11.03.2024
МАШИНОСТРОЕНИЕ
УДК 2.5.21; 534 01; 622 24 053
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
ИЗНОСА РАБОЧИХ ОРГАНОВ БЕТОНООТДЕЛОЧНЫХ МАШИН
THE MAIN WORK IN THE FIELD OF RESEARCH INTO THE WEAR OF THE WORKING BODIES OF CONCRETE FINISHING MACHINES
1Л.А. Мамаев, 2В.Б. Кашуба, 3С.Н. Герасимов, 4Ю.К. Юсупов
Братский государственный университет
1L. A. Mamaev, 2V. B. Kashuba, 3S. N. Gerasimov, 4Yu.K. Yusupov
Bratsk State University
АННОТАЦИЯ. Рассматриваются вопросы износа рабочих органов заглаживающих машин, в том числе вибрационных. Одной из основных причин выхода рабочих органов из строя является износ и повреждение их рабочих поверхностей, снижающих их качество. Показано, что при трении рабочего органа о бетонную смесь имеет место преимущественно абразивный и меньшей степени окислительный износ. При этом величина износа пропорциональна заглаживающей способности рабочего органа, времени наработки, удельному давлению рабочего органа на поверхность бетонной смеси и коэффициенту, учитывающему условия работы. Установлено, что положение собственных и вынужденных колебаний рабочего органа на процесс заглаживания приводит к существенным изменениям в величине и характере износа диска. Определено, что общий односторонний характер диска зависит от параметров вынужденных колебаний, генерируемым рабочим органом. Выявлено наличие локализованных зон с отчётливо выраженным износом диска. Последнее наиболее значимо снижает качество обработки поверхности бетонной смеси. Показана взаимосвязь между наличием износа локализованных зон износа и собственными колебаниями металлоконструкции портала заглаживающей машины. Высказано предположение, что вопросы виброзащиты (виброизоляции) заглаживающей машины как технологического комплекса, имеют определяющее значение для предотвращения, либо значительного снижения местного локализованного износа рабочего органа.
Ключевые слова: уровень вибрационного воздействия, износ, трение, заглаживающая способность, бетоноотделочная машина, вибрационный дисковый рабочий орган, управление динамическим состоянием.
ABSTRACT. The issues of wear of disk vibrating working bodies of smoothing machines are considered. One of the main reasons for the failure of the working bodies is wear and damage to their working surfaces, which reduce their quality. It is shown that during friction of the working body against the concrete mixture, mainly abrasive and less oxidative wear occurs. In this case, the amount of wear is proportional to the smoothing capacity of the working body, the operating time, the specific pressure of the working body on the surface of the concrete mixture and the coefficient taking into account the working conditions. It has been found that the position of natural and forced vibrations of the working body on the smoothing process leads to significant changes in the magnitude and nature of the disc wear. It was determined that the general one-sided character of the disk depends on the parameters of forced vibrations generated by the working body. The presence of localized zones with a pronounced wear of the disc was revealed. The latter most significantly reduces the quality of the surface treatment of the concrete mixture. The relationship between the presence of wear of localized wear zones and natural vibrations of the metal structure of the portal of the smoothing machine is shown. It is suggested that the issues of vibration protection (vibration isolation) in the broad sense of controlling the dynamic state of the smoothing machine as a technological complex are of decisive importance for the prevention or significant reduction of localized localized wear of the working body.
KEYWORDS: Vibration level, wear, friction, smoothing capacity, concrete finishing machine, vibrating disc screed, dynamic state control.
МАШИНОСТРОЕНИЕ
УДК 629.3.027.3
Повышение упругодемпфирующих характеристик пневмогидравлического амортизатора транспортно-технологических машин в условиях Крайнего Севера
Increase of elastic-deforming characteristics of pneumohydraulic
shock absorber of transport-technological machines in conditions
of the far north
Букиров Роман Рустамович, аспирант кафедры наземных транспортно-технологических машин
Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета
Bukirov Roman Rustamovich,graduate student, Department of Ground Transport and Technological Machines, St. Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering
Аннотация. В статье представлен способ повышения упругодемпфирующих характеристик пневмогидравлического амортизатора с целью повышения плавности хода транспортно-технологической машины в условиях Крайнего Севера. Представлено описание предлагаемого технического решения, способного повысить плавность хода машины в условиях бездорожья. Приводятся графические результаты математического моделирования упругой характеристики пневмогидравлического амортизатора. Выполнено математическое моделирование работы предлагаемого технического решения путём использования двухмассовой колебательной системы машины при установившихся колебаниях, имитирующую дорожные условия Крайнего Севера и позволяющую оценить наиболее нагруженный режим работы. Предложена динамическая двухмассовая колебательная система, реализованная в программной среде MathCAD.
Ключевые слова: упругодемпфирующая характеристика, пневмогидравлический амортизатор, плавность хода, энергоёмкость подвески, колебательная система автомобиля, бездорожье, математическое моделирование.
ANNOTATION. The article presents a method of increasing the elastic-deforming characteristics of the pneumohydraulic shock absorber in order to improve the smooth running of the transport and technological machine in the Far North. The description of the proposed technical solution capable of increasing the smoothness of the machine running in off-road conditions is presented. Graphical results of mathematical modeling of the elastic characteristic of the pneumohydraulic shock absorber are given. Mathematical modeling of the work of the proposed technical solution by using the two-mass oscillating system of the machine at steady oscillations, imitating road conditions of the Far North and allowing to estimate the most loaded mode of operation. A dynamic two-mass oscillating system realized in MathCAD software environment is proposed.
Keywords: elastic-damping characteristic, pneumohydraulic shock absorber, smooth running, suspension capacity, oscillating system of the car, off-road, mathematical modeling.
СТРОИТЕЛЬСТВО
УДК 629.08
Исследование вариантов формирования парка машин
(на примере многоцелевой строительной машины)
Investigation of options for the formation of a fleet of vehicles
(using the example of a multi-purpose construction machine)
Ануфриев Кирилл Андреевич,
студент Санкт-Петербургского государственного
архитектурно-строительного университета
Anufriev Kirill Andreevich,
student of St. Petersburg State University
of Architecture and Civil Engineering
АННОТАЦИЯ. В статье проведён анализ нормативной документации по проведению работ по формированию парков машин на примере многоцелевой строительной машины. Предложена методика формирования различных вариантов парков машин с учётом срока службы машины, приведены показатели возрастных изменений технического состояния.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: эффективность, парк машин, срок службы, эксплуатация, универсальность.
ABSTRACT. «Study of options for the formation of a fleet of cars (using the example of a multi-purpose construction machine)».
The article analyzes the regulatory documentation for the work on the formation of car parks on the example of a multi-purpose construction machine. The method of formation of various variants of car parks is proposed, taking into account the service life of the car, the indicators of age-related changes in technical condition are given.
KEYWORDS: efficiency, fleet, service life, operation, versatility.
СТРОИТЕЛЬСТВО
УДК 62-523
Разработка алгоритмов управления автономных строительных машин «Индустрии 4.0»
Research of unmanned construction complexes applicability and development of the operation algorithm of "Industry 4.0" transportation technological machine
Мусливец Михаил Александрович,
студент Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета
E-mail: myslivec-2000@yandex.ru
Литвин Роман Андреевич,
кандидат технических наук, доцент кафедры НТТМ
Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета
E-mail: roman.ltv@mail.ru
Muslivets Mikhail Alexandrovich, student of the St. Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering
E-mail: myslivec-2000@yandex.ru
Litvin Roman Andreevich, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the NTTM Department of the St. Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering
E-mail: roman.ltv@mail.ru
Аннотация. В этой статье рассматривается возможность настройки прямолинейного движения и работы с камерой автономных строительных машин, а также анализ производительности. Сначала исследуется алгоритмы рулевого управления, так и управления скоростью. Когда система движется вперёд, алгоритмы управления основаны на кинематической модели и на модельных подходах к управлению с предсказанием. Когда система движется задним ходом предлагаются и сравниваются два разных контроллера рулевого управления. Были проведены эксперименты в программе «TRIK Studio» с мобильным роботом. Статья представляет результаты научно-исследовательской работы, проводимой в рамках конкурса грантов на выполнение научно-исследовательских работ научно-педагогическими работниками СПбГАСУ (ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет») в 2023 году.
Ключевые слова: транспортно-технологические машины, строительные и дорожные машины, производительность, эффективность, информационные технологии, роботы, нанотехнологии, робототехника, нейросети, «Индустрия 4.0».
Abstract. This article discusses the possibility of motion control for autonomous construction machinery and performance analysis. First, the algorithms of steering and speed control are investigated. As the system moves forward, the control algorithms are based on a kinematic model and on model approaches to predictive control. When the system is reversing, two different steering controllers are proposed and compared. Experiments were conducted in the "TRICK Studio" program with a mobile robot. The article presents the results of the research work carried out within the framework of the grant competition for the performance of research works by scientific and pedagogical staff of St. Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering (St. Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering) in 2023.
Keywords: transport and technological machines, construction and road machines, productivity, efficiency, information technology, robots, nanotechnology, robotics, neural networks, "Industry 4.0".
«Русский инженер», № 01 (82), 2024
МАШИНОСТРОЕНИЕ
УДК 2.5.21; 534 01; 622 24 053
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
ИЗНОСА РАБОЧИХ ОРГАНОВ БЕТОНООТДЕЛОЧНЫХ МАШИН
THE MAIN WORK IN THE FIELD OF RESEARCH INTO THE WEAR OF THE WORKING BODIES OF CONCRETE FINISHING MACHINES
1Л.А. Мамаев, 2В.Б. Кашуба, 3С.Н. Герасимов, 4Ю.К. Юсупов
Братский государственный университет
1L. A. Mamaev, 2V. B. Kashuba, 3S. N. Gerasimov, 4Yu.K. Yusupov
Bratsk State University
АННОТАЦИЯ. Рассматриваются вопросы износа рабочих органов заглаживающих машин, в том числе вибрационных. Одной из основных причин выхода рабочих органов из строя является износ и повреждение их рабочих поверхностей, снижающих их качество. Показано, что при трении рабочего органа о бетонную смесь имеет место преимущественно абразивный и меньшей степени окислительный износ. При этом величина износа пропорциональна заглаживающей способности рабочего органа, времени наработки, удельному давлению рабочего органа на поверхность бетонной смеси и коэффициенту, учитывающему условия работы. Установлено, что положение собственных и вынужденных колебаний рабочего органа на процесс заглаживания приводит к существенным изменениям в величине и характере износа диска. Определено, что общий односторонний характер диска зависит от параметров вынужденных колебаний, генерируемым рабочим органом. Выявлено наличие локализованных зон с отчётливо выраженным износом диска. Последнее наиболее значимо снижает качество обработки поверхности бетонной смеси. Показана взаимосвязь между наличием износа локализованных зон износа и собственными колебаниями металлоконструкции портала заглаживающей машины. Высказано предположение, что вопросы виброзащиты (виброизоляции) заглаживающей машины как технологического комплекса, имеют определяющее значение для предотвращения, либо значительного снижения местного локализованного износа рабочего органа.
Ключевые слова: уровень вибрационного воздействия, износ, трение, заглаживающая способность, бетоноотделочная машина, вибрационный дисковый рабочий орган, управление динамическим состоянием.
ABSTRACT. The issues of wear of disk vibrating working bodies of smoothing machines are considered. One of the main reasons for the failure of the working bodies is wear and damage to their working surfaces, which reduce their quality. It is shown that during friction of the working body against the concrete mixture, mainly abrasive and less oxidative wear occurs. In this case, the amount of wear is proportional to the smoothing capacity of the working body, the operating time, the specific pressure of the working body on the surface of the concrete mixture and the coefficient taking into account the working conditions. It has been found that the position of natural and forced vibrations of the working body on the smoothing process leads to significant changes in the magnitude and nature of the disc wear. It was determined that the general one-sided character of the disk depends on the parameters of forced vibrations generated by the working body. The presence of localized zones with a pronounced wear of the disc was revealed. The latter most significantly reduces the quality of the surface treatment of the concrete mixture. The relationship between the presence of wear of localized wear zones and natural vibrations of the metal structure of the portal of the smoothing machine is shown. It is suggested that the issues of vibration protection (vibration isolation) in the broad sense of controlling the dynamic state of the smoothing machine as a technological complex are of decisive importance for the prevention or significant reduction of localized localized wear of the working body.
KEYWORDS: Vibration level, wear, friction, smoothing capacity, concrete finishing machine, vibrating disc screed, dynamic state control.
МАШИНОСТРОЕНИЕ
УДК 629.3.027.3
Повышение упругодемпфирующих характеристик пневмогидравлического амортизатора транспортно-технологических машин в условиях Крайнего Севера
Increase of elastic-deforming characteristics of pneumohydraulic
shock absorber of transport-technological machines in conditions
of the far north
Букиров Роман Рустамович, аспирант кафедры наземных транспортно-технологических машин
Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета
Bukirov Roman Rustamovich,graduate student, Department of Ground Transport and Technological Machines, St. Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering
Аннотация. В статье представлен способ повышения упругодемпфирующих характеристик пневмогидравлического амортизатора с целью повышения плавности хода транспортно-технологической машины в условиях Крайнего Севера. Представлено описание предлагаемого технического решения, способного повысить плавность хода машины в условиях бездорожья. Приводятся графические результаты математического моделирования упругой характеристики пневмогидравлического амортизатора. Выполнено математическое моделирование работы предлагаемого технического решения путём использования двухмассовой колебательной системы машины при установившихся колебаниях, имитирующую дорожные условия Крайнего Севера и позволяющую оценить наиболее нагруженный режим работы. Предложена динамическая двухмассовая колебательная система, реализованная в программной среде MathCAD.
Ключевые слова: упругодемпфирующая характеристика, пневмогидравлический амортизатор, плавность хода, энергоёмкость подвески, колебательная система автомобиля, бездорожье, математическое моделирование.
ANNOTATION. The article presents a method of increasing the elastic-deforming characteristics of the pneumohydraulic shock absorber in order to improve the smooth running of the transport and technological machine in the Far North. The description of the proposed technical solution capable of increasing the smoothness of the machine running in off-road conditions is presented. Graphical results of mathematical modeling of the elastic characteristic of the pneumohydraulic shock absorber are given. Mathematical modeling of the work of the proposed technical solution by using the two-mass oscillating system of the machine at steady oscillations, imitating road conditions of the Far North and allowing to estimate the most loaded mode of operation. A dynamic two-mass oscillating system realized in MathCAD software environment is proposed.
Keywords: elastic-damping characteristic, pneumohydraulic shock absorber, smooth running, suspension capacity, oscillating system of the car, off-road, mathematical modeling.
СТРОИТЕЛЬСТВО
УДК 629.08
Исследование вариантов формирования парка машин
(на примере многоцелевой строительной машины)
Investigation of options for the formation of a fleet of vehicles
(using the example of a multi-purpose construction machine)
Ануфриев Кирилл Андреевич,
студент Санкт-Петербургского государственного
архитектурно-строительного университета
Anufriev Kirill Andreevich,
student of St. Petersburg State University
of Architecture and Civil Engineering
АННОТАЦИЯ. В статье проведён анализ нормативной документации по проведению работ по формированию парков машин на примере многоцелевой строительной машины. Предложена методика формирования различных вариантов парков машин с учётом срока службы машины, приведены показатели возрастных изменений технического состояния.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: эффективность, парк машин, срок службы, эксплуатация, универсальность.
ABSTRACT. «Study of options for the formation of a fleet of cars (using the example of a multi-purpose construction machine)».
The article analyzes the regulatory documentation for the work on the formation of car parks on the example of a multi-purpose construction machine. The method of formation of various variants of car parks is proposed, taking into account the service life of the car, the indicators of age-related changes in technical condition are given.
KEYWORDS: efficiency, fleet, service life, operation, versatility.
СТРОИТЕЛЬСТВО
УДК 62-523
Разработка алгоритмов управления автономных строительных машин «Индустрии 4.0»
Research of unmanned construction complexes applicability and development of the operation algorithm of "Industry 4.0" transportation technological machine
Мусливец Михаил Александрович,
студент Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета
E-mail: myslivec-2000@yandex.ru
Литвин Роман Андреевич,
кандидат технических наук, доцент кафедры НТТМ
Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета
E-mail: roman.ltv@mail.ru
Muslivets Mikhail Alexandrovich, student of the St. Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering
E-mail: myslivec-2000@yandex.ru
Litvin Roman Andreevich, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the NTTM Department of the St. Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering
E-mail: roman.ltv@mail.ru
Аннотация. В этой статье рассматривается возможность настройки прямолинейного движения и работы с камерой автономных строительных машин, а также анализ производительности. Сначала исследуется алгоритмы рулевого управления, так и управления скоростью. Когда система движется вперёд, алгоритмы управления основаны на кинематической модели и на модельных подходах к управлению с предсказанием. Когда система движется задним ходом предлагаются и сравниваются два разных контроллера рулевого управления. Были проведены эксперименты в программе «TRIK Studio» с мобильным роботом. Статья представляет результаты научно-исследовательской работы, проводимой в рамках конкурса грантов на выполнение научно-исследовательских работ научно-педагогическими работниками СПбГАСУ (ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет») в 2023 году.
Ключевые слова: транспортно-технологические машины, строительные и дорожные машины, производительность, эффективность, информационные технологии, роботы, нанотехнологии, робототехника, нейросети, «Индустрия 4.0».
Abstract. This article discusses the possibility of motion control for autonomous construction machinery and performance analysis. First, the algorithms of steering and speed control are investigated. As the system moves forward, the control algorithms are based on a kinematic model and on model approaches to predictive control. When the system is reversing, two different steering controllers are proposed and compared. Experiments were conducted in the "TRICK Studio" program with a mobile robot. The article presents the results of the research work carried out within the framework of the grant competition for the performance of research works by scientific and pedagogical staff of St. Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering (St. Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering) in 2023.
Keywords: transport and technological machines, construction and road machines, productivity, efficiency, information technology, robots, nanotechnology, robotics, neural networks, "Industry 4.0".