Махачкалинский филиал Московского автомобильно

Махачкалинский филиал Московского автомобильно-дорожного института
(технического университета)
На правах рукописи
Сурхаев Гамзат Магомедович
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОРГАНИЗАЦИИ ПЕРЕВОЗОК ГРУЗОВ
АВТОПОЕЗДАМИ В ГОРНЫХ УСЛОВИЯХ
Специальность: 05.22.10 – Эксплуатация автомобильного транспорта
Диссертация на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Научный руководитель:
доктор технических наук,
профессор Рябов И.М.
Махачкала – 2015
2
СОДЕРЖАНИЕ
С.
ВВЕДЕНИЕ ……………………………….……………………………………....... 6
1. АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ОРГАНИЗАЦИИ
ПЕРЕВОЗОК ГРУЗОВ СЕДЕЛЬНЫМИ АВТОПОЕЗДАМИ ………………... 11
1.1. История появления грузовых автомобильных полуприцепов за рубежом . 11
1.2. История развития производства и широкого применения
грузовых прицепов и полуприцепов в Российской Федерации ……………… 12
1.3. Характеристика используемого подвижного состава ……………………
16
1.3.1. Характеристика используемых тягачей ………………………………… 16
1.3.2. Проблема работы автопоездов с перегрузом …………………………...
17
1.4. Особенности конструкции и требования
к несущей системе полуприцепов ………………………………………………. 18
1.5. Типы полуприцепов, используемых в грузовых
автомобильных перевозках Республики Дагестан …………………………….. 24
1.6. Характеристика условий эксплуатации автопоездов
в горных районах Республики Дагестан ………………………………………. 26
1.7. Виды, последствия и критичность отказов полуприцепов
автопоездов в горных условиях эксплуатации …………………………………. 28
1.8. Влияние податливости несущей системы автомобиля
на перераспределение реакций колес на повороте …………………………….. 32
1.9. Вопросы организации перемещения грузов и эксплуатационной
надежности механических транспортных систем …………………………….. 33
1.10. Методы расчета напряженного состояния
несущих систем автотранспортных средств …………………………………… 40
1.11. Подходы к решению проблемы снижения потока отказов
полуприцепов автопоездов при эксплуатации в горных условиях …………… 43
1.12. Выводы по главе 1 …………………………………………………………. 44
3
2. РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ПРЕДПОСЫЛОК ДЛЯ
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ОРГАНИЗАЦИИ ПЕРЕВОЗОК ГРУЗОВ
С ЦЕЛЬЮ СНИЖЕНИЯ НАГРУЖЕННОСТИ НЕСУЩЕЙ СИСТЕМЫ
ПОЛУПРИЦЕПОВ В ГОРНЫХ УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ …………... 45
2.1. Определение статистических характеристик поворотов,
углов складывания автопоездов и скорости движения
автопоездов на горных дорогах …………………………………………………. 45
2.1.1. Определение статистических характеристик поворотов ………………... 45
2.1.2. Определение углов складывания автопоездов и статистических
характеристик скорости движения на поворотах горных дорог
республики Дагестан …………………………………………………………….. 50
2.1.3. Определение статистических характеристик скорости
движения автопоезда на поворотах …………………………………………….. 51
2.2. Определение поперечных сил инерции, действующих
на автопоезд на поворотах ………………………………………………………. 54
2.3. Разработка расчетной схемы и математической модели
нагружения несущей системы полуприцепа на повороте ……………………. 58
2.3.1. Разработка расчетной схемы для определения угла
закручивания рамы полуприцепа на повороте …………………………………. 58
2.3.2 Разработка математической модели нагружения
несущей системы полуприцепа на повороте …………………………………… 62
2.4. Методики рационального агрегирования тягача и полуприцепа
по параметрам подвески и рационального размещения грузов
в кузове полуприцепа …………………………………………………………… 65
2.4.1.Методика рационального агрегирования тягача и полуприцепа
по параметрам подвески …………………………………………………………. 65
2.4.2. Методика рационального агрегирования тягача и полуприцепа
по параметрам рационального размещения грузов в кузове полуприцепа …. 67
2.4.3. Уточненная расчетная схема и математическая модель
нагружения несущей системы полуприцепа на повороте …………………….. 67
4
2.5. Методика выбора рациональной скорости автопоезда на поворотах ……. 70
2.6. Выводы по разделу 2 ………………………………………………………... 71
3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОПЕРЕЧНОЙ
ЖЕСТКОСТИ ТЯГАЧА И ПОЛУПРИЦЕПА В ПОПЕРЕЧНОМ
НАПРАВЛЕНИИ С УЧЕТОМ УГЛА СКЛАДЫВАНИЯ АВТОПОЕЗДА …… 72
3.1. Определение угловой жесткости тягача …………………………………… 72
3.2. Методика определения угловой жесткости тягача с учетом
отклонения центра масс при крене его подрессоренной части ……………….. 78
3.3. Анализ недостатков методики ……………………………………………… 81
3.4. Методика определения характеристики угловой жесткости
тягача и полуприцепа ……………………………………………………………. 83
3.4.1. Методика определения характеристики угловой жесткости
тягача и рамы полуприцепа ……………………………………………………… 83
3.4.2. Методика определения характеристики угловой жесткости
подвески полуприцепа …………………………………………………………… 85
4. ОЦЕНКА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ПРЕДЛОЖЕННОЙ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ ОРГАНИЗАЦИИ
ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ГРУЗОВ СЕДЕЛЬНЫМИ АВТОПОЕЗДАМИ
В ГОРНЫХ УСЛОВИЯХ ………………………………………………………… 87
4.1. Оценка технической эффективности ………………………………………. 87
4.1.1. Определение необходимого уровня снижения
нагруженности рамы полуприцепа ……………………………………………… 87
4.1.2. Определение возможного уровня снижения нагруженности рамы
полуприцепа за счет совершенствования организации перевозок ……………. 89
4.2. Оценка экономической эффективности ……………………………………. 91
4.2.1. Оценка экономической эффективности усовершенствованного
автопоезда как нового технического объекта ………………………………….. 91
4.2.2. Оценка технико-экономической эффективности эксплуатации
автопоездов в горных условиях по усовершенствованной организации
перевозок …………………………………………………………………………. 96
5
4.2.3. Расчёт экономической эффективности от внедрения
мероприятий по усовершенствованию организации перевозок …………….. 101
4.3. Выводы по главе 4 ………………………………………………………… 104
ЗАКЛЮЧЕНИЕ …………………………………………………………………. 105
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ………………………………………..... 107
ПРИЛОЖЕНИЯ …………………………………………………………………. 123
6
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время в Республике Дагестан для перевозки грузов, в том
числе на горных территориях, широко используются автопоезда в составе тягача и полуприцепа. Однако в горных условиях эксплуатации по сравнению с
равнинными значительно снижается надежность несущей системы полуприцепов автопоездов, вследствие чего возникает рассогласование между потоками
отказов полуприцепов и плановыми ремонтами, что значительно увеличивает
расходы на их эксплуатацию. Для снижения этих расходов можно использовать
два подхода. Первый, известный подход, примененный Волковым В.С. и Магомедовым В.К., состоит в сборе статистической информации об отказах и повреждениях полуприцепов в горных условиях, установлении математических
закономерностей отказов, разработке методики их прогнозирования и новых
планов обслуживания и ремонта. Это позволяет сократить сроки проведения
ремонтов и затраты, связанные с простоем подвижного состава. Однако число
ремонтов и связанные с ними затраты при этом увеличиваются. Таким образом,
в данном подходе устранение рассогласования между потоками отказов полуприцепов и плановыми обслуживаниями и ремонтами осуществляется за счет
увеличения количества плановых ремонтов, что существенно увеличивает затраты на эксплуатацию по сравнению с равнинными условиями.
Второй подход, предлагаемый в настоящей диссертации, состоит в установлении причин, вызывающих снижение надежности несущей системы полуприцепа, и разработке способов снижения негативного влияния этих причин за
счет совершенствования организации перевозок. Таким образом, устранение
рассогласования между потоками отказов полуприцепов и плановыми ремонтами в данном подходе осуществляется не за счет увеличения числа ремонтов, а
за счет совершенствования технологии перевозок в горных условиях, что является актуальным, поскольку приведет к дополнительному снижению затрат.
Снижение нагруженности несущей системы полуприцепов автопоездов
можно осуществить за счет совершенствования технологии и организации перемещения грузов, путем ограничения скорости, а также обоснования эксплуа-
7
тационных требований к некоторым техническим параметрам тягача и полуприцепа.
Вопросами надежности автотранспортных систем занимались многие
отечественные и зарубежные ученые. В их работах содержится много ценных
сведений прикладного значения, однако вопросам надежности несущей системы полуприцепов автопоездов и ее повышению в горных условиях эксплуатации не уделено достаточного внимания.
Целью работы является уменьшение эксплуатационных затрат путем
снижения нагруженности несущей системы полуприцепов (НСПП) автопоездов, эксплуатируемых в горных районах Республики Дагестан за счет совершенствования организации перевозок.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие
задачи исследования.
1. Дать характеристику используемого подвижного состава и условий эксплуатации и автопоездов в горных районах Республики Дагестан и предложить гипотезу об основной причине повышенной нагруженности НСПП
в этих условиях по сравнению с равнинными условиями.
2. Провести анализ статистической информации об отказах полуприцепов,
эксплуатируемых в горных условиях и обосновать основную причину повышенной нагруженности НСПП в этих условиях.
3. Разработать теоретические предпосылки для совершенствования организации перевозок грузов с целью снижения нагруженности НСПП в горных
условиях эксплуатации, включающие:
– определение статистических характеристик поворотов горных дорог Республики Дагестан и углов складывания автопоездов, а также поперечных
сил инерции, действующих на элементы автопоезда;
– разработку расчетной схемы и математической модели нагружения
НСПП в процессе поворота;
– методику рационального агрегирования тягача и полуприцепа по параметрам подвески;
8
– методику рационального размещения грузов в кузове полуприцепа;
– методику выбора рациональной скорости автопоезда на поворотах.
4. Разработать методики экспериментального определения поперечной жесткости тягача и полуприцепа с учетом угла складывания автопоезда.
5. Провести технико-экономическое обоснование предложенного совершенствования организации перевозок грузов в горных условиях.
Научная новизна работы состоит в следующем.
1. Установлена основная причина высокой нагруженности НСПП в горных
условиях эксплуатации по сравнению с равнинными условиями.
2. Получены статистические характеристики радиусов поворотов горных дорог республики Дагестан и поперечных сил инерции, действующих на элементы автопоезда.
3. Разработана математическая модель нагружения НСПП автопоезда в процессе поворота, учитывающая параметры тягача, полуприцепа и размещения груза в нем, которая позволяет определять оптимальные значения этих
факторов.
4. Разработаны методики совершенствования организации перевозок грузов в
горных условиях эксплуатации, обеспечивающие снижение нагруженности
НСПП:
– рационального подбора тягача и полуприцепа по угловой жесткости;
– рационального размещения грузов в кузове полуприцепа;
– выбора рациональной скорости движения автопоезда на поворотах.
5. Выявлены наиболее вероятные углы складывания автопоездов на поворотах горных дорог Республики Дагестан.
Теоретическая и практическая значимость работы состоит в том, что в
ней разработаны теоретические предпосылки совершенствования организации
перевозок грузов автопоездами в горных условиях эксплуатации, которые позволяет снизить нагруженность НСПП, эксплуатационные затраты и повысить
эффективность использования седельных автопоездов не только в горных условиях, но и на равнинных дорогах с большим количеством поворотов. Предло-
9
жены методики экспериментального определения угловой жесткости тягача и
полуприцепа в поперечном направлении, которые позволяют оперативно и с
достаточной точностью определить эти показатели и реализовать разработанные методики по совершенствованию организации перевозок.
В диссертации применялись статистические, расчетно-теоретические и
экспериментальные методы исследования.
На защиту выносятся следующие положения.
1. Статистические характеристики радиусов поворотов горных дорог республики Дагестан и поперечных сил инерции, действующих на автопоезд на поворотах.
2. Математическая модель нагружения НСПП поперечными силами инерции
в процессе поворота, учитывающая параметры тягача, полуприцепа и размещения груза в нем.
3. Методики совершенствования организации перевозок грузов в горных условиях эксплуатации, позволяющие снизить нагруженность НСПП.
4. Методики и результаты экспериментального определения поперечной жесткости тягача и полуприцепа в поперечном направлении с учетом угла
складывания автопоезда.
5. Экономическое обоснование предложенных мероприятий по совершенствованию организации перевозок грузов в горных условиях.
Достоверность и обоснованность результатов работы подтверждается
применением фундаментальных методов математической статистики, экспериментальными исследованиями в условиях эксплуатации автопоездов.
Основные положения диссертационной работы были представлены и получили одобрение на международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы современного строительства: Фундаментальные и прикладные исследования в области технических наук» (Пенза: ПГУАС, 2011), а также
на ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава Махачкалинского филиала ГТУ МАДИ и ВолгГТУ. Результаты исследования внедре-
10
ны в автоколонне г. Махачкалы, а также в учебный процесс Махачкалинского
филиала ГТУ МАДИ.
По теме диссертационного исследования опубликовано 6 печатных работ,
в том числе 4 в изданиях, входящих в перечень ВАК РФ.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка использованных источников, приложения и изложена на 145 страницах,
включая 123 страниц основного текста, 15 таблиц, 45 иллюстраций, 150 наименований библиографического списка, приложение.
Автор
выражает
глубокую
признательность
к.т.н.,
доценту
Волгоградского государственного технического университета Чернышову
Константину Владимировичу, а также к.т.н., доценту Махачкалинского филиала МАДИ Магомедову Варису Камалудиновичу за оказанную помощь при
анализе и обсуждении полученных результатов.
11
1. АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ
ОРГАНИЗАЦИИ ПЕРЕВОЗОК ГРУЗОВ СЕДЕЛЬНЫМИ
АВТОПОЕЗДАМИ
1.1. История появления грузовых автомобильных
полуприцепов за рубежом
История создания седельного тягача ведет в Европу в 20-е годы прошлого
столетия. Седельный тягач 20-х годов прошлого столетия показан на рис. 1.1.
Рис. 1.1. Седельный тягач 20-х годов прошлого столетия
Главное преимущества автопоезда в составе седельного тягача с седельно-сцепным устройством (ССУ) и полуприцепа состоит в возможности легко и
быстро соединить и разъединить тягач и полуприцеп и возможности изменить
тип полуприцепа в зависимости от используемого груза. Наличие полуприцепа
оптимизировало сочетание общего веса с полезной нагрузкой. К тому же распределение нагрузки на три оси вместо стандартных для тех лет двух для грузовиков позволяло значительно увеличить грузоподъемность всего автопоезда.
Технико-экономические показатели автопоездов в 1,5–2 раза выше, чем у соответствующих одиночных автомобилей. Полуприцепы сыграли очень важную
роль, поскольку согласно существующему в то время законодательству, вступившем в силу в 1933 году в Европе общий вес грузовика ограничивался 11-ю
12
тоннами. Общим же весом тягача считался лишь тот, который приходился
только на две оси тягача. То есть в расчете налогов власти рассматривали лишь
часть груза, приходящуюся на оси тягача. Перевозимая же часть груза, приходящаяся на полуприцеп, просто игнорировалась. Это было крайне выгодно для
любого перевозчика в Европе того времени и явилось стимулом для расширения использования полуприцепов.
1.2. История развития производства и широкого применения грузовых
автомобильных прицепов и полуприцепов в Российской Федерации
Все проекты седельных тягачей в СССР до 1945 года разрабатывало
только КБ НАМИ. Первые советские седельные тягачи были построены зимой
1932 года на ЗИСе (рис. 1.2). Машины создавались на базе шасси грузовика
АМО-2. На грузовике использовался стандартный 60-тисильный двигатель,
мощности которого было недостаточно для тягача, поэтому передаточное число
главной передачи было повышено с 5,35 до 8. Полуприцеп для тягача также собрали на ЗИСе. Полуприцеп представлял собой тележку с рамой, на которую
клали грузила. Устройство сцепки было сделано весьма необычно: лоток для
приема соединительного устройства был выполнен не параллельно шасси, из-за
чего рама полуприцепа должна была иметь изогнутую вверх форму. Результаты
испытаний двух экспериментальных тягачей ограничились фразой "автомобили
показали хороший результат на испытаниях", после чего эти машины еще несколько лет работали на внутризаводских перевозках, а тема седельных тягачей
не получала на ЗИС должного развития.
Следующий седельный тягач (рис. 1.3) был создан на базе шасси Я-5 в
середине 1933 года. Многие системы (коробка передач, сцепление, системы
смазки и охлаждения, карбюратор) и мотор были иностранного производства.
По результатам испытаний тягач во многом превзошел зарубежные аналоги.
Автомобиль был рекомендован к серийному производству, но в серию он так и
не пошел, поскольку завод не был подготовлен к производству таких автомобилей.
13
Рис. 1.2. Экспериментальный седельный тягач на базе грузовика АМО-2
Рис. 1.3. Экспериментальный седельный тягач на базе грузовика Я-5
Третий седельный тягач был разработан в 1933 г. на базе полуторатонного грузовика ГАЗ-АА (рис. 1.4). Он имел полуприцеп иностранного производства. Из-за слабого двигателя максимальная грузоподъемность ограничивалась
2,5 тоннами. В 1934 г. было выпущено 800 таких машин, но все они использовались в качестве лесовозов без седельного сцепного устройства.
14
Рис. 1.4. Седельный тягач на базе грузовика ГАЗ-АА
В 1935 году ЗИС вновь вернулся к выпуску седельных тягачей. Это были
ЗИС-10 с максимальной грузоподъемностью 6 тонн (рис. 1.5, 1.6). Снаряженная
масса автомобиля составляла 27,8 тонн. Автомобиль выпускался до 1941 года.
Всего было выпущено около 770 таких грузовиков.
Рис. 1.5. Седельный тягач ЗИС-10
Рис. 1.6. Седельный тягач ЗИС-10 на испытаниях
15
В 1944 г. Ярославским автомобильным заводом был выпущен седельный
тягач Я-14, который после доработки получил название ЯАЗ-200 и в 1947 году
был запущен в серийное производство. Грузоподъемность ЯАЗ-200 составляла
7 т. Всего было выпущено 54 автомобилей ЯАЗ-200, после чего модель отдали
Минскому автомобильному заводу, где она выпускалась под маркой МАЗ-200.
В 50-е годы были выпущены модификации этого тягача ЯАЗ-210Д и МАЗ200В.
До 1945 г. прицепы и полуприцепы промышленностью нашей страны не
производились. В период послевоенного восстановления экономики РФ в 1945–
1955 гг., началось массовое строительство жилья и освоение целинных и залежных земель. При этом обозначилась проблема – острейшая нехватка провозных возможностей автомобильного парка страны. Для ее увеличения можно
было построить заводы и увеличить выпуск грузовых автомобилей. Однако
строительство новых автозаводов требовало больших капитальных вложений, а
дало бы эффект лишь спустя 10–12 лет, что было неприемлемо.
В период 1956–1970 гг. седельные тягачи получили в нашей стране широкое распространение, в связи с чем появились достаточно разнообразные
прицепные составы. В 1960 г. общее количество прицепов и полуприцепов, изготовленных на отечественных заводах, не превышало 64,5 тыс. штук, в 1965 г.
объем их производства вырос на 44% – до 92,9 тыс., а в 1970 г. увеличился до
124 тыс. штук.
В настоящее время наибольшее распространение получили автопоезда,
состоящие из седельного тягача и полуприцепа, которые хорошо зарекомендовали себя в равнинных условиях эксплуатации. Однако проведенные Волковым
В.С. и Магомедовым В.К. исследования показали, что эксплуатация таких автопоездов в горных условиях приводит к существенному снижению их надежности и увеличению эксплуатационных затрат по сравнению с равнинными условиями. Причем, исследования показали, что в горных условиях полуприцепы
эксплуатации менее надежны, чем тягачи, что вызывает увеличение затрат на
их эксплуатацию.
16
1.3. Характеристика используемого подвижного состава
1.3.1 Характеристика используемых тягачей
В настоящее время в горных районах Республики Дагестан используются
разные отечественные и зарубежные седельные тягачи и в основном отечественные полуприцепы. Седельные тягачи характеризуются следующими параметрами:
– колесная формула (КФ);
– сцепная высота, исполнение шасси;
– экологические нормы и методы их исполнения;
– мощность и объем двигателя;
– тип КПП;
– ведущий мост и главная передача;
– кабина, баки;
– колесная база.
Самыми простыми с технической точки зрения, экономными по весу и
финансам являются тягачи с колесной формулой 4×2. Современные тягачи
сильно отличаются от машин 20-ти летней давности по устойчивости, проходимости, трогании с места при сложных погодных условиях и т. д. Основополагающим в выборе колесной формулы и базы являются весо-габаритные ограничения, допустимые в странах эксплуатации автопоезда, за несоблюдение которых предусмотрены значительные штрафные санкции. Современные российские ограничения стали близки к общеевропейским, но имеют ряд существенных отличий. Российские ограничения, не имеют раздельной классификации
для 5-ти и 6-тиосного автопоезда по полной массе в отличие от скандинавских
или голландских. Это означает, что в России, как в Германии или Австрии, нет
актуальности в 3-хосном автомобиле для увеличения полной массы автопоезда.
На переднюю ось законодательно допускается нагрузка в 10 т. На практике актуальны ограничения, связанные только с технически допустимой осе-
17
вой нагрузкой, установленной производителем, и обычно находится в пределах
от 7 до 8,7 т.
На задние ведущие оси в зависимости от категории дорог законодательно
допускается осевая нагрузка от 10 до 11,5 т. Если рассматривать минимум, то
ограничение в 10 т на ведущую ось тягача ось и 7 т на каждую ось 3-хосного
европейского полуприцепа с межосевыми расстояниями 1310 мм фактически не
позволяют загрузить европейский автопоезд до полной массы в 38 т без нарушения осевых нагрузок. Меньшие осевые нагрузки в совокупности с малоконтролируемой полной массой позволили получить широкое распространение
трехосным седельным тягачам.
При одинаковой общей длине и колесной базе у 3-хосного тягача меньше
топливные баки и сложности с установкой ресиверов. Тягач, имеющий колесную формулу 6×4, со стандартным европейским полуприцепом с внутренней
длиной 13,62 м, не попадает в общеевропейский стандарт для автопоезда – 16,5
м. «Лишняя» ось увеличивает сопротивление качения и тем самым ведет к увеличению расхода топлива. Колесная формула 6×4 необходима при езде по дорогам не имеющим асфальтобетонного покрытия. В Норвегии в очень тяжелых
горных условиях с частыми перепадами температуры применение колесной
формулы 62-2 (со спаренными колесами на «ленивце») позволяют машине
иметь большую устойчивость. В Америке и Австралии применение колесной
формулы 64 обусловлено более высокими скоростями передвижения по сравнению с 85–90 км/ч европейского скоростного режима. Применение колесной
формулы 6×4 на высоких скоростях позволяет иметь лучшую курсовую устойчивость. Технические характеристики некоторых седельных тягачей приведены
в Приложении.
1.3.2. Проблема работы автопоездов с перегрузом
Одной из основных проблем грузовых автомобильных перевозок в Республике Дагестан является работа с перегрузом. Многие из перевозчиков не
представляют прибыльность бизнеса перевозок без перегруза. Кодекс об Адми-
18
нистративных правонарушениях в статье 12.21.1. ч 1 КоАП РФ квалифицирует
такие нарушения следующим образом: «Перевозка крупногабаритных и тяжеловесных грузов без специального разрешения и специального пропуска в случае,
если получение такого пропуска обязательно, а равно с отклонением от указанного в специальном разрешении маршрута движения – влечет наложение
административного штрафа на водителя в размере от двух тысяч до двух
тысяч пятисот рублей или лишение права управления транспортными средствами на срок от четырех до шести месяцев; на должностных лиц, ответственных за перевозку, – от пятнадцати тысяч до двадцати тысяч рублей; на
юридических лиц – от четырехсот тысяч до пятисот тысяч рублей».
Тем не менее, перевозки с перегрузом есть. Объем таких перевозок значительный, в некоторых видах перевозок объем работы с перегрузом близок к
90%. Как известно, в РФ "строгость законов компенсируется необязательностью их применения" или, попросту говоря, перевозки с перегрузом держатся
на коррумпированной составляющей надзорных органов.
Расчеты показывают, что оплата за работу с перегрузом должна быть не
менее 2-х ставок от номинальной для компенсации:
– риска совершения крупного ДТП с уголовными последствиями для водителя и должностного лица;
– вдвойне и более ускоренным износом транспорта;
– с вредом, наносимым дорожному покрытию и окружающей среде.
1.4. Особенности конструкции и требования к несущей системе
полуприцепов
Главная и самая дорогая часть большинства полуприцепов – это рама
Большинство неисправностей, возникающих с полуприцепами, связано с неправильной работой рамы или ее поломкой. Рама не должна быть очень жесткой и не должна быть очень гибкой. Главные свойства рамы связаны со способностями упругой амортизации. По сути – это большая "пружина". Свойства
19
рамы необходимо учитывать при подборе подвески и осей, а также конструкции надстройки.
Рама полуприцепа – состоит из двух длинных изогнутых балок (лонжеронов), выполненных в виде двутавра с переменной высотой, связанных между
собой поперечинами (траверсами). Конструкцию рамы полуприцепа можно
сравнить с лестницей, где поперечины закреплены на направляющих (лонжеронах) внутри или внахлест (рис. 1.7, 1.8).
Рис. 1.7. Конструкция рамы полуприцепа
Рис. 1.8. Вид рамы полуприцепа
20
С одной стороны рама подвергается воздействию высоких, непрерывных
и разнонаправленных динамических нагрузок, передающихся от тяговосцепного устройства, с другой – нагрузок от неровностей дороги, передающихся от колесной тележки. Эти процессы происходят в химически агрессивной
среде под тяжестью груза (часто неравномерно размещенного).
Одна из главных характеристик рамы – упругость. Рама может быть
сварной или на болтах. Упругость и толщина рамы – это не одно и то же. Иными словами, толстая рама не всегда является преимуществом. Свойства рамы
зависят от ее конструкции и того, из какого материала она произведена. Рама,
выполненная из дорогой стали, тоньше обыкновенной, а дешевая сталь несколько мягче по структуре. Жесткая рама и езда по неровной дороге могут сопутствовать быстрому износу всего каркаса полуприцепа. Многочисленные
конструкторские разработки преследуют цель соблюдать необходимый баланс
между низким весом и прочностью, а также гибкостью и жесткостью.
Очень гибкая рама приводит к излишним изгибаниям всей конструкции и
поломкам, наоборот слишком жесткая рама приводит к хрупкости надстройки
или подвески. Технические изыскания в разработке рам полуприцепов упираются в максимально возможное понижение себестоимости как на материалах,
так и на технологиях. Большинство поломок полуприцепов в своей основе
имеют проблемы с несущей частью.
От сочетаний прочности, легкости, упругости рамы зависит работа всех
остальных элементов полуприцепа. Рама изготавливается из высококачественной легированной стали, причем каждый производитель имеет свой подход к
изготовлению рамы. Толщина элементов рамы не является основополагающим
фактором надежности. Важнее сочетание хорошей стали с геометрически грамотным расположением усилителей рамы.
С начала 2000-х годов начали производиться рамы Light (легкие), а чуть
позже и SuperLight (супер легкие). Прицеп с такой рамой минимум на 800 кг
легче своего стандартного аналога. Ограничения ведущих производителей при-
21
цепов с рамами SuperLight всего одно – удельная нагрузка на один м2 не должна
превышать 3000 кг.
Одно из самых нагруженных мест рамы – шейка. В этом месте осуществляется переход от передней части рамы, опирающейся на ССУ тягача к задней
части рамы. Здесь рама самая толстая и может иметь разнообразные усилители.
Максимальный размер полки швеллера рамы в районе шейки на тентованных
полуприцепах достигает 19–20 мм. У любого производителя утолщение полки
лонжерона идет от плиты ССУ до прямой части рамы, несмотря на наличие еще
одного гнезда под сцепной шкворень, в которое он переставляется при сцепе с
трехосным седельным тягачом (рис. 1.9).
Рис. 1.9. Опорная плита полуприцепа с двумя гнездами для установки сцепного
шкворня для двухосного и трехосного седельного тягача
Сцепной шкворень стандартного полуприцепа (рис. 1.10) рассчитан всего
на 12 т нагрузки.
22
Рис. 1.11. Сцепной шкворень стандартного полуприцепа
Количество, форма и способ крепления поперечин играют особую роль в
упругости скручивания полуприцепа. Одной из особенностей тентованных полуприцепов Schmitz является рама, у которой поперечины прикручены болтами
к лонжеронам (рис. 1.12), причем в передней части поперечина состоит из трех
частей: две по бокам и одна в середине. Также болтами присоединена к раме
опорная плита (рис. 1.13).
Рис. 1.12. Вид на поперечины, прикрученные болтами к лонжеронам
23
Рис. 1.13. Опорная плита, закрепленная болтами к лонжеронам
В то же время на контейнерных шасси Schmitz применяется традиционная и более дорогая сварка.
Поперечины придают раме дополнительную жесткость от скручивания.
Самые большие расстояния между поперечинами 109…116 см, а малые – менее
50 см. В совокупности с двойным полом такая конструкция придает еще большую угловую жесткость рамы при скручивании.
Одной из важных характеристик рамы является устойчивость к коррозии,
которая способна нарушить гибкость и упругость рамы в верхних слоях стали.
Современные производители применяют либо различные способы оцинкования, либо обработку KTL электрохимического катафореза. Кроме Schmitz все
производители рамы еще красят. Без окраски рама уже через три года эксплуатации прицепа даже в странах с хорошим климатом тускнеет, становится шершавой и собирает на себя различные органические и неорганические продукты,
которые невозможно отмыть.
24
Применяемые рамы пяти разных производителей имеют следующие особенности:
1) Schmitz – обладает самой гнущейся рамой;
2) Kögel и Schwarzmüller – имеют более упругую раму;
3) Krone и Närko – обладают самыми жесткими рамами, что особо ценится при мультимодальных перевозках.
1.5. Типы полуприцепов, используемых в грузовых автомобильных перевозках Республики Дагестан
Современные полуприцепы представляют собой вид специализированного автомобильного подвижного состава. Применение специализированного
транспорта способствует повышению эффективности и качества строительства,
позволяет снизить цены на перевозку груза, свести к минимуму потери и повреждение грузов, весьма значительные при использовании транспортных
средств общего назначения. В настоящее время без применения специализированного транспорта практически невозможна доставка многих грузов к пункту
назначения. Специализированные транспортные средства для строительства
предназначены для перевозки грунта, сыпучих и глыбообразных грузов (самосвалы, керамзитовозы), жидких и полужидких (битумовозы, известевозы, бетонно- и растворовозы), порошкообразных (цементовозы), мелкоштучных и
тарных грузов (контейнеровозы), длинномерных грузов (трубовозы, металловозы, лесовозы), железобетонных конструкций (панелевозы, фермовозы, плитовозы, балковозы, блоковозы, сантехкабиновозы), технологического оборудования
и строительных машин (тяжеловозы). Ниже даны типы полуприцепов, их назначение и технические параметры.
1. Тент, полуприцеп предназначен для перевозки большинства видов
грузов. Загрузка может производиться сверху, сбоку, сзади. Грузоподъемность:
20–25 тонн. Вместимость: 22–33 европаллета. Полезный объем: от 60–96 м3.
2. Рефрижератор-полуприцеп (полуприцеп с холодильной установкой) предназначен для перевозки скоропортящихся грузов. В грузовом отсеке
25
сохраняет температуру от +25`С до - 25`С. Грузоподъемность: 12–22 тонн. Полезный объем: 60–92 м3. Вместимость: 24–33 европаллета. "Евростандарт": 20
тонн 82 м3 32 паллета. Эксплуатация дороже обычных типов автопоездов на 5–
25%.
4. "Jumbo" – полуприцеп повышенной вместимости, что достигается за
счет "Г"-образного пола и уменьшенного диаметра колес полуприцепа. Грузоподъемность: до 20 тонн. Полезный объем: 96–110 м3. Вместимость: 33 европаллета.
5. Контейнеровоз, площадка пригоден для перевозки контейнеров различных видов. Грузоподъемность: 20–30 тонн.
6. Автоцистерна предназначена для перевозки жидкостей. Грузоподъемность: 12–22 тонн. Объем: 8–40 м3.
7. Автовоз предназначен для перевозки легковых автомобилей. Грузоподъемность: 20–25 тонн. Вместимость напрямую зависит от длины прицепа в
среднем 8–10 автомобилей.
8. Зерновоз применяется для перевозки зерновых культур. Грузоподъемность: 12–22 тонн.
Имеется много специализированных транспортных средств, предназначенных для перевозки одного или нескольких однородных грузов, отличающихся специфическими условиями их транспортировки, и оборудованы различными приспособлениями и устройствами, которые обеспечивают сохранность и качество доставляемых на строительные объекты грузов и комплексную механизацию погрузочно-разгрузочных работ. Конструкции некоторых современных полуприцепов приведены в Приложении.
1.6. Характеристика условий эксплуатации автопоездов в горных районах
Республики Дагестан
В настоящее время в Республике Дагестан 75 % административных районов (31 из 41) расположены в предгорной, горной и высокогорной местности
Протяженность автомобильных горных дорог республики Дагестан составляет
26
7776 км. Особенностью этих дорог является наличие продольного профиля с
длительными подъемами и спусками, чередующимися левыми и правыми поворотами и серпантинами (рис. 1.14).
а
б
в
г
Рис. 1.14. Чередующиеся повороты горных дорог Республики Дагестан:
а,б,в – серпантины, г– извилистая дорога
Число поворотов в среднем составляет 2–3 на километр дороги, а на отдельных участках 6–7. Параметры элементов серпантина, соответствующие
различным расчетным скоростям движения приведены в таблице 1.1 [90].
27
Таблица 1.1
Параметры элементов серпантина
Параметры элементов серпантина
Наименьший радиус кривых в плане, м
Поперечный уклон проезжей части
на вираже, ‰
Длина переходной кривой, м
Уширение проезжей части, м
Наибольший продольный уклон
в пределах серпантина, ‰
Расчетная скорость движения, км/ч
30
20
15
30
20
15
60
60
60
30
2,2
25
3,0
20
3,5
30
35
40
Серпантины радиусом менее 30 м допускаются только на дорогах IV и V категорий. На них запрещается эксплуатация автопоездов длиной свыше 11 м.
Опыт эксплуатации автопоездов на горных дорогах республики Дагестан
свидетельствует, что в этих условиях значительно ухудшаются их эксплуатационные показатели по сравнению с автопоездами, эксплуатирующимися в равнинных условиях [56, 57, 90].
Одним из основных факторов, оказывающих влияние на ухудшение эксплуатационных показателей автопоездов в горных условиях, является, на наш
взгляд, большое количество поворотов, при преодолении которых возникают
центростремительные ускорения вызывающие центробежные силы, действующие на автопоезд в поперечном направлении. Эти силы на правых и левых поворотах формируют знакопеременный режим нагружения несущей системы полуприцепа, что способствуют развитию трещин в элементах несущей системы
[23–27]. Поэтому определение статистических характеристик радиусов поворотов горных дорог и поперечных сил инерции, действующих на поворотах, является необходимым этапом в оценке нагруженности элементов несущей системы
при преодолении автопоездами поворотов (рис. 1.15).
На рис. 1.15 видно, что радиус поворота на серпантине соизмерим с длиной автопоезда, причем полуприцепы движутся по меньшему радиусу, чем тягачи.
28
Рис. 1.15. Автопоезда, преодолевающие поворот на серпантине
1.7. Виды, последствия и критичность отказов полуприцепов
автопоездов в горных условиях эксплуатации
При эксплуатации в горных условиях величины наработок на отказ составных частей полуприцепов значительно разнятся, и между ними отсутствует
какое-либо согласование, в то время как при эксплуатации аналогичных конструкций в условиях равнинной дорожной сети наблюдается некоторая кратность
в величинах таких наработок [57]. В результате возрастает рассогласование
между потоками отказов и плановыми ремонтами, что увеличивает затраты на
эксплуатацию и стоимость транспортных работ.
Поэтому в работах проф. В. С. Волкова и В. К. Магомедова проведены
комплексные исследования основных показателей надежности полуприцепов
автопоездов, работающих в условиях горных дорог, с целью упорядочения потока отказов и прогнозирования наступления отказов для корректировки мето-
29
дов и периодичности технического обслуживания, прежде всего, прицепных
звеньев, которые более восприимчивы к повышению жёсткости условий эксплуатации, чем тягачи.
На рис. 1.16 приведены значения средней наработки до отказа элементов
полуприцепа ОдАЗ-9357 при эксплуатации в горных условиях республики Дагестан. Анализ рис. 1.16 свидетельствует о том, что наименее надежными элементами полуприцепа являются борта и элементы их фиксации, рама с настилом пола, опорный лист со шкворнем в сборе, а также тормозные механизмы с
пневмоприводом. В процессе сбора информации об отказах установлено, что
для большинства видов отказов полуприцепов ОдАЗ, КЗАП и ГКБ характерно
наступление предотказного состояния из-за постепенно развивающихся вследствие жесткости горных условий эксплуатации усталостных трещин в балках
несущих элементов, на которые наваривают сварные швы (рис. 1.17).
L0,
тыс.км.
345
331,3
300
241,1
250
219,1
200
203,2
150
82,6
100
82,5
61,9
61,8
полуприцеп
50
12,7 в целом 6,45
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 элементы
Рис. 1.16. Значения средней наработки до отказа элементов полуприцепа ОдАЗ-9357 на
пробеге 350000 км:
1 – балка оси; 2 – электрооборудование; 3 – подвеска; 4 – опорные устройства; 5 – держатель
запасного колеса; 6 – колеса с тормозными устройствами; 7 – пневмопривод тормозов; 8 –
рама с настилом пола; 9 – опорный лист со шкворнем в сборе; 10 – борта и элементы их фиксации
30
Прочность отказавшего элемента повышается также приваркой косынок
жесткости, однако при последующей эксплуатации полуприцепа в горных условиях трещины появляются вновь.
Рис. 1.17. Вид усталостной трещины рамы полуприцепа, устраненной сваркой
Для определения показателей безотказности полуприцепа в работах [57,
106] предложены критерии отказов, приведенные в таблице 1.2.
Проведенный анализ возможных неблагоприятных последствий возникновения выявленных отказов показал, что к IV категории тяжести последствий
относятся отказы элементов 3 и 4 (рис. 1.9), которые быстро и с высокой вероятностью могут повлечь за собой значительный ущерб для самого объекта и
окружающей среды, гибель или тяжелые травмы людей, срыв выполнения поставленной задачи. К III категории тяжести последствий относятся отказы элементов 5 и 10, которые быстро и с высокой вероятностью могут повлечь за собой значительный ущерб для самого объекта и для окружающей среды, срыв
выполняемой задачи, но создают пренебрежимо малую угрозу жизни и здоровью людей. Ко II категории тяжести последствий относятся отказы элементов 2
и 10, которые могут повлечь задержку выполнения задачи, снижение готовности и эффективности объекта, но не представляют опасности для окружающей
среды, самого объекта и здоровья людей.
31
Таблица 1.2
Критерии отказов полуприцепа
№ Наименование соКритерии (отличительные признаки) отказов
ставной части
1
Балка оси
-
трещины более 0,5 мм в балке оси;
смятие резьбы элементов крепления подшипников ступицы
2
Электрооборудование
-
замыкание центрального пучка проводов на массу;
замыкание периферийных проводов на массу;
обрыв проводов
3
Подвеска
-
поломка листа основной или дополнительной рессоры
4
Опорные
устройства
-
срез направляющего болта;
обрыв опорной площадки;
затрудненное вращение рукоятки подъемного механизма
5
Держатель
запасного колеса
-
6
Колеса с тормоз- ными устройствами -
трещины шириной более 1 мм в кронштейне держателя запасного колеса;
отрыв шпильки от опорной плиты держателя
трещины шириной более 1 мм в тормозном барабане;
износ тормозного барабана по диаметру более 7 мм.
эллипс рабочей поверхности тормозного барабана более 4 мм
7
Пневмопривод
тормозов
-
8
Рама
пола
с
настилом -
9
Опорный лист
со шкворнем
-
10 Борта и элементы их фиксации
-
падение давления воздуха в системе более 0,05 МПа за 15
минут;
разрыв мембраны тормозной камеры
трещины шириной более 1 мм в лонжеронах;
трещины шириной более 1 мм в 25 % сварных соединений
центральных поперечин с лонжеронами;
трещины шириной более 1 мм в 35 % сварных соединений
крайних поперечин с лонжеронами
прогиб опорного листа более 10 мм;
трещины шириной более 2,0 мм в опорном листе;
износ шейки шкворня по диаметру более 2,5 мм
разрушение двух петель;
разрушение запорного устройства;
усталостные трещины шириной более 2 мм в обвязке борта
Для определения показателей долговечности полуприцепа необходимо
задаться критериями предельного состояния [141]. Предложенные критерии
предельного состояния полуприцепов КЗАП-9370 приведены в таблице 1.3.
32
Таблица 1.3
Критерии предельного состояния полуприцепов
№ Наименование соКритерий (отличительный признак) предельного состояния
ставной части
1 Рама с настилом 1.1. Наличие трех и более заваренных поперечных трещин размепола
ром более 40 % высоты лонжерона.
1.2. Невосстанавливаемые деформации и разрушения (коробление,
прогиб, изломы, усталостные трещины), требующие замены более
пяти центральных поперечин.
2
Полуприцеп
в сборе
2.1. Предельное состояние рамы по двум и более признакам.
2.2. Вторичное достижение предельного состояния для капитального ремонта.
Анализ матрицы «Вероятность отказа – тяжесть последствий» позволил
отнести отказы элементов 3, 4, 6, 9 и 10 к рангу А – частые отказы категорий IV
и III, для которых обязателен углубленный количественный анализ критичности. Отказы элементов 3 и 4 относятся к рангу В – возможные отказы категории
III, отказ элемента 5 относится также к рангу В как редкий отказ категории III, а
отказ элементов 1 и 2 – к рангу С – редкие отказы категории II.
Установлено, что в горных условиях эксплуатации, по сравнению равнинными, наработка на отказ по некоторым узлам полуприцепа снижается на
10–45 %, а по всему полуприцепу в целом – на 25–33 %.
Наименее надежными узлами полуприцепов в условиях горных дорог являются: сцепное устройство, пневмопривод тормозов, сварные соединения элементов рамы, бортов и элементы их фиксации.
1.8. Влияние податливости несущей системы автомобиля
на перераспределение реакций колес на повороте
В работе М. А. Носенкова и В. М. Торно [65] при расчете перераспределения нормальных реакций колес грузового автомобиля и угла закручивания
его рамы на повороте была учтена податливость несущей системы грузового
автомобиля при сосредоточении массы автомобиля в двух точках над осями,
предложена формула для расчета доли перераспределения нормальных реакций
33
колес передней оси, в которой учитываются угловые жесткости подвесок, а
также жесткость шин:
a C1 h1
−
∆G1 H1 b C2 h2 H  a 
=
⋅
⋅  + 1 ,
∆G h2 C1 + C1 + 1 h2  b 
Cр C2
(1.1)
где ∆G и ∆G1 – перераспределения нормальных реакций колес автомобиля и
передней оси; H и H1 – высоты центра масс автомобиля и передней оси; Cр , C1 ,
C2 – угловые жесткости несущей системы, передней и задней подвесок.
При тех же допущениях авторами получены формулы для углов крена
над осями, которые зависят от перераспределения нормальных реакций колес.
Однако в формуле (1.1), вероятно, допущена ошибка, поскольку наша попытка
выполнить по ней расчеты не удалась. Поэтому была поставлена задача, получить свою формулу, но не для расчета перераспределения нормальных реакций
колес, а для определения угловых деформаций рамы, от которых зависят возникающие в ее элементах напряжения и ресурс.
1.9. Вопросы организации перемещения грузов и эксплуатационной
надежности механических транспортных систем
Вопросы организации перемещения грузов и эксплуатационной надежности механических транспортных систем рассмотрены в работах многих отечественных и зарубежных авторов: Авдонькина Ф. Н., Апполонова И. В., Базовского И. И., Беленького Д. М., Болотина В. В., Брауде В. И., Войнова К. Н.,
Волкова В. С., Гнеденко В. Б., Дажина В. Г., Дружинина Г. В., Канарчука В. С.,
Капусты П. П., Кугеля Р. В., Кузнецова В. А., Кузнецова Е. С., Лукинского В.
С., Магомедова В. К., Островцева А. Н., Петрушова В. И., Рембезы А. И., Ротенберг Р. В., Судакова Р. С., Тескера Е. И., Тескина О. И., Чернышова К. В.,
Шейнина А. М., Андерсена Т., Дрейпера Н., Dhillon B. S., Galetto F., Stroew St.
N. и др., а также в ГОСТ 27.002-89, ГОСТ Р 27.003-11, ГОСТ Р 27.004-2009,
34
ГОСТ 27.301-95 и др., а также в ГОСТ 27.002-89, ГОСТ Р 27.003-11, ГОСТ Р
27.004-2009, ГОСТ 27.301-95 [1–4, 7, 9, 11, 12, 14–17, 21, 22, 25, 29–31, 34, 40,
43, 44, 47, 48, 53, 60, 61, 64, 66–73, 75, 78, 81, 90, 94, 98–100, 105]. В данных работах содержится много ценных сведений прикладного значения. Они посвящены в основном определению показателей работы подвижного состава, анализу его надежности, в том числе несущих систем автотранспортных средств, совершенствованию их конструкций и методов расчета. Однако вопросам совершенствования организации перемещения грузов с целью снижения нагруженности несущей системы полуприцепов автопоездов в горных условиях не уделено достаточного внимания.
Известными методами повышения надежности технического объекта являются выравнивание показателей безотказности и долговечности его составных частей и повышение их ремонтопригодности. Для реализации данных методов применительно к полуприцепам, эксплуатируемым в горных условиях,
проведено исследование математических закономерностей отказов отдельно на
уровне деталей, узлов и агрегатов, на основе чего можно принимать решение о
методах достижения требуемого уровня безотказности и долговечности, а также о мероприятиях по повышению ремонтопригодности (своевременной закупке запасных частей и планировании технических обслуживаний и текущих ремонтов) [56, 57].
Расчетная схема надежности полуприцепа, при которой отказ каждого
элемента приводит к отказу системы в целом, представляется как цепь с последовательным соединением составных частей. Вероятность безотказной работы
полуприцепа Ри(l) определяется в виде функции наработки l, рассчитываемой
по теореме умножения вероятностей
n
Р и (l ) =
∏
P j (l ),
(1.2)
j =1
где Pj(l) – вероятность безотказной наработки j-го узла в функции наработки.
Поскольку отказы узлов в составе изделия взаимно независимы и случайны по времени, то аналогично вероятность безотказной работы j-го узла
35
m
Pj (l ) =
Pi ( l ) ,
∏
i =1
(1.3)
где Pi(l) – вероятность безотказной работы i-ой детали j-го узла в функции наработки l.
Расчет показателей надежности, связанных с понятием «наработка до отказа», проводился на основе статистических данных по эксплуатации полуприцепов ОдАЗ-9357 и КЗАП-9370, работающих в горных условиях. При статистической обработке данных расчет проводился как по данным об объектах, достигших предельных состояний (отказавших), так и по данным об объектах, наблюдения за которыми приостановлены по причине окончания установленного
срока наблюдений (приостановленных объектах). Величина интервала вариационного ряда для полуприцепов принималась ∆l = 10000 км.
Накопленная частота отказов mni, отнесенная к верхней границе интервала наработки, определялась по выражению
mn i = mn (i −1) + ∆ i ⋅ ni ,
(1.4)
где mn(i-1) – накопленная частота, отнесенная к верхней границе предшествующего интервала; ni – число отказавших объектов в интервале; ∆i – вес отказа.
Если в данном интервале наработки не было приостановленных объектов,
n
mn i = ∑ ni .
то
(1.5)
i =1
Для не группированного в интервалы вариационного ряда накопленная
частота mi определялась соответственно каждому значению наработки li:
mi = mi-1 + ∆i.
(1.6)
При этом вес отказа в интервале
∆i =
N + 1 − mn ( i −1)
N + 1 − Ki
;
(1.7)
i −1
где K i = ∑ (n j + q j ); qj – число приостановленных объектов в интервале.
j =1
Как видно из формулы, изменение веса отказа ∆i происходит в тех интервалах, которым предшествуют интервалы с приостановленными объектами.
36
При этом если вариационный ряд начинается с отказавшего объекта, то вес отказа ∆i будет равен единице до момента приостановки наблюдений.
Вероятности отказов Fi (накопленные частости), соответствующие величинам наработки li, определялись по формуле
Fi =
mni
.
N +1
(1.8)
Расчет законов распределения наработок до отказа проводился путем построения вариационного ряда, определяемого следующими показателями: lmax –
максимальная наработка (до отказа или приостановленная), км; lmin – минимальная наработка (до отказа или приостановленная), км; ∆l – величина интервала вариационного ряда, км; k – число интервалов; Xi – верхняя граница i-го
интервала, i – порядковый номер интервала; ni – количество изделий с данным
отказом, вошедшим в i-ый интервал; qj – количество изделий с приостановленной наработкой, вошедших в i-ый интервал.
По указанным данным определялась функция распределения F(x). Полученные пары значений (Xi; Fi) позволяют построить статистическую функцию
распределения отказов и определить закон распределения. По данным отказов
различных узлов полуприцепов принимались допущения о распределениях отказов по законам Вейбулла или Гаусса.
Точечные оценки параметров закона распределения определялись на основе уравнения прямой, построенной на вероятностной бумаге с использованием метода наименьших квадратов:
Y = a0 ( x − a) ,
1
где
a0 =
∑n
⋅ ∑ Yoi2 ⋅ ni
1
⋅ ∑ X oi2 ⋅ ni
∑ ni−1
X 0 i = E( j ) −
;
1
⋅ ∑ E( j ) ⋅ ni ;
∑ ni
a1 =
(1.9)
1
⋅ ∑ ni ⋅ X i −
ni
Y0i = Y( j ) −
1
⋅ ∑ Y( j ) ⋅ ni
n
∑ i
a0
1
⋅ ∑ Y( j ) ⋅ ni ,
∑ ni
E(j) – логарифм экспериментальной вероятности наработки изделия;
;
(1.10)
37
Y(j) – координата экспериментальной точки, равная квантилю нормиро-
ванного распределения, определяемая по формуле
Y( j ) = ln ln
1
.
1 − Fi
(1.11)
По полученным значениям Fi и ti на вероятностной бумаге были построены линии распределения отказов для элементов полуприцепов, и подтверждены
принятые законы распределения Гаусса и Вейбулла, которые в дальнейшем были использованы для планирования работ по проведению технического обслуживания и ремонтных воздействий.
Поскольку отказы являются независимыми, то отказ одного элемента
приводит к отказу полуприцепа в целом. В связи с этим поток отказов полуприцепа является суммой потоков отказов его элементов, и расчетная схема его
безотказности была представлена в виде n последовательно соединенных составных частей.
Исходным статистическим материалом для определения показателей,
связанных с понятием «наработка на отказ», служили наработки подконтрольных объектов на отказ, которые после первичной обработки эксплуатационных
данных – приведения наработок к требуемой категории эксплуатации – заносились в накопительную ведомость раздельно по каждому виду отказа. Оценка
средней наработки на отказ проводилась по формуле:
n
N − no
1
Lср =
⋅ ∑ li +
lп ,
n o i =1
no
(1.12)
где no – число отказавших элементов из подконтрольной партии N элементов; li
и lп – соответственно наработки элементов на отказ и приостановок.
При незавершенных испытаниях при появлении приостановленного объекта определялась величина приращения частоты отказа ∆k в k-ом интервале
вариационного ряда по выражению
k −1
N +1−
∑ (n
o
+ nk )
1
k −1
∆k =
N +1−
∑ (n
0
,
o
+ nп )
(1.13)
38
где no – число отказавших объектов; nп – число приостановленных объектов;
nk – частота отказов в k-ом интервале;
k −1
∑
( n o + n k ) – накопленная частота от-
1
казов до рассматриваемого k-го интервала.
Наработка на отказ L0 определялась на фиксированном интервале наработки, кратном интервалу ∆l = 50 тыс. км пробега. В рассматриваемом случае
для полуприцепов принималось l = 100; 150; 200; 250; 300; 350 тыс. км. Средняя наработка на отказ отдельного элемента конструктивной схемы полуприцепа (детали, узла, агрегата и изделия в целом) определялась по формуле
Lо =
l
,
H (l )
(1.14)
где l – наработка восстанавливаемого изделия, в течение которой определялась
средняя наработка на отказ, км;
H(l) – математическое ожидание числа отказов за рассматриваемую наработку.
l
∞
0
t =1
H (l ) = Fi (l ) + ∫ H (l − x) ⋅ dFi ( x ); или H (l ) = ∑ Fl (l ),
(1.15)
где Fl(l) – функция распределения наработки до t-го отказа, определяемая из
соотношения
t
Ft (l ) = ∫ Ft −1 (l − x)dF ( x) ,
(1.16)
0
в котором F(l) = Ft(l) есть функция распределения до первого отказа, t изменяется от 2 до ∞; f(x) – дифференциальная функция распределения,
dF(x) = f(x)dx.
(1.17)
Общая формула приближенного определения Ft(l) для любого l:
Ft(l) = ∆x·[0.5Ft-1(l – x0)·f(x0) + Ft-1(l – xn)·f(xn) + Ft-1(l – x1)·f(x1) +
+ Ft-1(l – x2)·f(x2) + … + Ft-1(l – xn-1)·f(xn-1)] ,
(1.18)
где n – число интервалов, на которые разбивается весь диапазон интегрирования от x0 до xn; ∆x – фиксированная величина одного интервала, принимается в
расчетах равной 10000 км; x0 и xn – соответственно начальная и конечная точки
диапазона интегрирования:
39
x0 = 0; xn = ∆xn; n = l / ∆x .
(1.19)
Приведенная методика оценки безотказности и долговечности позволяет
в эксплуатации осуществить оценку эффективности сервисных работ и действий по модернизации некоторых узлов полуприцепов после учета второго и последующего отказов конкретного узла в пределах так называемых «усеченных
выборок», а не с назначения начальных условий наблюдений после последующего отказа, что обеспечивает большую точность в расчетах.
Установлено, что с увеличением пробега l у всех видов подконтрольных
полуприцепов происходит снижение средней наработки на отказ. При этом
наибольшая величина этой наработки на всех интервалах пробега характерна
для полуприцепа ГКБ-9383, а наименьшая величина этого показателя наблюдается у полуприцепа ОдАЗ-9357, что может рассматриваться как слабая его приспособленность для эксплуатации в горных условиях.
На основе анализа причин отказов разработаны профилактические мероприятия по внесению изменений в детали и узлы полуприцепов: усиление стоек
бортов приваркой косынок жесткости, напыление на рабочую поверхность шейки шкворня нитрида титана, приварка усилителей крепления крайних поперечин
рамы.
Внедрение разработанных профилактических мероприятий позволило
обеспечить повышение наработки на отказ по узлам на величину 15… 35 %. В
частности, общая наработка на отказ по полуприцепу ОдАЗ-9357 увеличилась с
6,45 до 31,5 тысяч км, а по полуприцепу КЗАП-9370 – с 45 до 58 тысяч км.
Установлено, что использование полуприцепов в условиях горных дорог
при годовом пробеге в пределах 40 … 50 тыс. км, их предельное состояние по
условиям целесообразности продолжения эксплуатации наступает при пробеге
360 … 480 тыс. км, что эквивалентно временной продолжительности их экс-
плуатации в пределах 8 … 10 лет. В сравнении с условиями их равнинной эксплуатации эта величина является меньшей на 12 … 22 %.
40
1.10. Методы расчета напряженного состояния несущих систем
автотранспортных средств
В настоящее время в мировом транспортном машиностроении в основном
используется принцип обеспечения ограниченного ресурса несущих машин с
установленной вероятностью разрушения, т. е. обеспечение необходимой экономически целесообразной долговечности деталей, работающих в условиях периодического нагружения. В этой связи существенно повышаются требования к
точности оценки долговечности рамных конструкций. Ошибка в оценке долговечности приводит либо к неоправданному повышению металлоемкости рамы,
либо к раннему возникновению отказов. Решение задачи повышения долговечности рам и снижения их металлоемкости связано с разработкой новых конструкций, применением материалов с улучшенными свойствами, внедрением
прогрессивных технологий. Эффективность таких разработок возможна лишь
при введении научно обоснованных методов расчетно-экспериментальной
оценки напряженно-деформированного состояния рам на этапе опытноконструкторских работ.
Исследованию НДС и оценке прочности несущих систем различных автотранспортных средств посвящено большое количество работ [1–4, 7, 9, 11, 12,
14–17, 21, 22, 25, 29–31, 34, 40, 43, 44, 47, 48, 53, 60, 61, 64, 66–73, 75, 78, 81, 90,
94, 98–100, 105]. В этих трудах разработан методологический подход к расчетному анализу напряженного состояния и оценке прочности несущих систем,
включающий: обоснование моделей нагружения на основе закономерностей нагруженности; применение уточненных расчетных моделей несущих систем совместно с элементами ходовой, навесной систем, трансмиссии; применение
эффективных вычислительных алгоритмов; статистическую оценку коэффициентов запаса прочности и вероятности неразрушения деталей; расчетный анализ
концентрации напряжений в зонах дефектов сварных швов. Усовершенствован
метод оценки коэффициентов запаса прочности и вероятности неразрушения.
Выявлены закономерности изменения теоретических коэффициентов концентрации напряжений в зонах подрезов сварных швов сварных рам в зависимости
41
от геометрических параметров дефектов для конкретных АТС. Создан программный комплекс методов конечных и граничных элементов для решения задач статики, динамики и устойчивости в линейной и нелинейной (физически,
геометрически, конструктивно) постановках с использованием новых эффективных вычислительных алгоритмов. Применение этого комплекса позволяет
решать актуальные научные и прикладные задачи анализа напряженного состояния и оценки прочности несущих систем АТС различного назначения.
В работе [6] рассмотрены вопросы расчета ресурса автомобильных рам
по их деформациям. Отмечается, что традиционные методы расчетов сопротивления циклическому разрушению конструкций, в которых применяется линейная зависимость меду напряжениями и деформациями приводят к существенным ошибкам прогноза ресурса.
Для расчета ресурса рам традиционным методом используется кривая усталости Велера, которую определяют экспериментально при стендовых испытаниях образцов, выполненных из той же стали, что и рама (рис. 1.11).
δ, МПа
500
400
300
200
103
104
105
106
Nf
Рис. 1.18. Кривая усталости Велера
Но точность прогноза повышается если расчет вести не по напряжениям,
а по деформациям, особенно для тяжелогруженых рам, поскольку при этом
учитывается эффект поведения металла при циклических нагружениях. Учет
влияния на усталостную долговечность рам средних напряжений циклов нагружений осуществляется при помощи двухпараметрической кривой усталости,
42
предложенной Смитом (рис. 1.12). Первый параметр σmax – амплитуда напряжения, а второй εt, – коэффициент усталостной пластичности.
2σmax εt,
МПа
103
102
101
100
10-1 0
10
101
102
103
2Nf
Рис. 1.19. Кривая усталости Смита
Для суммирования усталостных повреждений используется гипотеза линейного суммирования, согласно которой критерием разрушения является равенство единице суммы всех повреждений на каждом уровне амплитуды деформации. Определяющими циклами нагружения, от которых зависит долговечность, являются такие, при которых конструкция случайно испытывает значительную локальную пластическую деформацию, вызванную перегрузкой в
эксплуатации. Их число может составлять лишь небольшую часть общего числа
циклов нагружения. Более того, установлено, что такой пластической деформации достаточно произойти один раз, чтобы усталостная долговечность рамы
существенно уменьшилась.
Таким образом, в литературе методы комплексной оценки напряженнодеформированного состояния сложных несущих систем АТС достаточно разработаны. Используя эти методы, можно создать более прочные несущие системы
полуприцепов (НСПП) автопоездов для горных условий. Однако при этом неизбежно увеличится масса полуприцепов, что снизит эффективность их приме-
43
нения. В связи с этим актуальным является повышение надежности несущей
системы полуприцепов автопоездов в горных условиях эксплуатации путем
снижения ее нагруженности за счет рационального подбора полуприцепа и тягача и размещения грузов. В литературе такой способ решения проблемы не
рассматривается.
1.11. Подходы к решению проблемы снижения потока отказов
полуприцепов автопоездов при эксплуатации в горных условиях
На основании проведенного литературного обзора можно выделить два
подхода решения проблемы уменьшения затрат на эксплуатацию полуприцепов
в горных условиях. Первый известный подход состоит в сборе статистической
информации об отказах и повреждениях, установлении математических закономерностей отказов элементов полуприцепов, разработке методики их прогнозирования и новых планов обслуживания и ремонта, а также профилактических
мероприятий по повышению надежности.
Это позволяет сократить сроки проведения ремонтов и затраты, связанные с простоем подвижного состава. Однако число ремонтов и затраты, связанные с ремонтами и профилактическими мероприятиями при этом увеличиваются. Таким образом, в данном подходе устранение рассогласования между потоками отказов полуприцепов и плановыми обслуживаниями и ремонтами осуществляется за счет увеличения количества плановых ремонтов, что дает некоторую экономию ресурсов, но, все равно, существенно увеличивает затраты на
эксплуатацию по сравнению с равнинными условиями.
Второй подход, предлагаемый в настоящей диссертации, состоит в установлении причин, вызывающих увеличение потока отказов несущей системы
полуприцепа, и разработке способов снижения негативного влияния этих причин. Таким образом, устранение рассогласования между потоками отказов полуприцепов и плановыми ремонтами в данном подходе осуществляется за счет
снижения нагруженности НСПП путем совершенствования организации перемещения грузов, а также обоснования эксплуатационных требований к тягачам
и полуприцепам.
44
1.12. Выводы по главе 1
1. Рассмотрена история появления грузовых автомобильных полуприцепов за
рубежом и в Российской Федерации.
2. Дана характеристика используемого подвижного состава.
3. Рассмотрены особенности конструкции и требования к несущей системе полуприцепов и типы полуприцепов, используемых в грузовых автомобильных
перевозках Республики Дагестан.
4. Дана характеристика условий эксплуатации автопоездов в горных районах
Республики Дагестан.
5. Рассмотрены виды, последствия и критичность отказов полуприцепов автопоездов в горных условиях эксплуатации.
6. Рассмотрено влияние податливости несущей системы автомобиля на перераспределение реакций колес.
7. Рассмотрены вопросы организации перемещения грузов и эксплуатационной надежности механических транспортных систем.
8. Описаны методы расчета напряженного состояния несущих систем автотранспортных средств.
9. Проанализированы подходы к решению проблемы снижения потока отказов
полуприцепов автопоездов при эксплуатации в горных условиях.
45
2. РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ПРЕДПОСЫЛОК
ДЛЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ОРГАНИЗАЦИИ ПЕРЕВОЗОК ГРУЗОВ
С ЦЕЛЬЮ СНИЖЕНИЯ НАГРУЖЕННОСТИ НЕСУЩЕЙ СИСТЕМЫ
ПОЛУПРИЦЕПОВ В ГОРНЫХ УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ
В первой главе было показано, что одним из основных факторов, оказывающих влияние на нагруженность НСПП автопоездов в горных условиях, является большое количество поворотов (до 2-3 на км пути), при преодолении которых возникают центростремительные ускорения вызывающие центробежные
силы, действующие на автопоезд в поперечном направлении. Эти силы на правых и левых поворотах формируют знакопеременный режим нагружения несущей системы полуприцепа. При установленной наработке до отказа 82,6 тыс.
км, НСПП получает 160…250 тыс. циклов нагружения (знакопеременных напряжений), вследствие чего в элементах несущей системы возникают и развиваются трещины. Этот процесс называется усталостью металла и характеризуется
структурными изменениями на субмикроскопическом и микроскопическом уровнях. Причиной начала развития трещин по современным представлениям являются дефекты кристаллической решетки металла. По некоторым данным [1] интервал между моментом образования видимой усталостной трещины составляет до
90 % от общего срока службы детали. Поэтому определение статистических характеристик радиусов поворотов горных дорог и поперечных сил инерции, действующих на поворотах, является необходимым этапом в оценке нагруженности элементов несущей системы при преодолении автопоездами поворотов.
2.1. Определение статистических характеристик поворотов, углов складывания автопоездов и скорости движения автопоездов на горных дорогах
2.1.1. Определение статистических характеристик поворотов
Определение статистических характеристик радиусов поворотов горных
дорог и поперечных сил инерции, действующих на автопоезд на этих поворо-
46
тах, является необходимым звеном для разработки методике прогнозирования
долговечности элементов несущей системы полуприцепов.
Статистическая информация о расстоянии между поворотами, направлении поворотов и величине их радиусов на горных дорогах была получена на
основе паспортов автодорог, разработанных техотделами Агентства по транспорту и дорожному хозяйству Республики Дагестан паспортных данных дорог
республики Дагестан, приведена в табл. 2.1.
Таблица 2.1
Показания
счетчика пути
Радиус, Rп, м.
Фрагмент статистики поворотов на горных дорогах республики Дагестан
1
2
3
1 Выезд из
Махач- 254,5
калы на
трассу.
2
255,5
Пост
ГАИ
(Южный)
3 Поселок 277,5
4
Направ№
ление
уч-ка
поворота
Манас
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Вправо
Вправо
Влево
Вправо
Пост
ГАИ
Влево
Влево
Село
Карабудахкент
Вправо
0
35
50
277,55
279,1
279,3
280,25
281
281,65
282,25
282,75
283,5
284,2
50
50
180
150
150
180
180
180
180
180
284,5
285,7
286,4
70
70
50
1
2
3
4
17 Сергока- 296,35 50
линская
развилка
Вправо
18 Влево
297 190
19 Вправо 297,75 200
20 Влево 298,25 100
21 Вправо 300,95 170
22 Влево 301,6 50
23 Вправо 303,85 100
24 Влево 303,9 50
25 Вправо 303,95 50
26 Влево
304 50
27 Вправо 304,05 50
28 Влево 304,1 50
29 Вправо 304,45 100
30 Влево 304,5 50
31 Вправо 304,55 50
32 Влево 304,65 100
33 Вправо 304,68 30
34 Вправо 308,4 100
35 Вправо 308,6 70
36 Влево 308,7 40
37 Вправо 308,8 80
38 Влево 309,5 50
39 Вправо 310,05 50
40 Влево 310,2 100
41 Вправо 310,85 100
42 Влево 311,9 100
43 Вправо 312,7 150
44 Влево 314,3 180
45 Вправо 314,89 200
46 Влево 315,32 170
1
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
2
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Влево
3
316,1
316,5
317,17
317,37
318,55
319,35
320,1
320,55
320,85
321,05
321,65
322,1
Село 323,65
Леваши
Вправо
Влево
Вправо
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Вправо
4
100
80
100
150
150
180
180
170
150
190
180
180
50
324,1
335,4
336,1
337,1
337,2
337,6
337,8
150
150
150
180
100
50
80
50
120
100
100
180
120
100
338,55 120
100
130
180
80
Влево 339,2
50
47
Продолжение табл. 2.1
1
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
2
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Село
Хаджалмахи
Влево
Вправо
Мост
Село
Ташкапур
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Влево
3
339,7
345,3
347,1
4
150
100
130
200
100
80
130
100
150
100
100
200
100
100
100
50
50
100
100
180
50
120
50
50
100
150
150
50
50
100
180
-
347,4
347,95
348,7
100
150
150
-
339,8
340,2
340,55
340,7
341,6
342,1
342,3
342,4
342,8
343,7
343,87
344,7
345,1
348,9
239,5
350,15
100
100
100
150
100
100
50
1
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
2
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Прямой
уч-к по
трассе.
Вправо
Влево
Вправо
Село
Телагу
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Вправо
Влево
Вправо
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Влево
Вправо
Влево
3
350,9
351,6
351,9
352,2
352,5
352,7
353,6
354,3
355
355,3
355,85
356
365,25
365,5
356,6
357,2
357,3
357,55
358,1
358,3
358,45
358,7
358,95
4
50
100
90
30
50
100
110
150
150
80
50
50
100
100
150
100
50
150
100
50
100
50
150
150
100
50
100
50
150
100
50
100
50
50
100
100
150
190
50
100
80
40
1
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
2
3
Граверная
дорога
Вправо
Влево
Вправо
Влево 359,85
Вправо
Влево
Вправо 361,2
Вправо 361,6
Влево 361,75
Вправо
Влево 362
Вправо
Влево
Влево
Вправо
Влево
Вправо 362,3
Влево
Вправо 362,85
Влево
Вправо 363,25
Вправо 363,5
Влево 363,7
Вправо 363,85
Влево 364,1
Вправо
Влево
Влево 364,25
Вправо
Влево
Вправо 364,8
Влево
Вправо
Влево 365,2
Вправо 366,1
Влево 366,5
Влево
Вправо 366,75
Влево
Пло- 367,25
тина
Гунибской
ГЭС
4
50
150
100
50
50
150
50
100
100
100
100
70
70
130
100
150
130
100
100
110
100
110
100
100
70
200
150
150
60
50
80
50
50
150
80
100
110
50
150
50
48
По данным табл. 2.1 был составлен вариационный ряд распределения радиусов поворотов (табл. 2.2). Для определения числа интервалов использовалась формула Стерджесса:
k = 1 + 3,322 lg N = 9,0002.
(2.1)
Принимаем k = 9. В табл. 3 j – номер интервала вариационного ряда.
Таблица 2.2
Вариационный ряд распределения радиусов поворотов горных дорог
R j −1 ; R j
20; 40
40; 60
60; 80
80; 100
100; 120
∆mj
8
75
19
72
9
q ∗j
0,031
0,293
0,074
0,281
0,035
R j −1 ; R j
120; 140
140; 160
160; 180
180; 200
∆mj
5
39
21
8
q ∗j
0,020
0,152
0,082
0,031
На рис. 2.1 представлена гистограмма плотности распределения радиусов
поворотов, построенная по данным табл. 2.2.
fˆ ( R )
0,20
0,10
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
R, м
Рис. 2.1. Гистограмма плотности распределения радиусов поворотов горных дорог
республики Дагестан
49
Из рис. 2.1 следует, что наиболее высокая плотность наблюдается на трех
интервалах радиусов поворотов: 40 – 60 м , 80 – 100 и 140 – 160 м.
На рис. 2.2 приведена функция распределения (кумулята) радиусов поворотов, построенная по данным табл. 2.2.
Fˆ ( R)
1,0
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
R, м
Рис. 2.2. Функция распределения (кумулята) радиусов поворотов горных дорог
республики Дагестан
Вид кумуляты радиусов поворотов горных дорог республики Дагестан
также свидетельствует о том, что наиболее вероятными являются радиусы поворотов в диапазонах 40 – 60 м , 80 – 100 и 40 – 160 м, поскольку в указанных
диапазонах изменения радиусов поворота кумулята имеет максимальную крутизну. Полученная функция распределения радиусов поворотов горных дорог
республики Дагестан необходима для получения статистических характеристик
скорости движения автопоездов на поворотах и действующих на них центробежных сил, нагружающих несущую систему полуприцепа.
50
2.1.2. Определение углов складывания автопоездов и статистических
характеристик скорости движения на поворотах горных дорог республики
Дагестан
Поскольку седло тягача имеет только один шарнир, ось которого расположена перпендикулярно вертикальной плоскости симметрии полуприцепа,
при крене полуприцеп через седло передает тягачу крутящий момент, который
стремиться повернуть тягач вокруг оси, расположенной на указанной плоскости. Угловая жесткость тягача относительно этой оси зависит от угла складывания автопоезда, поэтому очень важно определить наиболее вероятные углы
складывания на горных дорогах. Для расчета углов складывания получена
формула
L
ψ = arcsin  ,
R
(2.2)
где R – средний радиус поворота, L – длина полуприцепа.
На рис. 2.3 приведена построенная по формуле (2.2) зависимость угла
складывания автопоезда на повороте от соотношения ρ =
R
.
L
ψ,
град
72
63
54
45
36
27
18
9
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
ρ
Рис. 2.3. Зависимость угла складывания автопоезда на повороте от ρ
51
Учитывая, что наиболее вероятные радиусы поворотов горных дорог
длины полуприцепов находятся в диапазоне 40 – 160 м, а длины полуприцепов,
эксплуатируемых в горных условиях республики Дагестан изменяется в пределах 13,6; 16,5; 17; 17,2 метров, можно определить пределы изменения наиболее вероятных углов складывания полуприцепов – от 6 до 16 градусов. На рис.
2.3 область наиболее вероятных углов складывания заштрихована. Из формулы
2.2 следует, что угол складывания автопоезда увеличивается при уменьшении
радиуса поворота и увеличении длины полуприцепа. Из анализа расчетной схемы автопоезда на повороте (рис. 2.6), следует, что углы бокового увода шин,
оказывают незначительное влияние на угол складывания автопоезда.
2.1.3. Определение статистических характеристик скорости движения
автопоезда на поворотах
Расчетные скорости движения и поперечные ускорения на поворотах равнинных и горных дорог различных радиусов по СНиП 2.05.02-85 приведены в
табл. 2.3.
Таблица 2.3
Расчетные скорости движения и поперечные ускорения на поворотах
равнинных и горных дорог различных радиусов по СНиП 2.05.02-85
Показатели
для равнинной местности
для горной местности
наименьшие
расчетное
наименьшие
расчетное
радиусы кри- поперечное радиусы кри- поперечное
вых в плане, м ускорение, вых в плане, м ускорение,
м/с2
м/с2
1200
800
600
300
150
100
60
30
1,45
1,39
1,29
1,65
1,85
1,93
2,06
2,31
1000
600
400
250
125
100
60
30
1,74
1,85
1,93
1,98
2,22
1,93
2,06
2,31
Расчетная
скорость,
км/ч
150
120
100
80
60
50
40
30
52
Анализ таблицы 2.3 показывает, что при радиусах кривых в плане более
100 м расчетные поперечные ускорения в горной местности больше расчетных
поперечных ускорений в равнинной местности. В СНиП 2.05.02-85 нет этому
объяснения, и не приведена методика расчета скорости движения на поворотах.
На наш взгляд, должно быть наоборот.
На основании этих данных построена зависимость расчетной скорости
движения в горной местности от радиуса кривизны дороги в плане (рис. 2.4).
υ, км/ч
160
150
140
130
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
100
200
300
400
500
600
700 800 900 1000 R, м
Рис. 2.4. Зависимость расчетной скорости движения автомобиля
в горной местности от радиуса кривизны дороги в плане
(по данным СНиП 2.05.02-85 «Автомобильные дороги»)
Используя кумуляту радиусов поворотов (рис. 2.2) и зависимость расчетной скорости движения автомобиля в горной местности от радиуса кривизны
дороги в плане (рис. 2.4), можно графически определить функцию распределения (кумуляту) скорости движения на криволинейных участках исследованных
горных дорог (рис. 2.5). Для этого на плоскости координат в первом квадранте
строим график зависимости расчетных скоростей движения по СНиП, во вто-
53
ром квадранте строим график полученной в результате статистической обработки функции распределения радиусов кривых в плане.
R, м
240
220
200
180
160
140
120
100
80
60
20
Fˆ ( R )
0,8
0,6
0,4
0,2
0
10
20 30 40 50
60 70 80
υ, км/ч
0,2
0,4
0,6
0,8
Fˆ (υ)
Рис. 2.5. Графическое определение функции распределения (кумуляты) скорости движения на криволинейных участках исследованных горных дорог
Тогда в четвертом квадранте получим график функции распределения
скоростей движения (методика построения указана стрелками). Анализ последней функции распределения показывает, что в рассматриваемых горных условиях наиболее вероятно движение со скоростями 35 – 50 км/ч.
54
На основе функции распределения скоростей движения (рис. 2.5) можно
определить среднюю скорость движения автопоезда на поворотах горных дорог
по формуле:
n
υ а ср = ∑ υ j [F j (υ) − F j −1 (υ)].
(2.3)
j =1
Здесь υ j =
υ j −1 + υ j
2
– средняя скорость на j-ом интервале, F j −1 (υ) и F j (υ) –
соответственно, значения функции распределения скорости на левой и правой
границах j-го интервала.
Расчеты
показали,
что
для
рассматриваемых
горных
условий
υ а ср ≈ 48 км/ч .
Дисперсия скорости
n
Dυ = ∑ υ 2j ( F j − F j −1 ) − υ а2 ср .
(2.4)
j =1
2.2. Определение поперечных сил инерции, действующих на автопоезд на
поворотах
Поперечные силы инерции, действующие на тягач и полуприцеп на повороте, приложены в соответствующих центрах масс (рис. 2.6). В общем виде величина силы поперечной инерции, действующей на автомобиль может быть
рассчитана по формуле [38]:
 υа2
υа L2 + R 2 dθ 
L dυа
,
Py = mа  2 + ξ
+ξ
R dt
3,6 R 2 dt 
 3,6 R
где mа – масса автомобиля; ξ =
(2.5)
b
– коэффициент расположения центра масс; b
L
– расстояние от ЦМ автомобиля до заднего моста; L – база автомобиля; υа –
скорость автомобиля; R – радиус поворота автомобиля; θ – средний угол поворота управляемых колес; t – время процесса поворота.
55
Выражение в скобках в формуле (2.5) представляет собой центростремительное ускорение
jа =
Py
mа
.
(2.6)
F1
ЦМ1
F'1
M
Ш
О1
О
α
ЦМ2
F'2
F2
Рис. 2.6. Расчетная схема автопоезда на повороте:
О – центр поворота автопоезда без учета увода шин;
О1 – центр поворота автопоезда с учетом увода шин
56
Зная пределы изменения центростремительного ускорения, действующего на автомобиль на поворотах горных дорог, можно найти пределы изменения
поперечной силы инерции.
Для случая установившегося движения автомобиля на повороте с постоянной скоростью и постоянным углом поворота рулевого колеса в уравнении
(2.2) в скобках останется только первый член, а второй и третий будут равны
нулю.
υа2
jа =
,
3,6 2 R
(2.7)
υа2
Py = mа
.
3,6 2 R
(2.8)
Тогда
и
Центростремительное ускорение, соответствующее средней скорости:
jа =
υа2ср
3,6 2 Rυа ср
482
=
= 1,93 м/с 2 .
2
3,6 ⋅ 92
(2.9)
Здесь значение радиуса, соответствующего средней скорости, Rυа ср = 92 м найдено из табл. 2.3 методом линейной интерполяции. Тогда средняя поперечная
сила инерции, действующая на автомобиль массой mа на повороте, соответствующая средней расчетной скорости движения по СНиП 2.05.02-85,
Py = mа ⋅ 1,93, Н .
Из формулы (2.8) видно, что поперечная сила инерции пропорциональна
массе автомобиля, квадрату его автомобиля и обратно пропорциональна радиусу поворота. Таким образом, для определения статистических характеристик
поперечной силы, действующей на автомобиль на горных дорогах, необходимо
знать статистические характеристики радиусов поворотов и расчетные скорости движения на поворотах.
Используя данные СНиП 2.05.02-85 (табл. 2.3 и рис.2.4), по формуле (2.8)
построена зависимость центростремительного ускорения от скорости движения
на повороте (рис. 2.7).
57
j, м/c2
2,0
1,8
1,6
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0
10
20
30
40
50
60
70
V, км/ч
Рис. 2.7. Зависимость центростремительного ускорения на поворотах горных дорог от скорости движения
Анализ графика (рис. 2.7) показывает, что при наиболее вероятных скоростях движения автопоездов на поворотах – 35–50 км/ч центростремительное
ускорение изменяется в узком диапазоне от 1,7 до 1,9 м/c2. Таким образом,
действующие на автопоезд наиболее вероятные центробежные силы составляют 15-20 % от его веса.
Следует отметить, что при разрешенном превышении скорости движения
на 20 км/ч поперечные силы в среднем повысятся на 100 – 120 %, что пропорционально увеличит нагруженность несущей системы полуприцепа. В связи с
этим для снижения нагруженности несущей системы необходимо вводить
обоснованные жесткие ограничения скорости на поворотах.
58
2.3. Разработка расчетной схемы и математической модели нагружения несущей системы полуприцепа на повороте
2.3.1. Разработка расчетной схемы для определения угла закручивания рамы
полуприцепа на повороте
При организации перевозок используются различные способы размещения груза в кузове. Для облегчения погрузо-разгрузочных работ груз часто размещают преимущественно в задней части полуприцепа с соблюдением требуемого распределения нагрузки по осям автопоезда (рис. 2.8 а) или с максимальным смещением назад (рис. 2.8 б).
а
б
Рис. 2.8. Схемы размещения груза в полуприцепе для облегчения погрузо-разгрузочных
работ: а – с соблюдением требуемого распределения нагрузки по осям автопоезда; б – без
соблюдения
Для повышения проходимости на дорогах с низким коэффициентом сцепления и крутыми подъемами груз размещают в передней части полуприцепа
(рис. 2.9).
59
Рис. 2.9. Схема размещения груза в полуприцепе для повышения проходимости на
дорогах с низким коэффициентом сцепления и крутыми подъемами
Для создания расчетной схемы для определения угла закручивания рамы
автопоезда рассмотрим его конструктивную схему при равномерном размещении груза, с указанием основных параметров (рис. 2.10).
l1
ЦМ0
l2
ЦМап
ЦМ2
ЦМ1
h1
ЦМт
h2
Рис. 2.10. Конструктивная схема автопоезда с указанием основных параметров:
ЦМт – центр масс тягача; ЦМ1 и ЦМ2 – центры масс передней и задней частей автопоезда
При равномерном распределении груза в кузове (рис. 2.10) общий центр
масс автопоезда (без учета массы мостов и колес) находится в точке ЦМап.
Принимаем, что часть груза, находящаяся над седлом и относящаяся к
ней часть фургона с центром масс в точке ЦМ0 жестко связана с тягачом, центр
масс которого расположен в точке ЦМт. Таким образом, тягач с седлом и часть
груза и фургона, расположенная над седлом представляются как одно жесткое
тело (передняя часть автопоезда) с центром масс в точке ЦМ1. Часть груза и
фургона с рамой, находящаяся над подвеской полуприцепа также представля-
60
ются как одно жесткое тело (задняя часть автопоезда) с центром масс в точке
ЦМ2. Расстояния h1 и h2 от центров масс до центров крена, соответственно передней и задней частей автопоезда являются плечами моментов центробежных
сил, которые возникают на поворотах и вызывают угловые деформации передней и задней частей автопоезда. Если эти угловые деформации отличаются друг
от друга, то возникает угловая деформация рамы, вызывающая повышенные
напряжения в ее элементах. Для упрощения модели на первом этапе моделирования моменты от составляющей веса при крене частей автопоезда не учитываются вследствие их малости.
На основании принятых допущений была разработана расчетная схема
для определения угла закручивания рамы автопоезда на повороте, представленная на рис. 2.11.
F1
φ1
h1
F2
С1
h2
φ2
Ср
С2
l
Рис. 2.11. Расчетная схема для определения угла закручивания рамы полуприцепа:
С1 – угловая жесткость подвески тягача; С 2 – угловая жесткость подвески полуприцепа;
С р – угловая жесткость рамы полуприцепа; F1 и F2 – центробежные силы, действующие,
соответственно, на переднюю и заднюю части автопоезда ϕ1 и ϕ 2 – углы крена соответственно передней и задней частей автопоезда
61
В данной расчетной схеме стержень С р (торсион) имитирует раму полуприцепа при ее закручивании, которое происходит вследствие того, что моменты центробежных сил инерции F1 и F2 имеют разную величину. Ось стержня
является осью крена автопоезда. Она соединяет центры крена тягача и полуприцепа. Центром крена называют мгновенный центр перемещений, который
остается в покое при поперечных кренах кузова или при разных по знаку, но
одинаковых по величине перемещениях колес. Методики определения положения центра крена и угловой жесткости для зависимых и независимых подвесок
рассмотрены в литературе [50, 82]. Многие тягачи и полуприцепы имеют зависимую рессорную подвеску на полуэллиптических рессорах. Центр крена такой
подвески лежит в плоскости, походящей под ушками рессор, а угловые жесткости передней и задней подвесок определяются, соответственно, по формулам:
2
Спер. п = 0,5cпер. п bпер
.п ,
(2.10)
2
Сзад. п = 0,5cзад. п bзад
.п ,
(2.11)
где bпер. п – расстояние между рессорами передней подвески, bзад. п – расстояние
между рессорами задней подвески, cпер. п и cзад. п – жесткости упругих элементов, соответственно, передней и задней подвесок.
Аналогично можно определить угловую жесткость шин:
2
Спер. ш = 0,5cпер. ш bпер.
ш,
(2.12)
2
Сзад. ш = 0,5cзад. ш bзад.
ш,
(2.13)
где bпер. ш – колея передних колес, bзад. ш – колея задних колес, cпер. ш – жесткость передней шины, cзад. ш – жесткость задней шины (в случае сдвоенных колес и нескольких задних осей – суммарная жесткость всех шин одного борта).
Тогда угловую жесткость передней и задней подвесок с учетом шин можно определить по формулам:
Cпер. =
Cпер. п Cпер. ш
Cпер. п + Cпер. ш
,
(2.14)
62
Cзад. =
C зад. п Cзад. ш
Cзад. п + C зад. ш
.
(2.15)
Для увеличения угловой жесткости подвески с целью снижения крена кузова на повороте устанавливают стабилизатор поперечной устойчивости. Он
выполнен, как правило, в виде установленного в резиновых втулках торсиона с
загнутыми концами и при вертикальных колебаниях кузова просто поворачивается во втулках, не создавая сил. Поэтому он не увеличивает вертикальную жесткость подвески, но позволяет увеличить угловую ее жесткость. Если ввести в
выражение для приведенной угловой жесткости подвески угловую жесткость
стабилизатора, то получим:
C=
(Cп + Сст )Cш
,
Cп + Сст + Cш
(2.16)
где Сст – угловая жесткость стабилизатора.
Таким образом, полученные формулы позволяют определить угловую
жесткость тягачей с различными колесными формулами.
Угловая жесткость подвески тягача С1 равна сумме угловых жесткостей
передней и задней подвесок:
С1 = Cпер. + Cзад. .
(2.17)
Определив угловую жесткость подвески, можно вычислить угол крена
подрессоренной массы по формуле:
ϕ1 =
M
.
C1
(2.18)
Максимальная величина угла крена регламентируется нормативными документами: ее величина не должна превышать 6–7о при центробежной силе
равной 40 % от веса автомобиля.
63
2.3.2 Разработка математической модели нагружения несущей системы полуприцепа на повороте
В начале главы отмечено, что одним из основных факторов, оказывающих влияние на нагруженность НСПП автопоездов в горных условиях, является
большое количество поворотов, что подтверждено проведенными статистическими исследованиями. Выявлены характеристики возникающих центростремительных ускорений, вызывающих центробежные силы, действующие на автопоезд в поперечном направлении. Эти силы на правых и левых поворотах
формируют знакопеременное кручение НСПП на определенный угол, величина
которого зависит от параметров полуприцепа и тягача. Поэтому задачей математического моделирования является определение зависимости деформации
НСПП (угла закручивания рамы полуприцепа на повороте ∆ϕ ) от ряда параметров элементов автопоезда.
По расчетной схеме (рис. 2.10), на которой обозначены все рассматриваемые параметры, составим уравнения:
m1ah1 = C1ϕ1 + C р (ϕ1 − ϕ 2 ),

m2 ah2 = C 2 ϕ 2 − C р (ϕ1 − ϕ 2 ).
(2.19)
Отсюда углы крена
ϕ1 =
и
ϕ2 =
m1ah1 (C 2 + C р ) + m2 ah2 C р
m2 ah2 (C1 + C р ) + m1ah1C р
C1C2 + C1C р + C2C р
m1ah1 − m2 ah2
Угол закручивания рамы ∆ϕ = ϕ1 − ϕ 2 =
или
(2.20)
C1C2 + C1C р + C 2 C р
.
(2.21)
C1
C2
(2.22)
C

C1 +  1 + 1C р
 C2

l2
C
C l
h1 − 1 h2 + 1 2 h2
l
C2
C2 l
Ma ,
∆ϕ =
 C1

C1 + 
+ 1C р
C
 2

(2.23)
64
где M – суммарная нагрузка на оси автопоезда, l2 – расстояние от центра масс
груза до задней оси автопоезда.
Удельный угол закручивания рамы полуприцепа
∆ϕ′ = ∆ϕ / Ma .
(2.24)
Задача снижения нагруженности НСПП на поворотах горных дорог сводится к нахождению таких параметров элементов автопоезда, при которых деформация рамы полуприцепа минимальна.
Экспериментальная проверка формулы (2.14) поводилась по данным
(табл. 2.4), полученным М. А. Носенковым и В. М. Торно [65], которые прово-
дили исследование движения грузового автомобиля массой 10,6 т со скоростью
60 км/ч по дугам различных радиусов. При проведении экспериментов с высо-
кой точностью фиксировались углы крена над передней и задней осями автомобиля. Для проверки были построены, соответственно, расчетные (по формуле
2.14) и экспериментальные зависимости относительного угла закручивания ра-
мы от соотношения поперечной жесткости передней и задней подвески автомобиля С1/С2 (рис. 2.12).
Таблица 2.4
варианта
Результаты эксперимента
кН ⋅ м
C1 ,
рад
кН ⋅ м
C2 ,
рад
кН ⋅ м
Cр ,
рад
1
2
3
4
5
6
7
8
85,5
201
85,5
201
85,5
201
85,5
201
157,5
157,5
357
357
157,5
157,5
357
357
101
101
101
101
200
200
200
200
λ 2 град λ1 град λ 2 град
,
,
,
ω y м/с 2 ω y м/с 2 ω y м/с 2
1,5
1,3
0,8
0,7
1,5
1,2
0,8
0,7
Эксперимент
1,0
0,7
0,8
0,5
1,0
0,7
0,8
0,5
1,5
1,3
0,9
0,9
1,5
1,3
0,9
0,9
Из рис. 2.12 видно, что качественно расчетный график (точки соединены
прямыми линиями) и экспериментальный график (точки соединены кривыми
линиями) полностью соответствуют друг другу и имеют хорошее количествен-
65
ное схождение. Анализ полученной зависимости показывает, что при увеличении поперечной жесткости задней подвески С2 (в нашем случае подвески полуприцепа) и снижении угловой жесткости передней подвески С1 (в нашем случае
подвески тягача) угол закручивания рамы уменьшается и стремится к нулю. Количественное расхождение результатов расчета и эксперимента связано с неточностью математической модели, вследствие не учета некоторых, влияющих факторов. В дальнейшем расчетная схема и математическая модель были уточнены.
∆φотн
1,2
1,1
1,0
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
50
50
100
150
200
C1
100
150
200
250
300
350
C2
Рис. 2.12. Зависимость угла закручивания рамы от относительной поперечной жесткости подвески автомобиля массой 10600 кг:
––– – график, построенный по формуле (2.14) при Ср = 101 кН·м/рад; h1 = 0,2 м ;
h2 = 1,0 м ; l 2 l = 0,25 ;
–– · –– – график, построенный по результатам экспериментального исследования
М. А. Носенкова и В. М. Торно
66
2.4. Методики рационального агрегирования тягача и полуприцепа по
параметрам подвески и рационального размещения грузов в кузове
полуприцепа
2.4.1.Методика рационального агрегирования тягача и полуприцепа
по параметрам подвески
На рис. 2.12 приведена построенная по уравнениям (2.14) и (2.15) зависимость удельного угла закручивания рамы ∆φ| от относительной поперечной
жесткости подвески автопоезда С1/С2.
Рациональное агрегирование тягача и полуприцепа по параметрам подвески заключается в таком их подборе, при котором деформация рамы полуприцепа на повороте была равна нулю, или имела минимальное значение.
Для нахождения соотношения угловых жесткостей тягача и полуприцепа,
при которых удельный угол закручивания рамы при преодолении поворота будет равен нулю, можно использовать зависимость, в которую входят параметры
размещения груза (рис. 2.10).
∆φ|
4
3
0
1
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
2
1,6
С1/С2
Рис. 2.13. Зависимость удельного угла закручивания рамы от относительной
поперечной жесткости подвески автопоезда (а) при
h1 = 1,5 м, h2 = 1,8 м и
соотношении l2 / l1 равном: 0,4 – кривая 1; 0,5 – кривая 2; 0,6, – кривая 3; 0,7 – кривая 4
67
l2
C1 h1
= ⋅ l .
l
C2 h2
1− 2
l
(2.25)
Вертикальные штриховые линии на рис 2.13 показывают те значения относительной поперечной жесткости подвески автопоезда, при которых удельный угол закручивания рамы на поворотах равен нулю, т.е. рама не нагружена
крутящим моментом. Анализ графиков на рис. 2.13 показывает, что если не
удается подобрать тягач и полуприцеп с оптимальным соотношением угловой
жесткости, то практически пропорционально отклонению от оптимального соотношения возрастает удельный угол закручивания рамы на поворотах, т. е. ее
нагруженность.
2.4.2. Методика рационального агрегирования тягача и полуприцепа
по параметрам рационального размещения грузов в кузове полуприцепа
Анализ формулы (2.16) показывает, что при заданном соотношении угловой жесткости тягача и полуприцепа добиться отсутствия закручивания рамы
можно изменением соотношения высоты расположения центров масс передней
и задней части автопоезда по формуле 2.17:
1−
h1 C1
=
⋅
l2
h2 C2
l
l2
l ,
(2.26)
или изменением расположения центра масс по длине автопоезда по формуле
2.18:
l2 C 2 h1
=
+ 1.
l C1h2
(2.27)
68
2.4.3. Уточненная расчетная схема и математическая модель
нагружения несущей системы полуприцепа на повороте
Уточненная расчетная схема для определения угла закручивания рамы
приведена на рис. 2.14. В ней учтены моменты создаваемые силами веса при
крене передней и задней частей автопоезда.
По расчетной схеме (рис. 2.14) составлены уравнения
m1ah1 cos ϕ1 + m1 gh1 sin ϕ1 = C1ϕ1 + C р (ϕ1 − ϕ 2 ),

m2 ah2 cos ϕ 2 + m2 gh2 sin ϕ 2 = C 2 ϕ 2 − C р (ϕ1 − ϕ 2 ).
(2.28)
Аналитически задача неразрешима. Можно сделать упрощение: посчитать, что при малых углах косинусы равны единице, а синусы равны углам. Тогда получим:
Отсюда
и
m1ah1 + m1 gh1ϕ1 = C1ϕ1 + C р (ϕ1 − ϕ 2 ),

m2 ah2 + m2 gh2 ϕ 2 = C2 ϕ 2 − C р (ϕ1 − ϕ 2 ).
(2.29)
m1h1a = (C1 + C р − m1h1 g )ϕ1 − C р ϕ 2 ,

m2 h2 a = (C2 + C р − m2 h2 g )ϕ2 − C р ϕ1
(2.30)
C р ϕ1 + m2 h2 a

m1h1a = (C1 + C р − m1h1 g )ϕ1 − C р C + C − m h g ,
2
р
2 2


ϕ = C р ϕ1 + m2 h2 a .
 2 C 2 + C р − m2 h2 g

(2.31)
69
F1
h1
φ1
m1g
F2
С1
m2g
h2
φ2
Ср
С2
l
Рис. 2.14.Уточненная расчетная схема для определения угла закручивания рамы:
С1 – угловая жёсткость подвески тягача; С 2 – угловая жёсткость подвески полуприцепа;
С р – угловая жёсткость полуприцепа; F1 и F2 – центробежные силы, действующие, соответственно, на переднюю и заднюю части автопоезда ϕ1 и ϕ 2 – углы крена
Рассмотрим первое уравнение:
m1h1a(C2 + C р − m2 h2 g ) =
= (C1 + C р − m1h1 g )(C 2 + C р − m2 h2 g )ϕ1 − C р C р ϕ1 − C р m2 h2 a
или
m1h1a(C2 + C р − m2 h2 g ) + C р m2 h2 a =
= [(C1 − m1h1 g )(C2 − m2 h2 g ) + (C1 − m1h1 g )C р + (C 2 − m2 h2 g )C р ]ϕ1
(2.32)
(2.33)
Аналогично:
C р ϕ 2 + m1h1a

ϕ
=
,
1

C1 + C р − m1h1 g


m h a = (C + C − m h g )ϕ − C C р ϕ 2 + m1h1a .
2
р
2 2
2
р
 2 2
C1 + C р − m1h1 g

Рассмотрим второе уравнение:
(2.34)
70
m2 h2 a(C1 + C р − m1h1 g ) =
(2.35)
= (C1 + C р − m1h1 g )(C 2 + C р − m2 h2 g )ϕ 2 − C р C р ϕ 2 − C р m1h1a
или
m2 h2 a (C1 + C р − m1h1 g ) + C р m1h1a =
(2.36)
= [(C1 − m1h1 g )(C 2 − m2 h2 g ) + (C1 − m1h1 g )C р + (C 2 − m2 h2 g )C р ]ϕ 2
Отсюда углы крена
ϕ1 =
и
ϕ2 =
m1ah1 (C2 + C р − m2 h2 g ) + m2 ah2 C р
(2.37)
(C1 − m1h1 g )(C 2 − m2 h2 g ) + (C1 − m1h1 g )C р + (C2 − m2 h2 g )C р
m2 ah2 (C1 + C р − m1h1 g ) + m1ah1C р
(C1 − m1h1 g )(C2 − m2 h2 g ) + (C1 − m1h1 g )C р + (C2 − m2 h2 g )C р
. (2.38)
Угол закручивания рамы
∆ϕ = ϕ1 − ϕ 2 =
m1ah1C 2 − m2 ah2 C1
(2.39)
(C1 − m1h1 g )(C 2 − m2 h2 g ) + (C1 − m1h1 g )C р + (C 2 − m2 h2 g )C р
Таким образом, по сравнению с моделью, не учитывающей вес, угол закручивания рамы увеличивается в k раз даже при бесконечно малом угле. Здесь
k=
C1C2 + C1C р + C2C р
(C1 − m1h1 g )(C2 − m2 h2 g ) + (C1 − m1h1 g )C р + (C2 − m2 h2 g )C р
. (2.40)
Это связано с погрешностью принятого допущения.
2.5. Методика выбора рациональной скорости автопоезда на поворотах
Анализ таблицы 2.3, в которой приведены расчетные скорости движения
и поперечные ускорения на поворотах равнинных и горных дорог различных
радиусов (по СНиП 2.05.02-85) показывает, что расчетные скорости выбирались таким образом, чтобы поперечные ускорения на поворотах были примерно
одинаковыми. При этом центробежные силы инерции, вызывающие крен тягача
и полуприцепа составляют около 20 % от веса их подрессоренных частей. Это
довольно большие силы, которые при не оптимальном подборе тягача и полуприцепа по соотношению угловой жесткости подвески с учетом размещения
груза в кузове определяют нагруженность рамы полуприцепа в горных услови-
71
ях эксплуатации. Причем указанные силы увеличиваются пропорционально
квадрату скорости движения.
В связи с этим предлагается следующая методика выбора рациональной
скорости на поворотах в горных условиях.
1. В случае оптимального подбора тягача и полуприцепа по соотношению
угловой жесткости подвески с учетом размещения груза в кузове автопоезд
может двигаться на поворотах с расчетными скоростями, что обеспечит его эффективное использование и безопасность движения.
2. В случае неоптимального подбора тягача и полуприцепа по соотношению угловой жесткости подвески с учетом размещения груза в кузове скорость
автопоезда на поворотах должна быть меньше расчетной, что обеспечит снижение нагруженности рамы полуприцепа. Допустимая сила инерции рассчитывается по допустимой деформации рамы. Зная эту силу по формуле 2.8 можно
найти допустимую скорость на поворотах с различными радиусами:
υа = 3,6
Py R
mа
.
(2.41)
2.6. Выводы по разделу 2
1. Определены статистические характеристики поворотов, углов складывания автопоездов и скорости движения автопоездов на горных дорогах.
2. Определены поперечные силы инерции, действующие на автопоезд на
поворотах.
3. Разработана расчетная схема и математическая модель нагружения несущей системы полуприцепа на повороте.
4. Разработаны методики рационального агрегирования тягача и полуприцепа по параметрам угловой жесткости и рационального размещения грузов
в кузове полуприцепа.
5. Разработана методика выбора рациональной скорости автопоезда на
поворотах.
72
3.
РАЗРАБОТКА
МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОПЕРЕЧНОЙ
ЖЕСТКОСТИ ТЯГАЧА И ПОЛУПРИЦЕПА В ПОПЕРЕЧНОМ
НАПРАВЛЕНИИ С УЧЕТОМ УГЛА СКЛАДЫВАНИЯ АВТОПОЕЗДА
Во втором разделе было установлено, что угол складывания автопоездов
на поворотах горных дорог республики Дагестан достигает значительной величины (16 градусов), поэтому его необходимо учитывать при определении угловой жесткости тягача. В формировании угловой жесткости тягача в поперечной
плоскости участвуют упругие элементы задней и передней подвесок, сайлентблоки, стабилизаторы поперечной устойчивости и рама. Аналитическое определение угловой жесткости тягача и полуприцепа без учета угла складывания дано во второй главе. При учете угла складывания оно представляет весьма сложную задачу. Поэтому целесообразна разработка методики оперативного экспериментального определения угловой жесткости.
Из анализа результатов исследования движения автомобиля массой 10600
кг по дугам различных радиусов со скоростью 60 км/ч, проведенного
М. А. Носенковым и В. М. Торно, следует, что центростремительное ускорение
грузового автомобиля достигает 2 м/с2, а угол крена кузова – 2°. Столь малый
угол крена при боковой силе, приложенной в центре масс и составляющей 20 %
от веса автомобиля, свидетельствует о большой угловой жесткости грузового
автомобиля в поперечном направлении, поэтому при экспериментальном исследовании угловой жесткости можно ограничиться указанным значением угла
крена.
3.1. Определение угловой жесткости тягача
Схема измерения параметров, по которым рассчитывается угловая жесткость тягача, приведена на рис. 3.1. На седельно-сцепное устройство 2 тягача 1
закрепляется с возможностью поворота относительно оси шкворня балка 3, выступающая одним концом за борт тягача. Под этим концом балки устанавливается динамометр 5, а под ним – гидравлический домкрат 4.
73
4
3
1
α
5
4
2
φ
h2
h1
Рис. 3.1. Схема измерения параметров, по которым рассчитывается угловая
жесткость тягача: 1 – тягач; 2 – седельно-сцепное устройство; 3 – балка; 4 – домкрат;
5 – динамометр; φ– угол крена; α – угол складывания автопоезда; h1 и h2 – линейные
перемещения точек правого и левого краев рамы тягача
Поворот балки относительно шкворня имитирует угол складывания автопоезда, который измеряется транспортиром. Для измерения силы использовался
динамометр Токаря с ценой деления 5 кг. Погрешность измерения силы находилась в пределах 0,5–5 %. Линейные перемещения точек правого и левого краев рамы тягача измерялись штангенциркулем с ценой деления 0,01 мм. Погрешность измерения деформации также находилась в пределах 0,5–5 %. Сум-
74
марная среднеквадратическая ошибка экспериментальных данных может быть
определена по формуле
2
2
σ с = σ из
+ σ об
,
(3.1)
где σ из – среднеквадратическая ошибка измерения параметра датчиком; σ об –
среднеквадратическая ошибка обработки данных.
Расчеты показывают, что суммарная среднеквадратическая ошибка при
определении угловой жесткости не превышает 5 %.
Угол крена рамы тягача измеряется точным электронным угломером с
ценой деления 0,1 o . Перед экспериментом восстанавливалось давление в шинах тягача до нормы. Процесс измерения параметров угловой жесткости тягача
«Мерседес», имеющего пневматическую подвеску и стабилизатор поперечной
устойчивости, с помощью балки и домкрата представлен на рис. 3.2. Результаты экспериментального исследования угловой жесткости тягача «Мерседес»
приведены в табл. 3.1.
Рис. 3.2. Измерение параметров угловой жесткости тягача «Мерседес»
с помощью балки и домкрата
75
Таблица 3.1
Результаты экспериментального исследования угловой жесткости тягача «Мерседес»
№
1
2
3
4
5
6
7
8
F, Н
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
7500
∆h1 , мм
∆h2 , мм
0,5
1,6
3,4
4,9
5,0
6,0
7,9
8,8
7,6
15,1
24,7
31,9
39,0
42,0
44,1
45,0
α, градусы
90,0
89,5
89,3
89,2
89,4
89,3
89,2
89,1
Расчетная схема для определения угловой жесткости по экспериментальным данным приведена на рис. 3.3.
F
O
c
c
∆h2
∆h1
Mg
x1
x2
x
Рис. 3.3. Расчетная схема для определения угловой жесткости
по экспериментальным данным
На схеме указано:
c – общая жесткость упругих элементов (подвески и шин) одного борта;
Mg – вес тягача;
F – прикладываемая сила;
O – центр поворота рычага при приложении силы F;
x – расстояние от центра поворота рычага до точки приложения силы;
76
x1 – расстояние от центра поворота рычага до упругого элемента левого
борта;
x2 – расстояние от центра поворота рычага до упругого элемента правого
борта;
∆h1 – деформация упругих элементов левого борта;
∆h2 – деформация упругих элементов правого борта.
Получим формулу для определения угловой жесткости. Согласно схеме:
∆h2 ∆h1
=
,
x2
x1
(3.2)
Поскольку x2 − x1 = X р = 2,518 м – база измерений деформаций, то
∆h2
∆h
= 1,
X р + x1
x1
(3.3)
∆h2 x1 = ∆h1 X р + ∆h1 x1 ,
(3.4)
Выполним преобразования:
x1 =
∆h1
Xр.
∆h2 − ∆h1
(3.5)
Аналогично получим значение x2 :
∆h2
∆h1
=
,
x2
x2 − X р
(3.6)
∆h1 x2 = ∆h2 x2 − ∆h2 X р ,
(3.7)
x2 =
∆h2
Xр .
∆h2 − ∆h1
(3.8)
Определим жесткость подвески тягача. Для этого составим уравнение
сумм сил действующих моментов:
Mg 
Mg 
x −x 



 c∆h1 −
 x1 +  c∆h2 −
 x2 = Fx − Mg  x2 − 2 1  ,
2 
2 
2 



откуда
и
c∆h1 x1 −
Mg
Mg
x + x1
x1 + c∆h2 x2 −
x2 = Fx − Mg 2
2
2
2
c∆h1 x1 + c∆h2 x2 = Fx .
(3.9)
(3.10)
(3.11)
77
Выразим из уравнения (3.10) жесткость упругих элементов:
Fx
.
∆h1 x1 + ∆h2 x2
c=
(3.12)
Угловая жесткость подвески тягача:
cугл = c
X р2
2
.
(3.13)
В нашем случае x = x2 , поэтому
c=
Fx2
,
∆h1 x1 + ∆h2 x2
(3.14)
Подставим в уравнение (3.14) формулы (3.5) и (3.8):
c=
F∆h2
,
∆h12 + ∆h22
(3.15)
Тогда угловая жесткость
c угл =
FX р2 ∆h2
2∆h12 + 2∆h22
.
(3.16)
Результаты расчета угловой жесткости Мерседеса, выполненные по экспериментальным данным, представленным в табл. 3.1, приведены в табл. 3.2.
Анализ данных табл. 3.2 показывает, что характеристика угловой жесткости тягача не является линейной.
Таблица 3.2
Результаты расчета угловой жесткости тягача «Мерседес»
по экспериментальным данным
№
F, Н
∆h1 , мм
∆h2 , мм
x1 , м
c, Н/м
cугл, Нм/рад
1
2
3
4
5
6
7
8
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
7500
0,5
1,6
3,4
4,9
5,0
6,0
7,9
8,8
7,6
15,1
24,7
31,9
39,0
42,0
44,1
45,0
90,0
89,5
89,3
89,2
89,4
89,3
89,2
89,1
0,07
0,12
0,16
0,18
0,15
0,17
0,22
0,24
415329
415227
377880
388350
399859
443823
487554
508899
78
Угловая жесткость прогрессивно возрастает при увеличении прилагаемого момента. Зависимость угловой жесткости тягача от приложенного момента
приведена на рис. 3.4.
cугл,
кНм/град
8,50
8,25
8,00
7,75
7,50
7,25
7,00
6,75
6,50
0
1
2
3
4
5
6
7
кН
Рис. 3.4. Зависимость угловой жесткости тягача от приложенного момента
Большая жесткость в первых двух точках объясняется действием сухого
трения в подвеске, которое ее блокировало, и деформировались только шины,
обладающие по сравнению с подвеской большей жесткостью.
3.2. Методика определения угловой жесткости тягача с учетом отклонения
центра масс при крене его подрессоренной части
Расчетная схема для методики определения угловой жесткости тягача с
учетом отклонения центра масс при крене его подрессоренной части приведена
на рис. 3.5. Здесь H – высота расположения центра масс от плоскости седла,
∆x – смещение центра масс при наклоне кузова.
79
Определяем, как это сделано в предыдущей методике, x1 и x2 :
x1 =
∆h1
Xр,
∆h2 − ∆h1
x2 =
∆h2
Xр .
∆h2 − ∆h1
H
ЦМ
Mg
∆h2
∆h1
F
c
c
∆x
x1
x2
x
Рис. 3.5. Расчетная схема для уточненной методики определения угловой жесткости
тягача с учетом отклонения центра масс при крене его подрессоренной части
Смещение центра масс находим из условия равенства углов:
sin α =
∆h
∆h ∆h − ∆h1
∆x
, tgα = 2 = 1 = 2
,
x2
x1
Xр
H
∆x = H sin α .
Известно, что sin(arctgA) =
A
1 + A2
sin α =
∆x = H
(3.17)
(3.18)
. Тогда
∆h2 − ∆h1
,
X р2 + (∆h2 − ∆h1 ) 2
∆h2 − ∆h1
X р2 + (∆h2 − ∆h1 ) 2
.
(3.19)
(3.20)
80
Определение жесткости производится на основе равенства моментов:
x − x1
Mg 
Mg 




− ∆x 
 c∆h1 −
 x1 +  c∆h2 −
 x2 = Fx − Mg  x2 − 2
2 
2 
2




(3.21)
или
c∆h1 x1 −
x + x1
Mg
Mg
x1 + c∆h2 x2 −
x2 = Fx − Mg 2
+ Mg∆x ,
2
2
2
(3.22)
откуда
c∆h1 x1 + c∆h2 x2 = Fx + Mg∆x .
(3.23)
Из уравнения (3.22) выразим жесткость упругих элементов:
c=
Fx + Mg∆x
.
∆h1 x1 + ∆h2 x2
(3.24)
Угловая жесткость, как и в первом случае, определяется по формуле
cугл = c
X р2
2
.
В нашем случае x = x2 , и жесткость упругих элементов
c=
или
c=
c=
Fx2 + Mg∆x
∆h1 x1 + ∆h2 x2
F∆h2 X р + Mg∆x(∆h2 − ∆h1 )
X р ∆h12 + X р ∆h22
(3.25)
,
F∆h2 X р X р2 + (∆h2 − ∆h1 ) 2 + MgH (∆h2 − ∆h1 ) 2
X р (∆h12 + ∆h22 ) X р2 + (∆h2 − ∆h1 ) 2
(3.26)
,
(3.27)
Отсюда угловая жесткость
c угл =
F∆h2 X р2 X р2 + (∆h2 − ∆h1 ) 2 + MgHX р (∆h2 − ∆h1 ) 2
2(∆h12 + ∆h22 ) X р2 + (∆h2 − ∆h1 ) 2
.
(3.28)
81
Поскольку центр масс тягача над плоскостью седла расположен достаточно низко, а угол крена кузова не превышает 2°, то разница между значениями угловой жесткости, полученными по методикам, приведенным в п. 3.1 и 3.2,
находится в пределах погрешности эксперимента.
3.3. Анализ недостатков методики
Недостатком данной методики является то, угловая жесткость тягача определяется без нагрузки. При полной нагрузке жесткость рессор увеличивается
как в случае применения пневматической подвески, так и в случае применения
листовых полуэллиптических рессор вследствие включения в работу подрессорников. Поскольку нагрузка полуприцепа может быть различной, то следует
определять угловую жесткость для каждой нагрузки, т. е. требуется получить
зависимость угловой жесткости от нагрузки. Для тягача с нерегулируемой подвеской характеристику угловой жесткости можно получить расчетным путем,
если известны характеристики основных упругих элементов и подрессорников
(рис 3.6).
Для расчета характеристики угловой жесткости тягача с пневматической
подвеской необходимо иметь семейство упругих характеристик пневмобаллонов при различном начальном давлении воздуха в них (рис 3.7).
В связи с вышеизложенным, требуется разработка методики для определения характеристики угловой жесткости тягача и полуприцепа.
Fупр
2
1
hп
а
h
82
c
2
1
hп
h
б
Рис. 3.6. Упругая характеристика (а) и характеристика жесткости (б) подвески
с листовыми рессорами: 1 – для основной рессоры; 2 – для рессоры с подрессорником
Fупр
p1
p2
p3
0
h
а
c
p1
p2
p3
0
h
б
Рис. 3.7. Упругие характеристики (а) и характеристики жесткости (б) пневматической
подвески при различном начальном давлении воздуха p1 > p2 > p3
83
3.4. Методика определения характеристики угловой жесткости тягача и
полуприцепа
3.4.1. Методика определения характеристики угловой жесткости тягача и рамы
полуприцепа
Схема измерения параметров, по которым рассчитывается угловая жесткости тягача и рамы полуприцепа приведена на рис. 3.8.
1
2
3
5
4
6
φ
h2
h1
6
Рис. 3.8. Схема измерения параметров, по которым рассчитывается угловая жесткость
тягача и рамы полуприцепа: 1 – тягач; 2 – полуприцеп; 3 – балка; 4 – домкрат; 5 – динамометр; 6 – опора; φ– угол крена; h1 и h2 – линейные перемещения точек правого и левого краев
рамы полуприцепа и тягача
84
Для проведения измерений автопоезд располагается на местности со ступенчатым изменением рельефа так, чтобы тягач 1 был выше полуприцепа 2.
Проверяется и при необходимости восстанавливается нормативное давление
воздуха во всех шинах тягача. В задней части полуприцепа закрепляется поперечная балка 3, под концом которой устанавливается домкрат 4 и динамометр
5. Задняя часть полуприцепа устанавливается на опору 6 со сферическим наконечником, что обеспечивает свободный поворот рамы в поперечной плоскости.
Экспериментальное определение характеристики угловой жесткости тягача и рамы полуприцепа производится следующим образом:
1) в полуприцеп укладывается некоторое количество груза;
2) с помощью домкрата 4 осуществляется периодический подъем конца
балки 3 с остановками для снятия показаний динамометра 5 и измерения расстояний h1 и h2 в задней и передней частях полуприцепа;
3) результаты измерений заносятся в таблицу и обрабатываются по методике, изложенной выше;
4) периодически увеличивается количество груза в полуприцепе, и каждый раз производится подъем балки и измерение параметров;
5) по полученным результатам определяется угловая жесткость рамы и
характеристика угловой жесткости тягача.
Для определения угла закручивания рамы полуприцепа используются
разности расстояний h1 и h2 в задней и передней частях полуприцепа.
Для оценки влияния на характеристику угловой жесткости тягача угла
складывания автопоезда производят ее определение при различных углах складывания полуприцепа относительно тягача.
Одним из способов уменьшения угловой жесткости тягача, для снижения
нагруженности рамы полуприцепа на поворотах является отключение стабилизатора поперечной устойчивости путем снятия одной тяги, соединяющей его с
рамой. Поэтому необходимо определить характеристик угловой жесткости тягача с отсоединенным стабилизатором.
85
3.4.2. Методика определения характеристики угловой жесткости подвески
полуприцепа
Схема измерения параметров, по которым определяется характеристика
угловой жесткости подвески полуприцепа, приведена на рис. 3.9.
1
3
2
5
4
φ
h2
h1
2
Рис. 3.9. Схема измерения параметров, по которым определяется характеристика угловой жесткости подвески полуприцепа: 1 – опора; 2 – полуприцеп; 3 – балка; 4 – домкрат; 5
– динамометр; φ– угол крена; h1 и h2 – линейные перемещения точек правого и левого краев
рамы полуприцепа и тягача
Полуприцеп 1 устанавливается передней частью на опору 2, установленную в продольной плоскости симметрии, что позволяет полуприцепу поворачиваться в поперечной плоскости. Проверяется и при необходимости восстанавливается нормативное давление воздуха во всех шинах. В задней части полу-
86
прицепа закрепляется поперечная балка 3, под концом которой устанавливается
домкрат 4 и динамометр 5.
Если полуприцеп имеет пневматическую подвеску, то его не следует
снимать с тягача и отключать от системы управления подвеской. Достаточно
установить автопоезд с углом складывания 90°. После этого характеристика угловой жесткости подвески полуприцепа при различной нагрузке определяется
по методике, изложенной выше.
Характеристики угловой жесткости различных тягачей и полуприцепов
должны вноситься производителями в технические характеристики. В этом
случае появляется возможность их рационального агрегирования, позволяющего снизить нагруженность рамы полуприцепа.
87
4. ОЦЕНКА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ПРЕДЛОЖЕННОЙ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ ОРГАНИЗАЦИИ
ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ГРУЗОВ СЕДЕЛЬНЫМИ АВТОПОЕЗДАМИ В
ГОРНЫХ УСЛОВИЯХ
4.1. Оценка технической эффективности
4.1.1. Определение необходимого уровня снижения нагруженности рамы полуприцепа
Расчет ресурса рамы традиционным методом по напряжениям проводят с
помощью экспериментально полученного графика усталости Велера [15], который строится в логарифмических координатах (рис. 4.1). Такой график, полученный стали 22Г2ТЮ, из которой изготавливают рамы автомобилей, приведен
на рис. 4.1.
δ, МПа
500
400
300
200
103
104
105
106
Nf
Рис. 4.1. График усталости Велера для стали 22Г2ТЮ, построенный в логарифмических координатах
88
По такому графику трудно проводить анализ, поэтому он был перестроен в
обычные координаты (рис. 4.2). На рис. 4.3 приведены значения средней наработки до отказа элементов полуприцепа ОдАЗ-9357 на пробеге 350000 км.
δ, МПа
600
500
400
310
300
275
265
200
0
0,2×106
0,4×106
0,6×106
0,8×106
Nf
Рис. 4.2. График кривой Велера для стали 22Г2ТЮ, построенный в обычных координатах
Из рис. 4.3 видно, что рама с настилом пола и опорный лист со шкворнем
в сборе полуприцепа ОдАЗ-9357 имеют среднюю наработку до отказа в горных
условиях – 61,9 тыс. км на пробеге 350000 км. В равнинных условиях этот показатель равен 82 тыс. км, что соответствует с учетом проведенного статистического исследования поворотов горных дорог 200 тыс. циклов нагружения рамы. Из графика 4.2. видно, что такое количество циклов нагружения рамы соответствует амплитуде напряжений 310 МПа. Чтобы повысить надежность рамы до уровня более надежной группы узлов и деталей полуприцепа (3,4 и 5 на
рис. 4.3), т.е. до наработки до отказа более 210 тыс. км, необходимо снизить
амплитуды напряжений до 275 МПа (пунктирная горизонтальная линия на
рис.4.2). При дальнейшем, даже небольшом снижении амплитуды напряжений
рама сможет выдержать пробег более 350 тыс.км.
89
L0,
тыс.км.
345
331,3
300
241,1
250
219,1
200
203,2
150
82,6
100
82,5
61,9
61,8
полуприцеп
50
12,7 в целом 6,45
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 элементы
Рис. 4.3. Значения средней наработки до отказа элементов полуприцепа ОдАЗ-9357 на
пробеге 350000 км:
1 – балка оси; 2 – электрооборудование; 3 – подвеска; 4 – опорные устройства; 5 – держатель
запасного колеса; 6 – колеса с тормозными устройствами; 7 – пневмопривод тормозов; 8 –
рама с настилом пола; 9 – опорный лист со шкворнем в сборе; 10 – борта и элементы их фиксации
Таким образом, чтобы увеличить пробег рамы в горных условиях эксплуатации с 61,9 тыс. км до 350 тыс. км, необходимо снизить ее нагруженность,
т.е. амплитуды напряжений, возникающих при преодолении поворотов на 17 %.
Поскольку амплитуды напряжений в раме практически пропорциональны деформациям, возникающим при закручивании рамы, следовательно оценка по
кривой усталости Велера, приводит к выводу, что необходимо уменьшить амплитуды углов закручивания рамы на поворотах также на 17 %.
4.1.2. Определение возможного уровня снижения нагруженности рамы полуприцепа за счет совершенствования организации перевозок
Возможное снижение нагруженности рамы полуприцепа на поворотах за
счет совершенствования организации перевозок моно оценить по уравнениям,
90
(2.23) и (2.25) полученным во второй главе. Графики, построенные по уравнению 2.23, приведены на рис. 4.5.
∆φ|
4
3
0
1
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
2
С1/С2
Рис. 4.5. Зависимость удельного угла закручивания рамы от относительной
перечной жесткости подвески автопоезда (а) при h1 = 1,5 м, h2 = 1,8 м и
посоот-
ношении l2 / l1 равном: 0,4 – кривая 1; 0,5 – кривая 2; 0,6, – кривая 3; 0,7 – кривая 4
Из формулы 2.23 видно, что влияние на нагруженность несущей системы
полуприцепов оказывают следующие факторы (рис. 4.6), которые зависят от
организации перевозок:
1) относительная угловая жесткость автопоезда С1/С2;
2) относительная высота расположения центра масс передней и задней
частей автопоезда
h1
;
h2
3) расположение центра масс по длине автопоезда
l2
.
l1 + l 2
Установлено, что наибольшее влияние на нагруженность несущей системы полуприцепов при преодолении поворотов в горных условиях эксплуатации
оказывает первый фактор. Современные тягачи различных производителей
имеют, как правило, угловую жесткость подвески, равную или большую угловой жесткости подвески различных полуприцепов. Из рис. 4.5 видно, что это
приводит к большим углам закручивания рамы на поворотах.
91
l1
ЦМ0
l2
ЦМап
ЦМ2
ЦМ1
h2
ЦМт
h1
Рис. 4.6. Основные параметры автопоезда:
ЦМт – центр масс тягача; ЦМ1 и ЦМ2 – центры масс передней и задней частей автопоезда
Из рис. 4.5 также видно, что путем подбора относительной угловой жесткости автопоезда С1/С2 можно получить отсутствие угловой деформации несущей системы полуприцепа при преодолении автопоездом поворота. Такое значение относительной угловой жесткости автопоезда можно считать оптимальным. Поэтому необходимо подбирать тягач и полуприцеп таким образом, чтобы параметры угловой жесткости их подвески были близки к оптимальным при
принятой схеме размещения груза на полуприцепе. Относительно простым способом снижения угловой жесткости подвески тягача является замена стабилизаторов поперечной устойчивости на менее мощные или их снятие на одной из
осей.
4.2. Оценка экономической эффективности
4.2.1. Оценка экономической эффективности усовершенствованного автопоезда
как нового технического объекта
Решение о целесообразности совершенствования организации перемещения грузов принимается на основе расчёта, определяемого на годовой объём
перевозок в расчетном году [112]. За расчётный год для новой организации перемещения грузов принимается первый год её освоения. Годовой экономический эффект определяется сравнением приведённых затрат у объекта новой
92
технологии перевозок и у аналогичного по назначению объекта, принятого в
качестве базы сравнения. За базу сравнения принимаются показатели образцов
лучшей отечественной и зарубежной техники.
Для новых автопоездов с оптимальным соотношением угловой жесткости
тягача и полуприцепа долговременного применения экономический эффект за
срок службы, исчисленный на годовое составление таких автопоездов, определяется по следующей формуле:
Э = (З1 α + Эизд − З2 ) А2 ,
(4.1)
где З1 и З2 – приведённые затраты в сфере производства, соответственно базовой и новой машины, т. е затраты на составление автопоезда; Эиз – экономия
потребителя на текущих издержках эксплуатации за весь срок службы новой
машины по сравнению с базовой; A2 – годовой объём составления оптимальных
автопоездов в расчетном году; α – коэффициент технической эквивалентности.
Приведённые затраты определяют по формуле:
Зi = Сi + Ен К i ,
(4.2)
где (Сi – себестоимость; Кi – удельные капитальные вложения в производственные фонды; Ен – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений.
Новая автопоезд характеризуется более высокими эксплуатационными
качествами, что для сопоставимости сравниваемых объектов техники учитывается коэффициентом технической эквивалентности:
α = α1 α 2 α 3 =
В2 Р1 + Ен
⋅
⋅ α3 .
В1 Р2 + Е н
(4.3)
Коэффициент α1 = В2 В1 учитывает рост производительности, коэффициент α 2 = (Р1 + Ен ) (Р2 + Е н ) – рост надёжности и долговечности новых конструкций, α 3 – коэффициент перспективности модели, учитывающий рост потребительского эффекта в виде улучшения плавности хода, и других удобств
для водителя и пассажиров.
93
Годовая производительность автопоезда определяется объёмом транспортной работы, выполняемой в горных условиях эксплуатации, и рассчитывается по формуле :
Вi =
Gгр γ β υ т T Д р α
l + β υ т t пр
,
(4.4)
где G гр – номинальная грузоподъемность, т; γ – коэффициент использования
грузоподъемности; β – коэффициент использования пробега; υт – техническая
скорость, км/ч; T – время работы в сутки, ч; Др – количество дней работы в году; α – коэффициент использования автомобиля за год; l – средняя длина ездки
с грузом, км; tпр – простоя под погрузкой и выгрузкой за одну ездку, ч.
Долговечность автомобиля измеряется пробегом за срок службы и составляет не менее 180% от нормы пробега до капитального ремонта. Зная годовой пробег автомобиля Lг его пробег до капитального ремонта Lp можно рассчитать коэффициент амортизации на полное восстановление (реновацию) базовой и новой машины по формуле:
Рi = Lг i 1,8 L р i ,
(4.5)
где Lг i = Д р α υ э T , υ э – эксплуатационная скорость.
Рассмотрим пример расчёта экономического эффекта за срок службы, исчисленный на один автопоезд и на парк автопоездов средней производительности. Предположим, что автопоезд агрегирован по разработанной методике, которая обеспечивает снижение нагруженности его несущей системы. Новый автопоезд обладает большей надежностью несущей системы полуприцепа и затраты, связанные с его техническим обслуживанием и простоем на ремонте
уменьшаются. В результате этого изменятся и соответствующие экономические
показатели у нового автопоезда по сравнению с базовым (табл. 4.1). Подставим
численные значения (здесь и далее цифры условные) экономических показателей в приведённые выше формулы.
94
Годовая производительность
B1 = 25 ⋅ 0,85 ⋅ 0,65 ⋅ 45 ⋅ 365 ⋅ 0,72 (156 + 0,65 ⋅ 45 ⋅ 0,83) = 906 ткм ,
B 2 = 25 ⋅ 0,85 ⋅ 0,65 ⋅ 45 ⋅ 365 ⋅ 0,8 (156 + 0,65 ⋅ 45 ⋅ 0,83) = 1008 ткм .
Коэффициент производительности
α 1 = 1008 906 = 1,11 .
Годовой пробег
Lг 1 = 365 ⋅ 0,72 ⋅ 156 = 40997 км ,
Lг 2 = 365 ⋅ 0,8 ⋅ 156 = 45552 км .
Коэффициент амортизации на реновацию
Р1 = 1229904 (1,8 ⋅ 350000 ) = 1,95 ,
Р 2 = 1366560 (1,8 ⋅ 450000 ) = 1,68 .
Коэффициент, учитывающий изменение долговечности
α 2 = (1,95 + 0,15) (1,68 + 0,15) = 1,147 .
Коэффициент технической эквивалентности
α = 1,11 ⋅ 1,147 ⋅ 1,1 = 1,4 .
Приведённые затраты на один автомобиль
Зi = Сi + Е н К i ; З1 = 135290 + 0,15 ⋅ 0 = 135290 руб. ,
З 2 = 150321 + 0,15 ⋅ 12000 = 168321 руб.
Экономический эффект усовершенствованного автопоезда за год его
службы
Э = (135290⋅ 1,4 + 31886− 168321) = 52971 руб.
Экономический эффект, исчисленный на парк из 35 автопоездов средней
производительности
Э = (135290 ⋅ 1,4 + 31886 − 168321) ⋅ 35 = 1853985 руб.
Показатели базовой и усовершенствованной моделей автопоезда представлены в табл. 4.1.
95
Таблица 4.1
Показатели базовой и новой моделей автопоезда
Показатель
1
Обозна-
Единицы
чение
измерения
Значение показателя
базовая модель
усовершенствованная модель
2
3
4
5
Gгр
т
25
25
Коэффициент использования грузоподъёмности
γ
–
0,85
0,85
Коэффициент использования пробега
β
–
0,65
0,65
Техническая скорость
υт
км/ч
45
45
υэ
км/ч
30
30
Др
–
365
365
Коэффициент использования автомобиля
за год
α
–
0,72
0,8
Средняя длина ездки с
грузом
l
км
156
156
Время простоя под погрузкой и выгрузкой
tпр
ч
0,83
0,83
Пробег до капремонта
Lр
км
350000
450000
αз
–
1
1,1
С
руб.
135290
150321
Нормативный коэффициент капитальных
вложений
Ен
–
0,15
0,15
Удельные капитальные
вложения в производственные фонды
К
руб.
0
12000
Грузоподъёмность
Эксплуатационная скорость
Количество дней работы в году
Коэффициент перспективности
Себестоимость
96
4.2.2. Оценка технико-экономической эффективности эксплуатации автопоез-
дов в горных условиях по усовершенствованной организации перевозок
Перевозки грузов осуществляет предприятие Мостоотряд 99, которое
располагает 250 единицами различного транспорта , в числе которых более 150
грузового автомобильного транспорта из них 35 автопоездов различных марок
Показатели работы предприятия приведены в табл. 4.2.
Таблица 4.2
Показатели работы предприятия
Наименование показателей
Условные обозначения
1. Марка подвижного состава
2. Среднесписочное количество автомоби-
Величина показателя
Маз, Камаз, Ман,
Асп
35
3. 1 класса
ℓср1
150
4. 2 класса
ℓср2
180
5. 3 класса
ℓср3
130
7. Среднее время в наряде, час.
Тн
8,00
αв
0,72
β
0,65
11. 1 класса
Υq1
55
12. 2 класса
Υq2
30
13. 3 класса
Υq3
15
q
25
лей, ед.
Среднее расстояние перевозки 1 тонны груза, км:
10. Коэффициент выпуска автомобилей на
линию
10. Коэффициент использования пробега
Распределение объёмов перевозок грузов по
классам в % от общего объёма перевозок:
18. Грузоподъёмность, т.
97
Выполним расчет показателей эксплуатации грузового автомобиля:
Среднее расстояние перевозки 1т груза, км:
4
∑lср ⋅ Υср
lср =
lср =
i=1
100
,
(4.7)
150 ⋅ 55 + 180 ⋅ 30 + 130 ⋅ 15
= 156 км.
100
Средняя величина коэффициента использования грузоподъёмности (статического)
γст =
γст =
100
,
Υqi
∑
i =1 γi
(4.8)
4
100
= 0,85 .
55 30 15
+
+
1 0,8 0,6
Средняя величина коэффициента использования грузоподъёмности (динамического)
4
∑ Υqi ⋅ lсрi
i =1
4
γдин =
γдин =
Υqi
lсрi
∑
γ
i
i =1
,
(4.9)
55 ⋅ 150 + 30 ⋅ 180 + 15 ⋅ 130
= 0,85 .
55
30
15
⋅ 150 +
⋅ 180 +
⋅ 130
1
0,8
0,6
Средняя длина гружёной ездки, км:
lге =
lге =
lср ⋅ γст
,
γдин
(4.10)
156 ⋅ 0,85
= 156 км.
0,85
Количество ездок с грузом за сутки 1 автомобиля, езд.:
Ζ=
Τн ⋅ Vт ⋅ β
,
lге + tпп ⋅ Vт ⋅ β
(4.11)
где tпр – время простоя под погрузкой и разгрузкой за ездку, выбирается по
98
нормативам в соответствии с типом и грузоподъёмностью подвижного состава,
видом грузов и принятыми способами погрузки-разгрузки, 2 мин на тонну груза.
tпп =
Ζ=
2 ⋅ 25
= 0,83 ,
60
8 ⋅ 45 ⋅ 0,65
≈ 1 езд .
156 + 0,83 ⋅ 45 ⋅ 0,65
Среднесуточный пробег Lсс, км:
Lсс =
Lсс =
lге
⋅Ζ,
β
(4.12)
156
⋅ 1 = 240 км.
0,65
Объём перевозок, т:
Qссу = q ⋅ γст ⋅ Ζ
(4.13)
Qссу = 25 ⋅ 0,85 ⋅ 2 = 42,5 т
Грузооборот в сутки, т км :
Pссу = Qссу ⋅ lср ,
(4.14)
Pссу = 42,5 ⋅ 156 = 6630 т км.
Выполним расчет показателей по всему парку автомобилей предприятия
за год:
Автомобиле-дни пребывания на предприятии, а-дни:
АДк = Асп ⋅ Дк ,
(4.15)
АДк = 35 ⋅ 365 = 12775 а-дни.
Автомобиле-дни в эксплуатации, а-дни:
АДэ = АДк αβ ,
(4.16)
АДэ = 12775 ⋅ 0,72 = 9198 а-дни.
Автомобиле-часы работы на линии, а-ч.:
АЧэ = АДэ ⋅ Тн ,
АЧэ = 9198 ⋅ 8 = 73584 а-ч.
Количество ездок с грузом в год, ед. :
(4.17)
99
Ζгод = АДэ ⋅ Ζ ,
(4.18)
Ζгод = 9198 ⋅ 1 = 9198.
Общий пробег, км:
Lооб = АДэ ⋅ Lсс ,
(4.19)
Lооб = 9198 ⋅ 240 = 2207520 км.
Пробег с грузом , км
Lгг = Lооб ⋅ β ,
(4.20)
Lгг = 2207520 ⋅ 0,65 = 1434888 км.
Объём перевозок грузов, т:
Qгго = АДэ ⋅ Qссу ,
(4.21)
Qгго = 9198 ⋅ 42,5 = 390915 т.
Грузооборот, ткм :
Ргод = АДэ ⋅ Рсут ,
(4.22)
Ргод = 9198 ⋅ 6630 ≈ 60982740 т км.
Результаты расчётов сведём в табл. 4.3.
Таблица 4.3
Показатели работы автотранспортного предприятия за год
Nп/п
Наименование показателей
1
Среднесписочное количество
2
Коэффициент использования парка αв
3
4
5
6
7
9
10
11
12
13
14
15
Коэффициент использования пробега
Я
Коэффициент использования грузоподъёмности:
а)статический γст
б)динамический γдин
Время в наряде Тн
Время в простое tпр
Среднетехническая скорость Vт
Грузоподъёмность q
Автомобиле-дни в работе АДэ
Автомобиле-часы работы АЧэ
Количество ездок с грузом,ездок Z
Общий пробег Lобщ
Объём перевозок Qгод
Грузооборот Ргод
ед.
Грузовые автомобили
35
-
0,72
-
0,65
час
час
км/час
т
а-дни
а-час
ед
км
т
ткм
0,85
0,85
8
0,83
45
25
9198
73584
9198
2207520
390915
60982740
Единица измерения
100
Определение доходов от автомобильных перевозок
Доходы представляют собой объём денежных выплат автотранспортному
предприятию за выполненные им транспортные и другие услуги.
По грузовым перевозкам, планируемым в тоннах и тонно-километрах,
применяют три вида тарифов: сдельные тарифы, тарифы на перевозку отправками массой до 25 т в междугородном, межреспубликанском сообщениях, исключительные тарифы на перевозку массовых навалочных грузов.
Для определения доходов за транспортную работу необходимо выбрать
виды тарифов за перевозку грузов автомобилями проектируемого автотранспортного предприятия, обосновать их выбор, распределить общий объём перевозок в тоннах по группам, в соответствии с тем, по какому виду тарифов будут
выполнены перевозки. Результаты распределения объёмов перевозок по группам сводятся в таблицу 5 и используются для определения доходов.
По группам грузов, оплачиваемых по сдельным тарифам, доходы, руб,
определяются по формуле:
Дсд = ∑ Qi ⋅ Ti,
(4.23)
где Qi – годовой объём перевозок груза i –го класса, т;
Тi – тариф за перевозку 1 т груза i –го класса, руб.
Дсд = 215003 ⋅ 600 + 117274 ⋅ 810 + 58638 ⋅ 1040 = 284977260 руб .
Средняя доходная ставка dср (руб/10ткм,руб/10пасс-км) определяется делением суммы валовых доходов за транспортную работу на годовой грузооборот по формуле:
dсс =
Д
⋅ 10 .
Ргод
Средняя доходная ставка по грузовым перевозкам:
dсс =
284977260
⋅ 10 = 46 руб / 10ткм.
60982740
(4.24)
101
Таблица 4.4
Определение доходов по сдельным и исключительным тарифам
Среднее расКласс груза
стояние пере-
Объём перево-
Тариф за 1 т
зок, т.
груза, руб.
возки, км
Сумма валовых доходов,
руб.
По группе сдельных тарифов
1
150
215003
600
129001800
2
180
117274
810
94991940
3
130
58638
1040
60983520
Всего
390915
284977260
4.2.3. Расчёт экономической эффективности от внедрения мероприятий по усовершенствованию организации перевозок
В результате усовершенствования организации перевозок увеличивается
коэффициент выпуска парка αв с 0,72 до 0,80 поскольку уменьшается время
простоя автопоездов в ремонте.
Расчёт показателей за год по всему парку проводим по формулам (4.16) –
(4.22):
Автомобиле-дни в эксплуатации, а-дни:
АДэ = АДкα = 12775 ⋅ 0,80 = 10220 а-дни
Автомобиле-часы работы на линии, а-ч.:
АЧэ = АДэ ⋅ Тн = 10220 ⋅ 8 = 81760 а-ч
Количество ездок с грузом в год, ед. :
Ζгод = АДэ ⋅ Ζ = 10220⋅1 = 10220
Общий пробег, км :
Lооб = АДэ ⋅ Lсс = 10220 ⋅ 240 = 2452800 км
Пробег с грузом , км
Lгг = Lооб ⋅ β = 2452800 ⋅ 0,65 = 1593020 км
Объём перевозок грузов, т:
Qгго = АДэ ⋅ Qссу = 10220 ⋅ 42,5 = 434350 т
102
Грузооборот, ткм :
РгодАДэ ⋅ Рсут = 10220 ⋅ 6630 ≈ 67758600 ткм
По группам грузов, оплачиваемых по сдельным тарифам, доходы, руб,
определяются по формуле:
Дсд =
∑ Qi
⋅ Ti ,
(4.25)
где Qi – годовой объём перевозок груза i –го класса, т;
Тi – тариф за перевозку 1 т груза i –го класса, руб.
Дсд = 238892 ⋅ 600 + 130305 ⋅ 810 + 65153 ⋅ 1040 = 316641370 руб.
Средняя доходная ставка dср (руб/10ткм,руб/10пасс-км) определяется делением суммы валовых доходов за транспортную работу на годовой грузооборот по формуле:
dсс =
Д
⋅ 10 .
Ргод
(4.26)
Средняя доходная ставка по грузовым перевозкам:
316641370
⋅ 10 = 46 руб / 10 ткм.
67758600
Полученные значения дохода сведены в табл. 4.5. Показатели работы авdсс =
тотранспортного предприятия за год после внедрения представлены в табл. 4.6.
Таблица 4.5
Определение доходов после внедрения
Среднее расКласс груза
стояние перевозки, км
Объём перево-
Тариф за 1 т
зок, т.
груза, руб.
Сумма валовых доходов,
руб.
По группе сдельных тарифов
1
150
238892
600
143335200
2
180
130305
810
105547050
3
130
65153
1040
67759120
Всего
434350
316641370
103
Таблица 4.6
Показатели работы автотранспортного предприятия за год после внедрения
Nп/п
1
2
3
Единица из-
Показатели до
Показатели по-
мерения
внедрения
сле внедрения
ед.
35
35
-
0,72
0,8
-
0,65
0,65
а)статический γст
0,85
0,85
б)динамический γдин
0,85
0,85
Наименование показателей
Среднесписочное количество
Коэффициент
использования
парка αв
Коэффициент
использования
пробега Я
Коэффициент
4
использования
грузоподъёмности:
5
Время в наряде Тн
час
8
8
6
Время в простое tпр
час
0,83
0,83
7
Среднетехническая скорость Vт
км/час
45
45
9
Грузоподъёмность q
т
25
25
10
Автомобиле-дни в работе АДэ
а-дни
9198
10220
11
Автомобиле-часы работы АЧэ
а-час
73584
81760
ед
9198
10220
км
2207520
2452800
т
390915
434350
ткм
60982740
67758600
12
Количество
ездок
зом,ездок Z
13
Общий пробег Lобщ
14
Объём перевозок Qгод
15
Грузооборот Ргод
с
гру-
Таким образом, проведенная оценка технико-экономической эффективности предложенной организации перевозок грузов в горных условиях увеличивает грузооборот предприятия с 60982740 до 67758600, а доход предприятия
с 284977260 до 316641370, т. е. на 31664110 руб.
104
4.3. Выводы по главе 4
1. Дана оценка технической эффективности предложенного способа агрегирования тягача и полуприцепа.
2. Определен необходимый уровень снижения нагруженности рамы полуприцепа в горных условиях эксплуатации;
3. Определен возможный уровень снижения нагруженности рамы полуприцепа
за счет совершенствования организации перевозок.
4. Дана оценка экономической эффективности усовершенствованного автопоезда как нового технического объекта.
5. Дана оценка технико-экономической эффективности эксплуатации автопоездов в горных условиях по усовершенствованной организации перевозок.
6. Проведен расчёт экономической эффективности от внедрения мероприятий
по усовершенствованию организации перевозок, который показал, что годовой
доход предприятия от применения усовершенствованной организации перевозок на один автопоезд увеличивается на 904689 руб.
105
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. На
основе
выполненных
исследований
решена
важная
научно-
практическая задача снижения нагруженности несущей системы полуприцепов в горных условиях эксплуатации за счет совершенствования организации перевозок грузов.
2. Дана характеристика используемого подвижного состава и дорожных условий эксплуатации автопоездов в горных районах Республики Дагестан и
предложена гипотеза об основной причине высокой нагруженности несущей системы полуприцепа в этих условиях по сравнению с равнинными
условиями.
3. Проведен анализ статистической информации и установлено, что основной причиной высокой нагруженности несущей системы полуприцепов
горных условиях, является преодоление большого количества правых и
левых поворотов (2-3 на км пути).
4. Разработаны теоретические предпосылки для совершенствования организации перевозок грузов с целью снижения нагруженности несущей системы полуприцепа в горных условиях эксплуатации:
– определены статистические характеристики поворотов горных дорог Республики Дагестан и углы складывания автопоездов, а также поперечные
силы инерции, действующие на элементы автопоезда;
– разработаны расчетная схема и математическая модель нагружения несущей системы полуприцепа в процессе поворота;
– разработана методика рационального агрегирования тягача и полуприцепа по угловой жесткости;
– разработана методика рационального размещения грузов в кузове полуприцепа, обеспечивающая снижения нагруженности несущей системы
полуприцепа на поворотах;
– разработана методика выбора рациональной скорости автопоезда на поворотах горных дорог.
106
5. Разработаны методики экспериментального определения поперечной жесткости тягача и полуприцепа с учетом угла складывания автопоезда.
6. Проведено технико-экономическое обоснование предложенного совершенствования организации перевозок грузов в горных условиях. Годовой
доход предприятия от применения
усовершенствованной организации
перевозок на один автопоезд увеличивается на 904689 руб.
107
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Авдонькин Ф.Н. Теоретические основы практической эксплуатации автомобилей: Учеб. пособие для вузов. – М.: Транспорт, 1985. – 215 с.
2. Альдайуб, Зияд Разработка методики создания рам грузовых автомобилей минимальной массы, отвечающих требованиям по ресурсу, на стадии проектирования. Автореферат диссертации на соискании ученой степени к.т.н. М,
2006, 16 с.
3. Агамамедов, Гадыргелди Оценка нагруженности, прочности и оптимизация конструкций рамы куракоуборочной машины. Автореферат диссертации
на соискании ученой степени к.т.н. М, 1998, 17 с.
4. Апанович, Ю.Н. Комбинированные конечноэлементные модели напряженно-деформированного состояния рам грузовых автомобилей. Автореф.
дисс. канд. техн. наук. – Минск, 1988. 19 с.
5. Барун, В.Н. Снижение металлоемкости несущей системы автомобилясамосвала КАМАЗ / В.Н.Барун, В.Н.Белокуров, П.Д.Павленко // Автомобильная промышленность.- 1983.-№ 9. - С.12-14.
6. Барун, В.Н. Расчет ресурса автомобильных рам по их деформациям /
В.Н. Барун, П.Д.Павленко, Ю.А.Шабрат, Ю.Н.Петер // Автомобильная промышленность. М.: Машиностроение, - 1984. - № 8. - С.15-17.
7. Бате, К. Численные методы анализа и метод конечных элементов /
К.Бате, Е.Вилсон М.: Стройиздат, 1982.- 448 с.
8. Берштин, Р.Д. Совершенствование методов оценки нагруженности и
долговечности металлоконструкций на основе теории случайных функций. Автореф. дисс. канд. техн. наук. – М., 1982. – 16 с.
9. Бобылев, А.В. Механические и технологические свойства металлов
[Текст] / А.В. Бобылев // Справочник. М.: Металлургия, 1987. - 207с.
10. Болотин, В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций [Текст] /
В.В. Болотин // М.: Машиностроение, 1984. - 312 с.
108
11. Борисов, Ю.С., Благовещенский Ю.Н., Дмитриченко С.С., Панкратов Н.М. Анализ применимости уравнений и исследование формы кривой усталости // Заводская лаборатория. Диагностика материалов, № 10, 2000. С. 41-52.
12. Боровских, В.Е. Оценка долговечности и совершенствование несущих
систем мобильных машин на стадии проектирования: Автореф. дисс. докт.
техн. наук. Саратов, 1994. – 39 с.
13. Бочаров, Н.Ф. Расчет на прочность рам грузовых автомобилей. Автореф. дисс. канд. техн. наук. М., 1954. - 21 с.
14. Брауде, В.И. Надежность подъемно-транспортных машин [Текст] / В.И.
Брауде, Л.Н. Семенов // Л.: Машиностроение, 1986. - 183с.
15. Браун, В.Н. Расчет ресурса автомобильных рам по их деформациям
[Текст] / В.Н. Браун, П.Д. Павленико, Ю.А. Шабрат, Ю.Н. Петер // Автомобильная промышленность. – 1984. – № 8. – C. 15 – 17.
16. Бугон, В.А. Исследование и расчет прочности пространственных несущих систем корнеклубнеуборочных машин. Автореф. дисс. канд. техн. наук. М., 1976. 18 с.
17. Вахламов В.К., Квасновская Н.П., Порватов И.Н. Несущая система автомобиля. М.: Изд-во МАДИ, 1993, 66 с.
18. Вахламов В.К., Равкин А.Г. Исследование влияния продольного профиля дорог на реализацию скоростных качеств автомобиля / В.К. Вахламов,
А.Г. Равкин // Сборник научных трудов ЧАДИ «Повышение эксплуатационных
свойств автотранспортных средств». – Москва, 1984. С. 46-51.
19. Вдовин, Д.С. Разработка методики проектирования несущих систем
колесных машин, выполненных с использованием сварных точечных и клеесварных соединений. Автореф. дисс. канд. техн. наук. М., 2007. -16 с.
20. Вентцель, Е.С. Прикладные задачи теории вероятностей [Текст] / Е.С.
Вентцель, Л.А. Овчаров // М.: Радио и связь, 1983. - 416 с.
21. Владимиров, В.И. Результаты исследования надежности автопоездов в
реальных условиях эксплуатации [Текст] / В.И. Владимиров, Ю.В. Овчинников, Т.В. Колчина // Исследование агрегатов транспортных машин и двигателей
109
внутреннего сгорания: сб. статей. Саратов, политехн. ин-т, С. 79 – 88. Деп. в
НИИНАвтопроме 9.12.80, № Д 558.
22. Войнов, К.Н. Прогнозирование надежности механических систем
[Текст] / К.Н. Войнов // Л.: Машиностроение, 1978. – 208 с.
23. Волков, В.С. К расчету безотказности полуприцепов КЗАП-9370
[Текст] /В.С. Волков, В.К. Магомедов // Актуальные проблемы управления качеством производства и эксплуатации автотранспортных средств: материалы ХI
международной научно-практической конференции. Владимирский государственный университет – Владимир, 2006. С. 50 – 52.
24. Волков, В.С. Оценка безотказности полуприцепов КЗАП-9370 при эксплуатации в горных условиях [Текст] / В.С. Волков, В.К. Магомедов // Вестник
Воронежского государственного технического университета ISSN 1729-6501.
Том 6, № 1, 2010 – С. 27 … 29.
25. Волков В.С. Прогнозирование надёжности транспортных машин лесного комплекса [Текст] / В.С. Волков // Воронеж, ВГЛТА, 1999. – 132 с.
26. Волков В.С. Расчёт затрат сохраняемости транспортных машин [Текст]
/ В.С. Волков, В.К. Магомедов // Проблемы управления качеством в машиностроении: Материалы научной конференции / Дагестанский гос. техн. ун-т. –
Махачкала: Изд-во ДГТУ, 2007. – С. 187 – 192.
27. Волков, В.С. Расчёт средней наработки до отказа магистральных автопоездов [Текст] / В.С. Волков, В.К. Магомедов // Проблемы качества и эксплуатации автотранспортных средств: Материалы VI международной научнотехнической конференции. Ч. 1. – Пенза: ПГУАС, 2010. С. 9 – 13.
28. Волохов Г.М., Павленко П.Д., Петер Ю.М. Эффективный способ повышения прочности и снижения металлоемкости несущих систем автомобилей
// Автомобильная промышленность. – М. : Машиностроение, 1985. – № 2. С.
12–13.
29. Гладов, Г.И. О параметрах подвески многоосного автомобиля [Текст] /
Г.И. Гладов, М.Н. Лобанов // М.: Автомобильная промышленность, 2003 № 8,
С. 29 – 30.
110
30. Горобцов, А.С. Разработка методов анализа пространственной кинематики и динамики механизмов и машин с произвольной структурой и нелинейными связями: Автореф. дисс. докт. техн. наук. – М., 2002. – 40 с.
31. Гудков, В. А. Эксплуатация автомобильного транспорта / В. А. Гудков, А. В. Вельможин. Волгоград: Изд. ВолгПИ, 1987. – 112 с.
32. Дажин В.Г. Теоретические основы системы расчетов надежности подвижного состава автомобильного транспорта на стадии ремонта [Текст] / В.Г.
Дажин // Диссертация д.т.н. М.: МАДИ, 1980. - 296 с.
33. Дмитриченко С. С. Исследование прочности рам гусеничных тракторов
с упругой подвеской. Дисс. канд. техн. наук. – М., 1959. – 105 с.
34. Дмитриченко С.С., Русанов O.A. Опыт расчетов на прочность, проектирования и доводки сварных металлоконструкций мобильных машин // Тракторы и сельскохозяйственные машины, №1, 2006. С. 8 – 13
35. Есеновский-Лашков Ю.К. Нанотехнологии в автомобильной промышленности [Текст] / Ю.К. Есеновский-Лашков, А.А. Трикоз // М.: Автомобильная
промышленность, 2008 № 10, С. 32 – 33.
36. Закс М.Н., Белокуров В.Н., Захаров А.А. К расчету коротких тонкостенных стержней, открытого профиля автомобильной рамы // Автомобильная
промышленность. № 6, 1974. С. 17–21.
37. Захаров,А.А. Расчет системы рама платформа автомобилей-самосвалов
на изгиб / А.А.Захаров // Автомобильная промышленность.- 1977.- №2.- С. 1820.
38. Зимелев, Г.В. Теория автомобиля / Г. В. Зимелев. – М.Ж Военное издательство Министерства обороны Союза ССР, 1957. – 455 с.
39. Зорин В.А. Надёжность машин: Учебник для вузов [Текст] / В.А. Зорин, В.С. Бочаров. – Орёл: ОрёлГТУ, 2003. – 549 с.
40. Индикт Е.А. Эксплуатационная надежность грузовых автомобилей
[Текст] / Е.А. Индикт, В.А. Черняйкин // М.: НИИНАвтопром, 1977. - 93 с.
41. Кузнецов Е.С. Исследование эксплуатационной надежности автомобильных прицепов семейства ГКБ в составе автопоезда [Текст] / Е.С. Кузнецов,
111
Ю.Н. Маслов, Ю.В. Овчинников // Повышение эффективности использования
автомобильного транспорта: Межвуз. темат. сб. тр. - Саратов, СПИ, 1978, вып.
3, С. 24 ... 31.
42. Каплан В.Р., Нисневич А.И. Прогнозирование потребности в запасных
частях с учетом изменения годовой реализации [Текст] / В.Р. Каплан, А.И.
Нисневич // Труды НАТИ, вып. 241, М., 1975. С. 20 – 26.
43. Капуста П.П. Компьютерный полигон для оценки нагруженности конструкций АТС [Текст] / П.П. Капуста // М.: Автомобильная промышленность,
2006 № 1, с. 34 … 36.
44. Капуста П.П. Принципы обеспечения надежности и ресурсного проектирования несущих систем мобильных машин [Текст] / П.П. Капуста // Грузовик. 2013. № 3. – С. 22 – 31.
45. Когаев В.П. Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во
времени [Текст] / В.П. Когаев // М.: Машиностроение, 1977. - 232 с.
46. Когаев В.П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и
долговечность [Текст] / В.П. Когаев, Н.А. Махутов, А.П. Гусенков // М.: Машиностроение, 1985. - 224 с.
47. Колокольцев В.А. Расчет несущих систем машин при случайных стационарных колебаниях. Автореф. дисс. докт. техн. наук. Саратов, 2000. - 32 с.
48. Корсаков В.В. Методика исследования и средства снижения вибронагруженности большегрузных АТС [Текст] / В.В. Корсаков, М.И. Горбацевич, А.М.
Маринич // М.: Автомобильная промышленность, 2000 № 4, с. 27 – 29.
49. Кравец В.Н. Развитие научных методов проектирования и их реализация с целью совершенствования эксплуатационных свойств колесных машин.
Автореф. дисс. докт. техн. наук. – Нижний Новгород, 2004. – 32 с.
50. Кравец В.Н. Теория автомобиля / В. Н. Кравец; Нижегород. гос. техн.
ун-т. – Нижний Новгород, 2013. – 413 с.
51. Кугель Р.В. Испытания на надежность машин и их элементов [Текст] /
Р.В. Кугель // М.: Машиностроение, 1982. - 181 с.
112
52. Лозовский Н.Т. Оценка нагруженности, несущей способности и долговечности кабин с учетом их крепления (на примере грузовых автомобилей ГАЗ). Автореф. дисс. канд. техн. наук. М., 1993. - 18 с.
53. Лосицкий О.Г. Система обеспечения надежности технических устройств [Текст] / О.Г. Лосицкий, В.Н. Фомин // Надежность и контроль качества,
1975, № 9. С. 3 – 9.
54. Лукинский В.С. Прогнозирование надежности автомобилей [Текст] /
В.С. Лукинский, Е.И. Зайцев // Л.: Политехника, 1991. - 222 с.
55. Магомедов, В. К. Повышение надежности полуприцепов автопоездов в
горных условиях путем выравнивания показателей безотказности и долговечности их составных частей / В. К. Магомедов, Г. М. Сурхаев // Изв. ВолгГТУ.
Серия "Наземные транспортные системы ". Вып. 8: межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. – Волгоград, 2014. – № 3 (130). – C. 99–102.
56. Магомедов, В. К. Прогнозирование и систематизация отказов прицепных звеньев магистральных автопоездов в горных условиях: автореферат дис.
... кандидата технических наук: 05.22.10 / В. К. Магомедов – Волгоград, 2012. 16 с.
57. Магомедов, В. К. Надежность несущей системы полуприцепов автопоездов и ее повышение в горных условиях эксплуатации [Электронный ресурс] /
В. К. Магомедов, Г. М. Сурхаев, К. В. Чернышов // Науковедение, 2014. – Выпуск
5
(24)
(сентябрь
–
октябрь
2014).
–
URL
:
http://
http://naukovedenie.ru/PDF/04TVN514.pdf (дата обращения: 06.01.2015).
58. Надежность и диагностирование технологического оборудования
[Текст] / АН СССР. Ин-т машиноведения; отв. ред. К. Фролов и др. М: Наука,
1987. – 230 с.
59. Надежность и эффективность в технике [Текст]: Справочник, т.4: Методы подобия в надежности / Под ред. В.А. Мельникова, Н.А. Северцева. М.:
Машиностроение, 1987. – 278 с.
113
60. Надежность и эффективность в технике [Текст]: Справочник, т. 5: Проектный анализ надежности / Под ред. В.И. Петрушова, А.И. Рембезы. М.: Машиностроение, 1988. – 320 с.
61. Надежность и эффективность в технике [Текст]: Справочник, т. 6: Экспериментальная обработка и испытание / Под ред. Р.С. Судакова, О.И. Тескина.
М.: Машиностроение, 1989. – 375 с.
62. Надежность и эффективность в технике [Текст]: Справочник, т. 7: Качество и надежность в производстве / Под ред. И.В. Апполонова. М.: Машиностроение, 1989. – 280 с.
63. Надежность и эффективность в технике [Текст]: Справочник, т. 10:
Справочные данные по условиям эксплуатации и характеристикам надежности
/ Под общ. ред. В.А. Кузнецова. М.: Машиностроение, 1990. – 330 с.
64. Нерсесян Р.В. Исследование усталостной прочности несущих систем
сельскохозяйственных самоходных шасси с применением электронныхвычислительных цифровых машин. Автореф. дисс. канд. техн. наук. – М., 1968.-20 с.
65. Носенков, М. А. Влияние податливости несущей системы автомобиля
на его крен и перераспределение нормальных реакций колес [Текст] / М. А. Носенков, В. М. Торно // Автомобильная промышленность. – 1984. – № 4. – C. 16
– 17.
66. Носенков, М. А. Выбор конструктивной схемы и угловой жесткости
подвески легкового автомобиля по показателям курсовой устойчивости [Текст]
/ М. А. Носенков, О. Д. Златовратский, В. М. Торно // Автомобильная промышленность. – 1981. – № 1. – C. 10 – 11.
67. Носиков И.Е. Эксплуатационные испытания – новая возможность для
оценки качества АТС [Текст] / И.Е. Носиков // М.: Автомобильная промышленность, 2004 № 7, С. 31 – 33.
68. Носко П.Л. Разработка методики оценки нагруженности остова колесного трактора с целью снижения его массы. Автореф. дисс. канд. техн. наук. М., 1986. – 16 с
114
69. Овечкин Е.В. Оценка остаточного ресурса карьерных самосвалов
[Текст] / Е.В. Овечкин, А.В. Соколовский, В.Е. Каплан, А.В. Каплан // М.: Автомобильная промышленность, 2007 № 6, С. 24 – 28.
70. Орлов JI.H. Комплексная оценка безопасности и несущей способности
кабин, кузовов автомобилей, автобусов: Автореф. дисс. докт. техн. наук. —
Нижний Новгород, 2001. – 35 с.
71. Ошноков В.А. Теоретические и экспериментальные исследования
прочности рам грузовых автомобилей: Автореф. дисс. канд. техн. наук. -М.,
1954. – 20 с.
72. Павленко П.Д. Влияние силового взаимодействия кузова и шасси на
прочность рамы большегрузного автомобиля-самосвала. Автореф. дисс. канд.
техн. наук. М., 1984. - 27 с.
73. Панов А.Н. Несущие системы грузовых АТС [Текст] / А.Н. Панов // М.:
Автомобильная промышленность, 2003 № 3, с. 14 – 16.
74. Перелъштейн Л.П. Оценка долговечности тракторных конструкций с
учетом исходной дефектности. Автореф. дисс. канд. техн. наук. М., 1988. -19 с.
75. Петров Б.И. Расчетно-экспериментальная оценка ресурса металлоконструкций, находящихся под воздействием случайных нагрузок (на примере узловых соединений каркасов кабин) . Автореф. дисс. канд. техн. наук. -М., 1988.
- 20 с
76. Прочность и долговечность автомобиля [Текст] / Б.В. Гольд, Е.П. Оболенский, Ю.Г. Стефанович // М.: Машиностроение, 1974. – 328 с.
77. Почтенный Е.К. Ресурс несущих конструкций грузовых автомобилей с
учетом многочастотности и многорежимности нагружения / Е.К. Почтенный,
П.П. Капуста // Грузовик. 2006. № 1. – С. 11 – 15
78. Рабочая книга по прогнозированию [Текст] / Редкол.: И.В. БестужевЛада (отв. редакт.) // М.: Мысль, 1982. - 430 с.
79. Русанов, О. А. Расчетный анализ напряженного состояния и оценка
прочности несущих систем тракторов // Диссертация д.т.н. Москва, 2006. - 347
с.
115
80. Ревин А.А. Комплексное моделирование в цикле проектирования автомобилей и их систем [Текст] / А.А. Ревин, В.Г. Дыгало // М.: Автомобильная
промышленность, 2002 № 11, с. 21 – 23.
81. Рейзина Г.Н. Синтез колебаний систем подрессоривания многоопорного шасси [Текст] / Г.Н. Рейзина // М.: Автомобильная промышленность, 2004 №
9, С. 35 – 37.
82. Ротенберг Р. В. Подвеска автомобиля. Колебания и плавность хода. 3-е
изд. – М.: Машиностроение, 1972. – 392 с.
83. Седякин М.Н. Исследование и повышение долговечности несущих систем самоходных шасси и прицепов (на примере Т-16М и БМЗ-887). Автореф:
дисс. канд. техн. наук. М., 1973. - 23 с.
84. Секулович М. Метод конечных элементов. М.: Стройиздат, 1997. - 664
с.
85. СНиП 2.05.02-85 Автомобильные дороги.
86. Снитко Н.К. Теория расчета автомобильных рам. Дисс. канд. техн. наук. -М., 1943.
87. Сопротивление материалов деформированию и разрушению: В 2 х ч./
В.Т.Трощенко, А.Я. Красовский, В.В.Покровский и др. – Киев: Наук, думка, Ч.
1, 1993. - 288 е., Ч. 2, 1994. - 704 с.
88. Сосновский JI.A. Статистическая механика усталостного разрушения. –
Минск: Наука и техника, 1987. 288 с.
89. Сурхаев, Г. М. Определение статистических характеристик радиусов
поворотов горных дорог и поперечных сил инерции, действующих на автомобиль
на
этих
поворотах
[Электронный
ресурс]
Г. М. Сурхаев,
/
М. М. Мамакурбанов, М. Ш. Абдуллаев, Н. С. Агапов // Науковедение, 2014. –
Выпуск
3
(22)
(май
–
июнь
2014).
–
URL:http://
http://naukovedenie.ru/PDF/145TVN314.pdf (дата обращения: 03.09.2014).
90. Сурхаев, Г. М. Статистическое исследование поворотов горных дорог
республики
Дагестан
[Текст]
/
Г. М. Сурхаев,
М. М. Мамакурбанов,
116
М. Ш. Абдуллаев, Н. С. Агапов // Научные исследования и их практическое
применение. МФ МАДИ – Махачкала, 2014. – С. 50–52.
91. Сурхаев, Г. М. Поперечные силы инерции, действующие на АТС при
движении на поворотах горных дорог [Текст] / Г. М. Сурхаев, М. М. Магомедов
// Научные исследования и их практическое применение. МФ МАДИ – Махачкала, 2014. – С. 50–52
92. Топалиди В.А. Большегузные автопоезда. Проблемы допуска к международным перевозкам [Текст] / В.А. Топалиди, С.Я. Аллаберганов // М.: Автомобильная промышленность, 2007 № 1, с. 30 – 32.
93. Трикозюк В.А. Повышение надежности автомобиля [Текст] / В.А. Трикозюк // М.: Транспорт, 1980. - 88 с.
94. Трощенко В.Т. Деформирование и разрушение металлов при многоцикловом нагружении [Текст] / В.Т. Трощенко // Киев: Наукова думка, 1981. 344 с.
95. Фараджев Ф.А. Многокритериальный выбор рациональных вариантов
конструктивно-технологических решений рам автотранспортных средств на
стадии проектирования (на примере автобуса "Московит"). Автореф. дисс.
канд. техн. наук. М., 2007. - 25 с.
96. ФасхиевХА. Методы проектирования и доводки деталей ходовой системы грузовых автомобилей. Автореф. дисс. канд. техн. наук. М., 1995. - 20 с.
97. Фасхиев Х.А. Комплексное исследование узлов и деталей - гарантия
эксплуатационной надёжности АТС [Текст] / Х.А. Фасхиев, П.Д. Павленко //
М.: Автомобильная промышленность, 2006 № 12, с. 15 – 17.
98. Федосьев В.И. Сопротивление материалов [Текст] / В.И. Федосьев //
М.: Наука, 1986 - 512 с.
99. Фельзенишейн B.C. Расчет несущих конструкций прицепов как тонкостенных пространственных систем методом конечных элементов. Автореф.
дисс. канд. техн. наук. Челябинск, 1983. - 20 с.
100.
Фокин М.Н. Методы коррозионных испытаний металлов [Текст] /
М.Н. Фокин, К.А. Жигалова // М.: Металлургия, 1986. - 80 с.
117
101.
Хазов Б.Ф. Справочник по расчету надежности машин на стадии
проектирования [Текст] / Б.Ф. Хазов, Б.А. Дидусев // М.: Машиностроение,
1986. - 244 с.
102.
Хазов Б.Ф. Оценка надежности узлов строительных и дорожных
машин при проектировании [Текст] / Б.Ф. Хазов, Э.И. Петруня // М.: Обзор.
инф. / ЦНИИТЭИстроймаш. Сер. 2-3. "Строительные машины"; Вып. 1. 1980. 56 с.
103. Черников,С.К. Моделирование динамических испытаний несущих
систем мобильных машин / С.К.Черников, Ю.В.Садчиков // Труды Междунар.
науч.-техн. конф. «Динамика систем, механизмов и машин». - Омск, 1995. - С.
40-41.
104. Черников,С.К. О достоверности расчетных оценок напряженнодеформированного состояния рамы грузового автомобиля / С.К.Черников,
Ю.В.Садчиков // Проблемы машиностроения и надежности машин.- 1998.- №3.
- С. 117-121.
105. Черногоров А.Л. Обоснование требований к качеству сварных соединений с позиции влияния их геометрии на работоспособность несущих систем сельскохозяйственных машин: Автореф. дисс. канд. техн. наук. – М., 1990.
– 16 с.
106. Чернышов, К. В. Анализ видов, последствий и критичности отказов
полуприцепов
автопоездов,
работающих
в
условиях
горных
дорог
/
К. В. Чернышов, В. К. Магомедов, Г. М. Сурхаев // Изв. ВолгГТУ. Серия "Наземные транспортные системы ". Вып. 8: межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. –
Волгоград, 2014. – № 3 (130). – C. 102–105.
107. Филиппов, В.Ю. Датчик утла закручивания рамы транспортного
средства / В.Ю. Филиппов, В.И. Рассоха // Изобретатели машиностроению2001 -№ 1.- С. 32Шаповалов Л.А. Моделирование в задачах механики элементов конструкций [Текст] / Л.А. Шаповалов // М.: Машиностроение, 1990. - 288
с.
118
108. Шарипов В.М. Конструирование и расчет тракторов. – М.: Машиностроение, 2004. – 592 с.
109. Шейнин А.М. Алгоритмы и программы решения оптимальных задач
надежности машин [Текст] / А.М. Шейнин, В.А. Шейнин // М.: МАДИ, 1981. 113 с.
110. Шульгин Б.Д. Снижение металлоемкости и обеспечение требуемой
долговечности несущих систем и приводов хлопкоуборочных машин / Автореферат диссертации соискании ученой степени к.т.н., М.,НПО ВИСХОМ, 1985. –
16 с.
111.
Яценко Н.Н. Форсированные полигонные испытания грузовых ав-
томобилей. М.: Машиностроение, 1984. - 328 с.
112.
Экономика автомобильной промышленности и тракторостроения:
Учеб. пособ. / А.А.Невелов, В.И.Козырев, А.П.Ковалев и др.: Под ред. А.А. Невелова и В.И. Козырева. – М.: Высш. шк., 1989. – 311 с.
113. Временное практическое руководство по нормированию, подтверждению и обеспечению надежности машиностроительной продукции [Текст] /
М.: ВНИИНМАШ, 1986. - 98 с.
114. Методика сравнения надежности продукции с аналогами [Текст] / М.:
Изд-во стандартов, 1980. - 18 с.
115. Методика статистической обработки информации о надежности технических изделий на ЭЦВМ [Текст] / М.: Изд-во стандартов, 1987. - 56 с.
116. Методические указания по оценке, прогнозированию и нормированию ресурса и безотказности сельхозтехники [Текст] / М.: ГОСНИТИ. 1980. 271 с.
117. МР 248-87. Методы оценивания точности результатов испытаний машин. Методические рекомендации [Текст] / М.: ВНИИНМАШ, 1987. - 66 с.
118. РД 37.001-87. Методика комплексной оценки уровня качества автотранспортных средств по результатам испытаний [Текст] / Дмитров, ЦНИАП
НАМИ, 1987. - 65 с.
119
119. РД 50-204-87. Методические указания. Надежность в технике. Сбор и
обработка информации о надежности изделий в эксплуатации. Основные положения [Текст] / М.: Изд-во стандартов, 1987. - 14 с.
120. Надежность в технике. Методы прогнозирования показателей параметрической надежности изделий машиностроения по результатам кратковременных испытаний или эксплуатации. Методические рекомендации [Текст] /
М.: ВНИИНМАШ, 1980. - 85 с.
121. Надежность в технике: Система сбора и обработки информации. Методы оценки показателей надежности в случае многократно усеченных выборок. Методические рекомендации [Текст] / М.: Госстандарт, ВНИИНМАШ,
1980. - 102 с.
122. МР 41-82. Надежность в технике. Методы оценки надежности технических систем с учетом внешних и внутренних отказов. Методические рекомендации [Текст] / М.: ВНИИНМАШ, 1982. - 40 с.
123. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Термины и определения
[Текст] / М.: Изд-во стандартов, 1989. - 30 с.
124. ГОСТ 20237-85. Надежность в технике. Расчет показателей безотказности восстанавливаемых объектов (без резервирования) [Текст] / М.: Изд-во
стандартов, 1985. - 9 с.
125. ГОСТ 27.502-83. Надежность в технике. Система сбора и обработки
информации. Планирование наблюдений [Текст] / М.: Изд-во стандартов, 1984.
- 24 с.
126. ГОСТ 27.503.81. Надежность в технике. Система сбора и обработки
информации. Методы оценки показателей надежности [Текст] / М.: Изд-во
стандартов, 1982. - 55 с.
127. ГОСТ 27.301-83. Надежность в технике. Прогнозирование надежности изделий при проектировании. Общие требования [Текст] / М.: Изд-во стандартов, 1983. - 39 с.
120
128. МР 198-86. Надежность в технике. Методы оценки и контроля индивидуальных показателей надежности. Методические рекомендации [Текст] / М.:
ВНИИНМАШ, 1986. - 73 с.
129. МР 226-86. Надежность в технике. Методы определения оптимальной
периодичности и объемов технического обслуживания и плановых ремонтов
изделий. Методические рекомендации [Текст] / М.: ВНИИНМАШ, 1987. - 63 с.
130. Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта [Текст] / М.: Транспорт. 1986. - 72 с.
131. ГОСТ 4.400-85. Система показателей качества продукции. Прицепы и
полуприцепы автомобильные. Номенклатура показателей [Текст] / М.: Изд-во
стандартов, 1988. - 10 с.
132. ГОСТ 16431-80 Качество продукции. Показатели и методы оценки
уровня качества продукции [Текст] / М.: Изд-во стандартов, 1980. - 9 с.
133. МР 248-87. Надежность в технике. Методы оценивания точности результатов испытаний машин. Методические рекомендации [Текст] / М.:
ВНИИНМАШ, 1987. - 66 с.
134. ГОСТ 27.103-83. Надежность в технике. Критерии отказов и предельных состояний. Основные положения [Текст] / М.: Изд-во стандартов, 1983.- 5
с.
135. ГОСТ 11.006-84. Прикладная статистика. Правила проверки согласия
опытного распределения с теоретическим [Текст] / М.: Изд-во стандартов, 1984.
- 32 с.
136. ГОСТ 23554.0-79 Система управления качеством промышленной продукции. Основные положения [Текст] / М.: Изд-во стандартов, 1979. - 16 с.
137. ГОСТ 20334-81. Система технического обслуживания и ремонта автомобильной техники. Показатели эксплуатационной технологичности и ремонтопригодности [Текст] / М.: Изд-во стандартов, 1982. - 5с.
138. ГОСТ 16504-81. Система государственных испытаний продукции.
Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения
[Текст] / М.: Изд-во стандартов, 1982. - 28 с.
121
139. ГОСТ 21758-81. Система технического обслуживания и ремонта автомобильной техники. Методы определения показателей эксплуатационной
технологичности и ремонтопригодности при испытаниях [Текст] / М.: Изд-во
стандартов, 1982. - 15 с.
140. ГОСТ 23942-80. Оценка показателей качества продукции по изменениям контролируемого параметра [Текст] / М.: Изд-во стандартов, 1980. - 25 с.
141. ГОСТ 27.411-81. Надежность в технике. Одноступенчатые планы контроля по альтернативному признаку при распределении времени безотказной работы по закону Вейбулла [Текст] / М.: Изд-во стандартов, 1980. – 20 с.
142. ГОСТ 27.310-95 Надежность в технике. Анализ видов, последствий и
критичности отказов. Основные положения [Текст] / М.: Изд-во стандартов,
1995. – 22 с.
143. ГОСТ 27.201-81. Надежность в технике. Оценка показателей надежности при малом числе наблюдений с использованием дополнительной информации [Текст] / М.: Изд-во стандартов, 1982. - 27 с.
144. Alvaro L.G.A., Coutinho J.L.D., Alves L.L., Edison C.P.L., Nelson F.F.E.
On the application of an element-on-element Lanczos solver no large offshore structural engineering problem // Computers & Structures, Vol. 27, No. 1, 1987. P. 27 37.i
145. Barlow,J. Selected FE benchmarks in structural and thermal analysis /
J.Barlow, G.Davies // NAFEMS.-October. - 1986.
146. Dhillon B.S. On fualt trees and other reliability e valuation methods [Text]
/ B.S. Dhillon, C. Singh // Microelectronics and Reliability, 1979, 19, № 1-2. P. 57 –
63.
147. Galetto F. System Availability and Reliability Analysis SARA [Text] / F.
Galetto // Proceedings 1977 Annual Reliability and Maintainability Symposium,
1977. P. 95 – 100.
148. Chen,W. A new approach for the hybrid element method / W.Chen,
Y.K.Cheung // International Journal for Numerical Methods in Engineering.- 1987. v.24, N9. - p. 1697-1709.
122
149. Fricker A.F. An improved tree-noded triangular element for plate bending
// Int. J. Numer. Meth. Engng, v.21, 1985. P. 105-114.
150. Jeyachandrabose C., Kirkhope J. Construction of new efficient tree node
triangular thin plate bending elements // Computers & Structures, Vol. 23, No. 5,
1986. P. 587-603
123
ПРИЛОЖЕНИЯ
124
Приложение А
Таблица А
9
10
11
12
13
14
Дорожные знаки
на участке трассы
8
Относительная влажность
воздуха, %
7
Температура воздуха, °С.
6
Высота над уровнем
моря, м.
5
Радиус поворота, Rп, м.
4
Величина продольного
профиля, i, %
3
Конечная скорость
на участке, Vкон, км/ч
2
2
3
Светофор на выезде
из Махачкалы на 254,5
трассу.
Пост ГАИ (Южный) 255,5
Поворот на трассу
«Кавказ».
Прямой участок
256
по трассе.
256,5
Прямой участок
по трассе.
257,0
Прямой участок
по трассе.
Прямой участок
257,3
по трассе.
Прямой участок
257,9
по трассе.
Прямой участок 260,55
по трассе.
262,2
Прямой участок
по трассе.
Прямой участок 263,65
по трассе.
Прямой участок
264,1
по трассе.
Прямой участок 265,53
по трассе.
Прямой участок
266,3
по трассе.
Прямой участок 267,12
по трассе.
Максимальная
установившаяся скорость
на участке, Vmax, км/ч
1
1
Границы конца
участка
Расстояние до конца
участка L,м
№
уч-ка
Показания
спидометра
Результаты обследования горных дорог Республики Дагестан
4
5
6
7
8
9
10
11
12
45
0
0,0
0
1000
30
20
0,0
35
500
40
-
0,0
-
500
50
-
0,0
-
500
60
-
0,2
-
300
60
-
0,2
-
600
60
-
0,2
-
650
60
-
0,2
-
1650
60
-
0,3
-
1450
60
-
0,3
-
450
60
-
0,3
-
1430
60
-
0,3
-
770
60
-
0,2
-
820
60
-
0,2
-
45
35,1 75,8
125
Продолжение таблицы А
1
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
2
3
Прямой участок
267,3
по трассе.
Прямой участок
268,9
по трассе.
Прямой участок 270,55
по трассе.
Прямой участок 272,75
по трассе.
Прямой участок
273,8
по трассе.
Прямой участок 274,95
по трассе.
Прямой участок
277,4
по трассе.
Поселок Манас
277,5
Поворот влево
Поворот вправо 277,55
Прямой участок 278,15
по трассе.
Прямой участок
278,9
по трассе.
Поворот влево
279,1
Поворот вправо
279,3
Прямой участок
279,9
по трассе.
Поворот влево
280,25
Поворот вправо
281
Прямой участок 281,47
по трассе.
Поворот вправо 281,65
Прямой участок
282,1
по трассе.
Поворот вправо 282,25
Поворот влево
282,75
Поворот вправо
283,5
Прямой участок
284,1
по трассе.
Пост ГАИ
284,2
Прямой участок 284,32
по трассе.
Поворот влево
284,5
Прямой участок
285,4
по трассе.
Поворот влево
285,7
Село Карабудахкент 286,4
Прямой участок
Поворот вправо 286,55
4
180
5
60
6
-
7
0,3
8
-
9
10
11
1600
60
-
0,3
-
1650
60
-
0,3
-
1220
60
-
0,2
-
1050
60
-
0,2
-
1150
60
-
0,2
-
2450
60
-
0,3
-
100
40
10
0,3
50
65
34
81,2
50
650
41
41
-
-
66
78
750
45
-
-
114
200
300
500
43
43
43
-
180
143
178
201
350
750
470
41
40
40
-
150
217
221
233
180
450
40
40
-
180
-
229
224
150
500
750
600
40
40
40
40
-
-
201
207
210
216
100
120
20
30
-
6
-
217
219
180
900
35
40
-
5
70
-
221
224
200
750
40
40
20
50
231
231
150
4
3,0
29,5 68,2
12
126
Продолжение таблицы А
1
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
2
Прямой участок
по трассе.
Поворот влево
Поворот вправо
Прямой участок
по трассе.
Сергокалинская
развилка
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Прямой участок
по трассе.
Прямой участок
по трассе.
Прямой участок
по трассе.
Прямой участок
по трассе.
Поворот вправо
Поворот влево
Прямой участок
по трассе.
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Прямой участок
по трассе.
Поворот вправо
Прямой участок
по трассе.
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
3
4
289,7 3150
5
60
290,3 250
290,5 200
295,3 4800
296,35
50
297
297,75
298,25
299,12
650
750
500
870
-
8
299,42 300
-
10
580
-
9
300,35 350
-
10
300
300,95 600
301,6 650
303,65 2050
303,85
303,9
303,95
304
304,05
304,1
304,45
304,5
304,55
304,65
304,68
307,95
6
-
7
2
60
60
60
-
3
3
2
20
10
4
50
470
170
50
-
-
308,4 1450
308,5 100
-
100
100
100
700
150
550
9
190
200
100
200
50
50
50
50
50
300
50
50
100
30
3270
308,6
308,7
308,8
309,5
310,05
310,2
8
6
6
6
6
6
6
100
50
50
50
50
50
100
50
50
100
30
100
70
40
80
50
50
100
10
11
29,4 68,2
12
127
Продолжение таблицы А
1
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
2
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Прямой участок
по трассе.
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Прямой участок
по трассе.
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Прямой участок
по трассе.
Село Леваши
Поворот вправо
Поворот влево
Прямой участок
по трассе.
Поворот вправо
Прямой участок
по трассе.
с.Кутиша
Поворот вправо
Прямой участок
по трассе.
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
3
310,85
311,9
312,7
314,3
314,89
315,32
315,96
4
650
1050
800
1600
590
430
370
316,1
316,5
317,17
317,37
318,55
319,35
319,75
110
700
670
200
1180
800
400
320,1
320,55
320,85
321,05
321,65
322,1
322,6
350
450
300
200
600
450
1500
323,65
50
324,1
334,4
450
5
6
7
8
100
100
150
180
200
170
336,1
336,7
300
600
337,1
337,2
337,6
337,8
400
100
400
200
10
11
100
80
100
150
150
180
180
170
150
190
180
180
40
20
4
50 1255
150
-
335,4 1000
335,8 400
9
150
30
150
180
100
50
80
50
120
100
100
180
120
29,3 88,8
12
128
Продолжение таблицы А
1
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
2
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Прямой участок
по трассе.
Поворот влево
Поворот вправо
Прямой участок
по трассе.
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Прямой участок
по трассе.
Поворот вправо
Поворот влево
Прямой участок
по трассе.
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
3
4
5
6
338,55 750
339,2
339,7
650
500
339,8
340,2
340,55
340,7
341,55
400
350
150
250
341,6
341,85 250
342,1 250
342,3 200
342,4 100
342,65
100
342,8 50
343,45 650
343,7
250
343,87
344,7
345,1
345,3
850
400
7
8
100
120
100
130
180
80
50
150
100
130
200
100
80
130
100
150
100
100
200
100
100
100
50
50
100
100
180
50
120
50
50
100
150
150
50
50
100
180
9
10
11
12
129
Продолжение таблицы А
1
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
2
Прямой участок
по трассе.
Село Хаджалмахи
Поворот влево
Поворот вправо
Мост
Прямой участок
Село Ташкапур
Развилка с.Кумух.,
с.Гуниб.
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Прямой участок
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Прямой участок
по трассе.
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Село Телагу
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
3
346
4
400
5
6
-
7
347,1 1100
40
20
347,4
347,95 550
348,2 250
348,7 500
3
3
3
30
35
37
20
348,9
239,5
350,15
350,7
5
2
200
600
650
550
200
355
700
355,3 300
355,85 550
356
250
365,25 250
365,5 250
356,6 1000
357,2 600
11
34,5 54,6
32,8 72,8
100
100
50
50
100
90
30
50
100
110
150
-
352,7
900
700
925
100
150
150
892
10
-
700
300
300
300
353,6
354,3
9
100
100
100
150
350,9
351,6
351,9
352,2
352,5
8
-
35
-
6,5
80
50
50
- 1168
100
100
150
100
50
150
100
50
100
50
150
150
100
50
29
72,8
12
130
Продолжение таблицы А
1
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
234
235
236
237
238
239
2
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Прямой участок
по трассе.
Прямой участок
по трассе.
Граверная дорога
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Асфальтированная
дорога
Прямой участок
по трассе.
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
3
4
5
6
7
8
100
50
150
100
50
100
50
50
100
100
150
190
50
100
80
40
-
12
-
357,3
357,55 250
358,1
358,3
550
200
358,45
358,7 250
358,95
359,35 400
-
359,75 400
6
50
359,85
360,25 400
361,2 950
361,6 400
361,75 150
362
362,3
250
-
150
100
50
-
50
150
50
100
100
100
100
70
70
130
100
150
130
100
9
10
11
12
131
Продолжение таблицы А
1
240
241
242
243
244
245
2
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
3
4
362,85 550
363,25
363,5
363,7
363,85
400
250
200
150
364,1
250
5
6
7
550
365,2
Мост Гунибский 366,0
ГЭС
Поворот вправо
366,1
Поворот влево
366,5
Поворот влево
Поворот вправо 366,75
Поворот влево
Платина Гунибский 367,25
ГЭС
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
367,7
Тоннель 150м
368,2
Поворот вправо
Поворот влево
368,55
Поворот вправо 368,75
Поворот влево
368,95
Поворот вправо
Поворот влево
369,1
Поворот вправо 369,35
Поворот влево
369,7
Поворот вправо
Поворот влево
369,8
Поворот вправо 370,05
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
370,3
Поворот вправо
400
800
50
20
450
500
350
200
200
150
250
350
100
250
350
20
11
820
26,3 80,2
-
80
100
110
50
150
50 870
26,3 76,8
250
40
10
-
100
400
500
9
70
200
150
150
60
50
80
50
50
150
--
364,25
364,8
8
100
110
100
110
100
100
100
80
180
80
50
50
70
50
100
50
100
50
50
50
50
150
150
40
50
12
132
Продолжение таблицы А
1
283
284
285
286
287
288
2
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
289
290
Поворот влево
Поворот вправо
Село Н. Кегер
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Гунибский мост
(село Хиндай)
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Поворот влево
Поворот вправо
Прямой участок
Ворота Шамиля
Поворот вправо
Прямой участок
по трассе
Село Гуниб
База отдыха
Орлиное гнездо
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
3
370,85 550
371,3 450
371,5 200
8
100
50
150
100
150
100
371,7
371,8
4
150
50
955
29
67
1
50
100
50
50
100
902
24,4
87
5
150
50
50
50
50
150
100
150
50
50
120
80
100
50
100
50
50
50
40
50
180
-
24
22
74,8
69,3
372
372,2
372,3
4
200
100
200
200
100
374,1
374,35
374,65
374,75
1800
250
300
100
375
375,4
250
400
375,7
375,8
300
100
376
200
376,4
400
376,8
377
400
200
377,3
377,5
300
200
377,65 150
379,1 1450
5
40
30
6
20
20
-
7
9
10
11
100
30
25
10
10
2
5
- 1195
40 1701
12
133
Приложение Б
Программа для построения зависимости угла закручивания рамы полуприцепа на повороте от соотношения угловых жесткостей полуприцепа и
тягача
PROGRAM Povorot;
USES GraphABC, CRT;
TYPE VEC=array[1..8] OF REAL;
VAR x,x0,x1,y11,y110,y12,y120,y13,y130,y14,y140,y15,y150,
y21,y210,y22,y220,y23,y230,y24,y240,y25,y250
:INTEGER;
G1,G2,G3,G4,G5,G6,G7,G8,G9,G10,Cotn
:REAL;
Ch
:CHAR;
CONST
H=1.8;
H01=0.9 { H1 }
h1=0.5
h2=1.1;
A=2.0;
{ a/b }
C1=100000;
Cp=101000;
MC=0.2; {Масштаб по горизонтали}
MG=0.5; {Масштаб по вертикали}
dC=0.0001;
PROCEDURE Setka;
VAR i:INTEGER;
BEGIN
SetPenWidth (1);
SetPenColor (11);
i:=0; WHILE i<=800 DO
BEGIN Line (i,0,i,599); i:=i+80 END;
i:=0; WHILE i<=600 DO
BEGIN Line (0,i,799,i); i:=i+60 END;
END; {Setka}
{ MAIN PROGRAM }
BEGIN
Cotn:=0;
SetWindowSize(800,600);
ClearWindow;
Repeat;
Setka;
134
x:=0;
x0:=x;
While x<799 do
BEGIN
G1:=(H01/h2)*(A*Cotn-h1/h2)/(C1/Cp+Cotn+1)*(H/h2)*(A+1);
// G2:=(H01/h2)*(H/h2)*(A+1)*(A*Cotn-h1/h2)/(C1/Cp+Cotn+1);
// G3:=(H01/h2)*(H/h2)*(A+1)*(A*Cotn-h1/h2)/(C1/Cp+Cotn+1);
// G4:=(H01/h2)*(H/h2)*(A+1)*(A*Cotn-h1/h2)/(C1/Cp+Cotn+1);
// G5:=(H01/h2)*(H/h2)*(A+1)*(A*Cotn-h1/h2)/(C1/Cp+Cotn+1);
// G6:=(H01/h2)*(H/h2)*(A+1)*(A*Cotn-h1/h2)/(C1/Cp+Cotn+1);
// G7:=(H01/h2)*(H/h2)*(A+1)*(A*Cotn-h1/h2)/(C1/Cp+Cotn+1);
// G8:=(H01/h2)*(H/h2)*(A+1)*(A*Cotn-h1/h2)/(C1/Cp+Cotn+1);
// G9:=(H01/h2)*(H/h2)*(A+1)*(A*Cotn-h1/h2)/(C1/Cp+Cotn+1);
// G10:=(H01/h2)*(H/h2)*(A+1)*(A*Cotn-h1/h2)/(C1/Cp+Cotn+1);
x:=x1+Round((80/MC)*Cotn);
y11:=Round(600-(60/MG)*G1);
// y21:=Round(600-(60/MG)*G2);
// y12:=Round(600-(60/MG)*G3);
// y22:=Round(600-(60/MG)*G4);
// y13:=Round(600-(60/MG)*G5);
// y23:=Round(600-(60/MG)*G6);
// y14:=Round(600-(60/MG)*G7);
// y24:=Round(600-(60/MG)*G8);
// y15:=Round(600-(60/MG)*G9);
// y25:=Round(600-(60/MG)*G10);
SetPenWidth (3);
SetPenColor (clGreen);
Line (x0,y110,x,y11);
// Line (x0,y210,x,y21);
// SetPenColor (clBlue);
// Line (x0,y120,x,y12);
// Line (x0,y220,x,y22);
// SetPenColor (clRed);
// Line (x0,y130,x,y13);
// Line (x0,y230,x,y23);
// SetPenColor (clBlack);
// Line (x0,y140,x,y14);
// Line (x0,y240,x,y24);
// SetPenColor (clBrown);
// Line (x0,y150,x,y15);
x0:=x;
y110:=y11;
y120:=y12;
y130:=y13;
y140:=y14;
y150:=y15;
y210:=y21;
y220:=y22;
y230:=y23;
y240:=y24;
y250:=y25;
Cotn:=Cotn+dC;
135
end;
Ch:=ReadKey; y21,y210,y22,y220,y23,y230,y24,y240,y25,y250
G1,G2,G3,G4,G5,G6,G7,G8,G9,G10,Cotn
:REAL;
Ch
:CHAR;
CONST
H=1.8;
H01=0.9 { H1 }
h1=0.5
h2=1.1;
A=2.0;
{ a/b }
C1=100000;
Cp=101000;
MC=0.2; {Масштаб по горизонтали}
MG=0.5; {Масштаб по вертикали}
dC=0.0001;
PROCEDURE Setka;
VAR i:INTEGER;
BEGIN
SetPenWidth (1);
SetPenColor (11);
i:=0; WHILE i<=800 DO
BEGIN Line (i,0,i,599); i:=i+80 END;
i:=0; WHILE i<=600 DO
BEGIN Line (0,i,799,i); i:=i+60 END;
END; {Setka}
{ MAIN PROGRAM }
BEGIN
Cotn:=0;
SetWindowSize(800,600);
ClearWindow;
Repeat;
Setka;
x:=0;
x0:=x;
While x<799 do
BEGIN
G1:=(H01/h2)*(A*Cotn-h1/h2)/(C1/Cp+Cotn+1)*(H/h2)*(A+1);
// G2:=(H01/h2)*(H/h2)*(A+1)*(A*Cotn-h1/h2)/(C1/Cp+Cotn+1);
// G3:=(H01/h2)*(H/h2)*(A+1)*(A*Cotn-h1/h2)/(C1/Cp+Cotn+1);
// G4:=(H01/h2)*(H/h2)*(A+1)*(A*Cotn-h1/h2)/(C1/Cp+Cotn+1);
// G5:=(H01/h2)*(H/h2)*(A+1)*(A*Cotn-h1/h2)/(C1/Cp+Cotn+1);
// G6:=(H01/h2)*(H/h2)*(A+1)*(A*Cotn-h1/h2)/(C1/Cp+Cotn+1);
// G7:=(H01/h2)*(H/h2)*(A+1)*(A*Cotn-h1/h2)/(C1/Cp+Cotn+1);
// G8:=(H01/h2)*(H/h2)*(A+1)*(A*Cotn-h1/h2)/(C1/Cp+Cotn+1);
// G9:=(H01/h2)*(H/h2)*(A+1)*(A*Cotn-h1/h2)/(C1/Cp+Cotn+1);
// G10:=(H01/h2)*(H/h2)*(A+1)*(A*Cotn-h1/h2)/(C1/Cp+Cotn+1);
x:=x1+Round((80/MC)*Cotn);
y11:=Round(600-(60/MG)*G1);
:INTEGER;
136
//
//
//
//
//
//
//
//
//
y21:=Round(600-(60/MG)*G2);
y12:=Round(600-(60/MG)*G3);
y22:=Round(600-(60/MG)*G4);
y13:=Round(600-(60/MG)*G5);
y23:=Round(600-(60/MG)*G6);
y14:=Round(600-(60/MG)*G7);
y24:=Round(600-(60/MG)*G8);
y15:=Round(600-(60/MG)*G9);
y25:=Round(600-(60/MG)*G10);
SetPenWidth (3);
SetPenColor (clGreen);
Line (x0,y110,x,y11);
// Line (x0,y210,x,y21);
// SetPenColor (clBlue);
// Line (x0,y120,x,y12);
// Line (x0,y220,x,y22);
// SetPenColor (clRed);
// Line (x0,y130,x,y13);
// Line (x0,y230,x,y23);
// SetPenColor (clBlack);
// Line (x0,y140,x,y14);
// Line (x0,y240,x,y24);
// SetPenColor (clBrown);
// Line (x0,y150,x,y15);
x0:=x;
y110:=y11;
y120:=y12;
y130:=y13;
y140:=y14;
y150:=y15;
y210:=y21;
y220:=y22;
y230:=y23;
y240:=y24;
y250:=y25;
Cotn:=Cotn+dC;
end;
ClearWindow;
x:=0; x0:=0;
x1:=x1-800;
Until Ch=chr(27);
END.
137
Приложение В
Таблица В.1
Техническая характеристика автомобильных седельных тягачей
138
Таблица В.2
Техническая характеристика полуприцепов-керамзитовозов
139
Таблица В.3
Техническая характеристика полуприцепов-панелевозов
140
Приложение Г
Рекомендации по выбору полуприцепа
Полуприцепы бывают бортовые, тентованные (с бортами и без), шторные, изотермические, рефрижераторные, самосвальные, тралы (для негабаритных грузов), автовозы, контейнеровозы и фургоны.
Зная характер груза, ответ на вопрос, какого типа полуприцеп выбрать
становится легко решаемым. Изотермические и рефрижераторные полуприцепы подойдут для транспортировки продуктов питания. Они способны сохранять необходимую температуру внутри, чтобы избежать порчи груза. В полуприцепе-рефрижераторе, в отличие от простого изотермического фургона,
можно не только поддерживать температуру, но и устанавливать нужный градус (от +30 до -30).
Сами названия полуприцепа-автовоза и контейнеровоза говорят о том,
для каких целей они предназначены. Самосвальные полуприцепы выбирают
для перевозки сельскохозяйственных или строительных грузов.
Рис. П.1. Самосвальный полуприцеп для перевозки сельскохозяйственных или
строительных грузов
141
Самыми популярными в России являются бортовые, тентованные и
шторные полуприцепы. Перевозки таким типом транспорта занимают 60% ото
всех выполняемых в мире.
Выбирая полуприцеп, важно знать о раме, и о поперечинах на раме. Одни
производители оснащают раму большим количеством поперечин для укрепления, другие меньшим. К поперечинам крепится пол. От расстояния между ними
зависят нагрузка на оси полуприцепа и долговечность рамы. Также на упругость рамы, кроме качества стали, влияет конструкция пола. Кроме самого
обыкновенного однослойного, бывают и двойные полы (из досок и алюминиевых вставок), это облегчает конструкцию и служит барьером от излишних вибраций. Такие полы обычно устанавливают на более дорогих моделях полуприцепов.
Рис. П.2. Вид тентованного полуприцепа
142
Рис. П.3. Вид шторного полуприцепа в открытом состоянии
Перед тем, как выбрать полуприцеп (бортовой или шторный), нужно разобраться в их эксплуатационных характеристиках. Шторный полуприцеп просто загрузить, т. к. тент легко сдвигается в сторону, что значительно
экономит время.
Преимущество бортового полуприцепа заключается в наличии бортов,
они страхуют от смещения груза и его возможного выпадения. В бортовых полуприцепах тент крепится дольше, что увеличивает время погрузочноразгрузочных операций. Следует отметить, что, конструкция таких полуприцепов более прочная.
При выборе внимание стоит обратить на стойки полуприцепа. От того, из
какого материала они сделаны, насколько они прочны и удобны будет зависеть
время на подготовку полуприцепа.
Выбирая полуприцеп, обратите внимание на переднюю стенку. Она бывает металлическая или алюминиевая. Как правило, в качественных полуприцепах нижняя часть металлической стенки усилена плотным листом алюминия
(около 6 мм) либо листом спрессованной фанеры.
143
При выборе полуприцепа с алюминиевой передней стенкой важно также
знать, из какого профиля она сделана, как крепится и насколько усилена. На
рынке встречаются полуприцепы, нижняя часть стенки которых не застрахована от удара. К тому же бывают полуприцепы, передняя стенка которых выполнена не на всю высоту крыши. Такая конструкция полуприцепа лучше регулируется, но порой отрицательно сказывается на аэродинамических характеристиках автопоезда.
Хорошо если пол у передней стенки укреплен металлом, который будет
страховать полуприцеп от неудачных установок палет либо ударов во время работы. Существуют прицепы со сдвижной крышей, в них используются стойки
на пружинах, которые улучшают устойчивость. Чаще всего такие стойки регулируются по высоте.
Выбирая любой полуприцеп, стоит обращать внимание на количество
крюков, с помощью которых впоследствии будет закрепляться груз. Чем их
больше, тем лучше, т.к. при это увеличиваются возможности оптимального
размещения груза. Крюки могут иметь полезную нагрузку от 2 до 3,5 т.
Задний портал полуприцепа бывает металлический либо алюминиевый.
Полуприцепы различаются по конструкции петель и замков. Естественно, замки бывают разные, они могут располагаться горизонтально и вертикально, открывать их можно одной либо двумя руками. Считается, что горизонтальный
замок, который еще называют "ласточкин хвост", надежнее.
Многие перевозчики боятся алюминиевых конструкций, считая их недолговечными, но этот материал намного легче. А вот металлические порталы размещаются только на более мощной задней подвеске.
Подвеска бывает рессорная или пневматическая. Рессоры используются
чаще всего на спецтехнике, не предназначенной для магистральных грузоперевозок. Для дальних рейсов предпочтительно выбрать пневматическую подвеску. В свою очередь пневматическая подвеска также бывает на интегрированных
рычагах либо полурессорах.
144
При выборе полуприцепа очень важен ход подвески, так как именно он
поможет сохранить груз и саму технику в условиях работы на российских дорогах. Самыми популярными и распространенными осями являются SAF и BPW.
Они отличаются тем, что подвеска с SAF имеет круглую балку.
Особенности подвески полуприцепа можно изучить, не производя серьезных
исследований. Часто бывает, что у одного производителя длина осей подвески
оказывается одинаковой, а ход разным.
При осмотре, выбирая полуприцеп, обратите внимание, где расположена
пневмоподушка: на оси или на раме. Предпочтителен вариант расположения
"на оси", потому что это более жесткая и надежная конструкция. Амортизаторы
располагаются по-разному (вертикально либо под наклоном), сильный наклон
амортизатора удобен не на любой дороге, поэтому при выборе стоит отдавать
предпочтение прямым либо слегка наклоненным.
В горных условиях важно подобрать полуприцеп и тягач по угловой жесткости, что обеспечит снижение нагруженности рамы на поворотах. Чем ближе к оптимальному значению будет соотношение угловых жесткостей тягача и
полуприцепа во время движения, тем дольше прослужит сам полуприцеп.