Технические науки/ 4.Транспорт.

 

Турмаханбет Ф.,  магистрант гр. ТТМ-13-1, Сунгатоллакызы А. магистрант гр. ТТМ-13-1

Научные руководители: Кадыров А.С., д.т.н., профессор,  Курмашева Б. К., к.т.н., доцент.

Карагандинский Государственный Технический Университет, Казахстан

 

Применение метода морфологического анализа для прогнозирования развития транспортной техники

 

Для того, чтобы изменить или создать новую технологию возведения зданий и сооружений нам надо применять тот или иной рабочий орган, существующий или гипотетический. Это также определяется и экономическими условиями работы наших организаций в Казахстане, поскольку серийные машины у нас не производятся, и значительно выгоднее приобретать или изготавливать новые рабочие органы.

Установление возможных подъемно-транспортных машин можно провести с использованием морфологического анализа их конструкций. В целом, предлагаемое исследование позволяет определить показатели назначения ПТМ на этапе проектирования, исходя из анализа оптимальности технологического процесса, а не при сравнении машины с машиной.

Метод прогнозирования – это способ исследования -  это способ исследования объекта прогнозирования, направленный на разработку прогноза.

Существует три основных источника прогнозной информации:

1.     Человеческий опыт и интуиция;

2.     Экстраполяция известных тенденций и закономерностей в развитии процессов и явлений;

3.     Модель исследуемого процесса, отражающая ожидаемые или желательные условия его развития.

К наиболее распространенным методам прогнозирования относятся: экстраполяция, нормативные расчеты, в том числе интерполяция, экспертные оценки, аналогия, математическое моделирование и морфологический анализ.

В данной статье сделаны классификационные признаки подъемно-транспортных и транспортирующих машин, методом морфологических анализа.

Морфологический анализ – теоретический метод, позволяющий определить все варианты конструкции, системы или процесса. Алгоритм морфологического анализа довольно просты:

- определяются классификационные признаки конструкции (здесь и далее термины системы или процессы будут опущены, но будут подразумеваться);

- разработка морфологической таблицы (некоторые исследователи называют её чёрным морфологическим ящиком [2] );

- анализ полученных результатов.

Морфологический анализ относится к формализованным методам прогнозирования. Он выявляет все возможные признаки, определяющие состояние объектов и окружающей среды, и на этой основе прогнозирование будущих состояний.

Для проведения морфологического анализа необходима точная формулировка проблемы для рассматриваемой системы. В итоге дается ответ на более общий вопрос посредством поиска всевозможных вариантов частных решений, независимо от того, что в исходной задаче речь  шла только об одной конкретной системе.

Основные этапы применения метода:

1.     Выясняется цель задачи – поиск вариантов функциональных схем, либо принципов действия, либо структурных схем, либо конструктивных разновидностей разрабатываемой системы. Возможно, исследование одновременно по нескольким признакам;

2.     Выделяют узловые точки (оси, отдельные части задачи), которые характеризуют разрабатываемую систему с позиции ранее сформулированной цели. Это могут быть частные функции подсистем, принципы их работы, их форма, расположение, характеристики и свойства. Удобно предварительно построить соответствующую блок-схему, элементы которой и образуют узлы;

3.     Для каждой узловой точки предлагаются варианты решений: либо, исходя из личного опыта (то есть на каждую ось нанизываются возможные решения, по аналогии со счетами). Варианты должны охватывать всю область возможных решений для данной узловой точки;

4.     Проводят полный перебор всех вариантов решений с проверкой комбинаций на соответствие условий задачи, на несовместимость отдельных вариантов предлагаемой их общей группе, на реализуемость и иные условия.[1]

 Основан на построении таблицы (морфологический ящик), в которой перечисляются все основные элементы, составляющие объект и указывается,возможно, большее число известных и возможных вариантов реализации этих элементов. Комбинируя варианты реализации элементов объекта, можно получить самые неожиданные новые решения (морфологический синтез).

В создании материально-технической базы значительная роль отводится подъемно-транспортному машиностроению, перед которым поставлена задача широкого внедрения во всех областях народного хозяйства комплексной механизации и автоматизации производственных процессов.

Подъемно-транспортные машины являются важнейшим оборудованием для механизации работ во всех отраслях народного хозяйства – в промышленности, строительстве, на транспорте, в сельскохозяйственном производстве; применяются для перемещения людей на коротких трассах в вертикальном, горизонтальном и наклонном направлениях.[2]

Подъемно-транспортные  машины – это машины циклического действия, предназначенные для подъема и перемещения грузов и людей в вертикальной, горизонтальной и наклонной плоскостях на относительно небольшие расстояния в пределах заводов, строительных площадок, портов, складов и т.п. Подъемно-транспортные машины являются основным средством механизации подъемно-транспортных и погрузочно-разгрузочных работ в промышленности, строительстве, на транспорте, в горном деле и в сельском хозяйстве.[3]

Транспортирующими называют технические средства непрерыв­ного действия для перемещения массовых сыпучих и штучных гру­зов по определенным линейным трассам. Их делят на конвейеры и устройства трубопроводного транспорта. Первыми перемещают грузы (сыпучие и кусковые материалы, штучные грузы, а также пластичные смеси бетонов и растворов) путем непосредственно­го механического воздействия на них тягового или транспортиру­ющего органа. Конвейеры бывают ленточными, пластинчатыми, скребковыми, ковшовыми, винтовыми и вибрационными. Уст­ройствами трубопроводного транспорта грузы перемещают в по­токе жидкости или газа, а также в контейнерах.

Транспортирующие машины находят широкое применение во многих отраслях промышленности, сельского хозяйства, всех видов транспорта, в которых используют как общепромышленные виды этих машин, так и их системы и конструкции, отражающие специфику данной области народного хозяйства. Механизация и автоматизация производственных процессов требуют всемирного расширения областей эффективного применения различных грузоподъемных и транспортирующих машин и механизмов. Широкое использование способствует механизации трудоемких и тяжелых работ, удешевлению стоимости производства, улучшению использования объема производственных зданий, сокращению путей движения грузов в технологической цепи производства.[4]

Различными учёными и научными школами давались те или иные классификации подъемно-транспортных машин. Достоинством этих классификаций являлось отражение в них  существующих конструкций. Недостатком – невозможность определения перспективных конструкций машин.

В связи с этим разработка методов и системы определения новых конструкций машин является актуальной задачей.

Научная новизна проведённого исследования заключается в разработке способа определения новых конструкций подъемно-транспортных машин, основанное на взаимосвязи их морфологических элементов.

Практическая полезность определяется разработанной методикой предварительного расчёта параметров подъемно-транспортных машин на этапе определения перспективных конструкций.

№

Классификация

1

2

 

3

 

4

5

6

1.

Траектория движения

1.1

горизонтальные

 

1.2

вертикальные

1.3

наклонные

1.4

поступательное

1.5

вращательное

1.6

2.

Вид перемещения

2.1

стационарные

2.2

передвижные

2.3

2.4

2.5

2.6

3.

Назначение

3.1

грузовые

3.2

пассажирские

3.3

грузопассажирские

3.4

транспортировочные

3.5

сборочные

3.6 сортировочные

 

4.

Местоположение

4.1

напольные

4.2

наземные

4.3

воздушные

4.4

подвесное

4.5

опорные

4.6

 

5.

Тип привода

5.1

ручные

5.2 электрические

5.3

гидравлические

5.4

пневматический

5.5

от двигателя внутреннего сгорания

5.6

паровой комбинированный

6.

Принцип действия

6.1

циклические

6.2

непрерывные

6.3

6.4

6.5

6.6

7.

Тяговый орган

7.1

ленточные

7.2

гравитационные

7.3 цепные

7.4 канатные

7.5 инерционные

7.6 винтовые

8.

Среда функционирования

8.1 воздух

8.2 грунт

8.3 вода

8.4

8.5

8.6

9.

Навеска на рабочий орган

9.1 гибкая

9.2 жесткая

 

9.3

9.4

9.5

9.6

 

Таблица 1.1 - Классификация подъемно-транспортных машин

 

Свод ограничений

-  Любой РО должен иметь траекторию движения

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0

(1.1)

 

- Подвесное оборудование не может выполнять действия в наклонной плоскости

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 = 0

(1.2)

 

-  Канатный тяговый орган не может выполнять работу непрерывным действием

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 = 0

(1.3)

 

- Невозможен ручной тип привода с воздушным местоположением

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 = 0

(1.4)

 

- Мостовой кран не может быть с наклонной траекторией

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 = 0

(1.5)

 

- Инерционный тяговый орган  не может функционировать в водной среде

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 = 0

(1.6)

 

- Напольное местоположение не может функционировать в водной среде

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 = 0

(1.7)

 

- С наземным местоположением не может функционировать в водной среде

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 = 0

(1.8)

 

Результатом морфологического анализа являются возможные конструкции подъемно-транспортных машин и способы выполнения грузовых работ.

Одним из таких способов является бескрановой метод монтажа.

 

Бескрановой метод монтажа

 

Изобретение относится к области строительства, а именно к способу монтажа подъемно-транспортных сооружений;

Задачей изобретения является сокращение расходов на строительство и упрощение монтажа-демонтажа конструкции, а также ее эксплуатация в погрузочно-разгрузочных работах.

Указанная задача достигается тем, что устанавливаются четыре оппозитных шахтных подъемника с натянутыми тросами между которыми устанавливается тельфер.

Техническим результатом является упрощение конструкции, увеличение полезной площади на объекте, удобство в строительно-монтажных и погрузочно-разгрузочных работах, а также быстрая сборки разборка конструкций.

Аналогом является башенный кран стрелового типа со стрелой, закрепленный в верхней части, вертикально расположенной башни, который обслуживает территорию строительных площадок зданий и сооружений, складов, полигонов, погрузку и разгрузку материалов с транспорта. Выполняет строительно-монтажные и погрузочно-разгрузочные работы.

Недостатками аналога являются высокая стоимость услуг, дорогое обслуживание при выполнении строительно-монтажных и погрузочно-разгрузочных работ

Прототипом является подъемное устройство шахтного типа

Недостатками прототипа являются неудобство в использовании, дополнительная нагрузка, невозможные перемещения груза по всей территории, необходимость установки рельсовых путей.

Задачей изобретения является снижение расходов, увеличение производительности, эффективность работы, получение возможности перемещения груза по всей территории

Техническим результатом является упрощение конструкции, увеличение полезной площади на объекте, удобство в строительно-монтажных и погрузочно-разгрузочных работах, а также быстрая сборка и разборка конструкций.

Способ монтажа достигается установкой  четырех оппозитных шахтных подъемников с натянутыми тросами, по диагонали и перпендикулярно между ними, на которых устанавливается тельфер.

Груз перемещается по территории с использованием подвесного троса, натянутого между четырьмя оппозитными шахтными подъемниками, при помощи тельфера

При помощи бескранового метода монтажа достигаются удобство в перемещении груза, легкость конструкции, экономия средств при строительстве и эксплуатации.

Процесс перемещения груза осуществляется следующим образом: тельфер 1, установленный на натянутых тросах 3 между четырьмя оппозитными шахтными подъемными устройствами 2 перемещает груз по всей территории, находящейся в пределах шахтных подъемников.

 

 

 

 

 

 

 

 

Формула изобретения

 

Способ бескранового монтажа заключается в подъеме грузов вертикального подъема, отличающегося тем, что по периметру здания установлено несколько подъемников, соединенных между собой несущими тросами с грузоподъемными лебедками.

 

1 – тельфер, 2 – подъемные устройства, 3 - тросы

Рисунок 1 – бескрановой метод монтажа
 
 

 


Список использованной литературы

1.     Интернет источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/Морфологический

2.     М.П.Александров, Л.Н.Колобов, Н.А.Лобов, Т.А.Никольская, В.С.Полковников. Грузоподъемные машины. Издательство «Высшая школа», 1973г. – 8-35 стр.

3.                А.В.Кузьмин, Ф.Л.Марон. Справочник по расчетам механизмов подъемно-транспортных машин. Издательство «Высшая школа», 1983 г. – 103-105 стр.