автореферат диссертации по строительству, 05.23.08, диссертация на тему:Повышение эффективности применения кранов-манипуляторов на грузовых автомобилях в жилищном строительстве

КИЕВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ

• 1 На правах рукописи

РУСТАМОВ Закир Али Ara оглы

УДК 621.873.132:629.114.4

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ КРАНОВ-МАНИПУЛЯТОРОВ НА ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЯХ В ЖИЛИЩНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

05.23.08 —ТЕХНОЛОГИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО

И ГРАЖДАНСКОГО СТРОИТЕЛЬСТВА 05.05.04-ДОРОЖНЫЕ И СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

КИЕВ 1989

Работа выполнена в Киевском ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительном институте.

Научный руководитель - кандидат технических наук

профессор Канюка Н.С.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, с.н.с.

Балицкий в.С.

кандидат технических наук, доцент Сганевский В.Г1.

Ведущее предприятие - Специализированное проектно-

технологическое бюро "Мехстрой" Главкиевгорсгроя

Защита состоится: 19 &в

часов на заседании специализированного Совета K-068.05.I2 при Киевском ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительном институте по адресу: 252037, г.Киев, Воздухофлотский проспект, №31, КИСИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КИСИ.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук

Н.А.ВЕБЕ5

/ ■■

I ОЕДЯ ХАРАКГЗР;ЖГГ1!КА РАБОТУ

■• ' >

---:А к г у а л ь я о с г ь г е м к . В "(Ькошж лаагав-

деяяях шгоно.'.слез1:ого и социального разика,? па 1526-1230 год« ка период до 2000 года" яргдусмотрело полнспгь прспзго-дигсдьность труд-л и згтягеш» сократить обьега р-бог, тазод-Ш1с?.м% ручш.:м способом, на основе уокорзштого рлсгзггл гаучно-гсхнЕпеского прогресса з обяасгл создояяя л яр-гготеяги а^-октавзых средогз ¡.»тстзацпз. Посгакшгд епг^сои.:-:

э5Кчасгпвяоег2 перевозки сзроягеяьгагг' грузов ак^егражнтсзгоп оспоао цркмспспия прогреасцшнх способов пора??;™- ггузсз, уг-к-ли'топ/л в 1,4-1,5 раза о;5ъ?1'Л яр^'З'ал;;:! конгэ;:лэрта .- ляхегол,. гиптпгеяькэго поешзнкл; уровня кс;.плококо^ гсЕган^зсц.*::: погруло-упгрузочн^ рйСсг п си::рал;сяп>; проогсаз азгох-г'лг.сасрт-; под яо~

В СГрОЯГ'ЛГ»1?Вв ГрГДОМ К2«ЯГ0 ЙОЛОС- ПОПСГГП^ 1.0.:';:

1)лрл"у л отд^с-ьи;;^, гср'.телз:"?'::;. с:;г:1г/:? :: :сго-руои."!;: э/:аз уровоиь "ТУ-'-

рг; процесс:;. гуг^опоггирог-х; щ'у-тгл" о ::;<),*7'"\:< • ;; грузов. Хот груки соогакил::? пр.'е'.-заг.э и в гск:!.' аок сгрояг;иь;"г< грузов, грудоэаггпг: уч. яау^нгху .. й0-70 £ ссзгзсгсгвувЕГх су:карй;1 гпулозатргг.

Одапд ::з с?.<!скг;г;п;х орэдсгз.ссярадзлпя гагрл? русого уу-,гд пр:: яарзво:::« гзгучгпх огропгелькк;: грузов, логгпепня пролэво-дядуилосгя, согсргцовзд арекекя досгавкя грузов к грелсворгнах расходов, умэньгзяяя потребности в гранспоргншс cps.acrr.ix является применение специализирован!!!«: грузовых автомобилей (СГА), оборудованных средотввмя погрузга-разгрузка, шрокое ярямененяа К0НГв!1|!8р03 и пакетов.

Одним из наиболее распрост раненных ¡1 перспептяЕник средств погрузки-разгрузки, усганампваемах на грузовые авто\:обилз для доставка различных грузов, в том числе и штучных сгроигедыих, являются консольные гвдрокраны для краны-манипулягоры (1С') на пх основе.

Применение консолыых гядрокранов на грузовых авгомобилях позволило значительно сократить время транспортного цикла за счет исключения простоев в оявдании погрузки-разгрузки, кпкла-чить гяяелый ручной труд. Однако, зги краны не исключают полностью ручной труд, т.н. оснащены, как правило, грузоподъэкяим

крюком и строши. Краны-ыаняпулягорн отличаются ог гяцрокраиов количизм поворотной головки и комплекта дистанционно управляемое сь.ь-шщ: рабочих органов (захватов) и благодаря отом^ позволь г асклшягь операции строповки, составляющие более 60 % общего аромени догрузки-разгрузки автомобиля к связанные с высоким .-•ровнеа,: травматизма.

Основаш недостатком, саясашшм с применением Ш, является онажениа грузоподъемности автомобиля за счет дошшыгельаэго веса установленного капкаулягсра. В ошзг о огам возншшг- необхо-дахзогь кахсЕкашгого синения мвгаллоещюоги КМ за счвг совер-шйсгвобзйкк их кояогрукала. Апалкз конструкиашсс Парамонов отечественна: гвдрокраков показшзаег, что они уступают па эясу показателей (удельной металлое;д-хсгЕ, грузоподгемлоегп, «глпсх-иальному вылету стре-ш и др.) зарубеаш! мдракращм. «го тельогвуег о кглиюг г.качитедвкщс резервов совершенствовано! кокетру гада отечественных КУ.

Бахкшз фл:сгоро',: роста числа гапользусмж и! ка догзмоошзд поьыаеяся ;-охгт-:осг2 кх еотльзсвалля явдлсюя определение рациопалы-оГ; области кг. врекензшк при перевоз:^ рдз^чкзх грузов, В РОМ числе п штучных строительных..

Наотояг&я работа поовяцека проблема?.'. помззг:;>: г>£:.екг;--т.'пст;: перевози:; г.аххокгучшх сгролгелыь^с груза,- в-ге.м л;.т: сподцалазцрэваншх грузовых автоюОоз;; с крак?л-«!-Iащтл-гс. «-лро?». На основании зтогс сформулированы цель зада^; к;?.?. " ■::<:.я,

!, с л ь р а б о I и заключается в раареЛ.-.к1,1 ¿.р^:--..." .агг.1 г. ¿эигдеяса аффективнее г г вс0ользэвая;:я СГА о К.' др.? верг-сг/з . .;":к- строительных грузов а оов^рггпогвогйн^гз ксясхруацгГ.

: .-.к сл»ешш-л рабочих органов, усгапсвлсяя:: рациональней облает? х лепойьзовакпа, виявленкя связей кгзд? оояовшгда ижструктяв-да растра; и КМ и разработке методши выбора ляроыггров КМ • -; :ох грузододьемжегк грузовог« антсиобяля, харантера пере-

•Х-.л.'...-- .",р:;50Ь И УОЛОЫЙ ГгКСПЛуйТЩК^«

„• с кто 1.1 к о с л с- д о в а и и я являвтея про— •.л-.сг траигпорглрсзл« стучьяс сгргзтки.ках грузов г. реальных

условиях и псдользуеглые при этом автомобили я краны-каялпулято-ры для выполнения погрузочно-Еазгрузочных. работ.

В процессе исследований автором были коаользовакы методы теории вероятностей, гдтег-атической статистики, цианирования зкспордачнта, корреляционного к регрессионного анализа, метода сгатлсгствсках исшганпЗ (Монте-Карло), а.гакгз аначпгячоокив методы диф^зрзнцкалького л интегрального исчисления.

И а у ч и а я новизна. Получены количественные характеристика основных параметров процесса транспортировки □тучных строительных, грузов в условиях ¡шли^ю-грат-далского строительства.

Разработана катекагаческая модель процесса транспортировка атучиих строительных грузов автомобиля?.:« 'различного типа, в том числе с ЮЛ, реализованная в ваде программы для ЗЕН, ::.'дтяруш;зЗ рассглтрлваешЗ процесс.

Уточнена область рационального применения СТА с ТСЛ по кра-гер'ям производительности ;; себестоп.'осгя перевозок.

Выявлено наличие корреляционных :с.:г.-;агзЛ иеяду сснс.:— 121;."д коксгруятшзшг'л яаракегракя КЗ: ах глосой,, грузскодье«но-

сгья л в11логсм стрелы лли грузовом гсуолго'!.

Предложена котодока определения значения параметров К! длл установка -гга конкретном автомобиле и работе в различиях условиях эксплуатации.

Л ракгачесяое з н а ч с а л е . Предлохесг вовне консгрукгпвяне ревеивк поворозиоЕ! голова? ШТ, его с г рал» к поворотной колонны, а гакхе комплекта яспользуегах с ним га-хватов.

Уточнена рациональная область применения СТА с Ш! с учетом реальных условии перевозки штучных строительных грузов.

Разработана методика, позволявшая избирать наиболее рздио-цальнаЗ кран-гданапулятор для установка на автомобиль давкой гадала, пзревозяуш! конкретике грузы з определениях условиях, гая не решать обратную задачу, т.е. определять, на какую модель автомобиля наиболее целесообразно устанавливать конкретны.! кран-манипулятор.

Внедрение и реализация. Результаты работы внедрены в Главкиевгорстрое при изготовления опытного образца крана-манипулятора на базе гидрокрана модели 3963, оснащенного предложенной поворотной головкой н комплектом разрабо-

танных смзкиах захватов, Получен годовой экономический эффект в размере 2,6 тыо.руб. на один комплект сменных рабочих органов. Плакируемый объем внедрения в Главкиевгорстрое - 15 кранов-мани-пулягоров в 1989-1990 гг. с ожидаемым годовым эффектом 180 тыс. руб. Разработанные предлоаекия по совершевзгвовани» конструкции КМ приняты для внедрения ВИИИстройдормаием и Еалашяхинским заводом авгокранов Минетройдормаша СССР.

Апробация работы. По результатам выполненных исследований получены авторское свидетельство и два положительных решения по заявкам на изобретения, опубликовано две статья и две статьи приняты к публикации в 198Э г. Результаты работы докладывались на 48-й и 49-й научно-практической конференциях КИСГЛ, республиканском семинаре "Развитие механизации и автоматизации в строительстве", Киев, 1988, НТО ВШШсгройдормага, 1933г. НТО Е1КТИ ГХ Минкошунхоза УССР, 1988 г. и на техническом совете СИГЕ "Мехегрой" Главкиевгорсгроя в 1987 и 1988 гг.

На защиту выносятся следующие наиболее существенные результаты:

- экспериментальные исследования процесса доставки стучных строительных грузов грузовыми автомобилями со складов и баз управления комплектации на строительные объекты;

- математическая модель процесса транспортировки штучных строительных грузов автомобилями, в том числе с кранами-манипуляторами;

- выя&ленные корреляционные зависимости меаду основными конструктивными параметрами кранов-манипуляторов;

- методика выбора значения параметров КМ для установки на конкретном автомобиле с учетом характера перевозимых грузоз и условий эксплуатации;

- новые конструктивные решения кранов-манипуляторов и их сменных рабочих органов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работы.

В первой главе выполнен краткий обзор конструкций консольных гидрокранов на грузовых автомобилях и анализ исследования ао довыазняю эффективности доотавки штучных строительных грузов и совершенствованию КН. Рассмотрены технические характеристики

и конструктивные особенности автомобильных гздрокранов я 2Ш отечественного и зарубежного производства, приведена классификация СГА с ЮЛ по ряду признаков. Проанализированы преимущества я недостатки различных вариантов компоновки 1-2ГЛ на СГА. Установлено, что отечественные краны уступает зарубежным по показателя.! металлоемкости, диапазонов грузоподъемности и внлата стрелы,и установлены причины этого. Рассмотрены особенности устройства основных элементов ИЛ: стрелы, механизма поворота, сплово-го привода.

Проанализированы работы авторов, занимавсихся вопросами совершенствования транспортировка грузов, в гон числе строительных с использованием СТА: А гае на С.С., Афанасьева Л.А., Балицко-го B.C.а Батадэва »I.Ii., Барсегяна A.A., Белякова ЮЛ., БроиагеП-на .I.A., Ботвина И.А., Воркута A.n., Графа H.H., Дегтярева Г.Н., Дэлотова A.B., 2аЕор'оняова З.П., Затвана P.A., Ковалшш А.Г., Курганова В.М., Огушевича М.П., Одинцова Д.Г„, Павлюкэ H.H., Реу-зова М.П., Тригер Г.М., Трофоленкова В.Ф., Цукерберга С.И., Тсбо-таева H.A., Щульмана A.C. и др.

Вопросам проектирования и расчета гидрокранов и манипуляторов, их динамики посвящены работы Александрова М.П., Баловне-ва B.II., Брауде З.л., Бурданова С.Р., ВаЯнсона A.A., Волкова Д.П., Воловякова Б.П.., Дьяченко В.А., Еавнера В. Л., Зубко Н.Э., Казака С.А., Крамского З.И., Кобрияского A.A., Кобринского A.S., Кожевникова С.К., Комарова !'.С,, Ловейкина B.C., Ляценко В.П., Неймана С.Г., Пспова А.Н., Рося Я.В., Саламатиной Л.А., Хмари Л.А., зарубежных ученых Курба Р. и Шефлерэ М. п др.

На основании выполненного анализа сформулированы основные задачи исследования.

Вторая глава посвяцена экспериментальному исследованию процесса транспортировки штучных строительных грузов. Эти исследования выполнялась методом пассивного эксперимента на безе управления комплектации (УК) ДСК-I Главкиовгорстроя, которое с учетом объема выполняемых работ и строительства жилых объектов по распространенным типовым проектам является достаточно представительным объектом. Для проведения экспериментального исследования была разработана методика, предусматривавши выбор метода исследования, установление перечня параметров, характеристики которых до ляда быть получены, установление источника и спо-

coda получения дших, выбор о б te к ra исследования и определение необходимого числа наблюдений. Последнее автор рассчитывал, исходя из необходимости получения требуемой относительной точности при заданной доверительюй вероятности. Необходимые данные были получены из производственной документации УК ÀCK-I и об-слукивающего его автотранспоргюго предприятия, а гакге на основании хронометража процесса транспортировки стучных строительных грузов по специальна разработанной форме.

Установлено, что номенклатура штучных грузов составляет более 100 наименований, из которых около 80 ^ являются xcoHxaít-неро- и пакегопригоднымя. í.bcca одного места атуч^« грузов составляет от менее I кг до 60-90 кг. Дня перевозки этих грузов используют 34 типа контейнеров и пакетов массой - брутто от 0,1 до 1,25 т. Транспортировка штучках грузов со складов УК на строительные объекты осуществляется автомобилями 3;Ш п ГАЗ, козффдццедг использования грузоподьемност и когор;дх находится в пределах от 0,169 до 1,0 при средне;.! значении 0,54. ь'лсса перевозимого груза подчиняется, экспонзнцналью1!у распределению при среднем значении 2,4 г (изменяется orQ,05 до 7,62 г). В 70 % случаев недогруз составляет I т и болыгз, что позголяег, устанавливать КМ без, ущерба для грузоподъемности автомобиля.

Количество грузополучателей составляло or одного до locïe, причем почти в 85 % случаев оно не превышало двух. В 6 % случаев число грузополучателей было чешре-сесгь.

Общая дайна одной ездки находилась в пределах от 15 до . 52 км при среднем значении 25,5 км. СрецнекЕадраютсское отклонение и кооффацкенг вариации длины ездга составляли соответственно 8,95 км и 0,35. Проверка соответствия змлнрстеекпх значений теоретическим распределения:,! показала', • что собранные дашкз но могут быть апроксимироваш известными распределеапащ.

Общее время ездки с грузом одаго автомобиля находилось в пределах от 24 до 89ыин при среднем значении 49 мин и характеризовалось относительно небольшим рассеиванием (среднеквадра-тическое отклонение б « 15,75 ил и коэффициент вариации Kv и к 0,324). Проверка соответствия эмпирических значена:! общего времени ездки теоретическому распределению показала, что оно подчиняется распределению Вайбулла.

По результатам 58 наблюдений общее время простоя одного автомобиля под разгрузкой за одну ездку составило от 22 до 222

б

т 0,3

зр

0.1

од

Л/

V

Од.

¡я V ох 8.2 4/Л 0J О?

£3.

а о? л? лб з а б гз о,9 г &(Г)

Рис Л. Гистограмма распределения груза а - всего;

б - до первого получателя

г» 43

Ш Л а/

иг

-ГЬ

^ 1

е,з

о? ¿¡¿г 0.1 0,5

11

га зг № та

кр.оз

Рис,2. Распределение продолжительности простоя под разгрузкой'

3 34 <¡3 ¿1 9)

Рис.3. Распределение чистого времени разгрузки

мин при средней продолжительности 85 та (подчиняется экспоненциальному распределению). Такое значительное время простоя объясняется тем, что оно включает в себя время ожидания начала разгрузки, которое в делом за ездку колебалось от 0 до 122 млн при среднем значении более 41 мин, то есть достигало дочти 50 % суммарной продолжительности простоя под разгрузкой. Основные причины простоя в ожидании начала разгрузка следующие: занятость башенного крана на монтаже или разгрузке панелевозов и других автомобилей, отсутствие грузчиков, ожидание прибытия автокрана и подготовка его к работе. Среднее время простоя под разгрузкой на одном объекте примерно -40 мин при разгрузке вручную и башенным краном, а в случае разгрузки автокраном повышается до 60 шн.

В третьей главе представлены результаты теоретического исследования процесса транспортировки штучшх строительных грузов. Этот процесс является случайным, т.к. параметры, характеризующие его, являются случайными величинами и имеют рассеивание. С учетом этого для разработки модели процесса был использован метод Гонте-Карло. Разработанная модель процесса ишти-руег доставку штучных строительных грузов со складов УК на строительные объекты ГА и СТА с КМ. В модели рассматриваются ряд дискретных последовательных событий; начало погрузки автомобиля на складе УК, отправление автомобиля со склада, прибытие автомобиля на объект и начало разгрузки, окончание разгрузки и отправление к следующему грузополучателю и т.д. до полной разгрузки груза,

В начало моделирования определяется модель автомобиля, осуществляющего ездку о грузом. При этом можно моделировать работу как разюмарочного парка, гак и автомобилей одного типа. Затем моделируется по требуемому закону время погрузки на складе и определяются затраты на погрузку по формуле

-1-Мг-Снг-КнСч) Ш

где - длительность погрузки, ч; Счм - стоимость машино-часа грузоподъемного механизма, руб/ч; Ыг - число грузчиков; Сцг -часоьая тарифная ставка грузчика, руб/ч; - коэффициент, учитывающий начисления на основную зарплату и накладные расходы; СУ - стоимость автомобиле-часа, руб/ч. После этого в модели определяется масса перевозимого груза, имеющая экспоненциальное распределение (см. выше), которая при необходимости огра-

с

&6ос/ данных

)

АРос/елу/Уобаш-р /т/л?а ог$/77ол?о&шр

I

¿?/7/э£>гЗе*ем/£' /ядосг ¿/е/туог?/? /уэоцесссг

л +

С/? ^ ¿Л- (См ■¿'у/*

рйзерузАгг/ фую/юо

ч

■¿'«Г-АЬ 1

Л/её

Л/о^ау/о/уЗаА/г/е

/>£>ЗР/УУЗАГг/ ¿/С 1

®

Рис. 4. Блок-схема алгоритма моделирования процесса доставки мелкотгучньгс строительных грузов

шгашазтся максимальной груз оподъемнссгью автомобиля данного типа. Моделирование числа грузополучателей производится на оонованаи собранных статистических данных.

Для упрощения модели в ней рассматривается перевозка груза не ог объекта к объекту, а за ездку в целом, что не отражается на точное «^моделирования, т.к. нас интересует в конечном счете время ездки и соответствующие затраты. Вначале моделируется на основании имеющихся данных длина ездки, а затем на основании выявленной автором корреляционной зависимости меаду длиной ездки и технической скоростьа последняя определяется ло формуле

1ГТ - 0,57-С(,г +22,2 (2)

где 1ГГ - техническая скорость, км/ч; -¿^г длина ездки с грузом, км -

В модели предусмотрено ограничение технической скорости при необходимости. Затраты на транспортировку груза определяются по формуле

Ст = Сч-'Ье О)

где ~Ъе - время ездки, ч.

Моделирование процесса разгрузки осуществляется по-разному для ГА и СГА с КМ. В случае ГА для каждого из грузополучателей по заданной вероятности моделируется один из грех возможных способов разгрузки: вручную, башзннки или автомобильным краном. После определения способа разгрузки на данном объекте на основании собранных данных моделируется общее время простоя сод разгрузкой и чистое время разгрузки. Затраты на разгрузку определяются в общем виде по формуле

Ср = (А/г ■ Счг -К« ч-Сц ) ■ £ПР +СЧМ-гр (4)

где: ~Ъпй - время простоя под разгрузкой, ч; ~Ьр - чистое время разгрузки.

Описанный "процесс разгрузки ГА моделируется столько раз, сколько имеется грузополучателей. При моделировании процесса разгрузки СГА с КМ используются те не, что и для ГА число объектов и масса груза. Вначале при необходимоети корректируется масса груза с учетом сниженной грузоподъемности СГА и определяется число перевозимых контейнеров, которое не могег превыкать определенное для кавдого типа автомобиля количество и быть меньше числа грузополучателей.

ю

Время разгрузки СГА на объекте определяется по формуле

t>p = Cpns-tí>+t£-/SK)Ki-Kz (5)

где ~tns- подготовительно-заключительное время, я;

Ыс - число объектов; - время [разгрузки одгого контейнера КМ, ч; N< - число контейнеров; Kf - коэффициент, учитывающий рассеивание ~fcp ; - коэффициент, учитывающий простой СГА по различным причинам Для каждой реализации для ГА и СГА с КМ в модели определяются часовая производительность, себестоимость перевозок и ряд других показателей. В модели имеется блок'прекращения моделирования по досгизеняю требуемой точности :штересующего нас показателя (показателей).

С помощью разработанной модели могут быть определены средняя производительность ГА я СГА с КМ различной собственной массой, себестоллость перевозок различными автомобиля!.«!, соответствующие трудозатраты и ряд других показателей.

Рациональную область применения СГА с МЛ обычно определяют по критерия производительности и себестоимости, однако при этом, как правило, не учитывают реальные условия эксплуатация. В настоящей работе рациональное расстояние перевозок СГА с КМ определено двум методами - детерминированным и вероятное тнкм.

При детерминированном методе расчета исходили из известных зависимостей часовой производительности ГА и СГА с КМ

Vv/g- СЧи-йЯ'УЧГт-Ве

бег (tn-P

где: - номинальная грузоподъемность, т; - коэффициент статического использования грузоподъемности; - техническая скорость, кй/ч; ре - коэффициент использования пробега; ¿er -средняя дляна ездки с грузом, км; ~t,„.P - время простоя автомэ-бкля под погрузкой-разгрузкой, ч; - сниженная масса номинальной грузоподъемности, г; At - сокращение времени простоя под погрузкой-разгрузкой, ч„

Была рассмотрены три варианта расчетов. В первом варианте оба автомобиля перевозят груз, масса которого равна номинальной грузоподъемности автомобилей, а время погрузкп-разгрузкп равно нормативному для ГА и нияе нормативного для СГА. Техни-

и

ческая скорость принималась постоянной, равной 24 км/ч. Остальные показатели, входящие в формулы (6) и (7), одинаковы. Во втором варианте для ГА все показатели остаются нормативными (кроме Т>п.р , которое в соответствии с реальными условиями принимается равным

- аЬ = tíU < t я^ = t п-^ + (8)

где: Ы-р - нормативное время простоя автомобиля под погрузкой-разгрузкой, ч; "t^.p - время простоя СТА под погрузкой-разгрузкой, ч; "tñ-p ~ время простоя ГА под погрузкой-разгрузкой, ч; ¿ti - сверхнормативный простой ГА под погрузкой-разгрузкой, ч)

Вадстина технической скорости в этом варианте для обоих тих,.с автомобилей определялась по формуле (2).

Б третьем варианте учтен гот факт, что более 80 % автомобилей эксплуатируются с недогрузом, т.е. было принято, что

^r X^^ct (9)

-tíU+at - tñ-p - ¿¿i (Ю)

Рациональное расстояние перевозок определяется из условия с учетом формул (6), (7) и (8) составляет в первом варианте х

(П)

а во втором ваоианге

Lr * fo* ^^ - +*£<)]• Vr-fie И*.

Расчеты по описанным вариантам были выполнены для автомобиля 3йл-130 и СТА на его базе с КМ собственной массой 0Г65 и I г, перевозящих контейнеры массой брутто I т. Сверхнормативный простой задавался с учетом превышения нормативного времени в 1,5, 2,5 и 8 раз.

При первом варианте СГА более производителен при -перевозке грузов на расстояние 10-20км, причем это значение соответствует меньшей массе, крана. Во втором варианта при нормативном значении

рациональный радиус перевозок возрастает до 20-30 км за счет роста технической скорости с увеличением расстояния. Если же время разгрузки ГА превышает нормативное а 1,5, 2,5 и 8 раз, то СГА с КМ массой I г целесробразно использовать для перевозки

щ,

4

а им« 5! ев 7б а Я и Я а П

Рис.5. Зависимость производительности от расстояния перевозок а - расчет по первому варианту;б - расчет по второму варианту.

1 ¿м - /за/¿р-гр), ¿.¿"а

а.

и> у

Я'

0.)

я

и »

»

г

и } \

Л *' я " » и я а я » н а ¿.(х«}

Рис.б. Зависимость производи- Рис.7. Зависимость себестоимости тельности от расстояния пере- перевозок от сасстояния перевозок возок

1-СГА на базе ЗИЛ-130; 2-ЗИЛ-130, время разгрузки фактическое; З-ЗИЛ-130, время разгрузки на ЗС$ снижено; 4-ЭШ1-130, время разгрузки на 5($ снижено

3

I

на расстояние соответственно до 40-45 км, 140-150 юл я более 150 км, а при меньшей массе крана - на расстояние до 100120 км и более 150 км. При третьем варианте СГА всегда выгодней грузового автомобиля.

При вероятностном методе расчетов была использована описанная выше модель процесса. Моделирование осуществлялось с использованием данных, собранных в процессе экспериментального исследования. При среднем коэффициенте использования грузоподъемности 0,54, превышения нормативного времени разгрузки в I,7-3,5 раза и технической скорости, определяемой с учетом длины ездки, производительность СГА выше, чем у ГА во всем диапазоне расстояний, примерно на 25 %, а себестоимость перевозок намного ниже. Более низкая производительность, чем при расчете детерминированным методом, .объясняется неполкой загрузкой автомобилей в реальных условиях.

Для установления зависимостей мезду основными конструктивными параметрами КГ.! были использованы методы шогол:еркого регрессионного анализа. В результате обработки технических характеристик более 200 отечественных и зарубеяных гидрокранов и КГ.! были получены линейные корреляционные зависимости мезду грузовым моментом, грузоподъемностью, вылетом стрелы и собственной массой крат:

М=-0,159+7,24 3 (13)

Q=-./,79 + 0,8976 + 0,299*. (14)

где: М - грузовой момент, гы;

Q - собственная масса крана;

G - грузоподъемность крана, т;

U - вылет стрелы, м Указанные уравнения регрессии былк попользован- n-;z выборе параметров КЫ по методике, описанной в главе 4.

Глава 4 посвящена совершенствованию конструкций KL* и гезша-тоъ для них. Кран-манипулятор является частью системы "автош-бяль-кран-перевозишй груз" и его параметры должны определяться с учетом условий работы, характеристик автомобиля и преобладавших грузов. На основе такого подхода была разработана методика выбора основных конструктивных параметров ИЛ. На основании исходных данных, характеризующих условия эксплуатации, определяется предельное значение собственной маебы КМ по формуле

п -

Величина ас (сл. фовддо (3)) определяется расчетным путем о учвгеи траектории даяявяия стрелы Ш, размеров и вксогн кузова, скоростей перемещения стрглы. Величина 1ГГ определяется по формуле (2). Определяв !дассу К!.!, о учетом уравнения (13) яахо-;цг.1 его грузовой момент и затем, задаваясь либо значением выле-огрели, шкодам грузоподъемность на (ала наоборот). Указанная методжеа рэачязована в виде программы для ЭВМ ка языке Бекеше.

Прл по вороге К!' вознлхеэт дакамлчеекпе нагрузил, снагдз-лле точность позиционирования л воледотвлз раскачивания грузовой подвеска зЕвлячава«г,по дакл пэгрузня-разгру зха. Критерий интенсивности пзмзкенкя динамэтзеках нагрузок механизма поворота манипулятора впрягается в гздэ интеграла

„4-

1-/ у/с/с = ^

а- ~

to о

- врегл; Ьт - яродоляягелиюсгь периода торможения; Ч/ -знергяя рывков кеханлз'а поворота 1СЛ; 7Г. - момент инерции; оС - функция рпвлоз механизма поворота манипулятора Рывок представляет собой скорость нарастания (убивания) ускорения. Эаергзт равков в.'гслсляется аналогично кинетппескоЗ энергии, где вместо фупгаыи скоростей используется функция ркз-::оз. Условием минимума критерия являются известные уравнения ОЛлера-Пузссога. После составления а ролевая оглтх уравнений по зрлгерлю Н6 ) пояученн захога лзменеяйя кккеиаютосках характеристик, обеспепзвзкцке рационально изменение данамачесхих нагрузок при гормозенил в.процессе поворота огрели КН: - углевое перемерзнно $ А

оС-с<гсО, ■ (0,6 ~ЬТ ~ 0,6- -тт; - (17)

угловая скорость угловое ускоренно

(19)

ит У

где с( - угловая кэордлната требуемого установа КМ при повороте; (л)% - угловая скорость установившегося движения механизма

поворота КМ.

Полученные зависимости (17 - 19) были использованы при определении профиля винтовой канавка с переменным углом наклона в предложенной автором новой конструкции механизма поворота КМ.

Пятая глава посвящена опытной проверке и внедрению результатов исследования в практику. Приведены результаты испытаний опытного образца КМ на базе гцдрокрака^модели 3953 с комплектом предложенных автором сменшх рабочих органов. Результаты опытно?! проверки подтвердили правильность исходных теоретических долояений автора. Источником экономической эффективности СГА с ИЛ является снижение затрат на перевозку грузов благодаря сокращению временя простоя в ожидании разгрузки, устранению необходимости в использовании бааенннх кранов, автомобильных кранов и других грузоподъемных средств для разгрузка автомобиля, а такхе ручного труда. Величина годового экономического эффекта составила более 12 тыс.руб. на один СГА с

ВЫВОДЫ

1. Анализом аналитических и экспериментальных исследований установлено, что в строительстве все большее применение получают специализированные грузовые автомобили. Вглесте с тем, использование их носит разрозненный характер, рациональная область применения не определена, отсутствуют общепринятые методики расчета и выбора конструктивных параметров устанавливаемых на них кранов-манкпулягоров.

2. Номенклатура штучных строительных грузов превышает 100 наименования, из которых около 80 % являются контейнеро- и паке-топригодными. Масса одного места штучных грузов составляет от

I до 90 кг, а масса брутто контейнеров,>и пакетов для их доставки не превышает- 1,25 т.

3. Основные параметры транспортного процесса иневт случайный характер. Масса перевозимых грузов изменяется от 0,7 до 8,8 т к в 80 % случаев недогруз составляет I г и более, что позволяет устанавливать КМ без снижения массы перевозимого груза. Выявлено наличие линейной корреляционной зависимости технической скорости автомобиля от длины ездкд. Нозгвервдекз, что в реальных условиях, независимо от способа разгрузки бортового автомобиля, продолжительность его простая под 'разгрузкой в ке-

сколько раз превышав! нормативное время.

4. В наибольшей степени на производительность базового автомобиля я СГА с Юл влияюг следующие факторы: расстояние перевозок, техническая скорость, номинальная грузоподъемность и ее сшгаение у КМ, время погрузки-разгрузки.

5. Разработана математическая модьль процесса транспорти-рсвкп штучных строительных грузов со складов и баз УК на строительные объекты, использующая метод "ояге-Кардо. Модель учитывает случайный характер процесса перевозок и позволяет определять рациональную область применения СГА с Ш,1, а также оценивать эффективность использования различных 13.1 на автс?.«.об::лях.

6. Уточнена рациональная область применения СГА с КГ.!, которая при расчете детерминированным методом по критерию производительности с учетом реальных условий работа достигает от 50-60 гм до 120-120 км з зависимости: от масон КМ. При расчетах вероятностным методом производительность СГА с МЛ несколько прешизет производительность базового автомобиля в диапазоне расстояния перевозок до 120 км, а себестоимость перевозок' СГА снижается в 2,5-3 раза.

7. На основания анализа технических характеристик отечественных а зарубежные консольных глцрокраноз и КМ установлено наличие линейных корреляционных зависимостей между основными конструктивны;,«л параметрами ¡3,!: их массой, грузоподъемностью и вылетом стрелы пли грузовкм моментом,

8. Разработана методика определения основных кокструктив-шх параметров КМ - грузового момента, грузоподъемности и вылета стрелы - в зависимости от типа грузового автомобиля, перевозимого груза и условий эксплуатациис Методика позволяет такзе подбирать существующий КМ для данного автомобиля, работающего

в определенных условиях.

9. Нолу чеки аналитические зависимости для определения замков изменения кинематических характер!1стик механизма поворота Ш (углового переиздания, скорости и ускорения), обеспечивающих минимум динамических нагрузок пси поворота сгрелн КГ.!. С учетом

отих зависимостей выполнен расчет геометрия предложенного механизма поворота типа "винт-гаПка".

10.Предложены новые конструктивные решения стрелы и механизма поворота К?Л, сшжавдие металлоемкость конструкции и динамические нагрузки при повороте стрелы, а гакге два варианта

конструкций поворотной головки с единым силовым приводом, отличающиеся от используемых на отечественных IC.I меньшими габаритами и массой и позволяющие устанавливать сменные дистанционно управляемые рабочие органы (захваты) без их энергетического подключения, что особенно аффективно при перевозке грузов сирокой номенклатуры.

11.Разработал ряд дистанционно управляемых захватов для различных штучных грузов, позволяющих сократить время захвата-освобоядения груза, вызаж скжеянус иегаллоеыкоогь и рассчитанных на использование с единым сплошк приводом. Ряд этих захватов защищены авторскими свидетельствами.

12.Внедрение результатов выполненных исследований и разработок позволяет при перевозке ¡атучлас строительных грузов в условиях вшзцкого строительства получить эфЗэкт в раздерз 12 тыс.

руб. кз один СГА с кравом-ма!.:шулятором, з том числе 2,6 тыс. руб. за счет комплекта сменных рабочих органов.

13.Полученные результаты исследований z разработок по выбору основных параметров кранол-г-англул-горов к согзр^зкогвовапгэ es конструкции и сменных рабо-r,^ оLri,hcn могут быт:- попользованы в смсгок облссглх: на сii;o::îu'.х-нз-коктлпкзе работах, д лесозаготовительном производстве, в складскс. \-.г«?;г:в8 и на ауодиглленном транспорте.

Основные положения диссертации окувзвкотши в еле ;уювдх работах:

1. Каюка Н.С., Руста.'-ов '».А, : -торг*. - Кпов: С1ль-ське буд1вництво, 1987, II, с. 13.

2. A.c. 1444278 СССР Ь2С1 Б ùo С 1/42 Грузозахватное устройство /' З.Л.Рустаиов, Н.С.Канака, :;.В.Кразоаговпч / - 3. с.

3. A.c. 1446085 СССР '.Ж В ьб С 1/42 ^зэкавагк»:. устройство / З.А.Рустаюв, И.В.Красонтовпч / - 3 с.

4. A.c. 1463692 СССР î.'iGI В 66 С 1/42 Захват д-д цилиндрических грузов / З.А.Рустамов, П.З.Красонтович /-2с.

5. Канюка U.C., Красонтовгч 'Л.В., Рустамов З.Л, Псвязение эффективности грузовых перевозок. - Баку: "Эдм во Хаят", - Лзерб., 1988, 7, с. 30.

6. Кран-манипулятор с комплектом сменных захватных устройств для . погрузки-разгрузки штучных грузов (икпорм. листок) / Составители: U.C.Канюка, В.С.Ловейкин, З.А.Рустамов и др. / Киев, "Реклама4, 1939