

6.5. Экономическое обоснование выбора варианта конструкции разводного пролета для проектируемого моста на Малой Неве через о. Серный.

6.6. Выбор исполнения Троицкого моста с учетом возможности редких аварий с восстановительным ремонтом большой продолжительности

6.7. Выводы по 6 главе.

Подъемные механизмы разводных мостов согласно руководству по проектированию [189] относятся к категории механизмов грузоподъемных машин. При проектировании разводных мостов, их механизмам уделяется недостаточное внимание, так как мост рассматривается в первую очередь как транспортное сооружение. Последние системные и методологические работы в данном направлении датируются 1966 годом (КрыжановскийВ.И. [137]) и 1950 годом (Евграфов Г.К. [108]).

За сорок лет в разных странах построено и реконструировано большое количество разводных мостов, только в Санкт-Петербурге выполнено двенадцать крупных проектов. Подъемные механизмы современных разводных мостов, начиная с моста Александра Невского г. Санкт-Петербург (1965 г.) выполняются на основе объемных гидравлических приводов возвратно-поступательного движения. Основы проектирования, заложенные инженерами и учеными в начале второй половины двадцатого столетия, устарели и нуждаются в корректировке и совершенствовании. Доказательством этого являются участившиеся внеплановые ремонты относительно новых разводных мостов, длительные сроки сдачи новых объектов в эксплуатацию. В период доводки и на начальной стадии эксплуатации разводных мостов дорабатываются схемные решения приводов механизмов, что свидетельствует об ошибках, допущенных на этапе проектирования.

Разработке новой методологии проектирования подъемных механизмов разводных мостов способствует развитие теорий надежности, динамики машин, автоматического управления, а также появление на рынке новых технологий проектирования, новых материалов и технологий изготовления гидрооборудования, доступность использования лучшей импортной продукции. В условиях рыночной экономики повысились требования к срокам выполнения проектных и производственных работ, к эффективности инвестиций. 7

Требовалось обобщить и систематизировать накопленный за последние годы опыт проектирования и эксплуатации узлов важных дорогостоящих объектов. Исследования выполнялись по санкт-петербургским разводным мостам. По судоходной реке Неве через г. Санкт-Петербург проходит федеральная транспортная речная магистраль - «Волго-Балтийский водный путь им. В.И. Ленина», по которому ежегодно в период навигации курсирует 7000 грузовых судов, которые перевозят 9-11 млн. тонн грузов. В 2005 году грузооборот речного транспорта оценивался в 10-15 млрд. рублей, что составляет 10. 15% всего грузооборота санкт-петербургского порта. Правительством Санкт-Петербурга принято постановление №410 от 18.04.2006, которым утверждена «Концепция развития и приведения в нормативное состояние дорожных сооружений Санкт-Петербурга до 2015 года». С развитием портовой инфраструктуры г. Санкт-Петербурга роль и значение разводных мостов на р. Неве будет повышаться в направлении обеспечения их надежности и эффективной работы.

Выполнению настоящей научной работы в значительной степени способствовало личное участие автора в реконструкциях мостов Большого Охтинского (1994-1996 гг.), Александра Невского (2000-2001 гг.), Троицкого (2001-2003 гг.). Это позволило выполнить системный анализ причинно-следственных связей этапов создания уникальных сооружений и найти основные решения проблем, которые проявляются на этапе эксплуатации.

В основе новой методологии лежит системный метод познания, включающий структурный синтез схемных решений гидравлических подъемных механизмов по их безотказности и параметрический синтез выбранного схемного решения по минимальным динамическим нагрузкам основного режима работы методами имитационного моделирования. При прогнозировании безотказности предлагается новая идеология построения функции вероятности безотказной работы от времени основных этапов жизненного цикла машины. При расчете вероятности безотказной работы на этапе эксплуатации применяется метод деревьев отказов и неисправностей, 8 который в настоящее время внедряется в машиностроении и уже используется в атомной промышленности, в гидротехническом строительстве и т.д. Исследования в этом вопросе основываются на работах Болотина В.В., Ивашинцова Д.А., Стефанишина Д.В. и других авторов. Выполненные исследования развивают методы оценки функциональной надежности гидроприводов, сформулированные Прокофьевым В.Н. и разработанные для авиационных систем Баштой Т.М., а для гидроприводов строительно-дорожных машин Сырициным Т.А.

Имитационное моделирование основывается на численном решении математических динамических моделей, построенных методом элементно-узловых структур, который был разработан в начале девяностых годов прошлого столетия во ВНИИстройдормаш учеными Гайцгори М.М. и Беренгардом Ю Г. и получил свою известность в работах Малиновского Е.Ю., Кузина Э.Н. В работе использованы математические модели основных элементов гидропривода из работ Гамынина Н.С., Попова Д.Н., ТарховаА.И., Коробочкина Б.JI. и других ученых. Одна из основных частей имитационного моделирования включает в себя принципы динамического конструирования, сформулированные в работах Нагорного B.C., КазмиренкоВ.Ф. Имитационное моделирование в теории динамики машин является именно тем этапом, который должен использоваться при проектировании изделий. В диссертационной работе эта реализация выполнена в качестве поверочных расчетов механизмов.

Особенностью разработанной методологии является то, что предлагаемые новые модели безотказности и математические модели гидравлических подъемных механизмов систематизированы в новой системе автоматизированного проектирования основанной на стандартных пакетах прикладных программ СAD/CAE/PDM/ERP/SCM/CRM-систем. Это позволило внедрить научные разработки и реализовать их в готовых изделиях и образцах гидравлических подъемных механизмов разводных мостов и других машин. В этом направлении использованы методологические принципы построения 9

САПР, изложенные в трудах Ермакова С.А., СироткинаЯ.А., НоренковаИ.П., Кудрявцева Е.М. и других ученых. Систематизация расчетных и конструкторских алгоритмов выполнена в соответствии с новыми российскими стандартами в области автоматизированного проектирования и реализована в пакетах прикладных программ 20 и ЗБ-моделирования.

Исследования выполнялись с использованием экспериментальных записей процессов систем мониторинга установленных в механизмах невских разводных мостов, предоставленных эксплуатирующей организацией СПб ГУП «Мостотрест». Разработаны конкретные методики определения реальных нагрузок на разводные пролеты мостов, показаны на конкретных примерах способы выявления недостатков в режимах работы механизмов и методы их устранения. Использование данных систем мониторинга действующих объектов на этапе проектирования является необходимым условием обеспечения высоких показателей качества уникальных машин.

Кроме технических критериев синтеза проектных решений новая методология включает в себя оценку экономической эффективности вариантов гидравлических подъемных механизмов разводных мостов, построенную на анализе системы невских мостов по судоходному фарватеру р. Невы. В соответствии с действующими методическими рекомендациями Минэкономики разработана и апробирована новая методика расчета экономической эффективности с учетом ожидаемых потерь от простоя судов из-за отказов подъемных механизмов разводных мостов.

Совокупность использованных теорий, их методов, принципов и способов формирует единую методологию, которая развивает и поднимает на новую ступень развития теорию проектирования гидравлических подъемных механизмов, примененную к разводным мостам. Результаты выполненной работы могут найти применение при проектировании гидравлических механизмов других ответственных подъемно-транспортных и строительно-дорожных машин.

10

Работа выполнена на кафедре «Транспортные и технологические машины» механико-машиностроительного факультета СПбГПУ в сотрудничестве с ООО «Научно-техническое предприятие Гидропривод», СПб ГУЛ «Мостотрест», ЗАО «Институт Стройпроект».

Цель работы. Разработка принципов и способов проектирования гидравлических подъемных механизмов разводных мостов с высокими показателями безотказности, позволяющих сократить объем и сроки доводочных операций, пусконаладочных работ, минимизировать отказы в эксплуатации (особенно в начальный период) и повысить экономическую эффективность инвестиций.

Указанная цель определила следующие основные задачи исследования:

1. Обобщить сорокалетний опыт создания и эксплуатации, провести анализ и выявить тенденции развития гидравлических подъемных механизмов отечественных и зарубежных разводных мостов раскрывающегося типа.

2. Систематизировать основные расчетные и конструкторские алгоритмы проектирования для реального перехода к системному автоматизированному проектированию в рамках CALS-технологии действующего предприятия.

3. Разработать методологические подходы к нормированию безотказности подъемных механизмов разводных мостов, адаптировать и довести до практического использования современный метод расчета безотказности гидроприводов исследуемых объектов.

4. Разработать, проверить и внедрить в практику проектирования систему имитационного моделирования процессов движения и режимов работы гидравлических механизмов разводных мостов раскрывающегося типа в реальном времени, взаимодействующих с окружающей средой.

5. Провести обработку и анализ архива данных системы мониторинга одного из разводных мостов и на основе этих результатов разработать общие подходы к созданию методологии систем диагностики невских разводных мостов с целью прогнозирования и предупреждения их отказов.

11

6. Разработать методику и выполнить по ней практические расчеты экономического обоснования схемно-технических и конструкторских решений, направленных на повышение безотказности гидроприводов подъемных механизмов разводных мостов.

На защиту выносятся следующие результаты исследований, полученные лично автором и обладающие научной новизной:

1. тенденции развития современных конструкций гидравлических подъемных механизмов разводных мостов раскрывающегося типа, которые позволили установить несовершенство существующей системы проектирования, и как следствие, разработать новую концепцию и методологию проектирования механизмов с высокими показателями безотказности;

2. комплекс моделей (текстовых, графических, математических и др.) гидравлических устройств, позволивший систематизировать электронный документооборот конструкторской документации, расчетные и конструкторские алгоритмы, построить САПР объемных гидроприводов;

3. новые модели деревьев отказов гидравлических устройств и узлов, зависимости вероятности безотказной работы сложных гидравлических приводов подъемных механизмов от интенсивностей отказов гидрооборудования, которые позволили выполнить структурный синтез схемных решений, выбрать гидрооборудование и технологии изготовления трубопроводов по критерию максимальной безотказности;

4. математическая модель, адекватно описывающая динамику движения разводного моста при разводке, позволившая выполнить имитационное моделирование режимов работы механизмов. Это позволило оптимизировать управляющие и конструктивные параметры привода, алгоритмы управления разгоном крыла по критерию нормативных значений коэффициента динамичности и выявить положительное влияние нерастворенного воздуха в гидросистеме на динамику разгона при существующем релейном алгоритме управления;

12

5. экспериментальные зависимости составляющих внешних нагрузок в функции угла разводки моста, что позволило определить загруженность механизмов, выявить и устранить ряд негативных явлений в работе подъемных механизмов мостов, например таких, как неустойчивость процесса наводки и разрыв потока;

6. зависимость вероятности безотказной работы системы невских мостов от вероятности безотказной работы условного крыла моста и зависимость ущербов от времени простоя судов из-за отказов системы мостов. Методика экономического обоснования технических решений по конструкциям подъемных механизмов с учетом ожидаемых потерь (рисков). Результаты исследования критерия дисконтированного денежного потока при ремонте, реконструкции, новом строительстве подъемных механизмов.

Практическая ценность работы. Внедрение результатов исследований:

- снижает стоимость и сроки создания гидравлических подъемных механизмов;

- обеспечивает высокую безотказность гидравлических подъемных механизмов;

- позволяет проектным организациям разрабатывать обоснования инвестиций, проекты и рабочую документацию на качественно новом уровне, в стандарте трехмерного проектирования, с использованием динамического моделирования и оперативных данных систем мониторинга;

- дает возможность эксплуатирующей организации выполнять обработку архивных данных систем мониторинга с целью определения и сравнения расчетных и эксплуатационных нагрузок на разводные пролеты мостов и при необходимости пересматривать проектные нормы;

- помогает надзорным организациям создавать новые нормативные документы и правила расчетов и конструирования гидравлических подъемных механизмов разводных мостов;

- позволяет собственнику моста провести страхование на случай повреждения механизмов.

13

Реализация работы:

Все вновь разработанные методы, компьютерные программы, методики и алгоритмы внедрены в практику проектирования и производства гидравлических приводов ООО «Научно-техническое предприятие Гидропривод» г. Санкт-Петербург.

Под руководством автора выполнены следующие проекты в Санкт-Петербурге:

- реконструкция гидравлических подъемных механизмов моста А. Невского в

2000-2001 гг.;

- реконструкция гидравлических подъемных механизмов Троицкого моста в

2001-2002 гг.;

- модернизация гидравлических подъемных механизмов и механизмов подклинки Большого Охтинского моста в 2003-2006 гг.;

- ремонт гидравлических подъемных механизмов Володарского моста в 20042005 гг.;

- аванпроект реконструкции разводных механизмов моста Лейтенанта Шмидта в 2004 г.;

- обоснование инвестиций по новому разводному мосту через остров Серный в 2004 г.;

- рабочий проект подъемного берегового моста в порту Усть-Луга в 2005 г.;

- аванпроект реконструкции малых разводных мостов на реке Средней Невке в 2006 г.

В приложении к диссертации имеются соответствующие акты внедрения.

Основные научные результаты работы используются в учебном курсе «Гидравлика и гидропневмопривод» механико-машиностроительного факультета СПбГПУ и курсах повышения квалификации механиков СПб ГУП «Мостотрест». По тематике диссертации под руководством автора защищено 2 магистерских диссертации и 9 дипломных проектов.

Достоверность научных положений, рекомендаций и выводов базируется на результатах выполненных исследований, которые внедрены в практику

14 проектирования и реализованы в конструкциях действующих объектов. Задачи исследования формулировались и результаты расчетов сравнивались с данными систем мониторинга действующих объектов. Значения вероятностей безотказной работы гидравлических механизмов разводных мостов соответствуют среднестатистическим данным по отказам системы невских разводных мостов. В экономических расчетах использованы статистические данные о прохождении судов из официальных источников ГБУ «Волго-Балт». Научные положения базируются на апробированных на практике теориях надежности, динамики машин, автоматического управления, экономики. Расчеты проводились в лицензионных пакетах прикладных программ Model Vision Studium, Statistica, MS Excel, Mathcad. 2D и ЗО-проектирование выполнялось в пакетах Компас, Autocad, SolidWorks, ProEngineer.

Апробация работы.

Основные положения диссертации были доложены, обсуждены и одобрены на научно-технических конференциях, в том числе и международных: «Интерстроймех-2001» (г. Санкт-Петербург); «Современные гидроприводы в российской промышленности» (г. Санкт-Петербург, 2002 г.); «Современное состояние и перспективы развития гидромашиностроения в XXI веке» (г. Санкт-Петербург, 2003 г.); интернет-конференция on-line «Эффективность строительных и промышленных процессов» (СПбГПУ, г. Санкт-Петербург, и Политехнический институт, г. Ченстохов, Польша, 2003 г.); «Промышленная гидравлика и пневматика» (г. Киев, Украина, 2004 г.); «XIII Неделя науки СПбГПУ» (г. Санкт-Петербург, 2004 г.); «Совершенствование учебного процесса механико-машиностроительного факультета СПбГПУ» (г. Санкт-Петербург, 2005 г.); «Разводные мосты Санкт-Петербурга» (СПбГПУ, г. Санкт-Петербург, 2005 г.); «Гидравлические машины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика» (г. Санкт-Петербург, 2005 г.); II Санкт-Петербургский международный форум «Мир мостов» (2005 г.); «Инновационная система Санкт-Петербурга - стратегический потенциал России» (г. Санкт-Петербург, 2005 г.); «CALS-технологии в науке,

15 образовании, производстве» (БГТУ, г. Санкт-Петербург, 2006 г.); «Интерстроймех-2006» (МГСУ, г. Москва, 2006 г.); «Энергетический форум» (ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, г. Санкт-Петербург, 2006 г.).

По материалам диссертации опубликована монография и 50 научных статей, в том числе по списку ВАК РФ 5 статей, получено 2 патента и 1 решение на выдачу патента, зарегистрирован в ФГУП «ВНТИЦ» научно-технический отчет о НИОКР государственного заказа в 5 книгах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, включающих выводы, заключения, списка использованной литературы, приложений (отдельный том). Содержит 378 страниц машинописного текста (127 рисунков, 38 таблиц, 235 наименований используемой литературы).

Результаты работы включают теоретические положения, совокупность которых, классифицируется как решение крупной научной проблемы, имеющей важное хозяйственное значение. На основе полученных результатов можно сделать следующие выводы:

1. Проектирование гидравлических подъемных механизмов разводных мостов и других уникальных строительно-дорожных и подъемно-транспортных машин необходимо выполнять в соответствии с разработанной методологией.

2. Автоматизация процессов проектирования гидравлических механизмов должна осуществляться по всему перечню конструкторских

355 документов, определенному ЕСКД. Для гидравлических механизмов это возможно при условии описания стандартного гидрооборудования полным комплексом графических, математических, текстовых, технико-экономических моделей. Анализ показал, что только для одной марки насоса таких моделей может быть более двадцати пяти. В реальных условиях современного конструкторского бюро реализовать такой принцип возможно путем использования различных пакетов прикладных программ и управляющей РБМ-системы,

3. Выбор схемных решений и гидрооборудования на этапе проектирования дополнительно необходимо осуществлять по критерию максимальной безотказности. Прогнозирование безотказности удобно выполнять методом деревьев отказов, для этого в работе разработаны базовые модели деревьев отказов различных устройств и правила их построения. Интенсивности отказов гидравлических устройств с порядком значений менее 10"61/час не проявляются в системных отказах механизмов. Расчетные исследования необходимо выполнять по фактическим данным интенсивностей отказов заводов-изготовителей гидрооборудования, сведения справочников машиностроителей требуют уточнения и корректировки. Необходимо рассмотреть предложенные в работе нормы безотказности невских мостов (для гидросистем не ниже 0,94) и утвердить их на соответствующем уровне. Учитывая перспективность моделирования безотказности методом деревьев отказов, целесообразно включить его в учебные программы технических вузов.

4. В качестве поверочных расчетов необходимо выполнять имитационное моделирование режимов разводки и наводки моста в режиме реального времени. Для этого создана адекватная одномассовая динамическая модель, учитывающая упруго-диссипативные свойства и конструкцию гидропривода, а также изменение во времени внешних нагрузок на разводной пролет: неуравновешенности, трения, ветра, взаимодействия с опорными конструкциями. Метод элементно-узловых структур и расчетно-программный модуль, выполненный в отечественном пакете прикладных программ,

356 позволяет конструктору в короткие сроки этапа проектирования реализовать расчетные исследования по оптимизации параметров гидропривода. Исследования динамики разгона Троицкого моста (Санкт-Петербург) подтвердили необходимость изменения алгоритма управления, так как иначе не выполняются проектные нормы по коэффициенту динамичности.

5. Для обеспечения обратной связи между этапами эксплуатации и проектирования необходимо ежегодно осуществлять обработку данных систем мониторинга мостов по разработанным методикам. Это позволяет контролировать загруженность механизмов, выявлять отклонения от заданных режимов работы, а при накоплении информации обосновать проектные нормы по нагрузкам и уточнить их математические модели.

6. Принимаемые на стадии проектирования технические решения по механизмам, связанные с ремонтом, реконструкцией или новым строительством моста, необходимо обосновывать экономически с учетом ожидаемых потерь из-за отказов механизмов. Для петербургских мостов ожидаемые потери необходимо оценивать по всей системе. Среди ущербов, в первом приближении, следует ограничиться учетом убытков от простоя каравана судов и экологических утрат. На зарезервированном участке фарватера влияние ожидаемых потерь несущественно. На незарезервированном участке фарватера необходимо отдавать предпочтение двукрылым конструкциям мостов.

В работе сформулированы новые научные направления исследований, которые целесообразно выполнить в дальнейшем, - например, разработка алгоритмов автоматизированного конструирования, моделирование безотказности других объектов, исследование динамики движения пролетов на средних углах под воздействием ветровых нагрузок, исследование динамики движения жидкости в гладких трубопроводах и т.д.

Таким образом, все задачи, поставленные в работе решены.

Новые принципы и способы автоматизированного проектирования, прогноза безотказности, имитационного моделирования, мониторинга и

357 технико-экономического обоснования гидравлических подъемных механизмов разводных мостов, совокупность которых составляет новую методологию, выносятся на защиту докторской диссертации в направлении технических наук по двум специальностям: 05.05.04. «Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины» и 05.02.02. «Машиноведение, системы приводов и детали машин».

358

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Развернутые выводы по результатам исследований представлены в заключительных параграфах каждой главы диссертации.

Главным итогом диссертационного исследования является доказанность реализуемости новой концепции безотказности гидравлических подъемных механизмов разводных мостов, которая позволяет: усовершенствовать систему их проектирования и тем самым решить проблемы участившихся ремонтов в начальный период эксплуатации, кроме того, сократить время проектирования, объем и сроки доводочных испытаний, пусконаладочных работ, снизить динамическую нагруженность и сократить время циклов разводки и наводки.

Доказательство выполнено путем разработки новых принципов и способов прогнозирования безотказности, имитационного моделирования, мониторинга и технико-экономического обоснования, которые систематизированы с известными принципами и способами в единую систему автоматизированного проектирования в направлении СДЬБ-технологий. Разработанные методики проверены на практике и внедрены в реальные процессы проектирования.

В рамках новой методологии:

- обобщен сорокалетний опыт проектирования и эксплуатации, установлена эволюционная последовательность создания отечественных и зарубежных разводных мостов раскрывающегося типа с гидравлическими подъемными механизмами. Сведения о мостах оформлены в виде базы данных. Выполнен анализ конструкций гидроприводов и кинематический анализ подъемных механизмов. Уточнены и систематизированы с единых позиций основы их проектирования. Выявлены тенденции развития гидравлических подъемных механизмов разводных мостов;

- выполнена систематизация основных расчетных и конструкторских алгоритмов проектирования гидроприводов на основе построения электронного документооборота конструкторской документации. Обобщенная структурная

353 схема САПР объемных гидроприводов построена с использованием стандартных пакетов прикладных программ с единым интерфейсом, в полном соответствии с требованиями ЕСКД. Разработаны оригинальные программно-расчетные модули. Построены библиотеки и базы данных стандартного гидрооборудования. В основу систематизации заложен комплекс взаимосвязанных моделей, которыми отображается любое гидравлическое устройство - это все виды графических моделей (2Б, 30), математические, технико-экономические, текстовые и другие модели. В структуру САПР вошли новые расчетные алгоритмы, что определяет их гармоничную связь с существующими методами и показывает их внедрение в процесс проектирования;

- разработаны методологические подходы к нормированию безотказности подъемных механизмов разводных мостов, адаптирован и доведен до практического применения в гидроприводах подъемных механизмов разводных мостов метод деревьев отказов и неисправностей. Впервые разработаны графические (2Б) и математические модели безотказности типовых гидравлических устройств, блоков гидроуправления и гидравлических приводов, которые позволили получить зависимости вероятности безотказной работы сложной гидравлической системы от интенсивностей отказов гидрооборудования. Благодаря этому, выполнен структурный синтез двух принципиальных схем одного объекта по критерию максимальной безотказности, а также анализ влияния на отказ всей системы поведения отдельных гидравлических устройств и технологий изготовления трубопроводов. Уточнены диаграммы Парето и дерево Исикава;

- разработана, проверена и внедрена в практику проектирования система имитационного моделирования режимов работы гидравлических подъемных механизмов разводных мостов, взаимодействующих с окружающей средой. Основой системы является математическая модель внешних нагрузок на разводной пролет моста, которая разработана впервые для таких объектов на основе метода элементно-узловых структур. Найдены оптимальные значения

354 управляющих и конструктивных параметров гидропривода механизмов Троицкого моста, доказана целесообразность применения пропорционального управления разгоном крыла при подъеме, проимитированы режимы, которые трудно проверить на действующем объекте;

- впервые выполнена с единых позиций обработка и анализ архива данных систем мониторинга ряда невских разводных мостов и на основе этих результатов разработаны общие подходы к созданию методологии систем диагностики подъемных механизмов невских разводных мостов с целью прогнозирования и предупреждения их отказов. На основе сегментации погодных условий периода навигации мостов создана методика и комплекс вычислительных программ, позволяющие оперативно вычислять нагрузки от сил неуравновешенности, суммарных сил трения, от инерционных нагрузок, от силы ветра, от увлажнения и обледенения пролета, а также определять ряд важнейших параметров, таких как угол раскрытия, соответствующий углу равновесия пролета от сил тяжести, угол на котором расположен центр тяжести пролета, момент инерции пролета, коэффициент динамичности привода и т.д.;

- разработана методика и по ней выполнены практические расчеты экономического обоснования схемотехнических и конструкторских решений, направленных на повышение безотказности гидроприводов подъемных механизмов разводных мостов. В методике учитываются ожидаемые потери, связанные с отказами подъемных механизмов.

1. Автоматизированное проектирование машиностроительного гидропривода/ И.И. Бажин, Ю Г. Беренгард, М.М. Гайцгори и др. / Под общ. ред. С.А. Ермакова,-М.: Машиностроение, 1988 312 с.

2. Автоматизированное проектирование следящих приводов и их элементов/ В.Ф. Казмиренко, М.В. Баранов, Ю.В. Илюхин и др. / Под ред.

3. B.Ф. Казмиренко,-М. : Энергоатомиздат, 1984.-238 с.

4. Андреев JI.H., Бортяков Д.Е., Мещеряков C.B. Системы автоматизированного проектирования / Учебное пособие СПб. Изд-во СПбГТУ, 2002.-76 с.

5. АндриенкоПА. Динамика разводных мостов с гидравлическими приводами, диссертация магистра техники и технологий / СПб: СПбГТУ, 2004.-111 с.

6. Антонов Б.И. Мосты Санкт-Петербурга СПб: Изд-во «Глагол», 2002 - 192 с.

7. Ащеулов A.B. Аналитическая подсистема мониторинга разводных мостов раскрывающегося типа// Интерстроймех 2005: Материалы международной научно-технической конференции, Ч.1.- Тюмень, ТУНГ, 2005- С.297-300.

8. Ащеулов A.B. Гидравлические приводы разводных мостов раскрывающегося типа. Состояние вопроса, основы расчета и конструирования / A.B. Ащеулов, А.А.Белов, В.И. Ванинов; Под общ. ред. A.B. Ащеулова.- СПб: Изд-во СПбГПУ, 2004,- 144 с.

9. Ащеулов A.B. О расчете рисков, связанных с отказом механизмов разводных мостов Санкт-Петербурга // Экономика, экология и общество России в 21 столетии: Труды 5-й междунар. науч.-прак. конф., Т.2 СПб: СПбГПУ, 2003-С.193-195.

10. Ащеулов A.B. Оптимизация режимов работы многоковшовых экскаваторов по критерию экономии топлива. Дис: канд. техн. наук ! Ленинград, инж.-строит. институт Л., 1989 - 250 с.

11. Ащеулов A.B. Оценка нагруженности гидропривода подъемных механизмов разводного Троицкого моста в Санкт-Петербурге II Изв. ТулГУ. Сер. Подъемно-транспортные машины и оборудование. Выпуск 6- Тула, 2005.1. C.116-122.

12. Ащеулов A.B. Простые для ТММ механизмы с внутренними входами оказываются сложными при проектировании // Теория механизмов и машин. 2003г. №2, С. 76-78.

13. Ащеулов A.B. Разгон крыла разводного моста при подъеме// Научно-технические ведомости СПбГТУ,- СПб: Изд-во СПбГПУ, 2006.-№3.- С.39-44.

14. Ащеулов A.B. Разработка концепции проектирования гидропривода раскрывающихся разводных мостов // Промислова пдравлша I пневматика. Всеукрашсышй науково-техшчний журнал,- Вшниця, 2004 №1 (3).— С.7-9.

15. Ащеулов A.B., Андриенко П.А., ТерешинВ.А. Динамическая характеристика однокрылого разводного моста // Промислова пдравлка I пневматика. Всеукрашський науково-техшчний журнал.- Вшниця, 2006 №1 (11).- C.69-71.

16. Ащеулов A.B., Ащеулова И.А. 3 D-модель большой сложной системы// Экономические реформы в России: Труды V международной науч.-практ. конференции. Ч.З.- СПб, Изд-во Политехи, ун-та, 2006-С.135-140.

17. Ащеулов A.B., Белов A.A. Интеграция науки, образования и производства в области механизмов разводных мостов // II Санкт-Петербургский международный форум «Мир мостов»: Тезисы докладов- СПб, Изд-во ВО "Рестэк", 2005,- С. 27-28.

18. Ащеулов A.B., Белов A.A., ВаниновВ.И. Система мониторинга гидропривода разводных механизмов Санкт-Петербургских мостов// Интерстроймех — 2001: международная науч.-техн. конференция СПб: СПбГТУ, 2001 - С. 364-365.,

19. Ащеулов A.B., Белов A.A., Кузьмичев В.А. Анализ кинематических схем разводных раскрывающихся мостов // Известия ТулГУ. Сер. Подъемно-транспортные машины и оборудование. Выпуск 4 Тула: Изд-во ТулГУ, 2003-С.45-49.

20. Ащеулов A.B., Белов A.A., Кузьмичев В.А. Анализ конструкций разводных мостов // Проблемы транспортных и технологических комплексов: Матер, междунар. науч.-техн. конф,- Н. Новгород: НГТУ, 2002- С. 105-108.

21. Ащеулов A.B., Белов A.A., Петров Ю.А. Мониторинг раскрывающихся систем разводных мостов С-Петербурга// Интерстроймех-2003: Матер, междунар. науч.-техн. конф Волгоград-Волжский: ВолгГАСА, 2003,- С. 175-177.

22. Ащеулов A.B., Белов A.A., Терешин В.А. О кинематике разводных мостов // Проблемы транспортных и технологических комплексов: Матер, междунар. науч.-техн. конф Н. Новгород: НГТУ, 2002,- С. 109-114.

23. Ащеулов A.B., Галустьян ЮС, Гриф Г.В. Гидропривод возвратно-поступательного движения. Метод, указания СПб: СПбГТУ. 1994-44с.

24. Ащеулов A.B., Гриф Г.В. Моделирование рабочих процессов в гидроприводе СДМ // Актуальные проблемы механизации дорожного строительства: материалы республиканской научно-технической конференции СПб: СПбГТУ, 1992 - С.27-28.

25. Ащеулов A.B., Иванищев Д.А. Анализ интенсивностей отказов гидрооборудования И XXXIII Неделя науки СПбГПУ: Материалы Всероссийской межвузовской научно-технической конференции, часть III-СПб: Изд-во Политехи, ун-та, 2005 С.75-76.

26. Ащеулов A.B., Лейбович Е.В., МамыкинИ.В. Автоматизированная система контроля за разводкой Санкт-Петербургских мостов// Интерстроймех 2001: Материалы международной научно-технической конференции. СПб: СПбГТУ, 2001,-С.366-367.

27. Ащеулов A.B., Малышев А.И. Визуальная форма представления результатов блока системного проектирования в гидроприводе И Компьютерное моделирование -2003: Матер, науч.-техн. конф.-СПб: СПбГПУ, 2003- С.256-258.

28. Ащеулов A.B., Малышев А.И. Методика расчета нагрузок на разводной пролет моста раскрывающегося типа // Технологические и транспортные системы. Логистика: Труды СПбГПУ №494.- СПб: Изд-во Политехи, ун-та, 2005,- С.70-76.

29. Ащеулов A.B., Малышев А.И. Особенности этапа системного автоматизированного проектирования разводных раскрывающихся мостов // Интерстроймех 2003: Матер, междунар. науч.-техн. конф.- Волгоград-Волжский. ВолгГАСА, 2003, - С. 173-175.

30. Ащеулов A.B., Малышев А.И. Система автоматизированного проектирования разводных раскрывающихся мостов // Современное состояние и перспективы развития гидромашиностроения в XXI веке: Труды междунар. науч.-техн. конф,- СПб: СПбГПУ, 2003,- С.276-278.

31. Ащеулов A.B., Петров Ю.А., Кузьмичев В.А. Гидрокинематический анализ разводных раскрывающихся мостов с коромысловым приводом // Известия ТулГУ. Сер. Подъемно-транспортные машины и оборудование. Вып. 4 — Тула: Изд-во ТулГУ, 2003 С.50-55.

32. Ащеулов A.B., ТерешинВ.А. Шмелев К В. Кинематические особенности гидравлических разводных мостов в Санкт-Петербурге // XXXI Неделя науки СПбГПУ. Ч.Ш: Материалы межвузовской научной конференции. СПб: Изд-во СПбГПУ, 2003,- С.76 78.

33. Ащеулов A.B., ТерешинВ.А., ЛиньяоУ. Оптимальное управление разводкой Троицкого моста в Санкт-Петербурге// XXXI Неделя науки СПбГПУ. Ч.Ш: Материалы межвузовской научной конференции. СПб: Изд-во СПбГПУ, 2003-С.106-108.

34. Ащеулов A.B., Файнзильбер Е.М. Динамическая модель раскрывающегося моста с неподвижной осью вращения // Проблемы эксплуатации транспортных систем в суровых условиях: Матер, междунар. науч.-практ. конф. Ч.2.-Тюмень: ТюмГНГУ. 2002.-С.23-31.

35. Ащеулов A.B., Харитонов H.A., Рыбаков В.Н. О продлении срока службы объемных гидромашин// Современное состояние и перспективы развития гидромашиностроения в XXI веке: Труды междунар. науч.-техн. конф СПб: СПбГПУ, 2003,- С.278-281.

36. Ащеулов A.B., Харламова Е.Е., Мае лов В. И. Проблемы качества при создании новых машин// XXXIV Неделя науки СПбГПУ: Материалы Всероссийской межвузовской научно-технической конференции, часть III- СПб: Изд-во Политехи, ун-та, 2006,-С. 125-126.

37. Ащеулов A.B., ШеншовВ.С. Производство надежных гидрофицированных машин // Современное машиностроение СПб, 2006-№1(3).- С. 16-19.

38. Ащеулов A.B., Шмелев К.В. Конструктивная эволюция разводных мостов. // XXXI неделя науки СПбГПУ. Часть III// Материалы межвузовской научной конференции.- СПб: СПбГПУ, 2003,- С. 73-74.

39. Баранов В.Н. Электрогидравлические и гидравлические вибрационные механизмы /В Н. Баранов, Ю.Е. Захаров; М.: Машиностроение, 1977- 326с.364

40. Барлоу Р. Статистическая теория надежности и испытания на безотказность / Р. Барлоу, Ф. Прошан; Пер. с англ. И.А. Ушакова -М: Наука. 1984 328 с.

41. БаштаТ.М. и др. Гидравлика, гидравлические машины и гидравлические приводы-М.: Машиностроение, 1970.-504 с.

42. БаштаТ.М. Машиностроительная гидравлика- М.: Машиностроение, 1971671 с.

43. Бесекерский В.А. Теория систем автоматического регулирования В.А. Бесекерский, Е.П. Попов; -М.: Наука, 1975 767 с.

44. Бессонов A.A. Надежность систем автоматического регулирования. A.A. Бессонов, A.B. Мороз- Л.: Энергоатомиздат, 1984.-216с.

45. Богданов Г.И. Эволюция систем и конструкций разводных мостов в Санкт-Петербурге// Новые технологии в мостостроении: Тезисы докладов научно-практического семинара- СПб: ПГУПС, 2000- С.3-8.

46. Богданов Г.И., Петров Ю. А., ЯрохноВ.И. Троицкий мост СПб: Нева, 1999127 с.

47. Богданов Г.И., Пунин А.Л. Новые мосты М.: Знание, 1976.- 64 с.

48. Богданов Г.И., Соколов Г.С. Перспективы развития приводов разводных мостов раскрывающейся системы// Новые технологии в мостостроении: Тезисы докладов науч.-практ. семинара СПб: ПГУПС, 2000 - С. 12-14.

49. Болотин В.В. Методы теории вероятностей и теории надежности в расчетах сооружений-М.: Стройиздат, 1982,- 351 с.

50. Болотин В.В. Ресурс машин и конструкций.- М.: Машиностроение, 1990 — 448 с.

51. БродневП.Н Разработка методики расчета и исследование рабочих процессов гидравлического привода широкополосного вибровозбудителя: Афтореф. дис: канд. тех. наук СПб, 2000.-18 с.

52. Бунин М.С. Мосты Ленинграда- Л.: Стройиздат, 1986 278 с.

53. Васильченко В.А. «Гидравлическое оборудование мобильных машин: Справочник: М.: Машиностроение, 1983 - 301 с.

54. Векслер А.Б. Надежность, социальная и экологическая безопасность гидротехнических объектов: оценка риска и принятия решений / А.Б. Векслер, Д.А. Ивашенцев, Д.В. Стефанишин- СПб: Изд-во ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева», 2002.-591 с.

55. Вентцель E.C. Исследование операций,- М.: Советское радио, 1972.- 552 с.

56. Вентцель E.C. Теория вероятностей и ее инженерные приложения. E.C. Вентцель, Л.А. Овчаров М.: Наука, 1988,- 480 с.

57. Вентцель E.C. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения. E.C. Вентцель, Л.А. Овчаров М.: Наука, 1991.- 420 с.

58. Гамынин Н.С. Гидравлический привод систем управления- М.: Машиностроение, 1972 376 с.

59. Гарантийный надзор за сложными техническими системами / Алпаидзе Г.Е.,. Романов Л Г и др.- М.: Машиностроение, 1988 232 с.

60. Гидрология устьевой области Невы/ Под. ред. БайдинаС.С- Л.: Гидрометеоиздат, 1965.

61. Голубев В.И. Силовой регулируемый гидропривод в энергомашиностроении." Учебное пособие по курсу «Объемный гидропривод».-М.: МЭИ, 1989 103 с.

62. Гольдшмидт А.И., Кудрявцев А.И., Пятидворный А.П. Международная, региональная, национальная и отраслевая стандартизация объемных гидро- и пневмоприводов.// Приводная техника- M.: Машиностроение, 1996 С.40-42.

63. Гониодский В.И., Шумилов И.С. Характеристики гидромеханических систем управления современными самолетами М.: МГТУ, 1999 - 33 с.

64. ГОСТ 12.2.040-79. Системы стандартов безопасности труда. Гидроприводы объемные и системы смазочные. Общие требования безопасности к конструкции- Введ. 01.01.1981- М.: Изд-во стандартов, 1979- 10с-(Межгосударственный стандарт).

65. ГОСТ 12.2.063-81. Система стандартов безопасности труда. Арматура промышленная трубопроводная. Общие требования безопасности- Введ. 01.01.1983- М.: ИПК Издательство стандартов, 2002- 7 с-(Межгосударственный стандарт).

66. ГОСТ 13823-78. Гидроприводы объемные. Насосы объемные и гидромоторы. Общие технические требования- Введ. 01.07.1979 М.: Издательство стандартов, 1985 - 8 с.

67. ГОСТ 16514-96. Гидроприводы объемные. Гидроцилиндры. Общие технические требования Введ. 01.01.2002 - Минск: Изд-во стандартов, 20014 с - (Межгосударственный стандарт).

68. ГОСТ 16517-82. Гидроприводы объемные. Гидроаппаратура. Общие технические требования.- Введ. 01.01.1983 М: Изд-во стандартов, 1982 - 7 с.

69. ГОСТ 17411-91. Гидроприводы объемные. Общие технические требования-Введ. 01.01.1992-М.: Издательство стандартов, 1991.-5 с.

70. ГОСТ 17752-81. Гидропривод объемный и пневмопривод. Термины и определения Введ. 01.01.1982.~M.: Изд-во стандартов, 1989.-72 с.

71. ГОСТ 2.601-2006. ЕСКД. Эксплуатационные документы. Межгосударственный стандарт Введ. 01.09.2006 - М.: ИПК Издательство стандартов, 2006 - 35 с-(Межгосударственный стандарт).

72. ГОСТ 2.704-76. ЕСКД. Правила выполнения гидравлических и пневматических схем.- Введ. 01.01.1978 М.: Государственный комитет стандартов Совета Министров СССР, 1976.- 17 с.

73. ГОСТ 2.721-74. ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения Введ. 01.01.1975 - М.: ИПК Издательство стандартов, 1998.-43 с.

74. ГОСТ 2.780-96. ЕСКД. Обозначения условные графические. Кондиционеры рабочей среды, емкости гидравлические и пневматические Введ. 01.01.1998-М.: ИПК Издательство стандартов, 1998,- 9с- (Межгосударственный стандарт).

75. ГОСТ 2.781-96. ЕСКД. Обозначения условные графические. Аппараты гидравлические и пневматические, устройства управления и приборы контрольно-измерительные- Введ. 01.01.1998- М.: ИПК Издательство стандартов, 1998 18 е.- (Межгосударственный стандарт).

76. ГОСТ 2.782-96. ЕСКД. Обозначения условные графические. Машины гидравлические и пневматические,- Введ. 01.01.1998 М.: ИПК Издательство стандартов, 2002 - 13 е.- (Межгосударственный стандарт).

77. ГОСТ 2.784-96. ЕСКД. Обозначения условные графические. Элементы трубопроводов Введ. 01.01.1998 - М.: ИПК Издательство стандартов, 20028 е.- (Межгосударственный стандарт).

78. ГОСТ 23501.101-87. Системы автоматизированного проектирования. Основные положения Введ. 01.07.1988-М.: Издательство стандартов, 1987.- 11 с.

79. ГОСТ 23501.108-85. Системы автоматизированного проектирования. Классификация и обозначения- Введ. 01.01.1986- М.: Издательство стандартов, 1988 15 с.

80. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения-Введ. 01.07.1990- М.: Изд-во стандартов, 1990 37 с.

81. ГОСТ 27.003-90. Надежность в технике. Состав и общие правила задания требований по надежности,- Введ. 01.01.1992,- М.: Изд-во стандартов, 199127 с.

82. ГОСТ 27.310-95. Надежность в технике. Анализ видов, последствий и критичности отказов. Основные положения,- Введ. 01.01.1997- Минск: Изд-во стандартов, 1997 14 с.

83. ГОСТ 34.601-90. Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Стадии создания- Введ. 01.01.1992 М.: ИГЖ издательство стандартов, 2002 - 8 с-(Межгосударственный стандарт).

84. ГОСТ 4.37-90. Система показателей качества продукции. Гидроприводы объемные, пневмоприводы и смазочные системы. Номенклатура показателей,-Введ. 01.01.1991.- М. : Издательство стандартов, 1990 37 с.

85. ГОСТ Р 50046-92. Краны грузоподъемные. Требования безопасности к гидравлическому оборудованию- Введ. 01.07.1993- М.: Издательство стандартов, 1992.-6 с.

86. Государственный научный центр РФ, Акустический институт им. акад. H.H. Андреева Электронный ресурс.- М., 1998 Режим доступа: http://www.akin.ru/spravka/Soceanfl4.htm, свободный - Загл. с экрана.

87. Григоров О.В. Совершенствование характеристик крановых механизмов. Дис: д-ра техн. наук / Харьковский гос. политехи, ун-т-Харьков, 1995.- 385 с.

88. Гусев A.C. Расчеты конструкций при случайных воздействиях. А.С.Гусев, В.А. Светлицкий М.: Машиностроение, 1984 - 240 с.

89. ДиллонБ. Инженерные методы обеспечения надежности систем / Б. Диллон, Ч. Сингх; Пер. с англ.- М.: Мир, 1984.-318 с.

90. Динамика гидропривода / Под ред. В.Н.Прокофьева.- М.: Машиностроение, 1972.-292 с.

91. Дружинин Г.В. Надежность автоматизированных производственных систем — М.: Энергоатомиздат, 1986.-479 с.

92. Евграфов Г.К. Курс разводных мостов М.: НКПС Транжелдориздат, 1933.275 с.

93. Евграфов Г.К. Разводные мосты М.: Транжелдориздат, 1950 - 404 с.

94. Единая система конструкторской документации. Основные положения — М.: Изд-во стандартов, 1976.-320 с.

95. Единые нормы амортизационных отчислений на полное восстановление основных фондов народного хозяйства СССР. Утверждены постановлением совета министерства СССР 22 октября 1990 года №1072- М.: Издательство МГП «Комус», 1991,- 107 с.369

96. Емтыль З.К. Совершенствование кинематики, динамики и конструкции лесопромышленных гидроманипуляторов: Автореф. дис: д-ра техн. наук-Воронеж, 2002,- 36 с.

97. Ершов Н.Ф. МКЭ в задачах гидродинамики и гидроупругости.- Ленинград: Судостроение, 1984.-240 с.

98. Зубова А.Ф. Надежность машин и аппаратов химических производств- 2-е изд., перераб. и доп.-Л.: Машиностроение, 1978.-215 с.

99. Ибрагимов М.Х. Анализ безопасности АЭС с учетом отказов по общим причинам: Обзорная информация М.Х. Ибрагимов, Н.А. Данилова, В.И. Рачков; -М.: Информэнерго, 1990.

100. Иванов Г.М. Проектирование гидравлических систем машин: Учеб. пособие для студентов вузов / Г.М. Иванов, С.А. Ермаков, Б.Л. Коробочкин, P.M. Пасынков: Под ред. Г.М. Иванова М.: Машиностроение. 1992 - 224 с.

101. Ильин Ю. А. Расчет надежности подачи воды-M.: Стройиздат, 1987-316 с.

102. Инструкция по эксплуатации разводного пролета Кировского моста через реку Неву в Ленинграде, Ленгипротрансмост- Л.: 1967.

103. Инструкция по эксплуатации разводного пролета Литейного моста через реку Неву в Ленинграде, Ленгипротрансмост Л.: 1967.

104. Инструкция по эксплуатации разводного пролета моста Александра Невского через реку Неву в Ленинграде, Ленгипротрансмост Л. : 1967.

105. ИСО 1219-2:1995. Приводы гидравлические и пневматические и их элементы. Графические обозначения и принципиальные схемы. Часть 2. Принципиальные схемы,-Опублик. 01.12.1995-Разработчик ТС 131/SC 1.-28 с.

106. ИСО 4413:1998. Приводы гидравлические. Общие правила, касающиеся гидравлических систем- Опублик. 01.08.1998- Разработчик ТС 131/SC 9 — 76 с.

107. ИСО 5598:1985. Приводы гидравлические и пневматические и их элементы. Словарь,- Опублик. 01.03.1985,-Разработчик ТС 131/SC 1- 131 с.370

108. Каверзин C.B. Работоспособность гидравлического привода самоходных машин при низких температурах- Красноярск: Изд-во Красноярск, 1986 — 144 с.

109. Казмиренко В.Ф. Электрогидравлические мехатронные модули движения: Основы теории и системное проектирование / Учеб. пособие- М.: Радио и связь, 2001.-436 с.

110. Кантемировский мост через реку Большую Невку. Техническое описание и инструкция по эксплуатации механизмов и электрооборудования, Ленгипроинжпроект-Л. : 1985.

111. Капур К. Надежность и проектирование систем / К. Капур, Л. Ламберсон; Пер. с англ. Под ред. И.А. Ушакова М.: Мир, 1980 - 604 с.

112. Каштанов В.А., Медведев А.И. Теория надежности сложных систем (теория и практика).- М.: «Европейский центр по качеству», 2002 470 с.

113. Кожевников С.Н. Гидравлический и пневматический приводы металлургических машин. С.Н. Кожевников, В.Ф. Пешат; М.: Машиностроение, 1973.-360 с.

114. Колосов В.Г. Гибкая автоматизация. Концепция авторазвития.- СПб: Политехника, 1992.-389 с.

115. Комаров A.A. Надежность гидравлических систем- М.: Машиностроение, 1969,- 236 с.

116. КорниловВ.В. Гидропривод в кузнечно-штамповочном оборудовании/ В.В. Корнилов, В.М. Синицкий; Под. ред. Пасечника- М.: Машиностроение, 2002.-223 с.371

117. Коробочкин Б.Л. Динамика гидравлических систем станков- М.: Машиностроение, 1976.-240 с.

118. Королев В.А. Управляющие системы промышленных роботов / В.А. Королев, И.М. Макаров. Под ред. Макарова И.М.- М. : Машиностроение, 1984 340 с.

119. Крыжановский В.И. Разводные мосты М.: Транспорт, 1966- 256 с.

120. Кудрявцев Е.М. Mathcad 11. Полное руководство по русской версии М.: ДМК Пресс, 2005,- 55,5 п.л.

121. Кудрявцев Е.М. KOMÜAC-3D v7. Наиболее полное руководство- М.: ДМК Пресс, 2005 42 п.л.

122. Купер Дж. Вероятностные методы анализа сигналов и систем/ Дж. Купер, К. Макгиллем; Пер. с англ.-М.: Мир, 1989 376 с.

123. Курков C.B. Метод конечных элементов в задачах динамики механизмов и приводов СПб. Политехника, 1992.-222 с.

124. Лещенко В.А. Гидравлические следящие приводы станков с программным управлением М.: Машиностроение, 1975 - 288 с.

125. Ловкие З.В. Гидроприводы сельскохозяйственных машин- Мн., Ураджай, 1986.-216 с.

126. Методика выбора норм надежности технических устройств- М.: Изд-во стандартов, 1971 32 с.

127. Методика выбора оптимальных уровней показателя надежности элементов изделия-М.: Изд-во стандартов, 1972 12 с.

128. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов. Официальное издание М.: Изд-во Экономика, 2000- 421 с.

129. Муромцев Ю.Л. Безаварийность и диагностика нарушений в химических производствах —М. : Химия, 1990- 144 с.

130. Навроцкий К.Л. Моделирование и динамический расчет на ЭВМ гидро- и пневмоприводов. В Зх частях М.: МАДИ, 1999.

131. Навроцкий К.Л. Теория и проектирование гидро- и пневмоприводов- М.: Машиностроение, 1991.-382 с.

132. Нагорный B.C. Устройства автоматики гидро-и пневмосистем: Учеб. пособие техн. вузов / Нагорный B.C., Денисов А.А.-М.: Высшая школа. 1991- 367 с.

133. Надежность в технике. Нормирование показателей надежности. Гарантии надежности// В.В. Болотин, С.В.Нефедов, В.П.Чирков и др.// Научно -техническая публикация НТП 2-92/ Под ред. В.В. Болотина- М.: МНТК «Надежность машин» 1992,- 128 с.

134. Надежность гидравлических систем воздушных судов / Т.М. Башта, В.Д. Бабанская, Ю.С.Головко и др.; Под ред. Т.М. Башты- М.: Транспорт, 1986,- 279 с.

135. Надежность и эффективность в технике. Справочник в 10 т. М.: Машиностроение, 1986-1990 Кн. 10.

136. Надежность машин. Энциклопедия T. IV-3 / В.В. Клюев, В.В. Болотин, Ф.Р. Соснин и др.: Под ред. В.В. Клюева.- М.: Машиностроение, 2001 592 с.

137. Надежность объемных гидроприводов и их элементов/ Ю. А. Бе ленков, В.Г. Нейман, М.П. Селиванов и др.- М.: Машиностроение, 1977 167 с.

138. Надежность технических систем. Справочник / Под. ред. И.А. Ушакова М.: Радио и связь, 1985 - 608 с.

139. НоренковИ.П. Основы теории и проектирования САПР: Учеб. для втузов по спец. «Вычисл. машины, комплексы, системы и сети» / И.П. Норенков, В.Б. Маничев.-М.: Высшая школа, 1990.-335 с.

140. НоренковИ.П. Принципы построения и структура САПР.- М.: «Высшая школа», 1986,- 127 с.

141. О методике вычисления скорости ветра на высотах в районах городской застройки / Надеждина Е.Д., Шкляревич О.Б.// Метрология и гидрология №7, 1990-С.64-70.

142. Образовательный математический сайт Электронный ресурс.- М., 2000-Режим доступа: http://www.exponenta.ru, свободный Загл. с экрана.

143. Общие требования к программе обеспечения надежности промышленных изделий М.: Изд-во стандартов, 1976- 28 с.

144. Объемные гидравлические приводы / Т.М. Башта и др. Под. ред. Т.М. Башты-М.: Машиностроение, 1968.-628 с.

145. Объемный регулируемый гидропривод мобильных машин. Параметры и характеристики рабочих процессов: Учебное пособие/ В.Ф.Крамской, М.И. Самойлова, А.И. Тархов; Под общей ред. А.И. Тархова- Тюмень: ТюмГНГУ, 1998,- 128 с.

146. Океанографический институт Санкт-Петербургское отделение http://www.goin.by.ru/m-davidan.htrri

147. Основы теории и конструирования объемных гидропередач. Кулагин A.B., Демидов Ю.С., Прокофьев В.Н., Кондаков JI.A М.: Высш. шк. 1967-400 с.

148. Паспорт на мост Петра Великого 1909-1911 гг. / Г.Г. Кривошеин, В.П. Апышков.-СПб: Николаевская инженерная академия, 1909.

149. Попов Д.Н. Гидромеханика Учеб. для вузов/ Д.Н.Попов, С.С. Панаиотти, М.В. Рябинин; Под ред. Д.Н. Попова- М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э Баумана, 2002.-384 с.

150. Попов Д.Н. Динамика и регулирование гидро- и пневмосистем- М.: Машиностроение, 1987,- 464 с.

151. Попов Д.Н. Инженерные исследование гидроприводов летательных аппаратов / Д.Н. Попов, С.Н. Ермаков, В.М. Фамичев, И.С. Шумилов,- М.: Машиностроение, 1978 142 с.

152. Попов Д.Н. Механика гидро- и пневмоприводов: Учебник для вузов М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002,- 320 с.

153. Попов Д.Н. Нестационарные гидромеханические процессы- М.: Машиностроение, 1982 240 с.

154. Проектирование и сооружение гидроустановок. Учебный курс по гидравлике. Т.З. / П. Дрекслер, К. Фаатц, Ф. Файхт и др.- Лор на Майне (ФРГ): Маниесманн Рексрот, 1988.-376 с.

155. Проектирование следящих гидравлических приводов летательных аппаратов/ А.И. Баженов, Н.С. Гамынин, В.И. Кареев и др.; Под ред. Н.С. Гамынина- М.: Машиностроение, 1981.- 312 с.

156. Проектирование следящих систем с помощью ЭВМ/ Ю.М. Астанов,

157. A.Ф. Верещягин, В.Ф. Казмиренко и др./ Под ред. В.С.Медведева.- М.: Машиностроение, 1979.-312 с.

158. Прокофьев В.Н. Аксиально-поршневой регулируемый гидропривод/

159. B.Н. Прокофьев, Ю.А. Данилов, JI.A. Кондаков; Под ред. В.Н. Прокофьева-М.: Машиностроение, 1969 496 с.

160. Прокофьев В.Н. Основы теории гидромеханических передач- М.: Машгиз, 1957.

161. Прокофьев В.Н. Проектирование и расчет автономных приводов/ В.Н. Прокофьев, В.Ф. Казмиренко; -М.: Машиностроение, 1978 232 с.

162. Райншке К. Оценка надежности систем с использованием графов / К. Райншке, И.А. Ушаков; Под ред. И.А. Ушакова М.: Радио и связь, 1988.-208 с.

163. Расчет и проектирование строительных и дорожных машин на ЭВМ/ Ю.Г. Беренгард, М.М. Гайцгори, Е.Ю. Малиновский; Под ред. Е.Ю. Малиновского М.: Машиностроение, 1980- 216 с.

164. РД 12.25.160-90. Крепи механизированные. Гидросистемы. Методика определения гидравлических характеристик и параметров гидроэлементов-Введ. 01.01.91- ИГД им.А.А. Скочинского, 1990.

165. РД 12.25.166-90. Изделия угольного машиностроения. Гидроцилиндры. Расчет на устойчивость и прочность. Введ. 01.01.91- ИГД им.А. А. Скочинского, 1990.

166. РД22-17-79. Методика расчета объемного гидропривода- Введ. 01.01.1980-М.: ВПТИстройдормаш, 1979.-88 с.

167. РД 50-682-89. Информационная технология. Комплекс стандартов и руководящих документов на автоматизированные системы. Общие положения Введ. 01.01.1990 - М.: ИПК Издательство стандартов, 2002 - 9 с.

168. Реконструкция Большого Охтинского моста через реку Неву в Санкт-Петербурге. Механизмы и электротехнические устройства разводного пролета. Техническое описание и инструкция по эксплуатации- СПб: АООТ ТРАСМОСТ, 1995,- 199 с.

169. Решетов Д.H., Иванов A.C., Фадеев В.З. Надежность машин. Д.Н. Решетов, A.C. Иванов, В.З. Фадеев-М.: Высшая школа, 1988.-237 с.

170. РТМ 24.195.01-72. Гидропривод подъемно-транспортных машин- Введ. 01.01.1973.- НИИ ИТЭ и ТМ, 1973,- 116 с.

171. Руководство по проектированию разводных мостов // Ленгипротрансмост.- М.: Транспорт, 1991- 90 с.

172. Самойлов О.Б. Безопасность ядерных энергетических установок. О.Б.Самойлов, Г.Б. Усынин, А.М.Бахметьев.- М.: Энергоатомиздат, 1989.279 с.

173. Свешников В.К. Станочные гидроприводы: Справочник: Библиотека конструктора. 4-е изд. перераб. и доп.-М.: Машиностроение, 2004.-512 с.

174. СироткинЯ.А. Инвариантные технологии инновационных проектов. Ч. 1.CALS-технология. САПР машиностроения. Элементы геометрического моделирования: Учеб. Пособие СПб: Изд-во Политехи, ун-та, 2005,- 191 с.

175. СироткинЯ.А. Промышленные САПР машиностроения. Элементы геометрического моделирования: Конспект лекций / Сироткин Я.А.; СПбГТУ. Ин-т инноватики,- СПб: СПбГТУ, 2000 115 с.

176. СНиП-2.01.07-85. Строительные нормы и правила. Нагрузки и воздействия-Введ. 01.01.1987,- М, 1986.-55 с.

177. Соколов В.П. Постановка задач экономического обоснования судов,- Л.: Судостроение, 1987 164 с.

178. Соколов С. А. Надежность машин и технических систем: Учебное пособие./ Соколов С. А., Иванов Б.С.; СПбГПУ. СПб, 1997,- 104 с.

179. Соловьев В.Г. Теория основы автоматизации проектирования механизмов грузоподъемных кранов: Автореф. дис: д-ра техн. наук- Л., 1991.-33 с.

180. СотсковБ.С. Основы теории и расчета надежности элементов и устройств автоматике и вычислительной техники. Учебник- М.: Высш. шк. 1970.-271 с.

181. Справочник по надежности. Т.1. Перевод с англ. ЕпишинаЮ.Г., Смиренина Ю.Г. / Под ред. Левина Б.Р.- М. : Мир, 1969 340 с.

182. Справочник по надежности. Т.2. Перевод с англ. Горохова П.К. / Под ред. Бердичевского Б.Е.- М.: Мир, 1970- 304 с.376

183. Справочник по надежности. Т.З. Перевод с англ. Соловейчика Ф.С. ( Под ред. Бердичевского Б.Е М.: Мир, 1970 - 376 с.

184. Стандарт МЭК «Анализ дерева неполадок» / IEC 1025:1990 Fault tree analysis (FTA).- СИФ НТЦ ПБ-707, перевод с франц.- 1990 г.; С 2006 г. Стандарт МЭК «Анализ диагностического дерева неисправностей» IEC 61025(2006).- 112 с.

185. Строительные машины: Справочник: в 2т. Т. 1: Машины для строительства промышленных, гражданских сооружений и дорог / A.B. Раннев, В.Ф. Корелин, A.B. Жаворонков и др.; Под общ.ред. Э.Н.Кузина.- 5-е изд., перераб М.: Машиностроение, 1991.-496 с.

186. Сырицин Т.А. Надежность гидро- и пневмоприводов- М.: Машиностроение, 1981.-214 с.

187. Сырицин Т.А. Эксплуатация и надежность гидро- и пневмоприводов: Учебник для студентов вузов по специальности «Гидравлические машины, гидроприводы и гидропневноавтоматика».- М.: Машиностроение, 1990 248 с.

188. ТарховА.И., Ащеулов A.B., Солодков Д. А. Комплекс учебного оборудования для моделирования процессов силового гидропривода (I Инновационные проекты высшей школы: материалы научно-технической конференции С-Петербург: СПбГТУ, 1995,- 16 с.

189. ТарховА.И., Карнаухов H.H. Приводы траншейных экскаваторов,- М.: Недра, 1999.-381 с.

190. Тархов А.И., Самойлова М.И., Крамской В.Ф. Объемный регулируемый гидропривод мобильных машин. Параметры и характеристики рабочих процессов. Учебное пособие / Под общей ред. А.И. Тархова Тюмень: ГНГУ, 1998г.-128 с.

191. Теория автоматического регулирования./ Под ред. В.В. Солодовникова- М.: Машиностроение, 1967 Кн. 1 - 768 с. Кн.2 - 680 с.

192. Тучков мост. Механизмы разводного пролета. Пояснительная записка. Ленгипроинжпроект-Л.: 1962.

193. УшаковЛ.С. Гидравлические машины ударного действия/ Л.С.Ушаков, Ю.Е. Котылев, В.А. Кравченко-М.: Машиностроение, 2000.-416 с.377

194. Файнзильбер Е.М. Совершенствование методов расчета траншейных экскаваторов как замкнутых динамических систем. Дис: канд. техн. наук / Моск. ниж. строит, институт,-М., 1987 182 с.

195. Федеральный закон: О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, 21 дек. 1994 г., №68-ФЗ// Ведомости Федерального собрания РФ 1995 №1.- С. 1 -6.

196. ХазовБ.Ф., Дидусев Б.А. Справочник по расчету надежности машин на стадии проектирования,— М. : Машиностроение, 1986 — 224 с.

197. Хенли Э.Дж. Надежность технических систем и оценка риска. Э.Дж. Хенли, Ч. Кумамото,- М.: Мир, 1984.-528 с.

198. Шавлович З.А. Совершенствование конструкций и режимов работы гидравлических приводов в системах регулирования гидротурбин: Автореф. дис: канд. техн. наук СПб, 2004,- 22 с.

199. Шкляревич ОБ. Теоретические оценки ветровых характеристик в районах городской застройки//Метрология и гидрология- 1988 -№10 С.81-89.

200. Эарлес Д.Р. Предсказание увеличения надежности на этапе первоначального анализа. Доклад на 7 Национальном симпозиуме США по надежности и контролю качества США, 1961.

201. Эарлес Д.Р., Едина М.Ф. Физика надежности. Доклад на 9 Национальном симпозиуме США по надежности и контролю качества,-США, 1963.

202. Эарлес Д.Р., Едина М.Ф., Джексон Д.Р. Теория определения долговечности компонентов аппаратуры. Доклад на 8-м Национальном симпозиуме США по надежности и контролю качества США, 1962.

203. American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO), Standard Specifications for Highway Bridges, 16th Ed. Washington, D C., 1996.

204. American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO), Standard Specifications for Movable Highway Bridges. Washington, D.C., 1988.

205. American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO), Movable Bridges Inspection, Evaluation and Maintenance Manual. Washington, DC., 1998,- 608 p.

206. Ang H.S., Tang W.H. Probability concepts in engineering planning and design. New York: John Wiley and Sons. V.2, 1984.

207. Arup Millennium bridge Электронный ресурс.- London, UK, 2002,- Режим доступа: http://www.arup.com/millenniumbridge/index.ru, свободный- Загл. с экрана,-Яз. англ.

208. Bosch Rexroth AG Электронный ресурс.- Lohr am Main, Germany, 1992-Режим доступа: http://www.boschrexroth.com, свободный Загл. с экрана - Яз. англ.

209. Bridge engineering handbook / Ed. By Wai-Fah Chen a. Lian Duan Boca Raton etc.: CRC press, 2000,- 1962 p.

210. Brueckenweb Электронный ресурс.- Krefeld, 1999- Режим доступа: http://www.brueckenweb.de, свободный Загл. с экрана - Яз. нем.

211. Hovey O.E. Movable bridges.-N.Y.: J.Wiley and Sons, 1926.

212. Junkin William. New 2nd Avenue Bridge Ausleguug des hydraulischen Systems // Fachtagung Hydraulik und Elektronik im Stahlwasserbau.- Germany Lohr, Bosch Rexroth AG. RDOO 826/04.02, 2002 - P.83 - 91.

213. Liedhegener Michael. Simulationstechnik Die Brücke zwischen Entwurf und Realisierung // Fachtagnug Hydraulik und Elektronik im Stahlwasserbau, - Germany Lohr, Bosch Rexroth AG. RDOO 826/04.02, 2002 - P.19 - 23.

214. Philips James. Hydraulic replasemeunt for an electromechnical Bascul bridge drive // symrosium civie Engineering- Lohr a Main- Mannesmann Rexroth AG. RE00494/09.97, 1997,-P.31-35.

215. Philips James. Hydnaulischer Zylinderautrieb fur eine Roll-Klappbrücke// Fachtagung Hydnaulik und Elektronik im Stahlwasserbau.- Lohr a Main Bosch Rexroth AG. RE00826/04.02, 2002.-P.45-49.

216. Public works agency. Maintenance and operation department Электронный ресурс.- Hayward, California, 2000- Режим доступа: http://www.co.alameda.cd.us, http://www.acgov.org/pwa/ (с 2007г.), свободный,-Загл. с экрана-Яз. англ.

217. Structurae. International database and gallery of structures Электронный ресурс. .Ratingen, Germany, 1998 Режим доступа: http://www.structurae.de, свободный-Загл. с экрана,-Яз. англ., нем.