1462

опоры для гидроцилиндра, вместе с тем часть нагрузки передается в места крепления троса. При использовании данной системы разгрузки (рисунок, б) на балку действует только сжимающее усилие. Так как все сечение балки нагружено равномерно, подбор профиля по моменту сопротивления сечения является необязательным. Таким образом, места закрепления троса можно изменять, получая другие очертания эпюры разгружающего момента в балке (рисунок, в), для получения оптимального нагружения металлоконструкции.

а

б

Рис. Схемы нагружения и эпюры при использовании систем разгрузки балки с вертикальным расположением гидроцилиндра: а – балка без применения системы разгрузки; б – балка с применением системы разгрузки с закреплением по опорам; в – балка с применением системы разгрузки с закреплением вне опор (см. также с. 32)

31

ного назначения // Актуальные вопросы совершенствования системы технического обеспечения: материалы всероссийской науч.-практ.

конф. – Пермь, 2014. – С. 200–205.

Об авторах

Вахрушев Сергей Иванович (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент, Почетный работник высшего профессионального образования РФ, профессор кафедры «Эксплуатация автобронетанковой техники», Пермский военный институт внутренних войск МВД России (614108, г. Пермь, ул. Гремячий Лог, 1; e-mail: irinavahrusheva1212@mail.ru).

Ериков Алексей Петрович (Пермь, Россия) – доцент, Пермский военный институт внутренних войск МВД России (614108, г. Пермь,

ул. Гремячий Лог, 1; e-mail: yerikov@yandex.ru).

33

УДК 69.002.5

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ТРАНСПОРТИРОВКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

С.И. Вахрушев, А.П. Ериков, А.И. Иванов

Пермский военный институт внутренних войск МВД России, Россия

Проведено патентное исследование различных транспортирующих устройств, в ходе которого был выделен перечень технико-экономических показателей. Для сравнения технологических решений разработаны критерии, характеризующие дальность транспортировки сыпучих материалов, среднюю производительность конвейеров, максимальный угол подъема груза и упрощенность конструктивного решения.

Установлены достоинства и недостатки технологических решений по транспортировке сыпучих материалов и определена относительная расчетная эффективность каждого технологического решения.

Ключевые слова: транспортировка, сыпучие материалы, скребковый конвейер, эффективность, универсальность, патентное исследование, угол транспортировки, износ узлов.

Входе патентного поиска выделены три наиболее современных

иактуальных технологических решения при транспортировке сыпучих материалов [1–3]. Наиболее широкое применение нашла группа скребковых конвейеров и их модификации. Скребковый конвейер, применяемый обычно для транспортировки сыпучих материалов, представляет собой желоб, в котором движется бесконечная цепь со скребками, перемещающими материал. Загрузка может производиться в любой точке конвейера, разгрузка – через отверстия в желобе, открываемые заслонками, или в конце конвейера.

При проведении патентного исследования был выделен перечень технико-экономических показателей, определяющих потребительские свойства продукции, которые могут быть улучшены:

– повышение производительности транспортировки;

– повышение угла транспортировки;

– увеличение дальности транспортировки;

– уменьшение износа основных узлов;

34

– универсальность технологического решения.

Для проведения сравнительного анализа расчетной эффективности применения был выделен ряд критериев сравнения:

–дальность транспортировки;

–средняя производительность конвейера;

–угол подъема;

–сложность конструкции.

На основании проведенных исследований построена диаграмма сравнительного анализа технологических решений в относительных единицах (рисунок).

Рис. Сравнение эффективности применения технологических решений

В целях определения относительной расчетной эффективности определены площади полученных фигур по каждому технологическому решению. Наиболее эффективное технологическое решение имеет наибольшую площадь, так как все выбранные критерии сравнения носят позитивный характер. Таким образом, относительная расчетная эффективность технологического решения № 1 (патент РФ № 2388678) составляет 2 отн. ед, технологического решения № 2 (патент РФ № 2368560), составляет 1,925 отн. ед, технологического решения № 3 (патент РФ № 2366817) – 1,6425 отн. ед.

35

На основании полученной диаграммы можно сделать вывод, что технологическое решение № 1 показывает наибольшую эффективность, а технологическое решение № 3 наименьшую.

Технологическое решение № 1 представляет собой ленточноскребковый конвейер, состоящий из привода, тяговых цепей со скребками, ленточного полотна. Он обеспечивает транспортировку на конвейере любых сыпучих материалов на большие расстояния при плавном пуске, без создания повышенных пусковых усилий на тяговый орган и тяжелых режимов работы для пусковой аппаратуры. На конвейере обеспечивается транспортировка любых сыпучих материалов на большие расстояния при плавном пуске, без создания повышенных пусковых усилий на тяговый орган и тяжелых режимов работы для пусковой аппаратуры.

Таким образом, наибольшая эффективность применения данного технологического решения достигается за счет увеличенной производительности конвейера, а также возможности транспортировки сыпучих материалов на более далекие расстояния. Сырье может грузиться в любых рассредоточенных точках по длине конвейера и транспортируется в любом из двух направлений. Кроме этого, ленточно-скребковый конвейер обеспечивает транспортировку любых сыпучих материалов, включая глину. Однако данное технологическое решение имеет более сложное техническое исполнение.

Список литературы

1.Пат. 366817 Российская Федерация. Скребково-пластинчатый конвейер / А.А. Атрушкевич, О.А. Атрушкевич, В.А. Атрушкевич, А.В. Атрушкевич; заявл. 2009.

2.Пат. 2368560 Российская Федерация. Длинноставный скребковый конвейер / А.А. Атрушкевич, О.А. Атрушкевич, В.А. Атрушкевич, А.В. Атрушкевич; заявл. 2009.

3.Пат. 2388678 Российская Федерация. Ленточно-скребковый конвейер / А.А. Атрушкевич, О.А. Атрушкевич, В.А. Атрушкевич, А.В. Атрушкевич; заявл. 2010.

Об авторах

Вахрушев Сергей Иванович (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент, Почетный работник высшего профессионального

36

Ериков Алексей Петрович (Пермь, Россия) – доцент, Пермский военный институт внутренних войск МВД России (614108, г. Пермь,

ул. Гремячий Лог, 1; e-mail: yerikov@yandex.ru).

Иванов Александр Иванович (Пермь, Россия) – старший препо-

даватель кафедры «Эксплуатация автобронетанковой техники», Пермский военный институт внутренних войск МВД России (614108,

г. Пермь, ул. Гремячий Лог, 1; e-mail: irinavahrusheva1212@mail.ru).

37

УДК 628.9.037; 629.1.06

ИССЛЕДОВАНИЕ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ СВЕТА ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНОЙ ФАРЫ

С.И. Вахрушев, С.В. Манн, Д.М. Цимберов

Пермский военный институт внутренних войск МВД России, Россия

Рассмотрены результаты поиска состава люминофора для автомобильной фары на основе лазерного диода. Описана схема экспериментальной фары с одной лазерной головкой. Проведен анализ перспективы использования лазерного диода в конструкции фары в качестве источника излучения.

Ключевые слова: источник света, фара, светодиод, лазер, лазерный диод, люминофор.

В основе лазера лежит явление усиления электромагнитных колебаний с помощью индуцированного излучения атомов и молекул. Это явление предсказал А. Эйнштейн в 1916 г. В 1936 г. русский физик В.А. Фабрикант проанализировал спектр газового разряда и пришел к выводу, что свет можно усилить, стимулируя излучение, и сформулировал необходимые для этого условия. Особенности лазерного излучения включают:

–монохроматичность;

–направленность;

–когерентность;

–модовую структуру излучения;

–поляризацию.

Мерой монохроматичности излучения является ширина спектрального интервала, в котором сосредоточен излучаемый световой поток.

Линии в спектре излучения лазера в силу различных причин всегда имеют определённую конечную ширину, которую принято определять на уровне половины от интенсивности соответствующей максимальной [1].

Совокупная энергия испускаемого лазером света находится в маленьком телесном угле, что обусловлено механизмом усиления светового потока в инверсной среде. Следовательно, чем меньший угол составляет направление волны с оптической осью, тем выше интенсивность света в этом направлении. Излучение лазера поляризовано, т.е.

38

направление вектора поля в такой волне не меняется. Полупроводниковый лазер представляет собой два приведенных в контакт полупроводниковых вещества (один n-типа, другой p-типа) с электрическим контактом (питание), отшлифованные так, чтобы две противоположные грани образовали резонатор типа двух зеркал (одна из них покрыта соответствующим веществом, чтобы быть полностью отражающей).

Полупроводниковые лазеры, помимо своих маленьких размеров, имеют ряд других весомых достоинств. Они характеризуются гораздо большей производительностью, нежели лазеры всех других типов. В них можно с помощью изменения проходящего через них электрического тока управлять интенсивностью выходного излучения. Они имеют настолько простое устройство, что нетрудно наладить их массовое производство.

Поскольку лазеры имеют узкий пучок света, их нельзя использовать непосредственно в автомобильных фарах. Но в качестве возбудителя люминофора, расположенного в фокусе фары, – вполне возможно. Главное – выбрать люминофор, который дает свет, не меньший, чем от других источников излучения (лампы накаливания, светодиод и т.д.). Поэтому лазерные фары – это не лазеры белого света, а люминесцентные источники, освещаемые мощными синими или ультрафиолетовыми полупроводниковыми лазерами.

Эксперименты подтвердили, что лазерный свет сильно отличается от солнечного. Это позволяет снизить расход энергии на работу автомобильных фар (по сравнению со светодиодными фарами – более чем в 2 раза), что приводит к экономии топлива автомобиля. Высокая интенсивность излучения лазерного света безопасна для людей, так как он излучается на люминофор.

Основой для создания экспериментальной лазерной фары послужила обычная четырехугольная автомобильная фара (рисунок). В фокусе ее отражателя 4 установлен пластмассовый прозрачный шарик 1 диаметром 5 мм, на поверхность которого нанесен люминофор ФДЗ-8. На расстоянии 5 см от фокуса размещена лазерная головка 2, излучающая синий свет с длиной волны 405 нм. Напряжение питания фары 3 В, потребляемая мощность 0,05 Вт. Излучение лазера 3 попадало на поверхность шарика и вызывало его люминисценцию в видимом диапазоне. Так как лазер находился в фокусе, то получался яркий луч света длиной 60 м. Эксперименты подтвердили реальность создания фары на основе экспериментальной [2].

39