<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">gumrf</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Vestnik Gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota imeni admirala S. O. Makarova</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2309-5180</issn><issn pub-type="epub">2500-0551</issn><publisher><publisher-name>ФГБОУ ВО «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.21821/2309-5180-2024-16-1-121-133</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">gumrf-425</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ТЕХНОЛОГИЯ СУДОСТРОЕНИЯ, СУДОРЕМОНТА И ОРГАНИЗАЦИЯ СУДОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>TECHNOLOGY OF SHIPBUILDING, SHIP REPAIR AND ORGANIZATION OF SHIPBUILDING PRODUCTION</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Особенности расчета прочности узлов редукторов портальных и судовых кранов в вероятностном аспекте</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Features of calculating the strength of gantry and ship cranes gear units in the probabilistic aspect</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Матвеева</surname><given-names>Е. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Matveeva</surname><given-names>E. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Матвеева Елена Владимировна — кандидат технических наук, доцент</p><p>198035, Санкт-Петербург, ул. Двинская, 5/7</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Matveeva, Elena V. — PhD, associate professor</p><p>5/7 Dvinskaya Str., St. Petersburg, 198035</p></bio><email xlink:type="simple">matveevaev@gumrf.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Афанасьев</surname><given-names>А. К.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Afanasyev</surname><given-names>A. K.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Афанасьев Андрей Константинович — кандидат технических наук, доцент</p><p>198035, Санкт-Петербург, ул. Двинская, 5/7</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Afanasyev, Andrey K. — PhD, associate professor</p><p>5/7 Dvinskaya Str., St. Petersburg, 198035</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Иванов</surname><given-names>А. Н.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Ivanov</surname><given-names>A. N.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Иванов Анатолий Николаевич — кандидат технических наук, доцент</p><p>198035, Санкт-Петербург, ул. Двинская, 5/7</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Ivanov, Anatoly N. — PhD, associate professor</p><p>5/7 Dvinskaya Str., St. Petersburg, 198035</p></bio><email xlink:type="simple">ivanovgumrf@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Admiral Makarov State University of Maritime and Inland Shipping</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2024</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>15</day><month>03</month><year>2024</year></pub-date><volume>16</volume><issue>1</issue><fpage>121</fpage><lpage>133</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Матвеева Е.В., Афанасьев А.К., Иванов А.Н., 2024</copyright-statement><copyright-year>2024</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Матвеева Е.В., Афанасьев А.К., Иванов А.Н.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Matveeva E.V., Afanasyev A.K., Ivanov A.N.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://journal.gumrf.ru/jour/article/view/425">https://journal.gumrf.ru/jour/article/view/425</self-uri><abstract><p>Выполненное исследование является результатом сбора статистических данных по отказам портальных перегрузочных и плавучих кранов. Установлено, что многие аварии узлов и деталей крановых механизмов могут быть связаны с ошибочным определением расчетных нагрузок. С целью повышения прочностной надежности в речных и морских портах были проведены многочисленные натурные испытания при различных режимах перегрузки разных видов грузов. Испытания показали, что эксплуатационные нагрузки носят случайный характер, а их законы распределения во времени отдельных крановых механизмов могут быть аппроксимированы усеченными нормальными законами Гаусса, учет которых на стадии новых конструкторских разработок, как показала практика выполнения прочностных усталостных расчетов, не является возможным. В статье с целью использования на стадии проектирования полученных законов предложено представление эксплуатационных нагрузок заменить начальными моментами, которые являются общими для всего механизма крана, а учет индивидуальных особенностей, таких как коэффициенты концентрации напряжений, параметры кривой усталости, наработка или база испытаний, перенести на последующие этапы разработки узлов машины. Для практической апробации представления эксплуатационных нагрузок нормальными законами Гаусса выполнен критический анализ их начальных моментов, который позволил выявить несоответствия в представлениях переменных нагрузок, предлагаемых для расчета на выносливость. Для откорректированного усеченного закона нормального распределения нагрузок определены начальные моменты, значение порядка которых соответствует структуре формул, используемых в расчете на сопротивление усталости при переменных амплитудах нагрузок (в частности, при переменных режимах нагружения). Представление откорректированных нормальных законов распределения начальными моментами дополняет нормативные документы, используемые на практике в процессе выполнения расчета на выносливость при переменных режимах нагружения, существенно упрощает расчеты и делает возможным его учет на стадии новых конструкторских разработок в соответствии с формулами, установленными в действующих нормативных документах.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The performed study is the result of collecting statistical data on failures of port transshipment and floating cranes. It is found that many accidents of components and parts of crane mechanisms can be associated with an erroneous determination of design loads. In order to increase the strength reliability, numerous field tests were carried out in river and sea ports under various modes of transshipment for different types of cargo. Tests have shown that operational loads are random in nature, and their laws of distribution over time of individual crane mechanisms can be approximated by truncated normal Gauss laws, accounting for which at the stage of new design developments, as shown by the practice of performing strength fatigue calculations, is not possible. In the article, in order to use the obtained laws at the design stage, it is proposed to replace the representation of operational loads with initial moments that are common to the entire crane mechanism, and transfer individual characteristics consideration such as stress concentration coefficients, fatigue curve parameters, operating time or test base, to subsequent stages of machine components development. For practical testing of the operational loads representation by the normal Gauss laws, a critical analysis of their initial moments, which makes it possible to identify inconsistencies in the representations of variable loads proposed for strength calculation, is given. For the corrected truncated normal load distribution law, the initial moments, the value of the order of which corresponds to the formulas structure used in calculating fatigue resistance at variable load amplitudes (in particular, under alternating loading modes), are determined. The presentation of corrected normal distribution laws with initial moments complements the normative documents used in practice when performing strength calculations under variable loading conditions, significantly simplifies calculations and makes it possible to take it into account at the stage of new design developments in accordance with the formulas established in the current normative documents.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>режим работы</kwd><kwd>расчетные сочетания нагрузок</kwd><kwd>нагрузочные диаграммы</kwd><kwd>законы распределения нагрузок</kwd><kwd>коэффициент усеченности</kwd><kwd>начальные моменты</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>operating mode</kwd><kwd>calculated load combinations</kwd><kwd>load diagrams</kwd><kwd>load distribution laws</kwd><kwd>truncation coefficient</kwd><kwd>initial moments</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сидоров В. А. Технологические причины износа крупномодульных зубчатых передач / В. А. Сидоров, В. П. Цокур // Прогрессивные технологии и системы машиностроения. — 2023. — № 2 (81). — С. 45–50.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sidorov, V. A., and V. P. Tsokur. “Technological causes of wear of large-module gears.” Progressive Technologies and Systems of Mechanical Engineering 2(81) (2023): 45–50.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Хорешок А. А. Увеличение ходимости редукторов мотор-колес карьерных самосвалов методом внедрения контроля фактического технического состояния / А. А. Хорешок, А. В. Кудреватых, А. С. Ащеулов [и др.] // Горные науки и технологии. — 2021. — Т. 6. — № 4. — С. 267–276. DOI: 10.17073/2500-0632-2021-4-267-276.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Khoreshok, А. А., A. V. Kudrevatykh, A. S. Ashcheulov, A. V. Vinidiktov, and L. I. Kantovich. “Increasing life of pit dump truck motor-wheel gearboxes by introducing the monitoring of the actual technical condition.” Mining Science and Technology (Russia) 6.4 (2021): 267–276. DOI: 10.17073/2500-0632-2021-4-267-276.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Панасенко Н. Н. Экспертиза надежности зубчатых передач грузоподъемных кранов морских портов и транспортных терминалов / Н. Н. Панасенко, П. В. Яковлев // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. — 2019. — № 1. — С. 105–118.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Panasenko, N. N., and P. V. Yakovlev. “Reliability examination transmission gears of lifting cranes in sea ports and transport terminals.” Vestnik of Astrakhan State Technical University. Series: Marine Engineering and Technologies 1 (2019): 105–118. DOI: 10.24143/2073-1574-2019-1-105-118.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Токарев А. О. Отказы деталей машин. Анализ причин, техническая диагностика и профилактика / А. О. Токарев, И. Г. Мироненко. — М/; Вологда: Инфра-Инженерия, 2020. — 220 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tokarev, A. O., and I. G. Mironenko. Otkazy detalei mashin. Analiz prichin, tekhnicheskaya diagnostika i profilaktika. Moskva; Vologda: Infra-Inzheneriya, 2020.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Дукельский А. И. Портовые и судовые грузоподъемные машины / А. И. Дукельский. — Л.: Морской транспорт, 1960. — 511 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Dukel’skii, A. I. Portovye i sudovye gruzopod”emnye mashiny. L.: Morskoi transport, 1960.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Соколов С. А. Строительная механика и металлические конструкции подъемно-транспортных машин / С. А. Соколов. — СПб.: Политехника, 2011. — 448 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sokolov, S. A. Stroitel’naya mekhanika i metallicheskie konstruktsii pod”emno-transportnykh mashin. SPb.: Politekhnika, 2011.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Барышников С. О. Основы расчета и конструирования деталей машин крановых устройств: учеб. пособие / С. О. Барышников, А. Н. Иванов. — СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С. О. Макарова, 2020. — 307 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Baryshnikov, S. O., and A. N. Ivanov. Osnovy rascheta i konstruirovaniya detalei mashin kranovykh ustroistv: ucheb. posobie. SPb.: Izd-vo GUMRF im. adm. S. O. Makarova, 2020.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Решетов Д. Н. Развитие теории расчета и конструирования деталей машин и требования к подготовке инженеров-механиков / Д. Н. Решетов // Сборник научно-методических статей по деталям машин. — 1977. — Вып. 2. — С. 3–12.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Reshetov, D. N. “Razvitie teorii rascheta i konstruirovaniya detalei mashin i trebovaniya k podgotovke inzhenerov-mekhanikov.” Sbornik nauchno-metodicheskikh statei po detalyam mashin. Vyp. 2. 1977. 3–12.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кораблев А. И. Повышение нагрузочной способности и долговечности зубчатых передач / А. И. Кораблев, Д. Н. Решетов. — М.: Машиностроение, 1968. — 288 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Korablev, A. I., and D. N. Reshetov. Povyshenie nagruzochnoi sposobnosti i dolgovechnosti zubchatykh peredach. M.: Mashinostroenie, 1968.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Брауде В. И. Нагрузки портальных кранов / В. И. Брауде, Н. В. Звягинцев, Ю. В. Силиков // Труды ЛИВТ`а. — Л.: Транспорт, 1969. — Вып. 123. — С. 100–116.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Braude, V. I., N. V. Zvyagintsev, and Yu. V. Silikov. “Nagruzki portal’nykh kranov.” Trudy LIVT`a. Vol. 123. L.: Transport, 1969. 100–116.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Андрианов Е. Н. Эксплуатационные нагрузки портальных перегрузочных кранов / Е. Н. Андрианов // Журнал университета водных коммуникаций. — 2009. — № 4. — С. 9–16.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Andrianov, E. N. “Workloads of gantry unloaders.” Zhurnal universiteta vodnykh kommunikatsii 4 (2009): 9–16.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Андрианов Е. Н. Актуальные вопросы проектирования и расчета механизмов подъема портальных кранов / Е. Н. Андрианов, А. Н. Иванов // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2014. — № 2 (24). — C. 52–60. DOI: 10.21821/2309-5180-2014-6-2-52-60.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Andrianov, E. N., and A. N. Ivanov. “Current issues of design and calculation of lifting cranes.” Vestnik Gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota imeni admirala S. O. Makarova 2(24) (2014): 52–60. DOI: 10.21821/2309-5180-2014-6-2-52-60.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Григорьев Н. И. Нагрузки кранов / Н. И. Григорьев. — М. — Л.: Машиностроение, 1964. — 168 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Grigor’ev, N. I. Nagruzki kranov. M–L.: Mashinostroenie, 1964.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Барышников С. О. Крановые и судовые редукторы и зубчатые передачи: учеб. пособие / С. О. Барышников, А. Н. Иванов. — СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С. О. Макарова, 2023. — 344 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Baryshnikov, S. O., and A. N. Ivanov. Kranovye i sudovye reduktory i zubchatye peredachi. SPb.: Izd-vo GUMRF im. adm. S. O. Makarova, 2023.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
