Размещено на http://allbest.ru

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Обгрунтування параметрів піднімально-транспортних лебідок з гвинтовими опорами

Загальна характеристика роботи

лебідка навантаження гвинтовий опора

Актуальність роботи. Сучасний рівень розвитку усіх галузей народного господарства України вимагає значного підвищення техніко - економічних показників засобів механізації і автоматизації технологічних процесів і, особливо, підвищення їх вантажопіднімальності та розширення технологічних можливостей. Піднімально-транспортні лебідки (ПТЛ) з гвинтовими опорами широко використовують для піднімання, опускання і переміщення вантажів, натягування канатів ліній радіо- і електропередач, при вирощуванні хмелю і винограду, при прокладанні різних типів проводів, трубопроводів в земляні та підводні траншеї, і на узбережжях рік, озер і морів, де останнім часом встановлюють спортивно-розважальні комплекси, а також для ремонтних та будівельних роботах, де відсутні будь-які опори.

Існуючі конструкції ПТЛ характеризуються обмеженими функціональними можливостями і не завжди відповідають технологічним вимогам, особливо у польових умовах, де відсутні елементи опор.

Тому, створення нових конструкцій ПТЛ з гвинтовими опорами, які забезпечують розширення технологічних можливостей, зменшення енерго- і матеріальних ресурсів з покращеними умовами їх експлуатації, а також розроблення методики проектування їх робочих і опорних органів, є актуальним завданням, яке має важливе народногосподарське значення.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Роботу виконано відповідно до тематики Тернопільського державного технічного університету імені Івана Пулюя і ВАТ “Тернопільський комбайновий завод”, і є частиною загальної тематики “Розробка і дослідження ресурсо- та енергозберігаючих технологій в галузі сільськогосподарського машинобудування” на 2004-2009 роки (№ державної реєстрації “ 0102 U002299), а також відповідно до державної науково-технічної програми ДНТП з “Пріоритетних напрямків науки і техніки”, які реалізуються в рамках Постанови Кабінету Міністрів України № 1341 “Про розвиток сільськогосподарського машинобудування і забезпечення агропромислового комплексу конкурентноздатною технікою”.

Мета роботи і задачі дослідження. Метою роботи є розширення технологічних можливостей і підвищення експлуатаційних показників піднімально-транспортних лебідок.

Для досягнення мети в роботі поставленні наступні задачі:

- провести аналіз і синтез відомих конструкцій піднімально-транспортних лебідок, і на цій основі удосконалити їх конструкції та опорні елементи;

- вивести аналітичні залежності для визначення раціональних конструктивних параметрів ПТЛ із розширеними технологічними характеристиками;

- провести силовий розрахунок різних конструктивних схем гвинтових опор лебідок для виконання різних технологічних операцій і розробити рекомендації для їх проектування;

- провести силовий розрахунок зачеплення поверхонь спіралей гвинтових опор лебідок з ґрунтом при їх загвинчуванні і роботі;

- розробити математичну модель динамічної системи натягування каната з виведенням аналітичних залежностей для визначення силових і конструктивних параметрів;

- вивести аналітичні залежності для визначення сили натягу канату при виконанні різних технологічних операцій;

- розробити динамічну модель роботи піднімально-транспортної лебідки;

- спроектувати та виготовити функціонально здатні ПТЛ із гвинтовими опорами та без неї, стенд для дослідження їх роботи;

- провести комплекс експериментальних досліджень і вивести регресійні залежності для визначення зусилля натягу канатів залежно від конструктивних і технологічних параметрів з виробленням рекомендацій для проектування лебідок;

- розробити інженерну методику проектування ПТЛ різного функціонального призначення, технологічного оснащення і вимірювального інструменту гвинтових опор з впровадженням у виробництво результатів дослідження.

Об'єкт дослідження - процеси транспортування та натягування канатів виконанні різних технологічних операцій.

Предмет дослідження - піднімально-транспортні лебідки багатофункціонального призначення з гвинтовими опорами.

Методи дослідження. Теоретичні дослідження проведено з використанням методів механіко-математичного моделювання, інформатики, теорії пружності та пластичного деформування, теоретичної механіки, вибору раціональних технічних рішень. Апробацію розроблених алгоритмів, програм і методик здійснено методом комп'ютерного моделювання. Результати експериментальних досліджень одержано за допомогою спеціально розробленого оснащення з використанням сучасних засобів та методів вимірювань. Статистичне оброблення експериментальних даних проведено з використанням прикладних програм для ПЕОМ.

Наукова новизна отриманих результатів:

- вперше виведено аналітичні залежності для визначення силових і конструктивних параметрів ПТЛ в різних технологічних системах їх використання;

- вперше встановлено закономірності силового розрахунку зачеплення поверхні спіралі гвинтових опор лебідок з ґрунтом при їх загвинчуванні і роботі;

- вперше розроблено динамічну модель процесу переміщення вантажів ПТЛ з визначенням силових і конструктивних параметрів лебідок;

- обґрунтовано закономірності силового розрахунку різних конструктивних схем гвинтових опор піднімально-транспортних лебідок для виконання різних технологічних операцій.

Практичне значення отриманих результатів

- розроблено конструкцію ПТЛ, яка може працювати від електродвигуна постійного струму, акумулятора та ручного приводу, дослідження проведені в лабораторних і польових умовах, а відповідна конструкція відпрацьована на технологічність;

- спроектовано та виготовлено стенд для дослідження роботи ПТЛ і їх гвинтових опор для використання на різних типах ґрунтів;

- розроблено, досліджено та обґрунтовано конструктивні параметри гвинтових опор і планетарного редуктора.

На основі проведеного комплексу технологічних і експериментальних досліджень розроблено інженерну методику проектування та розрахунку ПТЛ і гвинтових опор.

Окремі результати роботи впроваджено на ВАТ “Ковельсільмаш” та ТОВ “Універст ЛТД” м. Тернополя та в навчальний процес підготовки фахівців освітньо кваліфікаційного рівня бакалавр напрямку 6.0902 “Інженерна механіка” для викладання дисциплін “Деталі машин”, “Піднімально-транспортні машини” в Тернопільському державному технічному університеті.

Технічну новизну розроблень захищено 8 деклараційними патентами України на винаходи.

Особистий внесок здобувача. Основні теоретичні та експериментальні дослідження за темою дисертаційної роботи здобувачем отримані самостійно [1..4]. У працях опублікованих у співавторстві [5-8] автором обґрунтовані параметри піднімально-транспортної лебідки, гвинтової опори і стенду для дослідження їх характеристик. В працях [9-12] здобувачем виведені аналітичні залежності для розрахунку конструктивних і силових параметрів гвинтових опор із різним їх поперечним перерізом, а також оцінки напружено-деформованого стану взаємодії опори з ґрунтом. Здобувачем також запропоновано елементи конструкції лебідки та механізму приводу. В працях [13-15] внесок здобувача полягає в постановці та обробленні результатів експериментальних досліджень. За матеріалами досліджень у співавторстві отримано 7 деклараційних патентів на винаходи та корисні моделі [16..22].

Апробація результатів дисертації. Основні положення виконаних досліджень доповідались і обговорювались на науково-технічних семінарах і наукових конференціях Тернопільського державного технічного університету імені Івана Пулюя (Тернопіль, 2006-2008рр); Міжнародних науково-практичних конференціях “Проблеми землеробської механіки”, у Харківському національному технічному університеті сільського господарства імені П.М. Василенка (Харків, 2007-2008рр.), Луцькому національному технічному університеті (Луцьк, 2006-2007рр.), Кіровоградському Національному технічному університеті (Кіровоград, 2007р.), Національному НДІ механізації сільського господарства (Глеваха Київської області 2007р.).

Публікації. Результати наукових досліджень викладено в 22 наукових працях, з яких 6 - одноосібні, з них - 9 фахові, 3 тези наукових конференцій та 7 деклараційних патентів України на винаходи та корисні моделі.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається з вступу, 5 розділів, загальних висновків, списку використаних літературних джерел і додатків. Загальний обсяг дисертації - 185 сторінки, в тому числі: 93 рисунків, 9 таблиць, список використаних джерел - 143 найменувань та 3 додатків на 23 сторінках. Обсяг основного тексту дисертації - 149 сторінок.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі подано загальну характеристику роботи, обґрунтовано актуальність теми, визначено мету та задачі дослідження, викладено наукову новизну й практичне значення одержаних результатів.

В першому розділі проведено аналіз відомих теоретичних та експериментальних досліджень пов'язаних із проектуванням піднімально-транспортних лебідок із різними функціональними можливостями, проаналізовано їх технічні характеристики і область застосування.

У формуванні наукових основ теорії проектування, а також розроблення прогресивних конструкцій з обґрунтуванням їх конструктивних і технологічних параметрів вагомий вклад внесли вчені: Александров М.П., Іванченко Ф.К., Вайнсон А.А., Ковальський Б.С., Комашенко А.Х., Коновалов В.С., Співаковський А.О., Шеффлер М., Пайер Г., Комаров М.С., Світлицький В.А., Калінін С.Г., Малащенко В.А., Мартинців М.П. та багато інших.

Аналіз літературних джерел дозволив визначити основні напрямки вирішення актуальної науково-технічної задачі розширення технологічних можливостей ПТЛ залежно від конструктивних параметрів гвинтових опор в місцях, де відсутні будь-які опори - в польових умовах чорноземних полів і степів, на узбережжях рік, озер і морів, де останнім часом встановлюють спортивні розважальні комплекси і реологічних властивостей грунту, з яким вони взаємодіють. Визначено питання, які на цей час досліджені недостатньо, встановлено напрямки теоретичних і експериментальних досліджень.

В другому розділі наведено результати теоретичних досліджень процесів переміщення вантажів по різних поверхнях, натягування канатів, загвинчування гвинтових опор піднімально-транспортних лебідок в грунт та інші.

Процес переміщення вантажу по горизонтальній поверхні за допомогою лебідки, встановленої на гвинтову опору та обладнаної двигуном постійного струму або акумулятором представлено на рис. 1.

Для аналізу динамічних зусиль, які виникають у системі, складено рівняння руху її основних складових частин:

(1)

де m₁ - маса привідного механізму та опори; m₂ - маса обертових частин привідного механізму; m₃ - маса вантажу; Т_т - максимальний момент двигуна при зупиненому роторі; J₂ - зведений момент інерції обертових частин механізму;

c₁ - зведена жорсткість закріплення опори у грунті від кутових переміщень, яка встановлена на основі експерименту; c₂ - зведена поздовжня жорсткість канату;

в₁ - коефіцієнт в'язкості закріплення опори; в₂ - коефіцієнт в'язкості канату;

в₃ - коефіцієнт в'язкості переміщення вантажу; R - радіус барабана лебідки;

f₃ - коефіцієнт тертя вантажу по поверхні; x₁, x₃, ц₂ - відповідні координати руху елементів приводу.

Записано початкові умови (при t=0):

(2)

Динамічні навантаження у канаті складаються із пружних деформацій канату та його в'язкого опору і виражаються залежністю:

(3)

Для розв'язку системи рівнянь (1) з початковими умовами (2) застосовано числовий метод розв'язку систем диференціальних рівнянь Рунге-Кутта. З метою проведення числового аналізу розроблено програму на мові Delphi, а для конкретного випадку отримано графічні залежності (рис.2-5). Для побудови графіків прийнято такі розрахункові параметри приводу, канату та вантажу:

Встановлено, що збільшення жорсткості опори значно збільшує динамічну складову навантажень, що пояснюється великими прискореннями в системі, а зниження динамічних навантажень в системі слід зменшувати масою приводу та жорсткістю опори.

Для створення математичної моделі динамічної системи натягування канату розглянуто схему із виведенням певних припущень.

Під час натягування каната силове збурення виникає в процесі різкої зміни зусилля, наприклад, під час пуску або зупинки, особливо, якщо лебідка має ручний привід. Кінематичне збурення може виникнути за наявності люфтів у системі, під час зіскакування канату з витків, попередньо навитих на барабан тощо. Різниця між цими збуреннями пояснюється зміною у математичній моделі різних параметрів - сили натягу або деформації канату.

Отримано рівняння малих коливань натягнутого канату:

(4)

з початковими умовами:

(5)

Перша умова р-ня (5) визначає початкове відхилення осі канату від положення статичної рівноваги, а друга - записує початкову швидкість руху всіх точок канату у поперечному напрямку.

Прогин канату при прикладанні осьового зусилля визначено за відомою методикою. Згідно отриманого розв'язку відносно сталих інтегрування прогин канату до та після зміни сили осьового натягу дорівнює:

,(6)

де С₁₁, С₁₂ - постійні інтегрування.

Динамічні навантаження (рис.6) коливання визначаються величиною імпульсного впливу і дорівнюють різниці натягів до коливань та після дії імпульсного навантаження. Оскільки коливання відбуваються відносно нового положення статичної рівноваги, то загальне навантаження на канат відносно попереднього стану зросте згідно залежності:

,(7)

де Q, Q₁ і Q₂ - натяг канату у відповідні моменти часу.

Ця формула має місце як при силовому, так і при кінематичному збудженні. Водночас, динамічна складова при силовому збудженні практично не залежить від натягу канату, а при кінематичному збудженні кожна зміна довжини Дl значно збільшує як статичну, так і динамічну складові.

Для дослідження кінематичного збудження розглянуто величину коефіцієнта динамічного навантаження, який обчислено за формулою:

(8)

і показує, яке динамічне зусилля Q_d виникає у канаті при його заданому кінематичному збудженні :

Q_d=K_qл.(9)

Під час транспортування вантажу піднімально-транспортною лебідкою (ПТЛ) вал гвинтової спіралі піддається дії згинального моменту, який спричиняє його деформацію (рис.8). Оскільки вал виготовляється жорстким, то його пружна деформація практично не помітна, але сила, яка спричиняє збільшення навантаження на опорну спіраль гвинтового елементу і можливого зміщення встановленої лебідки від початкового вертикального положення. Визначено зусилля, яке сприймають витки гвинтового елементу під час монтажу лебідки:

,(10)

де F_а - значення осьової сили, Н; - кут піднімання витка спіралі по його середньому діаметру, град.; - зведений кут тертя у зоні контакту “виток спіралі-ґрунт”, град; D, d - найбільший і найменший діаметри наконечника гвинтового вала, м; - кут при вершині наконечника гвинтового вала, град;

D_с - середній діаметр спіралі гвинтового елементу, м.

При транспортуванні вантажу гвинтова опора буде піддаватися додатковому навантаженню, що буде створюватись натягом канату (рис.9). Відповідно рівняння пружної лінії для координат x і y мають вигляд:

; ,(11)

; ,(12)

де l - довжина гвинтової опори лебідки, м; Е - модуль пружності матеріалу гвинтового стержня при згині, МПа; - параметр, що враховує пружні властивості стержня, ; J - осьовий момент інерції площі поперечного перерізу стержня гвинтової опори лебідки, мм⁴; s - довжина дуги деформованої частини гвинтового стержня, м; k - значення еліптичного модуля; , ₀ - табличні значення еліптичної амплітуди, г - кут нахилу канату до горизонту, град; F- навантаження, яке діє зі сторони вантажу при його переміщенні, Н.

Визначено навантаження:

F=mgk_Т,(13)

де m- маса транспортованого вантажу, кг; g - прискорення вільного падіння, м/с²;

k_Т - коефіцієнт тертя.

Відповідно координати переміщення, в результаті пружної деформації, стержня гвинтової опори дорівнюють:

(14)

Статичні характеристики F(z) гвинтової опори в піднімально-транспортних лебідках отримано із співвідношення, що визначає переміщення z силою F:

.(15)

Сила Fґ, яка спричиняє пружні деформації гвинтової опори піднімально-транспортної лебідки і зміщення встановленої лебідки від початкового вертикального положення при переміщені вантажу на величину Дl визначено за залежністю:

, (16)

де G - згинальна жорсткість гвинтової опори, Н/м.

Допустиму силу натягу канату визначено з рівняння моментів усіх сил згідно рис. 3 відносно точки О:

, (17)

де P₄ - сила натягу канату лебідки, Н; l₁ - висота кріплення канату лебідки над поверхнею грунту, мм; l₂ - глибина загвинчування опори, мм; l₃ - плече прикладання сили Р₂, мм; P₂ - сила опору грунту на витках опори, Н; P₃ - сила опору грунту на циліндричному стержні, Н. Із розв'язку рівняння (17) отримано аналітичну залежність для визначення допустимої сили натягу канату лебідки:

, (18)

де у_зм - напруження зминання грунту, Н/мм²; В - ширина витка спіралі опори, мм; n - кількість витків в грунті; R_с - середній радіус спіралі, мм; D - зовнішній діаметр гвинтової опори, мм.

Отже, як видно з формули, визначаючими факторами, які впливають на величину допустимої сили є напруження зминання грунту та загальна площа елементів загвинченої опори, при цьому необхідно забезпечити мінімально допустиму величину розміщення точки набігання канату на барабан лебідки.

На рис.10 представлено графічні залежності сили натягу канату від глибини загвинчування гвинтової опори з різною шириною спіралі витка. З графіка видно, що із збільшенням глибини загвинчування опори в грунт і збільшенням ширини витка спіралі шнека зусилля натягу каната збільшується.

В третьому розділі наведена програму і методику проведення

В четвертому розділі наведено результати експериментальних досліджень тягового зусилля лебідки з різним конструктивним виконанням гвинтових опор. При цьому досліджено навантажувальну здатність гвинтових опор в лабораторних умовах - в закритому грунтовому каналі, де дослідження проводились протягом року. При цьому використовувалась приводна станція ґрунтового каналу і спеціальний стенд для дослідження характеристик ПТЛ.

Польові випробування проводились на звичайних грунтах полів, що обробляються, а також на пасовищ - дернистих грунтах, які не обробляються та на піщаних грунтах.

Останні розміщуються біля річок, озер і морів, де останнім часом встановлюють спортивні та розважальні атракціони за відсутності будь-яких опор поряд. І лише гвинтові опори є єдиними постійними опорами, які допомагають встановлювати ці комплекси або використовувати їх постійно в разі потреби при експлуатації.

З графіка видно, що максимальна навантажувальна здатність циліндричних опор з зовнішніми діаметрами 12 і 16 мм на суглинистих грунтах становить відповідно 600 і 1600 Н, а аналогічні гвинтові опори з внутрішніми стержнями попередніх розмірів мають максимальну навантажувальну здатність відповідно 1400 і 2250Н, що є більше в 1,6-2,2 рази.

- для опор, загвинчених у чорнозем з дерном:

(19)

- для опор, загвинчених у суглинок:

(20)

- для опор, загвинчених у піщаний грунт:

(21)

Графічні значення результатів залежності зусилля натягу троса для гвинтових опор, загвинчених у чорноземні грунти з використанням “Mathcad 2000 Professional”, наведено на рис.18-19.

Отримані регресійні залежності можуть бути використані при проектуванні ПТЛ для визначення зусилля натягу канату P для різних технологічних операцій.

В результаті проведених експериментальних досліджень встановлено, що прості ручні лебідки доцільно використовувати з гвинтовими опорами з зовнішніми діаметрами 22 і 32 мм, лебідки з планетарними приводами - з зовнішніми діаметрами 46 і 55 мм, з приводом від акумулятора ГО - з зовнішніми діаметрами 55 - 100 мм і двигунами постійного струму ГО - 100 мм і більше.

В п'ятому розділі наведено методику відпрацювання конструкції ПТЛ на технологічність. Крім загальновідомих вимог до ПТЛ ставляться і специфічні, а саме: в швидкій заміні елементів лебідки, таких як опора, барабан для намотування канату та зміна його довжини, очищення канату від забруднення за необхідності тощо. Наведено удосконалену конструкцію ПТЛ за наявності опори на місці її встановлення, а також конструкцію гвинтової опори підвищувальної навантажувальної здатності. Розроблено конструкцію пристрою з елементами розрахунку проектування і виготовлення гвинтових елементів опор.

З метою розширення технологічних можливостей опор розроблено конструкцію ямокопача, в якому в якості робочого органу використовується гвинтова опора. Розроблено два контрольні пристрої для заміру конструктивних параметрів гвинтових елементів опори піднімально-транспортної лебідки.

Конструкція піднімально-транспортної лебідки передбачає застосування схеми планетарного механізму з трьома ланками, вісь обертання яких співпадає з основною віссю. Конструкція передбачає застосування нерухомого колеса , де ведучими і веденими елементами є лампи і .

Розроблено методику розрахунку конструктивних, силових і кінематичних параметрів планетарної передачі ПТЛ із гвинтовою опорою, а також техніко-економічне обґрунтування використання ПТЛ з гвинтовими і звичайними опорами. Річний економічний ефект від використання однієї ПТЛ становить 492 грн, а термін окупності 0,23 роки.

Розроблено інженерну методика розрахунку ГО на міцність з прямокутним і трикутним поперечним перерізом. Встановлено, що із збільшенням кута при вершині прямокутного профілю від 5? до 35? міцність опори збільшується у 3-5 разів порівняно з прямокутним профілем витків.

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі наведено теоретичне узагальнення та нове вирішення наукової задачі, що полягає в розробленні методу розрахунку ПТЛ із гвинтовими опорами, які працюють на різних грунтах для натягування ліній радіозв'язку і електропередач, канатів при вирощуванні хмелю і винограду, транспортуванні та переміщенні вантажів при будівництві канатних доріг і підйомників, встановленні розважальних атракціонів на берегах водоймищ, реалізація яких дозволила підвищити продуктивність праці, покращити умови роботи персоналу і зменшити витрати. Розроблено методику інженерного розрахунку ПТЛ, стендове обладнання для їх дослідження, а також за результатами досліджень отримано нові технічні рішення, які захищені патентами України. Розроблено, виготовлено та досліджено конструкції гвинтових опор п'яти типорозмірів з зовнішніми діаметрами 22-100 мм і внутрішніми - 12-60 мм довжиною 300-800 мм і кроком гвинтів в межах 12-60мм. Розроблено і виготовлено установку для дослідження навантажувальної здатності ІІТЛ залежно від різних факторів. Встановлено залежності величини навантажувальної здатності опор від ширини витка і діаметра гвинта, глибини його загвинчування в грунт та інше.

1. Вперше розроблено динамічну модель роботи ПТЛ і виведено аналітичні залежності для визначення динамічних навантажень при натягуванні лебідкою горизонтально розташованого канату в різні моменти процесу натягування залежно від різних кінематичних і силових збуджень. Теоретично встановлено, що збільшення жорсткості опори значно збільшує динамічну складову навантажень, а зменшення параметрів в'язкості зменшує коливний процес. Зменшення динамічних навантажень у системі відбувається внаслідок зменшення маси приводу та до певної міри зменшення жорсткості опори.

2. За результатами теоретичного обґрунтування процесу загвинчування гвинтових опор в грунт із визначенням напружено-деформованого стану їх зчеплення з грунтом встановлено, що для збільшення навантажувальної здатності необхідно виготовляти гвинтову опору у вигляді гвинтової спіралі з Г-подібним поперечним перерізом з поличкою зігнутою під кутом 90^о до горизонтальної твірної спіралі, причому поличка повинна бути направлена в сторону нижнього кінця опори паралельно до осі стержня, а її довжина не повинна бути меншою 3-5 товщини спіралі гвинтової опори .

3. На основі порівняльного силового розрахунку різних конструктивних схем гвинтових опор лебідок для виконання різних технологічних операцій і для різних грунтів: суглинках, піщаних і дернистих чорноземних, які не обробляються розроблено рекомендації щодо їх застосування з поперечним прямокутним перерізом і перерізом пустотілого трикутника. Встановлено, що міцність ГО пустотілого трикутника з шириною опори 70 мм і кутом при вершині = 30^о коефіцієнт міцності порівняно з прямокутним перерізом зростає в 4-6 разів.

4. Показано, що сила натягу канатів лебідкою залежить від ширини витків гвинтової опори, її глибини загвинчування, поперечного перерізу гвинтової опори, реологічних властивостей грунту тощо. Також виведено аналітичні залежності для розрахунку сили натягу канатів під час транспортування вантажів, їх піднімання і натягування канатів при вирощуванні хмелю, винограду, натягу ліній радіо електропередач, будівництві канатних доріг і підйомників та інших цілей.

5. Встановлено, що міцність ГО у вигляді пустотілого трикутника порівняно з прямокутним поперечним перерізом більша у 4-6 разів. На основі теоретичних досліджень ПТЛ для забезпечення навантажувальної здатності, розширення технологічних можливостей як ПТЛ, так і гвинтових опор для викопування ям, рекомендовано раціональні конструктивні параметри опор в таких межах: діаметри циліндричного стержня гвинтових опор 12-60 мм, діаметри гвинтових опор 22-100 мм, межі довжини опор 300-800 мм, кроки опор 12-60 мм, які забезпечують експлуатаційну надійність та довговічність для трьох найпоширеніших способів їх використання.

6. В результаті досліджень встановлено, що максимальна навантажувальна здатність циліндричних опор діаметром 12 і 16мм становить відповідно 600 і 1600 Н, а гвинтових опор з аналогічними внутрішніми циліндричними опорами діаметром 12 і 16 мм і зовнішніми діаметрами гвинтових елементів 22 і 31 мм становлять відповідно 1400 і 2250 Н і на суглинистих грунтах, що є більше від циліндричних у 1,6-2,2 рази. Крім цього, гвинтові опори легко витягнути з грунту, а циліндричні часто залишаються в ньому.

7. За результатами експериментальних досліджень встановлено вплив конструктивних параметрів ГО ПТЛ, величини їх заглиблення в грунт, реологічних властивостей грунту і вологості на навантажувальну здатність лебідки. Показано, що навантажувальна здатність гвинтових опор Ш22 і Ш31 мм і довжиною до 600 мм відповідно становить 1400 і 2250 Н, а на гвинтових опорах Ш46 і Ш80 мм становить відповідно 1900 і 3400 Н, що є в 1,8-2,2 рази більше, ніж звичайних циліндричних опор. Досліджено навантажувальну здатність гвинтових опор попередніх розмірів на піщаних і дернистих грунтах. Встановлено, що навантажувальна здатність на піщаних грунтах становить 70-80% від чорноземних грунтів, а на дернистих грунтах на 60-70% більша від чорноземних.

8. На основі проведеного комплексу теоретичних і експериментальних досліджень створено ПТЛ із розширеними технологічними можливостями. Розроблено конструкції стенду для дослідження навантажувальної здатності ГО їх міцності; гвинтових опор 3-х типів, які забезпечують навантажувальну здатність лебідки, а також спроектовано контрольний пристрій для заміру конструктивних параметрів гвинтових опор. Технічну новизну розроблених конструкцій захищено деклараційними патентами на винаходи. Частково результати досліджень впроваджено на ВАТ "Ковельсільмаш" і підприємстві "Універст" м. Тернопіль з річним економічним ефектом 3860 грн.

СПИСОК ОСНОВНИХ ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Колесник О.А. Теоретичні передумови роботи гвинтової піднімально-транспортної лебідки / О.А. Колесник // Сільськогосподарські машини: зб. наук. праць. - Луцьк: ЛДТУ, 2007. - Вип. 15. - С.152-160.

2. Колесник О.А. Конструктивно-технологічні методи забезпечення надійної роботи гвинтової піднімально-транспортної лебідки / О.А. Колесник // Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства ім. Петра Василенка: зб. наук. праць. - Харків: ХНТУСГ, 2007. - Вип. 59. - С.223-231.

3. Колесник О.А. Розмірно-кінематичний розрахунок планетарної передачі гвинтової піднімально-транспортної лебідки / О.А. Колесник // Вісник Тернопільського державного технічного університету: зб. наук. праць. - Тернопіль: ТДТУ, 2007. - №4. - С.110-115.

4. Колесник О.А. Динамічна модель роботи піднімально - транспортної лебідки / О.А. Колесник // Механізація та електризація сільськогосподарського господарства: міжвідомч. тематичн. наук. зб. - Глеваха: ІМЕСГ, 2008. - Вип. 92. - С. 535 - 541.

5. Колесник О.А. Обґрунтування параметрів гвинтової піднімально-транспортної лебідки / І.Б. Гевко, О.А. Колесник // Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства ім. Петра Василенка: зб. наук. праць. - Харків: ХНТУСГ, 2006. - Вип.44. Т.1. - С.198-204.

6. Колесник О. До питання обгрунтування параметрів гвинтової лебідки / І. Гевко, О. Колесник, В. Дзюра // Вісник Тернопільського державного технічного університету: зб. наук. праць. - Тернопіль: ТДТУ, 2006. - № 4. - С.103-109.

7. Колесник О.А. Розрахунок піднімально-транспортних лебідок / І.Б. Гевко, О.Л. Ляшук, О.А. Колесник // Автоматизація виробничих процесів у машинобудуванні та приладобудуванні: Укр. міжвідомч. нац.-техн. зб. - Львів: Видав. нац. ун-ту “Львівська політехніка”, 2007. - Вип. 41. - С.81-86.

8. Колесник О.А. Класифікація піднімально-транспортних лебідок за конструктивними та технологічними ознаками / О.Л. Ляшук, О.А. Колесник // Надійність інструменту та оптимізація технологічних систем: зб. наук. праць Донбаської державної машинобудівної академії. - Краматорськ-Київ: ДДМА, 2008. - Вип.23. - С.159-167.

9. Колесник О. Розрахунок міцності гвинтової опори піднімально-транспортної лебідки / Ів. Гевко, Р. Комар, О. Колесник // Вісник Тернопільського державного технічного університету: зб. наук. праць. - Тернопіль: ТДТУ, 2007. - № 3. - С.92-92.

10. Колесник О.А. Динамічна модель процесу переміщення вантажів по горизонтальних поверхнях за допомогою лебідок з гвинтовими опорами обладнаною двигуном постійного струму / І.Б. Гевко, О.А. Колесник, Р.О. Любачівський // Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства ім. Петра Василенка: зб. наук. праць. - Харків: ХНТУСГ, 2008. - Вип.75, Т.2. - С.444-450.

11. Колесник О.А. Методика проведення експериментальних досліджень лебідок з гвинтовими опорами / О.Л. Ляшук, О.А. Колесник // Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства ім. Петра Василенка: зб. наук. праць. - Харків: ХНТУСГ, 2007. - Вип. 59, Т.2. - С.115-119.

12. Колесник О.А. Теоретичне обґрунтування сили натягу канату лебідкою / О.Л. Ляшук, О.А. Колесник // Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства ім. Петра Василенка: зб. наук. праць. - Харків: ХНТУСГ, 2007. - Вип. 59, Т.2. - С.119-124.

13. Колесник О. Стенд для дослідження міцності гвинтових опор / О. Колесник // Природничі та гуманітарні науки. Актуальні питання: дев'ята наук. конф. 16-17 травня 2008р.: матеріали. - Тернопіль, 2008. - С44.

14. Колесник О.А. Результати експериментальних досліджень процесів проектування і виготовлення гвинтових опор лебідок / О.Л. Ляшук, О.А. Колесник // Перспективна техніка і технології: IV міжнародн наук.-практ. конф. студентів і молодих вчених, 24-26 вересня 2008р:. матеріали. - Миколаїв, 2008. - С.430.

15. Колесник О. Гвинтові опори піднімально-транспортних лебідок і їх характеристика / О. Колесник // Природничі та гуманітарні науки. Актуальні питання: дванадцята наук. конф. 16-17 травня 2008р.: матеріали. - Тернопіль, 2008. - С43.

16. Декл. пат. на кор. модель 20111 Україна, B66D 3/00. Піднімально-транспортна гвинтова лебідка / Гевко І.Б., Колесник О.А., Дзюра В.О.; заявник і власник патенту ТДТУ. - №200607197; заявл. 27.06.2006; опубл. 15.10.2007, Бюл.№1.

17. Декл. пат. на кор. модель 22781 Україна, МПК G01В3/20. Контрольний пристрій для заміру конструктивних параметрів шнеків / Гевко Б.М., Драган А.П., Новосад І.Я., Колесник О.А.; заявник і власник патенту ТДТУ. - №200611197; заявл. 25.12.2006; опубл. 25.04.2007, Бюл. № 5.

18. Декл. пат. на кор. модель 27802 Україна, МПК В21D 11/06. Пристрій для формоутворення гвинтових опор транспортної лебідки / Комар Р.В., Колесник О.А., Гевко Ів.Б., Ляшук О.Л; заявник і власник патенту ТДТУ. - 200708577; заявл.26.07.2007; опубл. 12.11.2007, Бюл. № 18.

19. Декл. пат. на кор. модель 23321 Україна, B66D 3/00. Гвинтовий ямокопач / Гевко І.Б., Гевеко Р.Б., колесник О.А., Дзюра В.О; заявник і власник патенту ТДТУ. - №200610791; заявл. 12.10.2006; опубл.10.02.2007, Бюл.№7.

20. Декл. пат. на кор. модель 278031 Україна, B66D 3/00. Лебідка піднімально-транспортна / Колесник О.А., Лещук О.А.; заявник і власник патенту ТДТУ. - №200708573; заявл. 26.07.2007; опубл. 12.10.2007, Бюл.№18.

21. Декл. пат. на кор. модель 35276 Україна, B65G 33/16. Стенд для дослідження характеристик гвинтових опор піднімально-транспортних лебідок / Ляшук О.Л., Гевко І.Б., Колесник О.А.; заявник і власник патенту ТДТУ. - №200804669; заявл. 11.04.2008; опубл. 10.09.2008, Бюл.№17.

22. Декл. пат. на кор. модель 35182, Україна, МПК G01В3/20. Контрольний пристрій для заміру конструктивних параметрів шнеків / Гевко І.Б., Колесник О.А., Кочубинська О.П. та інші; заявник і власник патенту ТДТУ. - №200802060; заявл. 18.02.2008; опубл. 10.09.2008, Бюл.№17.

Размещено на Allbest.ru

...