Перспективы использования электроцилиндров для подъемно-транспортного оборудования

В обзорной статье на основе анализа научных публикаций дано обоснование необходимости внедрения эффективных технологий, способствующих снижению выбросов парниковых газов, в первую очередь углекислого газа, оказывающих отрицательное влияние на изменение климата на Земле. В частности, обращается внимание на негативное влияние подъемно-транспортного оборудования и терминальных тягачей, используемых на крупных терминалах. Отмечается, что в связи с этим терминальные операторы переходят на гибридные двигатели, экологичные виды топлива или электрическое оборудование. Приведены доказательства того, что переход на использование подъемно-транспортного оборудования, оснащенного электрическими источниками энергии, не только снизит выбросы парниковых газов в атмосферу при работе в порту, но и благодаря более простой механической конструкции электроприводов увеличит время безотказной работы оборудования, а также позволит сократить затраты на его техническое обслуживание. Обоснована необходимость кроме замены двигателя внутреннего сгорания, произвести замену элементов гидравлической системы, в частности, на ричстакерах, которые являются наиболее сложными устройствами (объем гидравлической жидкости в гидравлических системах ричстакера составляет порядка 800 л). Предлагается замена гидравлических цилиндров как основных потребителей гидравлической энергии при выполнении погрузочно-разгрузочных работ на электроцилиндры, так как они не отличаются по эксплуатационным нагрузкам от гидравлических цилиндров, и в случае замены двигателей внутреннего сгорания на аккумуляторные батареи снижаются эксплуатационные расходы (стоимость владения), а также обеспечивается точность позиционирования.

1. Васильев В. К. Перспективы перехода эксплуатации от дизельных ричстакеров к электрическим ричстакерам / В. К. Васильев // Развитие инфраструктуры внутреннего водного транспорта: традиции, инновации (РИВВТ-2023): сборник трудов межвузовской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, Санкт-Петербург, 05 декабря 2023 года. — Санкт-Петербург: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Государственный университет морского и речного флота им. адмирала С. О. Макарова, 2024. — С. 73–77. — EDN EZRFJC.

2. Zeng Y. Analysis of Carbon Emission Reduction at the Port of Integrated Logistics: The Port of Shanghai Case Study / Y. Zeng, X. Yuan, B. Hou // Sustainability. — 2023. — Vol. 15. — Is. 14. DOI: 10.3390/su151410914.

3. Карамгужинова А. Е. Анализ перспективы развития мехатронных систем на примере электрогидроцилиндра повышенной эффективности / А. Е. Карамгужинова, В. Н. Кузнецова, В. В. Савинкин, Д. А. Коптяев // Вестник Сибирского государственного автомобильно-дорожного университета. — 2020. — Т. 17. — № 1(71). — С. 22–31. DOI: 10.26518/2071-7296-2020-17-1-22-31. — EDN SOUIAI.

4. Козлов А. В. Оценка жизненного цикла силовых установок на аккумуляторной батарее, водородных топливных элементах, двигателе внутреннего сгорания для городских автобусов в условиях московского региона / А. В. Козлов, А. В. Порсин, Ю. А. Добровольский [и др.] // Журнал прикладной химии. — 2021. — Т. 94. — № 6. — С. 784–804. DOI: 10.31857/S004446182106013X. — EDN RLJNAW.

5. Ланин А. П. Опасное и вредное воздействие нефти и нефтепродуктов на окружающую среду / А. П. Ланин, А. Н. Новиков, А. В. Глухов, Р. Р. Садыков // Мир транспорта и технологических машин. — 2009. — № 1(24). — С. 98–106. — EDN TELAAP.

6. Архипенко В. С. Сравнительные характеристики электромеханических и гидравлических цилиндров / В. С. Архипенко, В. А. Жукова // Современные проблемы машиностроения: Труды XII Международной научно-технической конференции, Томск, 28 октября — 01 2019 года — Томск: Национальный исследовательский Томский политехнический университет. — 2019. — С. 362–365. — EDN XPYFCH.

7. Дунаев В. И. Определение точек контакта резьбовых деталей планетарной роликовинтовой передачи / В. И. Дунаев, И. М. Егоров, И. А. Тулькова [и др.] // Наука и бизнес: пути развития. — 2015. — № 11(53). — С. 15–22. — EDN VJOCHB.

8. Липчанская Ю. Г. Электроцилиндры — альтернатива гидроприводу / Ю. Г. Липчанская // Международная научно-техническая конференция молодых ученых БГТУ им. В. Г. Шухова, посвященная 160-летию со дня рождения В. Г. Шухова, Белгород, 01–20 мая 2013 года. — Белгород: шухова, 2013. — С. 1182–1187. — EDN SJIHKH.

9. Наупарац Д. Сравнение электрических и гидроцилиндров: применение приводов движения гидромеханического оборудования на плотинах и судоходных шлюзах / Д. Наупарац // Гидротехника. — 2021. — № 3(64). — С. 11–14. — EDN YHTBJX.

10. Несмиянов И. А. Перспективы использования электроцилиндров в погрузчиках / И. А. Несмиянов, М. Е. Николаев, Е. Н. Захаров, Н. В. Карева // Сельский механизатор. — 2019. — № 7. — С. 28–29. — EDN VNXXMH.

11. Ряховский О. А. Планетарный ролико-винтовой механизм преобразования вращательного движения в поступательное, выполненный по «перевернутой» схеме / О. А. Ряховский, А. Н. Воробьев, А. С. Марохин // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. — 2013. — № 9. — С. 44–48. — EDN RCDDXL.

12. Ивлев В. И. Сравнительные технико-экономические характеристики пневматических и электрических приводов / В. И. Ивлев // Гидравлика. — 2023. — № 20. — С. 21–35. — EDN QKAKQS.

13. Измайлов А. Ю. Электромеханическая альтернатива гидравлическому и пневматическому приводу / А. Ю. Измайлов, А. Ф. Жук, В. А. Жук // Сельскохозяйственные машины и технологии. — 2009. — № 3. — С. 9–13. — EDN KDNDLJ.

14. Зуб И. В. Современные требования к правилам технической эксплуатации портового перегрузочного оборудования / И. В. Зуб, Ю. Е. Ежов, В. А. Сидоренко // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С. О. Макарова. — 2018. — Т. 10. — № 6. — С. 1152–1161. DOI: 10.21821/2309-5180-2018-10-6-1152-1161. — EDN YYEIUH.

15. Крупнов П. А. Исследование применения альтернативных двигателей для портовой перегрузочной техники / П. А. Крупнов, И. О. Огнев // Транспортное дело России. — 2019. — № 4. — С. 114–117. — EDN OKBRRV.

16. Петрова М. В. Модернизация системы автоматического управления электроцилиндрами / М. В. Петрова, И. А. Васильев // Вузовская наука в современных условиях: сборник материалов 57-й научно-технической конференции, Ульяновск, 23–28 января 2023 года. Том Часть 1. — Ульяновск: Ульяновский государственный технический университет, 2023. — С. 157–159. — EDN LHBGGW.

17. Гашо Е. Приоритеты энергоперехода на транспорте: электротяга или повышение экологического класса углеводородного топлива? / Е. Гашо, С. Белобородов, А. Ненашев // Энергетическая политика. — 2024. — № 1(192). — С. 58–69. DOI: 10.46920/2409-5516_2024_1192_58. — EDN HIVEBJ.

18. Гаджиалиева И. В. Применение современных электроцилиндров в управлении оборудованием гидроэнергетики / И. В. Гаджиалиева, А. М. Любицкий, М. В. Любицкий [и др.] // Sciences of Europe. — 2021. — № 69–1(69). — С. 61–64. DOI: 10.24412/3162-2364-2021-69-1-61-64. — EDN YVSVHF.

19. Гладышев Г. Замена гидравлики на электромеханику: зачем и как это делают. Часть 1 / Г. Гладышев // Control Engineering Россия. — 2021. — № 4(94). — С. 40–44. — EDN FBTTIM.

20. Гладышев Г. Замена гидравлики на электромеханику: зачем и как это делают. Часть 2 / Г. Гладышев // Control Engineering Россия. — 2021. — № 5(95). — С. 36–40. — EDN UDHJIK.

21. Максименко А. Н. Определение основных выходных параметров гидрофицированных строительных и дорожных машин на этапе эксплуатации их жизненного цикла / А. Н. Максименко, Е. В. Заровчатская, С. В. Масловская // Наука и техника. — 2014. — № 5. — С. 60–66. — EDN SYNDZL.

22. Саушев А. В. Электроцилиндр как перспективный тип электромеханического привода основных двустворчатых ворот судоходных шлюзов России / А. В. Саушев, А. А. Темкин // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С. О. Макарова. — 2022. — Т. 14. — № 4. — С. 628–637. DOI: 10.21821/2309-5180-2022-14-4-628-637. — EDN JTZKLM.

23. Lee S-U. Control of a heavy-duty robotic excavator using time delay control with integral sliding surface / S-U. Lee, P. H. Chang // Control Engineering Practice. — 2002. — Vol. 10. — Is. 7. — Pp. 697–711. DOI: 10.1016/S0967-0661(02)00027-8.

24. Mirza J. Joint seals for hydraulic structures in severe climates / J. Mirza // Journal of Civil Engineering and Management. — 2014. — Vol. 20. — Is. 1. — Pp. 38–46. DOI: 10.3846/13923730.2013.799092.

25. Rankka A. Procedure of developing more energy efficient and electrified hydraulic systems for loader cranes / A. Rankka, A. . Dell’Amico // Frontiers in Mechanical Engineering. — 2024. — Vol. 10–2024. DOI: 10.3389/fmech.2024.1494642.

26. Romero-Abad D. The electric potential of an infinite conducting cylinder with an n-cusped hypocycloidal cross-section / D. Romero-Abad, R. Suárez-Córdova // European Journal of Physics. — 2022. — Vol. 43. — Is. 3. — Pp. 035205. DOI: 10.1088/1361-6404/ac5e7e.

27. Zhou J. Analytical and experimental research on stability of large slenderness ratio horizontal hydraulic hoist / J. Zhou, D. W. Shi, Z. L. Sun, T. Bi, X. H. Cheng, D. Chen, Y. Lu // Advances in Mechanical Engineering. — 2018. — Vol. 10. — Is. 10. — Pp. 1687814018803472. DOI: 10.1177/1687814018803472.

28. Виноградов Д. Н. Основные проблемы в гидравлических системах и их влияние на работу оборудования / Д. Н. Виноградов, Я. Д. Высоцкий, Е. Ю. Мирошник, Е. И. Мальцева // Сибирская деревня: 70 лет с начала освоения целинных и залежных земель в России: Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 70-летию с начала освоения целинных и залежных земель в России, Омск, 06 июня 2024 года. — Омск: Омский государственный аграрный университет им. П. А. Столыпина, 2024. — С. 488–491. — EDN NFBSNH.

29. Гаврюшенко Я. В. Условия эксплуатации и техническое обслуживание гидравлических систем / Я. В. Гаврюшенко // Актуальные аспекты развития воздушного транспорта (Авиатранс-2019): Материалы международной научно-практической конференции, приуроченной к 50-летию со дня основания Ростовского филиала МГТУ ГА. В двух томах, Ростов-на-Дону, 21–23 июня 2019 года. Том 2. — Ростов-на-Дону: Общество с ограниченной ответственностью «Фонд науки и образования», 2019. — С. 687–692. — EDN HVNHZA.

30. Пахомин С. А. Электропривод рулевого механизма / С. А. Пахомин, Л. С. Пахомин, А. А. Лазарев // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. — 2017. — № 4(196). — С. 53–56. DOI: 10.17213/0321-2653-2017-4-53-56. — EDN ZWHBYP.

31. Щемелев В. Л. Автоматизация работы спредера при обработке крупнотоннажных контейнеров в условиях крена и дифферента судна / В. Л. Щемелев, И. В. Зуб, Ю. Е. Ежов // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. — 2023. — № 2. — С. 101–107. DOI: 10.24143/2073-1574-2023-2-101-107. — EDN AYVDGS.

32. Щемелев В. Л. Алгоритм обучения спредера с возможностью стабилизации для совершенствования технологии перегрузки контейнеров в условиях крена и дифферента судна / В. Л. Щемелев, И. В. Зуб, Ю. Е. Ежов // Транспортное дело России. — 2023. — № 4. — С. 223–227. DOI: 10.52375/20728689_2023_4_223. — EDN UNHPJD.