О выполнении Государственного контракта

Министерство образования и науки Российской Федерации

УДК 621.317.7;621.319

АННОТИРОВАННЫЙ
ОТЧЕТ

о выполнении Государственного контракта
№ 14.740.11.0303 от 17 сентября 2010 г. и Дополнению от 14 октября 2011г. № 1

Исполнитель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)»

Программа (мероприятие): Федеральная целевая программа «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг., в рамках реализации мероприятия № 1.2.2 Проведение научных исследований научными группами под руководством кандидатов наук.

Проект: Разработка устройств для контроля состояния стальных канатов подъемно-транспортных установок

Руководитель проекта: ______________/ (подпись)

Новочеркасск 2013 г.

Наименование: Разработка устройств для контроля состояния стальных канатов подъемно-транспортных установок

Срок выполнения, объем финансирования (бюджет).

Номер этапа	Начало этапа (дд. мм. гггг)	Окончание этапа (дд. мм. гггг)	Описание этапа	Сумма этапа
1	17.09.2010	30.10.2010	Определение и обоснование оптимального варианта направления исследований.	400 000
2	01.01.2011	31.07.2011	Проведение теоретических исследований с целью получения достаточных данных для решения поставленных научно-исследовательских задач	700 000
3	01.08.2011	25.11.2011	Проведение экспериментальных исследований с целью получения достаточных достоверных данных для решения поставленных научно-исследовательских задач	300 000
4	01.01.2012	31.07.2012	Обработка полученных результатов исследований чистоты конструкции	420 000
5	01.08.2012	25.11.2012	Внедрение результатов НИР в образовательный процесс.	180 000

Актуальность работы: В настоящее время стальные канаты получили большое распространение в различных областях техники: подвесные канатные дороги, подъемно-транспортные механизмы, шахтное и лифтовое оборудование. Часто от технического состояния канатов зависит безопасность людей. Все это обусловливает необходимость тщательной проверки каната на предмет разрешения его дальнейшей эксплуатации. Прочность стального каната в основном обуславливается площадью металла в его поперечном сечении и временным сопротивлением разрыву материала проволок. Однако опыт эксплуатации проволочных канатов позволил установить ряд признаков внешнего износа и нарушений конструктивной целостности каната, по которым можно определить пригодность его к дальнейшей эксплуатации.

В зависимости от типа подъемно-транспортной установки через определенный интервал времени, как правило, один раз в год, осуществляется его инструментальный контроль. Данный контроль осуществляется с помощью устройств неразрушающего контроля. Как уже было отмечено в отчете по первому этапу, наиболее эффективными методами контроля состояния стальных канатов являются электромагнитные методы неразрушающего контроля.

В связи со сложной конструкцией стальных канатов, их пространственной и магнитной неоднородностью, разным характером дефектов применение традиционных методов проектирования электромагнитных устройств контроля затруднительно. В связи с эти возникает необходимость разработки математических моделей и методик проектирования, позволяющих создать новые конструкции устройств для повышения эффективного функционирования устройств контроля состояния стальных канатов.

Цель и задачи.

Цель работы: разработка устройств для контроля состояния стальных канатов подъемно-транспортных установок.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1.Определение и обоснование оптимального варианта направления исследований.

2. Проведение теоретических исследований с целью получения достаточных данных для решения поставленных научно-исследовательских задач.

3. Проведение экспериментальных исследований с целью получения достаточных достоверных данных для решения поставленных научно-исследовательских задач.

4. Обработка полученных результатов исследований чистоты конструкции.

5. Внедрение результатов НИР в образовательный процесс.

Методы реализации: математическое моделирование, экспериментальные исследования.

Результаты работы

В ходе выполнения Государственного контракта № 14.740.11.0303 "Разработка устройств для контроля состояния стальных канатов подъемно-транспортных установок" получены следующие результаты:

-в результате выполнения обзора научно-информационных источников за 2000-2010 гг. и проведения патентных исследований устройств контроля состояния стальных канатов с ретроспективой 25 лет, установлено, что в настоящий момент времени основными направлениями технической модернизации являются: уменьшение влияния скорости движения дефектоскопов на их показания; увеличение разрешающей способности приборов; определение структурных дефектов в канатах; прогнозирование остаточного срока службы каната; оптимизация конструкции дефектоскопа;

-предложены корректировки отдельных параметров устройства контроля состояния стальных канатов с целью повышения его функциональных показателей;

-создана структура устройства контроля состояния стальных канатов для эффективного практического использования, которая отличается от существующих новым методом определения потери металлического сечения, основанным на регистрации части намагничивающего потока в измерительном модуле,;

-разработана комплексная математическая модель устройства контроля состояния стальных канатов с участком каната, позволяет учесть конструктивную пространственную неоднородность стального каната и наличие повреждений типа «Локальный дефект».

-сформированы основные требования к намагничивающей системе устройства контроля состояния стальных канатов подъемно-транспортных установок на основе проведенных численных исследований: конфигурация магнитной системы устройства контроля состояния стальных канатов подъемно-транспортных установок определяется типом подъемно-транспортных машин, в которых планируется производить контроль канатов; источники МДС должны располагаться как можно ближе к зоне контроля; конструкция магнитопровода МС должна обеспечивать расположение магниточувствительных датчиков для МИПС в центре магнитопровода;объем межполюсного пространства должен быть достаточным для установки датчиков модуля ЛД; магниточувствительные датчики модуля ЛД должны находиться как можно ближе к поверхности контролируемого объекта, на расстоянии не более 3 мм; контролируемый участок стального каната должен находиться в состоянии технического насыщения, для обеспечения уверенного обнаружения любых дефектов типа ЛД; длина контролируемого участка каната, которая является непосредственной частью МС устройства контроля состояния стальных канатов подъемно-транспортных установок, должна быть минимальной для повышения разрешающей способности по каналу измерения потери металлического сечения; устройство должно иметь минимальную массу, объем и стоимость.

-разработана методика проектирования устройства контроля состояния стальных канатов подъемно-транспортных установок, которая в отличие от существующих позволяет учесть специфику его работы и обеспечить высокие массогабаритные показатели и низкое энергопотребление;

-разработаны основные требования к магниточувствительным элементам и реализована схема усилителя измерительного преобразователя модуля обнаружения локальных дефектов и модуля измерения потери сечения для реализации измерительного преобразователя модуля обнаружения локальных дефектов и модуля измерения потери сечения;

-разработан модуль определения положения магнитного датчика на контролируемом канате, отличительной особенностью которого является регистрация положения на основе магниторезистивного датчика;

-сформированы требования к блоку регистрации и идентификации дефектов и на основе предложенных способов регистрации дефектов разработан алгоритм программы управления устройством.

-разработана программа исследовательских испытаний макета устройства контроля состояния стальных канатов подъемно-транспортных установок объектов повышенной опасности;

-разработана методика исследовательских испытаний макета устройства контроля состояния стальных канатов подъемно-транспортных установок объектов повышенной опасности;

-разработан и изготовлен стенд для проведения исследовательских испытаний макета устройства контроля состояния стальных канатов подъемно-транспортных установок объектов повышенной опасности с целью получения достаточных данных для решения поставленных научно-исследовательских задач.

-проведены исследовательские испытания и обработка полученных результатов испытаний макета устройства контроля состояния стальных канатов подъемно-транспортных установок объектов повышенной опасности с целью получения достаточных данных для решения поставленных научно-исследовательских задач.

-разработаны рекомендации по возможности использования результатов проведенных НИР в реальных секторах экономики.

-разработаны рекомендаций по использованию результатов НИР при разработке научно-образовательных курсов.