Предложена методика установления предельных значений гибкости элементов профиля (стенок и полок) центрально сжатых тонкостенных стержней, которая учитывает действительные условия защемления краев. Проанализированы результаты, полученные с использованием данного подхода.

Наведено технічні параметри конструктивних елементів кранових механізмів, їх геометричні та вагові характеристики, приклади умовного позначення. Представлено відомості про матеріали, які використовуються у процесі розробки вузлів і деталей механізмів вантажопідйомних кранів, а також довідкову інформацію, необхідну для виконання проектувальних розрахунків.

Приведены технические параметры конструктивных элементов крановых механизмов, их геометрические и весовые характеристики, примеры условных обозначений. Представлены сведения о материалах, используемых в процессе разработки узлов и деталей механизмов грузоподъемных кранов, а также справочная информация, необходимая для проведения проектировочных расчетов.

Наведено технічні характеристики будівельних кранів українських та російських виробників, зокрема, автомобільних, пневмоколісних, на спеціальному шасі автомобільного типу, гусеничних, залізничних і спеціальних.

Приведены технические характеристики строительных кранов украинских и российских производителей, в частности, автомобильных, пневмоколесных, на специальном шасси автомобильного типа, гусеничных, железнодорожных и специальных.

Наведено розрахунки механізмів вантажопідйомних кранів мостового типу, зокрема, козлових і мостових, на підставі нормативних методик вітчизняного підйомно-транспортного машинобудування.

Приведены расчёты механизмов грузоподъемных кранов мостового типа, в частности, козловых и мостовых, на основе нормативных методик отечественного подъемно-транспортного машиностроения.

Исследовано влияние реальных несовершенств рельсового пути на сопротивление качению колеса локомотива. Работа, необходимая для преодоления статических сил сопротивления качению колеса на длине неровности, определяется с учетом динамической составляющей давления колеса на рельс. Результаты анализа свидетельствуют о незначительном влиянии скорости движения на сопротивление качению.

Розв'язано задачу двокритеріальної оптимізації тонкостінних стрижнів відкритого перетину (на прикладі двутаврового профілю) при стисканні і згинанні з обмеженнями за стійкістю - загальною (згинальною та згинально-крутильною) і локальною. Вектор цільової функції включає осьову силу і згинальні моменти. Задачу розв'язано за допомогою ефективного методу нелінійного програмування. Одержане рішення дозволяє врахувати багатоваріантний характер навантаження елементів конструкцій. Аналіз наведених Парето-оптимальних проектів дає можливість виявити "нераціональні" стандартні профілі, які не можуть бути оптимальними за будь-яких комбінацій подовжньої сили і згинального моменту.

Проанализированы факторы, влияющие на сопротивление качению колеса, и аналитические зависимости его определения. Показаны зависимости сопротивления качению и касательных напряжений от закругления головки рельса. С учетом реальных параметров контактирующих тел и механических характеристик материала выполнен численный анализ и получены указанные зависимости.

Досліджено стійкість тонкостінних стержнів відкритого поперечного перерізу з урахуванням нелінійної взаємодії загальних і локальних форм випучування під час кінцевих переміщень (зв'язана втрата стійкості). Розв'язано задачі оптимального проектування тонкостінних стержнів з обмеженнями за стійкістю за різних умов навантаження (стискання, згинання, їхні комбінації). Розроблено два істотно різні підходи до розрахунку граничних навантажень зв'язаної втрати стійкості, що використовують концепцію ефективної площі поперечного перерізу і асимптотичний метод Койтера, які зорієнтовані на два класи тонкостінних стержнів: стержні з попереднім локальним випучуванням елементів; стержні, близькі до рівностійких за загальними і локальними формами. Виконано параметричний аналіз впливу геометрії поперечного перерізу і амплітуд початкової недосконалості на несучу здатність. Задачу вагової оптимізації досліджено на основі уточнених розв'язків лінійної задачі стійкості у випадку різного формулювання обмежень за стійкістю, у тому числі з урахуванням взаємодії форм випучування. На основі теорії багатокритеріальної оптимізації конструкцій сформульовано і розв'язано задачу оптимального проектування тонкостінних стержнів відкритого поперечного перерізу, що сприймають стискання і згинання у різній, заздалегідь невідомій комбінації. Надано рекомендації щодо норм розрахунку стійкості тонкостінних елементів металоконструкцій.

Викладено принципи складання математичних моделей навантаженості приводу підвісної канатної дороги маятникового типу, головною особливістю яких є врахування зміщення несучого каната на опорах під час руху вагонів.

Розглянуто умови і режими експлуатації вантажопідйомних, транспортувальних та навантажувальних машин; рейковий та безрейковий транспорт; машини і механізми для механізації та автоматизації робіт на складах і сховищах. Наведено загальні положення та рекомендації щодо розрахунків вузлів і механізмів цих машин. Виконано розрахунки широко застосовуваних у різних галузях виробництва, ківшевих елеваторів, конвеєрів різних типів (стрічкових, скребкових, трубчастих підвісних, гвинтових, інерційних і вібраційних тощо), навантажувальних машин, допоміжного обладнання, віброізоляційного устаткування тощо.

Оцінено вплив пружних деформацій несучого каната, які виникають під час руху вагона, на зусилля в тяговому канаті підвісної дороги. Для дослідження впливу пружних деформацій несучого каната на зусилля в тяговому канаті використано метод послідовних наближень. При цьому визначення натягу несучого каната здійснено з використанням методики, яка грунтується на принципах модульного компонування, суть котрої полягає у формуванні математичної моделі шляхом сполучення блоків формул, описуючих рівновагу несучого каната на опорах. Аналіз одержаних результатів показав, що ряди послідовно визначених величин горизонтальної складової натягу несучого каната збігаються в четвертому наближенні (деякі й раніше) з точністю 0,1 %. Це вказує на можливість не враховувати зміни довжини несучого каната через пружні властивості під час моделювання навантаженості елементів контура "привод - тяговий канат - натяжний пристрій". Також встановлено, що використання натяжного пристрою підвищує вплив пружних властивостей несучого каната на елементи канатної системи та систему "привод - тяговий канат - натяжний пристрій" у цілому. При цьому пружна складова натягу несучого каната в дослідженому прогоні не залежить від положення вагона в суміжному прогоні, а визначається лише параметрами канатної системи. Доведено можливість не враховувати зміни довжини несучого каната через пружні властивості під час моделювання навантаженості елементів контура "привод - тяговий канат - натяжний пристрій". Використання наведених методик та одержаних результатів надасть змогу спростити математичні моделі навантаженості елементів канатної системи підвісної дороги та системи "привод - тяговий канат - натяжний пристрій" у цілому.

Рассмотрено формирование рекомендаций по рациональному профилированию подвесных канатных дорог с учетом энергосбережения. В качестве критерия энергопотребления принята удельная мощность привода как отношение потребляемой мощности к пропускной способности дороги. Цикл перемещения вагонов был условно разделен на 3 этапа, характерными особенностями каждого из которых являлись кинематические параметры дороги. Проведенные исследования показали, что удельная мощность привода не зависит от кинематических параметров дороги. Предельное значение удельной мощности привода не зависит от длины дороги. С увеличением вместимости вагонов влияние длины пролета на удельную мощность снижается. Для дорог большой длины рекомендуется выполнять подбор высот опор в соответствии с особенностями рельефа для обеспечения минимально возможных уклонов пролетов. Целесообразным является использование вагонов большой вместимости при сооружении дороги на местности, рельеф которой характеризуется существенными перепадами высот. Сформулирован новый критерий оценки энергопотребления подвесных канатных дорог. Использование полученных результатов и сформулированных рекомендаций позволит разрабатывать проекты подвесных канатных дорог с пониженным энергопотреблением.

Цель работы - обосновать центрирующую способность барабанов новой конструкции ленточных конвейеров (ЛК); разработать методику расчета и определения рациональных конструктивных параметров барабанов в зависимости от технических параметров (длины конвейера, ширины ленты, производительности конвейера, диаметров приводного и натяжного барабанов и др.); провести экспериментальные исследования работоспособности в производственных условиях, с целью определения величины динамических нагрузок и проведения сравнительной оценки эффективности центрирующей способности общепринятых и новой конструкций барабанов. Для обоснования эффективности центрирующей способности барабанов новой конструкции разработана математическая модель взаимодействия ленты с барабаном. Впервые предложена методика расчета и определения рациональных параметров барабанов, которая позволяет определять конструктивные параметры центрирующих участков в зависимости от механических свойств и геометрических параметров ленты. С помощью математического моделирования научно обоснован эффект центрирующей способности новой конструкции барабана, которая обеспечивает устойчивое движение ленты вдоль продольной оси конвейера. Сделаны следующие выводы: разработана математическая модель взаимодействия ленты с новой конструкцией барабана, которая позволила описать движение ленты в поперечном направлении с учетом действия дополнительных динамических нагрузок и восстанавливающей силы; предложена методика расчета и определения рациональных параметров новой конструкции барабанов, которая позволяет определить конструктивные параметры центрирующих участков; проведены экспериментальные исследования ЛК с заданными техническими параметрами в производственных условиях, которые позволили определить величину динамических нагрузок во время разгона конвейера, а также оптимизировать время пуска с учетом этих нагрузок. Впервые предложены теоретические инструменты, которые обосновывают эффективную работоспособность новой конструкции барабанов ЛК, а также позволяют определить их рациональные конструктивные параметры. Новые конструкции барабанов, а также методика расчета их конструктивных параметров можно использовать при проектировании новых и модернизации существующих ЛК, что позволит минимизировать время внеплановых простоев оборудования и повысить долговечность конвейерной ленты.

Условием бесперебойной и эффективной работы каждой технологической линии является использование транспортирующих машин с высокими техническими характеристиками. Хорошо себя зарекомендовали на практике конструкции машин для транспортировки, которые используют в процессе работы вибрацию. Применение виброустановок требует оптимизации режимов их работы. В виде упругого звена все больше используют резинометаллические элементы, характеризующиеся нелинейностью демпфирующих свойств. Рассмотрено динамику вибрационной машины, которая имеет в качестве упругих звеньев резинометаллические блоки и буферные амортизаторы, ограничивающие амплитуду колебаний рабочего органа. Предложенный метод определения амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) вибропитателя базируется на принципе Вольтера, который при расчетах демпфирующих свойств амортизаторов дает возможность учитывать упруго-наследственные свойства резины. При корректировке динамических жесткостей основных упругих связей и буферов вибропитателя, используя принцип наследственности свойств резины, определяют зависимость амплитуды колебаний рабочего органа машины. Такой метод получил название "интегро-операторный" с применением дробно-экспоненциальных ядер релаксации. Построено резонансную кривую нелинейной одномассной системы. Сопоставлением теоретических и практических результатов установлено, что использование предложенной методики расчета обеспечивает достаточно полное описание демпфирующих параметров резинометаллических изделий и одновременно является эффективным средством расчета АЧХ нелинейных колебательных систем. Усовершенствована методика определения демпфирующих характеристик резинометаллических изделий и АЧХ нелинейных колебательных систем путем введения в алгоритм расчета зависимостей, учитывающих упруго-наследственные свойства резин. Использование интегро-операторного метода с применением дробно-экспоненциальных ядер релаксации обеспечит повышение точности расчетов демпфирующих параметров резинометаллических изделий, АЧХ нелинейных колебательных систем и даст возможность еще больше оптимизировать режимы работы вибрационного оборудования. Изготовленные с учетом принципа наследственности свойств резины резинометаллические блоки для упругой подвески вибропитателя исключат вероятность ограничения производительности технологической линии в связи с низкой долговечностью деталей подвески питателя.

Исследование выполнено с целью совершенствования процесса проектирования уравновешивающего устройства портального крана. Для ее достижения необходимо: составить динамическую и математическую модели, позволяющие описать движение уравновешивающего устройства и стреловой системы портального крана при изменении вылета; разработать методику определения массива варьируемых конструктивных параметров уравновешивающих устройств; рассчитать оптимальное соотношение координат крепления коромысла уравновешивающих устройств и изучить их влияние на неуравновешенность стреловой системы портального крана. Для определения кинематических характеристик звеньев уравновешивающих устройств разработаны динамическая и математическая модели, которые позволяют описать движение противовеса с коромыслом при изменении вылета стрелы. Задача уравновешивания стреловых систем портальных кранов сводится к определению конструктивных параметров устройства, которое обеспечивало бы уравновешивание стреловой системы на всем диапазоне вылетов. Также разработана методика определения приемлемых варьируемых конструктивных параметров уравновешивающих устройств с учетом условий подвижности, собираемости и требований к значениям неуравновешенного стрелового момента. С помощью математического моделирования научно обоснована целесообразность использования предложенной методики определения конструктивных параметров уравновешивающих устройств. Разработанный массив варьируемых данных позволяет учитывать характер уравновешивания и оптимизировать конструкцию уравновешивающих устройств и стреловых систем портальных кранов. Выполнен анализ влияния варьируемых параметров на общепринятые критерии оценки качества шарнирно-сочлененной стреловой системы: неуравновешенность системы, вес противовеса, показатели грузового и стрелового неуравновешенных моментов. Разработана локальная программа для комплексного оптимизационного синтеза, позволяющая определять оптимальные соотношения координат коромысла, при которых выполняются условия уравновешенности и качества портального крана. Предложенная методика определения массива варьируемых конструктивных параметров может быть использована при проектировании новых и модернизации существующих уравновешивающих устройств портальных кранов с шарнирно-сочлененными стреловыми системами, что позволит снизить материалоемкость стреловой системы и энергопотребление кранов. С помощью компьютерного моделирования выполнена апробация предложенной методики применительно к кранам, компоновка которых обеспечивает собираемость и подвижность звеньев всех систем.

Увеличение скорости движения и грузоподъемности поездов приводит к увеличению нагрузки на железнодорожный путь и, в свою очередь, нагрузки на земляное полотно. Это вызывает необходимость уточнения методов расчета, как верхнего строения, так и земляного полотна железнодорожного пути. Цель работы - разработка метода определения напряженно-деформированного состояния земляного полотна железнодорожного пути на основании учета ограниченной распределительной способности, конечности зоны деформирования по глубине земляного полотна и его неоднородности. На основании смешанного метода Б. Н. Жемочкина, согласно с которым действительную криволинейную эпюру отпоров по нижней постели шпал заменяют ступенчатой, рассмотрена совместная работа рельсо-шпальной решетки и земляного полотна железнодорожного пути. Дано развитие осесимметричной столбчатой модели грунтового основания, которая учитывает такие важные его свойства, как ограниченная распределительная способность, конечность зоны деформирования и неоднородность (слоистость). На основании дискретного метода Л. П. Винокурова и осесимметричной столбчатой модели грунтового основания получены уравнения для перемещений и напряжений для i-го слоя основания. В результате решения системы дифференциальных уравнений дискретного метода численным методом, в котором функции от матриц представляют рядами, определены вертикальные и радиальные перемещения слоистого основания, после чего определены нормальные и касательные напряжения в основании. Реализация смешанного метода Б. Н. Жемочкина позволяет определить отпор по подошве шпал и прогибы центральных сечений балок-шпал. Разработан метод расчета напряженно-деформированного состояния земляного полотна железнодорожного пути при их совместной работе на основании осесимметричной столбчатой модели. При этом учтены ограниченная распределительная способность, конечность зоны деформирования и неоднородность по глубине грунтового основания. Полученные результаты позволяют повысить точность решений при проектировании земляного полотна железнодорожного пути, что, в свою очередь, приведет к повышению его надежности и долговечности.

Проведено експериментальні дослідження процесу копання грунту фізичною моделлю неповоротного бульдозерного відвала зі змінною комбінованою об'ємною ножовою системою з метою розроблення її ефективної конструкції на основі застосування косого різання для підвищення ефективності здійснення робіт за рахунок зменшення питомого опору копанню, скорочення шляху копання до набору повноцінної призми грунту та зменшення втрат грунту у бічні валики. За результатами досліджень отримані позитивні результати.

Основна мета роботи - визначення та аналіз технічних параметрів стенда для комплексних випробувань залізничних коліс, у якому передбачено сумістити випробування на втомну та контактну міцність, їх одночасне виконання на одному стенді. Визначення технічних параметрів стенда для проведення комплексних випробувань виконано на основі зіставлення характеристик випробувань на втомну та контактну міцність залізничних коліс. Вимоги до випробувань на втомну міцність та до відповідного обладнання встановлено на основі аналізу чинної нормативної бази та огляду патентів. За базову модель для розробки стенда для комплексних випробувань було взято модель стенда для випробувань на контактну міцність із внесенням необхідних змін з метою забезпечення циклічності прикладання робочого навантаження. Як критерій можливості комплексних випробувань, які передбачають одночасне проведення випробувань залізничних коліс на втомну та контактну міцність, було взято залежність діаметра ролика стенда від параметрів випробовуваного колеса, осьового навантаження колісної пари, до складу якої входить випробовуване колесо, та межі витривалості матеріалу колеса. Аналіз отриманої залежності показав, що діаметр ролика як функція навантаження в зоні контакту пари "колесо - ролик" має розрив другого роду на ділянці зміни цього навантаження від мінімального до максимального значення. Аналітичну залежність було представлено та проаналізовано також у графічному вигляді. Узагальнення отриманих результатів дозволило зробити висновок про те, що проведення комплексних випробувань залізничних коліс, які передбачають суміщення випробувань на втомну міцність із випробуваннями на контактну міцність за умови їх одночасності на одному стенді, є неможливим. У запропонованій схемі стенда для комплексних випробувань залізничних коліс уперше отримано залежність, яка пов'язує параметри випробовуваного колеса, параметри стенда, осьове навантаження колісної пари та межу витривалості матеріалу колеса. Отримані результати можуть бути використані як підгрунтя для розробки нових схем стендів для випробувань залізничних коліс.