Безопасность выполнения специальных работ в экстремальных ситуациях с применением подъемно-транспортных машин и оборудования
В настоящее время во многих странах мира в основу практических расчетов
 по стандартам положен критерий, согласно которому требуется не допустить обезгруживания опорных ходовых колес, т.е. обеспечить положительность сил давления колес крана на
 рельсы пути (или аутригеров автоподъемн...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Геотехнічна механіка |
|---|---|
| Datum: | 2016 |
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2016
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/137789 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Безопасность выполнения специальных работ в экстремальных ситуациях с применением подъемно-транспортных машин и оборудования / А.С. Беликов, В.А. Шаломов, Н.В. Долгополова, М.Ю. Улитина // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2016. — Вип. 128. — С. 116-125. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860076693748711424 |
|---|---|
| author | Беликов, А.С. Шаломов, В.А. Долгополова, Н.В. Улитина, М.Ю. |
| author_facet | Беликов, А.С. Шаломов, В.А. Долгополова, Н.В. Улитина, М.Ю. |
| citation_txt | Безопасность выполнения специальных работ в экстремальных ситуациях с применением подъемно-транспортных машин и оборудования / А.С. Беликов, В.А. Шаломов, Н.В. Долгополова, М.Ю. Улитина // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2016. — Вип. 128. — С. 116-125. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Геотехнічна механіка |
| description | В настоящее время во многих странах мира в основу практических расчетов
по стандартам положен критерий, согласно которому требуется не допустить обезгруживания опорных ходовых колес, т.е. обеспечить положительность сил давления колес крана на
рельсы пути (или аутригеров автоподъемников / автолестниц на дорожное покрытие). В связи с этим, для определения расчетным путем таких нагрузок следует вводить соответствующие коэффициенты безопасности. Традиционный способ определения сил инерции в рассматриваемых исследованиях
устойчивости вызывает определенные сомнения, так же как и отнесение всех расчетов к
опасному состоянию объекта, в качестве которого принимается снижение до нуля давления
от колес / аутригеров на основание («обезгруживание колес»). Когда это давление действительно достигает нулевого значения, объект не обязательно потеряет устойчивость. Может
наступить некоторый отрыв колес от основания (рельсы / грунт земли), и, тем не менее, кран
/ автокран не опрокидывается. И наоборот, – обезгруживание опорных элементов (колеса
или аутригеры) в определенный момент времени еще не достигнуто, а объект потенциально
(с последующим развитием колебательных процессов) подвержен опрокидыванию. Следовательно, корректирующие коэффициенты безопасности необходимо соотносить к действительному состоянию потери устойчивости, которое следует устанавливать достоверно корректными исследованиями. Подобными соображениями можно пользоваться и при производстве работ на промплощадках и в поверхностных комплексах угольных шахт.
У нинішній час в багатьох країнах світу в основу практичних розрахунків за стандартами належить мати критерій, згідно якому необхідно не допустити обезвантаження опорних ходових коліс, тобто забезпечити позитивність сил тиску коліс крана на рейки шляху (або аутригерів автопідйомників / автодрабин на дорожнє покриття). У зв'язку з цим, для визначення розрахунковим
шляхом таких навантажень слід вводити відповідні коефіцієнти безпеки. Традиційний спосіб визначення сил інерції в даних дослідженнях стійкості викликає певні сумніви, так само як і віднесення
всіх розрахунків до небезпечного стану об'єкту, яким приймається зниження до нуля тиску від коліс
/ аутригерів на підставу («обезвантаження коліс»). Коли цей тиск дійсно досягає нульового значення,
об'єкт не обов'язково втратить стійкість. Може наступити деякий відрив коліс від підстави (рейки /
грунту землі), і, проте, кран / автокран не перекидається. І навпаки, – обезвантаження опорних елементів (колеса або аутригери) в певний момент часу ще не досягнуто, а об'єкт потенційно (з подальшим розвитком коливальних процесів) схильний до перекидання. Отже, коригуючи коефіцієнти
безпеки, необхідно співвідносити до дійсного стану втрати стійкості, який слід встановлювати достовірно коректними дослідженнями. Подібними міркуваннями можна користуватися і при виробництві робіт на проммайданчиках і в поверхневих комплексах вугільних шахт.
Today, in many countries of the world, practical calculations by standards are based on a criterion,
in obedience to which it is required to escape unloading of anvil running wheels and to ensure positive
pressure forces of the crane wheels acting on the rails of railway (or outriggers of auto-elevators / auto-stairs
acting on the road coverage). In this regard, while calculating such loadings, it is necessary to apply certain
safety factors. In the terms of the considered research of stability, traditional method for calculating forces of
inertia causes certain doubt, as well as attributing of all of calculations to the dangerous state of object, which
assumes reduction up to zero of the wheels/outriggers pressure on the railway foundation («unloading of
wheels»). When pressure reaches zero value, an object not necessarily lose its stability. Some breakaway of
the wheels from the foundation (rails / soil of earth) can occur, though crane / truck crane does not overturn.
And, vice versa, though supporting elements (wheels or outriggers) are not unloaded, the object, at the certain
moment of time, can potentially capsize (due to development of flutter processes). Therefore, correcting
safety factors shall be correlated with actual state of stability loss, and shall be a subject of further significantly
correct researches. By a similar considering it is possible to use at production of works on industrial areas
and in the superficial complexes of coal mines.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:13:33Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
116
УДК 69.05: 658.382
Беликов А.С., д-р техн. наук, профессор,
Шаломов В.А., канд. техн. наук, доцент
(ГВУЗ «ПГАСА»)
Долгополова Н.В., канд. техн. наук, ст. науч. сотр.
(Институт проблем машиностроения
им. А. Н. Подгорного НАН Украины)
Улитина М.Ю., аспирант
(Харьковская ОГА)
БЕЗОПАСНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ СПЕЦИАЛЬНЫХ РАБОТ В
ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ СИТУАЦИЯХ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПОДЪЕМНО-
ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ
Бєліков А.С., д-р техн. наук, професор,
Шаломов В.А., канд. техн. наук, доцент
(ДВНЗ «ПДАБА»)
Долгополова Н.В., канд. техн. наук, ст. наук. співр.
(Інститут проблем машинобудування
ім. А. М. Подгорного НАН України)
Улітіна М.Ю., аспірант
(Харківська ОДА)
БЕЗПЕКА ВИКОНАННЯ СПЕЦІАЛЬНИХ РОБІТ В ЕКСТРЕМАЛЬНИХ
СИТУАЦІЯХ ІЗ ЗАСТОСУВАННЯМ ПІДЙОМНО-ТРАНСПОРТНИХ
МАШИН І УСТАТКУВАННЯ
Belikov A.S., D.Sc. (Tech.), Professor,
Shalomov V.A., Ph.D. (Tech.), Associate Professor
(SHEI “PSACEA”)
Dolgopolova N.V., Ph.D. (Tech.), Senior Researcher
(A.N. Podgorny Institute for Mechanical
Engineering Problems of the NAS of Ukraine)
Ulitina M.Yu., Doctoral Student
(Regional state administration, Kharkоv)
SAFETY OF SPECIFIC JOBS PERFORMED IN
EXTREMAL SITUATIONS WITH THE USE OF LIFTING-AND-SHIFTING
MACHINES AND EQUIPMENT
Аннотация. В настоящее время во многих странах мира в основу практических расчетов
по стандартам положен критерий, согласно которому требуется не допустить обезгружива-
ния опорных ходовых колес, т.е. обеспечить положительность сил давления колес крана на
рельсы пути (или аутригеров автоподъемников / автолестниц на дорожное покрытие). В свя-
зи с этим, для определения расчетным путем таких нагрузок следует вводить соответствую-
щие коэффициенты безопасности.
© А.С. Беликов, В.А. Шаломов, Н.В. Долгополова, М.Ю. Улитина, 2016
http://www.ipmach.kharkov.ua/PersonPages/Podgorny_en.htm
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
117
Традиционный способ определения сил инерции в рассматриваемых исследованиях
устойчивости вызывает определенные сомнения, так же как и отнесение всех расчетов к
опасному состоянию объекта, в качестве которого принимается снижение до нуля давления
от колес / аутригеров на основание («обезгруживание колес»). Когда это давление действи-
тельно достигает нулевого значения, объект не обязательно потеряет устойчивость. Может
наступить некоторый отрыв колес от основания (рельсы / грунт земли), и, тем не менее, кран
/ автокран не опрокидывается. И наоборот, – обезгруживание опорных элементов (колеса
или аутригеры) в определенный момент времени еще не достигнуто, а объект потенциально
(с последующим развитием колебательных процессов) подвержен опрокидыванию. Следова-
тельно, корректирующие коэффициенты безопасности необходимо соотносить к действи-
тельному состоянию потери устойчивости, которое следует устанавливать достоверно кор-
ректными исследованиями. Подобными соображениями можно пользоваться и при произ-
водстве работ на промплощадках и в поверхностных комплексах угольных шахт.
Ключевые слова: потеря устойчивости, подъемно-транспортные машины, аварийно-
восстановительные работы, опорные элементы машин, теория колебаний.
Постановка проблемы. Проведенный анализ выполнения работ с примене-
нием подъемно-транспортных машин (подъемников, кранов, вышек и т.п.) по-
казал, что одной из причин возникновения отклонений в их работе является по-
теря устойчивости, что приводит к травмированию работников при выполнении
различных видов работ, в том числе специальных видов работ в экстремальных
ситуациях (проведение аварийных, аварийно-восстановительных, спасательных
работ в высотных сооружениях и зданиях, а также при проведении работ по ре-
монту сооружений поверхностного комплекса угольных шахт [1-4, 14]. Поэто-
му прогноз отказов в работе машин и оборудования, что может служить причи-
ной потери их устойчивости, в том числе опрокидывания, является важной и
актуальной задачей, направленной на повышение безопасности данных работ.
Анализ последних исследований, выделение нерешенных ранее частей
общей проблемы. В настоящей работе исследуется безопасность выполнения
работ за счет прогноза устойчивости конструкций подъемно-транспортных ма-
шин (в дальнейшем «объекты»), предназначенных для поднимания и опускания
грузов на высоты при ведении строительных, ремонтно-строительных и аварий-
но-восстановительных работ на высотах. А также – при спасании людей с этажей
высоких зданий и сооружений в случаях возникновения чрезвычайных ситуаций
(ЧС); для шахт это – аварии в надшахтных зданиях воздухоподающих и венти-
ляционных стволов. Для исследовательских целей используются дискретные ди-
намические модели, которые представляют собой совокупность сосредоточен-
ных масс, связанных несущими упругими соединительными звеньями.
К предложенной обобщенной модели, разработанной авторами, составляются
уравнения вибраций и динамической устойчивости конструкции объекта относи-
тельно естественных ребер опрокидывания. Получаемые системы дифференци-
альных уравнений могут быть и линейными и нелинейными. Эти уравнения ре-
шаются с привлечением современных методов компьютеризированной приклад-
ной механики и вполне допускают интерпретации на простейших аналоговых вы-
числительных машинах типа МН-7, как решение задач теории колебаний и теории
устойчивости. Найденные при этом фазовые траектории позволяют в пределах
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
118
инженерной точности определить такие критические условия, при которых объект
исследований теряет устойчивость, связанную с его опрокидыванием. Естествен-
но, использование рассматриваемых объектов в стройиндустрии не допускают
общей потери их устойчивости (опрокидывания кранов) что предусмотрено тре-
бованиями охраны труда в строительстве.
Рассматриваемые объекты отличаются относительно большой высотой раз-
вертывания, достигающей 50 – 60 м, и в то же время сравнительно малой площа-
дью опоры нижней части их конструкции (ходовая часть или, иначе, портал).
Этим обстоятельством обусловлено высокое расположение суммарного центра
тяжести на геометрии контура всего объекта.
При изготовлении подобных изделий машиностроения за рубежом, как пра-
вило, используют облегченные конструкции в известных пределах малой изгиб-
ной жесткостью (EI) соединительных звеньев, что сопряжено с, вообще говоря,
большими деформациями и перемещениями элементов объекта в процессе за-
действования его на практике. При штатных режимах работы силовых механиз-
мов (например, на «подъем» или на «спуск») здесь могут возникать существен-
ные механические колебания конструкции. Это, в свою очередь, увеличивает ве-
роятность потери устойчивости, т.е. опрокидывания объекта, что связано с по-
вышенной опасностью для обслуживающего персонала и даже с травматизмом и
смертностью людей, находящихся в рабочей зоне. Кроме того, в некотором
смысле слабое затухание (демпфирование) упругих колебаний, после прекраще-
ния и во время действия внешних возмущений, всегда способствует вредному
физиологическому воздействию вибраций на оператора (крановщика), а также
неблагоприятно сказывается на работоспособности объекта.
Существующие методы расчета недостаточно строго учитывают динамику
процессов, которая возникает в колеблющемся объекте, поскольку ранее эти
методы разрабатывались, главным образом, для не габаритных по высоте кон-
струкций, но со значительной жесткостью составляющих элементов. Это авто-
подъемники, автолестницы, башенные краны и др. машины устаревших образ-
цов.
Изложение основного материала исследований.
Новейшие конструкции объектов, используемые для строительства и об-
служивания высотных зданий и зданий повышенной этажности, существенно
отличаются от своих предшественников по параметрам собственного веса и
жесткости (податливости) соединительных элементов. Потому требуют более
точных, и в то же время надежных инженерных методов расчета, обеспечива-
ющих безопасность их эксплуатации с точки зрения охраны труда строителей и
не только.
Исторически впервые вопрос устойчивости подобных объектов был рассмот-
рен в работах [5, 8-9]. Представленный в них метод расчета устойчивости был
основан на классических положениях механики, которые определяют устойчи-
вость твердого тела как отношение момента восстанавливающих сил к опроки-
дывающему моменту:
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
119
/ ,u wM M (1)
где Mu – восстанавливающий момент; Mw – опрокидывающий момент.
Им, при вычислении восстанавливающего и опрокидывающего моментов,
учитывались только силы статики, действующие на объект, потому что для
объектов (например, подъемных кранов) в то время характерны были относи-
тельно малые скорости работы механизмов и большие жесткости всех элемен-
тов конструкций. Полагалось, что динамические явления здесь не играют суще-
ственной роли, и они не принимались во внимание. Для вычислений восстанав-
ливающего и опрокидывающего моментов в расчеты вводились силы, создаю-
щие моменты относительно так называемых ребер опрокидывания.
В последующие годы появилось много работ [6-7,], посвященных устойчиво-
сти таких машин, как грузовые краны. Однако эти работы не внесли ничего кар-
динально нового в упомянутый способ учета нагрузок, действующих на кон-
струкцию объекта во время его работы.
Вопрос учета влияния динамических процессов на устойчивость объектов
значительной высоты был впервые рассмотрен в работе [6]. В ней предлагалось
учитывать динамические нагрузки, возникающие при перемещениях полезного
груза, с помощью уточняющего коэффициента, на который следует умножать в
расчетах реальную (исходную) величину этого груза. Автор указал на необходи-
мость определять значение такого коэффициента путем экспериментальных ис-
следований. Однако не привел конкретных данных о его значениях. То есть, си-
ловые нагрузки рассматривались как постоянные, действующие бесконечно дол-
го. Другими словами, – все в том же режиме статики.
В работах [6-10] тоже указывалось на необходимость учитывать влияние
динамики, возникающей в неустановившихся режимах работы механизмов
подъемно-транспортных машин, на устойчивость исследуемых объектов. Им
определялись искомые динамические добавки к статическим нагрузкам при
рассмотрении работы подъемного крана с грузом как абсолютно жесткого тела
в предположении, что рабочие механизмы разгоняются (замедляются) с посто-
янным ускорением, т.е. – квазистатически.
В работе [4] приведены данные о несколько уточненных исследованиях
устойчивости башенных кранов. В ней отмечается, что степень защищенности
рассматриваемых объектов от опрокидывания в их рабочих режимах определя-
ется специальным коэффициентом Sr, отнесенным к грузоподъемности Q, как
отношение суммы моментов всех нагрузок, возникающих в конкретном случае
относительно лимитирующего ребра опрокидывания, к моменту веса груза от-
носительно того же самого ребра:
( ) / ,rI G pm w QS M M M M (2)
где MG – алгебраическая сумма моментов собственного веса сосредоточенных
масс отдельных элементов объекта (в частности крана) относительно ребра
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
120
опрокидывания, тонометры (т*м); Mpm – алгебраическая сумма моментов сил
инерции сосредоточенных масс относительно ребра опрокидывания, (т*м); Mw
– алгебраическая сумма моментов ветровой нагрузки в рабочем состоянии кра-
на относительно ребра опрокидывания, (т*м); MQ – момент от веса, равного
грузоподъемности (Q), относительно ребра опрокидывания, (т*м); SrI ≥1,1 –
степень защищенности башенных кранов от опрокидывания; I – индекс ребра
опрокидывания, относительно которого устанавливается степень защищенно-
сти объекта.
В настоящее время во многих странах мира в основу практических расчетов
по стандартам положен критерий, согласно которому требуется не допустить
обезгруживания опорных ходовых колес, т.е. обеспечить положительность сил
давления колес крана на рельсы пути (или аутригеров автоподъемников / авто-
лестниц на дорожное покрытие). В связи с этим, для определения расчетным
путем таких нагрузок следует вводить соответствующие коэффициенты без-
опасности.
Традиционный способ определения сил инерции в рассматриваемых исследо-
ваниях устойчивости вызывает сомнения, так же как и отнесение всех расчетов к
опасному состоянию объекта, в качестве которого принимается снижение до нуля
давление от колес / аутригеров на основание. Известно, что даже в случае, когда
это давление действительно достигает нулевого значения, объект не обязательно
потеряет устойчивость. Может наступить некоторый отрыв колес от основания
(рельсы / грунт земли), и, тем не менее, кран/автокран не опрокидывается. И
наоборот, – обезгруживание опорных элементов (колеса или аутригеры) в опреде-
ленный момент времени еще не достигнуто, а объект потенциально (с последую-
щим развитием колебательных процессов) подвержен опрокидыванию. Отсюда
следует вывод, что корректирующие коэффициенты безопасности нужно соотно-
сить к действительному состоянию потери устойчивости, которое следует уста-
навливать достоверно корректными исследованиями.
В теории колебаний [5] в части раздела «устойчивость» детально рассмот-
рены колебательные процессы специального вида. Например, для устойчивых
колебаний треугольной формы [11] характерен фазовый портрет вида рис. 1
Рисунок 1 – Фазовая траектория незатухающих устойчивых треугольных колебаний:
x – координата линейного осциллятора; v – его скорость
В условиях отсутствия действия сил демпфирования в динамической систе-
ме (затухающие колебания) фазовым траекториям присуще наличие особых то-
чек (седловые точки). В качестве их может выступать начало координат, как,
например, на рис. 2., где через особую точку (0, 0) проходят две вырожденные
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
121
фазовые траектории (сепаратрисы). Остальные траектории похожи на гипербо-
лы. Особая точка такого типа соответствует безразличному (критическому) по-
ложению равновесия осциллятора, а значит и исследуемой модели объекта.
Рисунок 2 – Фазовый портрет с особой точкой (0; 0) типа седла
Подход к определению устойчивого положения равновесия для рассматри-
ваемых в диссертации объектов можно позаимствовать из несложного примера,
приведенного в работах [12].
Рассматривается симметричная относительно фронтальной плоскости кон-
струкция объекта в виде параллелепипеда (башня), расположенного на плоском
недеформируемом горизонтальном основании, по которому проскальзывание
не допускается, но возможны колебании (качания) башни – повороты относи-
тельно своих ребер опрокидывания, расположенных на абсолютно жестком ос-
новании (рис. 3).
Рисунок 3 – Упрощенные схема (а) и модель (б) колебаний звена объекта относительно
своих ребер опрокидывания
Ограничимся рассмотрением движения, в котором две боковые грани баш-
ни, параллельные плоскости рисунка, остаются в этих своих вертикальных
плоскостях. Тогда положение башни можно определить углом q, который за-
ключен между боковой гранью отклоняющейся башни и вертикальными осями,
проходящими через точки А и В.
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
122
Введем обозначения: 2l – длина диагонали прямоугольника (грани рассмат-
риваемого параллелепипеда); q0 – накрест лежащий плоский угол у основания
параллелепипеда башни между его вертикалью и диагональю, как показано на
рис. 1; G – вес всей башни; γ – радиус инерции башни относительно точек А и
В.
Уравнения движения башни запишутся в следующем виде:
- при повороте относительно ребра А:
_
2
0( / ) sin( ) 0, / 2 0.qG g Gl q q для q (3)
- при повороте относительно ребра В:
_
2
0( / ) sin( ) 0, 0 / 2.qG g Gl q q для q (4)
- с учетом начальных условий
_
0, .mq q q – начальные условия (5)
Что касается начальных условий. Они выбраны так, что абсолютное прира-
щение обобщенной координаты q позволяет установить то предельное значение
qm, которое является граничным для допустимого отклонения объекта от верти-
кали (ось Y), при котором еще возможно его возвращение в положение устой-
чивого равновесия.
Семейство решений уравнений (3) и (4) на фазовой плоскости, отвечающие
симбиозу траекторий рис. 1 и рис. 2 представлены на рис. 4.
Рисунок 4 – Вид решения уравнений (3) и (4) в фазовых координатах
Аналогичные явления будут происходить и в исследуемых объектах. Таким
образом, для оценки безопасности работы современных конструкций подъем-
но-транспортных машин, используемых для строительства и обслуживания вы-
сотных зданий и зданий повышенной этажности, следует корректно определять
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
123
границы динамической устойчивости колебаний объекта, опирающегося ходо-
выми колесами или аутригерами на соответствующее основание. При этом сле-
дует задавать различные начальные условия, вне факта, ожидаемого по сообра-
жениям статики / квазистатики, отрыва одной из пар колес или аутригеров. В
таком гипотетическом случае объект может колебаться попеременно около од-
ного из ребер опрокидывания так же, как и относительно другого. Следова-
тельно, требуется составлять дифференциальные уравнения колебаний системы
для двух направлений движения относительно ребра А и ребра В. А на их осно-
вании проверять: возрастают, уменьшаются или же остаются неизменными ам-
плитуды колебаний сосредоточенных масс.
В первом случае система будет неустойчива, в двух других – устойчива. В
данной диссертационной работе поставлена задача определения предельных
отклонений объектов, превышение которых приводит к потере общей устойчи-
вости системы, т.е. к опрокидыванию.
Выводы. Проведен анализ исследований по повышению устойчивости
подъемно-транспортного оборудования, используемого в строительной и гор-
ной промышленности. Установлено, что выведенные системы уравнений бы-
вают как линейными, так и нелинейными, которые могут быть решены с при-
менением современной компьютерной техники; это - задачи теории колебаний
и теории устойчивости прикладной механики. При этом найдены фазовые тра-
ектории, позволяющие в пределах инженерной точности определить критиче-
ские условия, при которых подъемно-транспортные машины и оборудование
теряют устойчивость в связи с их опрокидыванием.
______________________________
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Охрана труда в строительстве : учебник / А.С. Беликов, В.В. Сафонов, П.Н. Нажа [и др.] ; под общ. ред.
А. С. Беликова. – Киев : Основа, 2014. – 592 с.
2. Рятувальні роботи під час ліквідації надзвичайних ситуацій: Посібник / В. Г. Аветисян, М. І. Адаменко,
В. Л. Александров [та інші]. – Київ : Основа, 2006. – 240 с.
3. Обеспечение безопасности при выполнении работ повышенной опасности [Текст] / А. С. Беликов, О. А.
Сабитова, В. А. Голендер, В. А. Шаломов // Международный научный журнал. – 2015. – №2. – С. 144–158.
4. Інженерна техніка та спеціальні машини для ліквідації надзвичайних ситуацій: навч. посіб. / О. М. Ла-
рін, І. М. Грицина, Н. І. Грицина [та інші]. – Харків : НУЦЗУ, КП «Міськдрук», 2012 – 380 с.
5. Теория колебаний механических систем с кинематическим возбуждением и ее применение к движению
карьерных самосвалов / Ю. С. Рудь, И. С. Радченко, В. Ю. Белоножко, А. С. Ткаченко // Восточно-
европейский журнал передовых технологий. – 2010. – №2/9 (44). – С.32–38.
6. Рябчинский, А. И. Регламентация активной и пассивной безопасности автотранспортных средств: мо-
нография / А. И. Рябчинский, Б. В. Кисуленко, Т. Э. Морозова. – Москва : Издательский центр «Академия»,
2006. – 462 с.
7. Современные системы конструктивной безопасности автомобилей : монография / Ю. Ю. Покровский,
К. С. Ремнев, И. С. Степанов, В. В. Ломакин. – Тула: Издательство ТулГУ, 2007. – 163 с.
8. Махутов, Н. А. Прочность и безопасность. Фундаментальные и прикладные исследования / Н. А. Маху-
тов. – Новосибирск: Наука, 2008. – 528 с.
9. Дурденко, В. А. Количественная оценка надежности интегрированной системы безопасности на основе
логико-вероятностного моделирования / В. А. Дурденко, А. А. Рогожин // Вестник Воронежского института
МВД России. – 2013. – №2. – С.207–215.
10. Daniel J. Holt. Fuel cell powered vechicles, Automotive engineering, SAE, 2002.
11. Sadykhov, G. S. Average Number of Failure-Free Operations up to Critical Failure of a Technologically Dan-
gerous Facility: Calculation, Limit and Non-Parametric Estimates // Journal of Machinery Manufacture and Reliability,
Vol. 42, № 1, 2013. рp. 81–88.
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
124
12. Tanaka, K., Wang, H. O. Fuzzy control systems design and analysis: a linear matrix inequality approach.
N. Y.: Wiley, 2001.
13. Die bewertungsmethodik der bauausführung der untergleiszone der hauptträger der verladebrücke / К. G.
Grote, J. Postnikov, N. Makarenko, P. Gavrish, V. Schepotko, V. Kassov, V. Koinasch // Вісник Донбаської держав-
ної машинобудівної академії : зб. наук. праць. – Краматорськ : ДДМА, 2012. – № 3(28). – С.110–113.
14. Дружинина, О. В. Анализ технической устойчивости и стабилизация управляемых динамических си-
стем / О. В. Дружинина, Т. С. Климачкова, А. С. Мулкиджан // Наукоемкие технологии. – 2013. – Т. 14. – №6. –
С.59–65.
REFERENCES
1. Belikov A. S., Safonov V. V., Nazha P. N., Chalyiy V. G., Shlyikov N. Yu., Shalomov V. A. and Ragimov
S. Yu. (2014), Okhrana truda v stroitelstve [A labour protection in building], Osnova, Kiev,UA.
2. Avetisyan V. G., Adamenko M. I. and Aleksandrov V. L. (2006), Ryatuvalnі roboty pіd chas lіkvіdatsіуi
nadzvichaynikh situatsіiy [Rescue work during emergency response], Osnova, Kiev, UA.
3. Belikov A. S., Sabitova O. A., Golender V. A. and Shalomov V. A. (2015), «Ensuring the security of the works
of increased danger», International Journal, no. 2, pp. 144–158.
4. Larіn O. M., Gritsina I. M. and Gritsina N. I. (2012), Inzhenerna tekhnіka ta spetsіalnі mashinу dlya lіkvіdatsіуi
nadzvichaynikh situatsіy [Engineering machinery and special machines for disaster management], NUTZU, KP
«Mіskdruk», Kharkiv, UA.
5. Rud Yu. S., Radchenko I. S., Belonozhko V. Yu. and Tkachenko A. S. (2010), «Theory of oscillations of me-
chanical systems with kinematic excitation and its application to the movement of dump trucks», Eastern European
advanced technology magazine, no. 2/9 (44), pp. 32–38.
6. Ryabchinskiy A. I., Kisulenko B. V. and Morozova T. E. (2006), Reglamentatsiya aktivnoy i passivnoy be-
zopasnosti avtotransportnyih sredstv [Regulation of active and passive safety of vehicles], Izdatelskiy tsentr «Akademi-
ya», Moscow, RU.
7. Pokrovskiy Yu. Yu., Remnev K. S., Stepanov I. S. and Lomakin V. V. (2007), Sovremennye sistemy kon-
struktivnoy bezopasnosti avtomobiley [Modern structural safety of vehicles], Izdatelstvo TulGU, Tula, RU.
8. Mahutov, N. A. (2008), Prochnost i bezopasnost. Fundamentalnye i prikladnye issledovaniya [Durability and
safety. Basic and applied research], Nauka, Novosibirsk, RU.
9. Durdenko V. A. and Rogozhin A. A. (2013), «Quantitative assessment of the reliability of the integrated security
system based on logical-probabilistic modeling», Bulletin of Voronezh Vestnik Voronezhskogo instituta Ministerstva
vnutrennikh del Rossii, no. 2, pp. 207–215.
10. Daniel J. Holt. (2002), Fuel cell powered vechicles, Automotive engineering, SAE.
11. Sadykhov G. S. (2013), «Average Number of Failure-Free Operations up to Critical Failure of a Technologi-
cally Dangerous Facility: Calculation, Limit and Non-Parametric Estimates», Journal of Machinery Manufacture and
Reliability, Vol. 42, № 1, рp. 81–88.
12. Tanaka K. and Wang H. O. (2001), Fuzzy control systems design and analysis: a linear matrix inequality ap-
proach, Wiley, N. Y, US.
13. Grote К. G., Postnikov J., Makarenko N., Gavrish P., Schepotko V., Kassov V. und Koinasch V. (2012), «Die
bewertungsmethodik der bauausführung der untergleiszone der hauptträger der verladebrücke», Bulletin of Donbass
State Engineering Academy, no. 3(28), pp. 110–113.
14. Druzhinina O. V., Klimachkova T. S. and Mulkidzhan A. S. (2013), «Analysis of technical stability and stabi-
lization of controlled dynamic systems», Naukoyemkiye tehnologii, vol. 14, no. 6, pp. 59–65.
_______________________________
Об авторах
Беликов Анатолий Серафимович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой безопас-
ности жизнедеятельности, Государственное высшее учебное заведение «Приднепровская государственная
академия строительства и архитектуры» (ГВУЗ «ПГАСА»), Днепропетровск, Украина,
bgd@mail.pgasa.dp.ua.
Шаломов Владимир Анатольевич, кандидат технических наук, доцент кафедры безопасности жизнеде-
ятельности, Государственное высшее учебное заведение «Приднепровская государственная академия строи-
тельства и архитектуры» (ГВУЗ «ПГАСА»), Днепропетровск, Украина, shalomov_v_a@mail.ru
Долгополова Наталья Владимировна, кандидат технических наук, старший научный сотрудник отдела
прочности и оптимизации конструкций, Институт проблем машиностроения им. А. М. Подгорного НАН
Украины, Харьков, Украина, n_dolgopolova@ukr.net.
Улитина Марина Юрьевна, аспирант, специалист департамента науки и образования Харьковской об-
ластной государственной администрации, Харьков, Украина, m_ulitina@ro.ru.
mailto:bgd@mail.pgasa.dp.ua
mailto:shalomov_v_a@mail.ru
mailto:n_dolgopolova@ukr.net
mailto:m_ulitina@ro.ru
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
125
About the authors
Belikov Anatoliy Serafimovich, Doctor of Technical Sciences, Professor, Life Safety Department of the State
Higher Education Inststution «Pridneprovsk State Academy of Civil Engineering and Architecture» (SHEI PSACEA),
Dnepropetrovsk, Ukraine, bgd@mail.pgasa.dp.ua.
Shalomov Vladimir Anatoliyevich, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Life Safety Department
of the State Higher Education Inststution «Pridneprovsk State Academy of Civil Engineering and Architecture» (SHEI
PSACEA), Dnepropetrovsk, Ukraine, shalomov_v_a@mail.ru
Dolgopolova Natalia Vladimirovna, Candidate of Technical Sciences, Senior Researcher in Department of
strength and optimization, A. N. Podgorny Institute of Mechanical Engineering Problems of the National Academy of
Sciences of Ukraine, Kharkov, Ukraine, n_dolgopolova@ukr.net.
Ulitina Marina Yuryevna, Doctoral Student, Specialist in Department of science and education of Harkiv regional
state administration, Kharkov, Ukraine, doctoral student, m_ulitina@ro.ru.
_______________________________
Анотація. У нинішній час в багатьох країнах світу в основу практичних розрахунків за стандар-
тами належить мати критерій, згідно якому необхідно не допустити обезвантаження опорних ходо-
вих коліс, тобто забезпечити позитивність сил тиску коліс крана на рейки шляху (або аутригерів ав-
топідйомників / автодрабин на дорожнє покриття). У зв'язку з цим, для визначення розрахунковим
шляхом таких навантажень слід вводити відповідні коефіцієнти безпеки. Традиційний спосіб визна-
чення сил інерції в даних дослідженнях стійкості викликає певні сумніви, так само як і віднесення
всіх розрахунків до небезпечного стану об'єкту, яким приймається зниження до нуля тиску від коліс
/ аутригерів на підставу («обезвантаження коліс»). Коли цей тиск дійсно досягає нульового значення,
об'єкт не обов'язково втратить стійкість. Може наступити деякий відрив коліс від підстави (рейки /
грунту землі), і, проте, кран / автокран не перекидається. І навпаки, – обезвантаження опорних еле-
ментів (колеса або аутригери) в певний момент часу ще не досягнуто, а об'єкт потенційно (з подаль-
шим розвитком коливальних процесів) схильний до перекидання. Отже, коригуючи коефіцієнти
безпеки, необхідно співвідносити до дійсного стану втрати стійкості, який слід встановлювати дос-
товірно коректними дослідженнями. Подібними міркуваннями можна користуватися і при виробни-
цтві робіт на проммайданчиках і в поверхневих комплексах вугільних шахт.
Ключові слова: втрата стійкості, підйомно-транспортні машини, аварійно-відновні роботи,
опорні елементи машин, теорія коливань.
Abstract. Today, in many countries of the world, practical calculations by standards are based on a cri-
terion, in obedience to which it is required to escape unloading of anvil running wheels and to ensure positive
pressure forces of the crane wheels acting on the rails of railway (or outriggers of auto-elevators / auto-stairs
acting on the road coverage). In this regard, while calculating such loadings, it is necessary to apply certain
safety factors. In the terms of the considered research of stability, traditional method for calculating forces of
inertia causes certain doubt, as well as attributing of all of calculations to the dangerous state of object, which
assumes reduction up to zero of the wheels/outriggers pressure on the railway foundation («unloading of
wheels»). When pressure reaches zero value, an object not necessarily lose its stability. Some breakaway of
the wheels from the foundation (rails / soil of earth) can occur, though crane / truck crane does not overturn.
And, vice versa, though supporting elements (wheels or outriggers) are not unloaded, the object, at the cer-
tain moment of time, can potentially capsize (due to development of flutter processes). Therefore, correcting
safety factors shall be correlated with actual state of stability loss, and shall be a subject of further significant-
ly correct researches. By a similar considering it is possible to use at production of works on industrial areas
and in the superficial complexes of coal mines.
Keywords: loss of stability, lifting-transport machines, emergency-recovery works, supporting elements
of machines, theory of vibrations.
Статья поступила в редакцию 20.06. 2016
Рекомендовано к печати д-ром техн. наук Т.В. Бунько
mailto:bgd@mail.pgasa.dp.ua
mailto:shalomov_v_a@mail.ru
http://www.ipmach.kharkov.ua/PersonPages/Podgorny_en.htm
mailto:n_dolgopolova@ukr.net
mailto:m_ulitina@ro.ru
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-137789 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1607-4556 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:13:33Z |
| publishDate | 2016 |
| publisher | Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Беликов, А.С. Шаломов, В.А. Долгополова, Н.В. Улитина, М.Ю. 2018-06-17T16:22:29Z 2018-06-17T16:22:29Z 2016 Безопасность выполнения специальных работ в экстремальных ситуациях с применением подъемно-транспортных машин и оборудования / А.С. Беликов, В.А. Шаломов, Н.В. Долгополова, М.Ю. Улитина // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2016. — Вип. 128. — С. 116-125. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. 1607-4556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/137789 69.05: 658.382 В настоящее время во многих странах мира в основу практических расчетов
 по стандартам положен критерий, согласно которому требуется не допустить обезгруживания опорных ходовых колес, т.е. обеспечить положительность сил давления колес крана на
 рельсы пути (или аутригеров автоподъемников / автолестниц на дорожное покрытие). В связи с этим, для определения расчетным путем таких нагрузок следует вводить соответствующие коэффициенты безопасности. Традиционный способ определения сил инерции в рассматриваемых исследованиях
 устойчивости вызывает определенные сомнения, так же как и отнесение всех расчетов к
 опасному состоянию объекта, в качестве которого принимается снижение до нуля давления
 от колес / аутригеров на основание («обезгруживание колес»). Когда это давление действительно достигает нулевого значения, объект не обязательно потеряет устойчивость. Может
 наступить некоторый отрыв колес от основания (рельсы / грунт земли), и, тем не менее, кран
 / автокран не опрокидывается. И наоборот, – обезгруживание опорных элементов (колеса
 или аутригеры) в определенный момент времени еще не достигнуто, а объект потенциально
 (с последующим развитием колебательных процессов) подвержен опрокидыванию. Следовательно, корректирующие коэффициенты безопасности необходимо соотносить к действительному состоянию потери устойчивости, которое следует устанавливать достоверно корректными исследованиями. Подобными соображениями можно пользоваться и при производстве работ на промплощадках и в поверхностных комплексах угольных шахт. У нинішній час в багатьох країнах світу в основу практичних розрахунків за стандартами належить мати критерій, згідно якому необхідно не допустити обезвантаження опорних ходових коліс, тобто забезпечити позитивність сил тиску коліс крана на рейки шляху (або аутригерів автопідйомників / автодрабин на дорожнє покриття). У зв'язку з цим, для визначення розрахунковим
 шляхом таких навантажень слід вводити відповідні коефіцієнти безпеки. Традиційний спосіб визначення сил інерції в даних дослідженнях стійкості викликає певні сумніви, так само як і віднесення
 всіх розрахунків до небезпечного стану об'єкту, яким приймається зниження до нуля тиску від коліс
 / аутригерів на підставу («обезвантаження коліс»). Коли цей тиск дійсно досягає нульового значення,
 об'єкт не обов'язково втратить стійкість. Може наступити деякий відрив коліс від підстави (рейки /
 грунту землі), і, проте, кран / автокран не перекидається. І навпаки, – обезвантаження опорних елементів (колеса або аутригери) в певний момент часу ще не досягнуто, а об'єкт потенційно (з подальшим розвитком коливальних процесів) схильний до перекидання. Отже, коригуючи коефіцієнти
 безпеки, необхідно співвідносити до дійсного стану втрати стійкості, який слід встановлювати достовірно коректними дослідженнями. Подібними міркуваннями можна користуватися і при виробництві робіт на проммайданчиках і в поверхневих комплексах вугільних шахт. Today, in many countries of the world, practical calculations by standards are based on a criterion,
 in obedience to which it is required to escape unloading of anvil running wheels and to ensure positive
 pressure forces of the crane wheels acting on the rails of railway (or outriggers of auto-elevators / auto-stairs
 acting on the road coverage). In this regard, while calculating such loadings, it is necessary to apply certain
 safety factors. In the terms of the considered research of stability, traditional method for calculating forces of
 inertia causes certain doubt, as well as attributing of all of calculations to the dangerous state of object, which
 assumes reduction up to zero of the wheels/outriggers pressure on the railway foundation («unloading of
 wheels»). When pressure reaches zero value, an object not necessarily lose its stability. Some breakaway of
 the wheels from the foundation (rails / soil of earth) can occur, though crane / truck crane does not overturn.
 And, vice versa, though supporting elements (wheels or outriggers) are not unloaded, the object, at the certain
 moment of time, can potentially capsize (due to development of flutter processes). Therefore, correcting
 safety factors shall be correlated with actual state of stability loss, and shall be a subject of further significantly
 correct researches. By a similar considering it is possible to use at production of works on industrial areas
 and in the superficial complexes of coal mines. ru Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України Геотехнічна механіка Безопасность выполнения специальных работ в экстремальных ситуациях с применением подъемно-транспортных машин и оборудования Безпека виконання спеціальних робіт в екстремальних ситуаціях із застосуванням підйомно-транспортних машин і устаткування Safety of specific jobs performed in extremal situations with the use of lifting-and-shifting machines and equipment Article published earlier |
| spellingShingle | Безопасность выполнения специальных работ в экстремальных ситуациях с применением подъемно-транспортных машин и оборудования Беликов, А.С. Шаломов, В.А. Долгополова, Н.В. Улитина, М.Ю. |
| title | Безопасность выполнения специальных работ в экстремальных ситуациях с применением подъемно-транспортных машин и оборудования |
| title_alt | Безпека виконання спеціальних робіт в екстремальних ситуаціях із застосуванням підйомно-транспортних машин і устаткування Safety of specific jobs performed in extremal situations with the use of lifting-and-shifting machines and equipment |
| title_full | Безопасность выполнения специальных работ в экстремальных ситуациях с применением подъемно-транспортных машин и оборудования |
| title_fullStr | Безопасность выполнения специальных работ в экстремальных ситуациях с применением подъемно-транспортных машин и оборудования |
| title_full_unstemmed | Безопасность выполнения специальных работ в экстремальных ситуациях с применением подъемно-транспортных машин и оборудования |
| title_short | Безопасность выполнения специальных работ в экстремальных ситуациях с применением подъемно-транспортных машин и оборудования |
| title_sort | безопасность выполнения специальных работ в экстремальных ситуациях с применением подъемно-транспортных машин и оборудования |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/137789 |
| work_keys_str_mv | AT belikovas bezopasnostʹvypolneniâspecialʹnyhrabotvékstremalʹnyhsituaciâhsprimeneniempodʺemnotransportnyhmašinioborudovaniâ AT šalomovva bezopasnostʹvypolneniâspecialʹnyhrabotvékstremalʹnyhsituaciâhsprimeneniempodʺemnotransportnyhmašinioborudovaniâ AT dolgopolovanv bezopasnostʹvypolneniâspecialʹnyhrabotvékstremalʹnyhsituaciâhsprimeneniempodʺemnotransportnyhmašinioborudovaniâ AT ulitinamû bezopasnostʹvypolneniâspecialʹnyhrabotvékstremalʹnyhsituaciâhsprimeneniempodʺemnotransportnyhmašinioborudovaniâ AT belikovas bezpekavikonannâspecíalʹnihrobítvekstremalʹnihsituacíâhízzastosuvannâmpídiomnotransportnihmašiníustatkuvannâ AT šalomovva bezpekavikonannâspecíalʹnihrobítvekstremalʹnihsituacíâhízzastosuvannâmpídiomnotransportnihmašiníustatkuvannâ AT dolgopolovanv bezpekavikonannâspecíalʹnihrobítvekstremalʹnihsituacíâhízzastosuvannâmpídiomnotransportnihmašiníustatkuvannâ AT ulitinamû bezpekavikonannâspecíalʹnihrobítvekstremalʹnihsituacíâhízzastosuvannâmpídiomnotransportnihmašiníustatkuvannâ AT belikovas safetyofspecificjobsperformedinextremalsituationswiththeuseofliftingandshiftingmachinesandequipment AT šalomovva safetyofspecificjobsperformedinextremalsituationswiththeuseofliftingandshiftingmachinesandequipment AT dolgopolovanv safetyofspecificjobsperformedinextremalsituationswiththeuseofliftingandshiftingmachinesandequipment AT ulitinamû safetyofspecificjobsperformedinextremalsituationswiththeuseofliftingandshiftingmachinesandequipment |