Increasing the efficiency of using open wagons by improving vibration unloading machines

Authors

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.25178

Keywords:

open wagon, bulk cargo, vibration, unloading, mathematical model, finite-element model

Abstract

Scientific and practical problem of increasing the efficiency of unloading technology of bulk cargo from open wagons by improving unloading machines is solved in the paper.

Based on the analysis of parameters that affect the operational efficiency of open wagons and comparison of existing technologies and technical means for unloading bulk cargo from open wagons it was found that technology with using overhead vibrating machines has become the most prevalent. However, these machines do not meet current production requirements concerning performance and preservation of rolling stock.

Based on the slope stability theory, correlation between vibration body accelerations of the open wagon and its unloading duration is determined. New mathematical model of vibration unloading of open wagons taking into account the change in weight of cargo residues and finite-element model of the “open wagon -vibromachine – cargo” system, which allow at the design stage to assess its performance and examine its impact on the durability of open wagon body elements are developed. Rational values of driving force frequency are found, which promotes increasing the unloading efficiency of open wagons and ensures the preservation of open wagons.

Experimental studies have shown the adequacy of theoretical research in practice. The practical recommendations, aimed at reducing the circulation of rolling stock by increasing the efficiency of vibration unloading of bulk cargoes from open wagons are proposed. The research results are implemented at the state-owned company “Vinnytsyatransprylad”.

Author Biography

Євгеній Віталійович Повороженко, State enterprise “South railway” Red Army, 7, Kharkov, Ukraine, 61052

Engineer

References

  1. Паров, П. Г. Исследование и создание устройства с боковой вибрацией для разгрузки и очистки полувагонов от остатков сыпучих грузов [Текст]: дис. ... канд. техн. наук: 05.22.08 / П. Г. Паров. – Харьков, 1975. – 172 с.
  2. Романович, Є. В. Удосконалення технічних засобів для очищення піввагонів від залишків сипучих вантажів [Текст]: дис. ...канд. техн. наук: 05.22.07 / Є. В. Романович. – Харків, 1999. – 128 с.
  3. ГОСТ 22235-76. Вагоны грузовые магистральных железных дорог колеи 1520 мм. Общие требования по обеспечению сохранности при производстве погрузочно-разгрузочных и маневровых работ [Текст] / Введ. 1978.01.01. – М.: Государственный совет СССР по стандартам; М.: ИПК Изд-во стандартов, 1999. – 35 с.
  4. Сендеров, Г. К. Изменения и дополнения к межгосударственному стандарту (ГОСТ 22235-76) по сохранности грузовых вагонов [Текст] / Г. К. Сендеров, А. П. Ступин, С. А. Другаль, Е. А. Поздина // Ж.-д. трансп. Сер. Вагоны и вагонное хозяйство. - 1999. - Вып. 3. - С.1-32.
  5. Стогов, В. Н. Погрузочно-разгрузочные машины [Текст] / В. Н. Стогов, Д. С. Плюхин, Г. П. Ефимов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Транспорт, 1977. – 312 с.
  6. Ищенко, В. Ф. Выбор щеточного механизма для очистных машин [Текст] / В. Ф. Ищенко, П. И. Пузырьков // Речной транспорт. – 1972. – №5. – с. 32.
  7. А. с. 156467 СССР, МПК6 B 65 G 67/24. Вибратор для разгрузки полувагонов [Текст] / С. А. Другаль, В. В. Зубарев, В. И. Иванов (СССР). – № 771484/27-11; заявл. 29.03.62; опубл. 01.01.63, Бюл. № 15. – 3 с.: ил.
  8. А. с. 552263 СССР, МКИ7 В 65 G 67/24. Навесное устройстводля разгрузки и очистки полувагонов от остатков сыпучих грузов [Текст] / В. Н. Стогов, И. П. Кривцов, В. А. Мироненко, П. Г. Паров, Н. А. Гастелло (СССР). – №1965589/11; заявл. 05.10.73; опубл. 30.03.77, Бюл. №12. – 3 с.: ил.
  9. А. с. 1796572 А1 СССР, МПК5 В 65 G 67/24. Вибратор для разгрузки вагонов [Текст] / Э. Н. Морозов, Е. А. Иконников, В. И. Бех, В. П. Шаклеин, В. Н. Харламов (СССР). - № 4884398/11; заявл. 16.11.90; опубл. 23.02.93, Бюл. №7. – 5 с.: ил.
  10. А. с. 652070 СССР, МПК5 В 65G 67/24. Навесное устройство для разгрузки и очистки полувагонов от остатков сыпучих грузов [Текст] / В. К. Бешкето, Ю. Л. Корытько, А. Н. Котенко, И. П. Собкалов, А. П. Шиш, Э. В. Шледевиц (СССР). – № 3752048/27-11; заявл. 07.06.84; опубл. 30.11.85, Бюл. №44. – 3 с.: ил.
  11. А. с. 1117238 СССР, МПК5 В 60 S 3/04. Устройство для очистки полувагонов от остатков сыпучих грузов [Текст] / А. И. Гребцов (СССР). – № 3600718/27-11; заявл. 03.06.83; опубл. 07.10.84, Бюл. №37. – 4 с.: ил.
  12. Патент 68185 UA, МПК В 65G 67/24 (2006.01) Навісний електромеханічний вібратор для піввагонів [Текст] / Романович Є. В., Коновалов Є. В., Афанасов Г. М., Бабенко А. О., Повороженко Є. В.; заявник Укр. держ. академія залізнич. трансп. - № а2010 13776; заявл. 19.11.2010; опубл. 26.03.2012, Бюл. № 6. - 3 с.: іл.
  13. Патент 99360 UA, МПК В 65G 67/24 (2006.01) Пристрій для вібраційного розвантаження вагонів-хоперів [Текст] / Романович Є. В., Афанасов Г. М., Повороженко Є. В.; заявник Укр. держ. академія залізнич. трансп. - № а2010 13872; заявл. 22.11.2010; опубл. 10.08.2012, Бюл. № 15. - 4 с.: іл.
  14. Долгих, К. О. Экспериментальное исследование вибронагруженности кузова полувагона [Текст] / К. О. Долгих, В. Ф. Лапшин // Вестник транспорта Поволжья. – 2012. – №2. – С. 34-42.
  15. Лапшин, В. Ф. Оценка сопротивления усталости элементов кузова полувагона при воздействии накладных вибромашин [текст] / В. Ф. Лапшин, К. М. Колясов, В. Б. Свердлов, Г. К. Сендеров, А. Н. Глухих, О. В. Тюленев, А. Н. Феодоров // Транспорт Урала. - 2008. - № 4. - С. 53-58.
  16. Гребцов, А. И. Разработка способа очистки полувагонов от остатков сыпучих грузов навесными воздуходувными устройствами [Текст]: дис. ... канд. техн. наук: 05.22.08 / А. И. Гребцов. – Харьков, 1990. - 141 с.
  17. Rail Car Vibrators [Електронний ресурс]: National air vibrations company // KJN Enterprises. - 2013. - Режим доступу: http://www.kjnenterprises.com/rail_car_vibrators.html.
  18. Railway wagon unloader [Електронний ресурс]: VSS products // Vibration system & solutions (Australia). - 2013. - Режим доступу: http://www.vibrationsystems.com.au/railwaywagon.asp.
  19. Безухов, Н. И. Теория сыпучих тел [Текст]: примеры и упражнения по теории сооружений / Н. И. Безухов. - Изд. 3-е, перераб. и доп. - М.: Госстройиздат, 1934. - 110 с.
  20. Зенков, Р. Л. Механика насыпных грузов [Текст] / Р. Л. Зенков. - Изд. 2-е, испр. и перераб. - М.: Машиностроение, 1964. - 225 с.
  21. Клейн, Г. К. Строительная механика сыпучих тел [Текст] / Г. К. Клейн. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1977. - 256 с.
  22. Кривцов, И. П. Виброустройства для очистки полувагонов от остатков груза [Текст] / И. П. Кривцов, В. А. Мироненко, П. Г. Паров // Промышленный транспорт. – 1979. – №1. – с. 14-16.
  23. Пановко, Я. Г. Основы прикладной теории колебаний и удара [Текст] / Я. Г. Пановко. - Изд. 3-е, доп. и переработ. – Л.: Машиностроение, 1976. - 320 с.
  24. Тимошенко, С. П. Колебания в инженерном деле [Текст] / С. П. Тимошенко. – М., Наука, 1967. - 444 с.
  25. Нормы для расчета и проектирования новых и модернизируемых вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных) [Текст] / Министерство путей сообщения СССР. - М.: ГосНИИВ-ВНИИЖТ, 1996.- 317с.
  26. Яблонский, А. А. Курс теоретической механики [Текст]: в 2 ч. Ч. 2. Динамика: Учеб. для тех. вузов / А. А. Яблонский. - 3-е изд., испр. - М.: Высшая школа, 1966. - 411 с.
  27. Rail Car Vibrators [Електронний ресурс]: National air vibrations company // KJN Enterprises. - 2013. - Режим доступу: http://www.kjnenterprises.com/rail_car_vibrators.html.
  28. Parov, P. H. (1975). Yssledovanye y sozdanye ustroistva s bokovoi vybratsyei dlia razghruzky y ochystky poluvahonov ot ostatkov sypuchykh hruzov. Unpublished doctoral dissertation, Kharkovskyi ynstytut ynzhenerov putei soobshchenyia, Kharkov.
  29. Romanovych, Ye. V. (1999). Udoskonalennia tekhnichnykh zasobiv dlia ochyshchennia pivvahoniv vid zalyshkiv sypuchykh vantazhiv. Unpublished doctoral dissertation, Ukrainska derzhavna akademiia zaliznychnoho transportu, Kharkov.
  30. HOST 22235-76. Vahony hruzovye mahystralnykh zheleznykh doroh koley 1520 mm. Obshchye trebovanyia po obespechenyiu sokhrannosty pry proyzvodstve pohruzochno-razghruzochnykh y manevrovykh rabot. (1999). Moskva: YPK Yzd-vo standartov, 35.
  31. Senderov, H. K., & Stupyn, A. P., Druhal, S. A., & Pozdyna, E. A. (1999). Yzmenenyia y dopolnenyia k mezhhosudarstvennomu standartu (HOST 22235-76) po sokhrannosty hruzovykh vahonov. Zh.-d. transp. Ser. Vahonи y vahonnoe khoziaistvo, 3, 1-32.
  32. Stohov, V. N., Pliukhyn, D. S., & Efymov, H. P. Pohruzochno-razghruzochnye mashyny. Moskva: Transport.
  33. Yshchenko, V. F., & Puzyrkov, P. Y. (1972). Vybor shchetochnoho mekhanyzma dlia ochystnykh mashyn. Rechnoi transport, 5, 32.
  34. Druhal, S. A., Zubarevb V. V., & Yvanov, V. Y. (1963) . A. s. 156467 USSR, MPK6 B 65 G 67/24. Vybrator dlia razghruzky poluvahonov. 771484/27-11. 15, 3.
  35. Stohov, V. N., Kryvtsov, Y. P., Myronenko, V. A., Parov, P. H., & Hastello, N. A. (1977). A. s. 552263 USSR, MKY7 V 65 G 67/24. Navesnoe ustroistvo dlia razghruzky y ochystky poluvahonov ot ostatkov sypuchykh hruzov. 1965589/11. 12, 3.
  36. Morozov, Э. N., Ykonnykov, E. A., Bekh, V. Y., Shakleyi, V. P., & Kharlamov, V. N. (1993). A. s. 1796572 A1 USSR, MPK5 V 65 G 67/24. Vybrator dlia razghruzky vahonov. 4884398/11. 7. 5.
  37. Beshketo, V. K., Korytko, Yu. L., Kotenko, A. N., Sobkalov, Y. P., Shysh, A. P., & Shledevyts, Э. V. (1985). A. s. 652070 USSR, MPK5 V 65G 67/24. Navesnoe ustroistvo dlia razghruzky y ochystky poluvahonov ot ostatkov sypuchykh hruzov. 3752048/27-11. 44. 3.
  38. Hrebtsov, A. Y. (1984). A. s. 1117238 USSR, MPK5 V 60 S 3/04. Ustroistvo dlia ochystky poluvahonov ot ostatkov sypuchykh hruzov. 3600718/27-11. 37. 4.
  39. Romanovych, Ye. V., Konovalov, Ye. V., Afanasov, H. M., Babenko, A. O., & Povorozhenko, E. V. (2012). Patent 68185 UA, MPK V 65G 67/24
  40. (2006.01) Navisnyi elektromekhanichnyi vibrator dlia pivvahoniv. a2010 13776. 6. 3.
  41. Romanovych, Ye. V., Afanasov, H. M., & Povorozhenko, E. V. (2012). Patent 99360 UA, MPK V 65G 67/24 (2006.01) Prystrii dlia vibratsiinoho rozvantazhennia vahoniv-khoperiv. a2010 13872. 15. 4.
  42. Dolhykh, K. O., Lapshyn, V. F. (2012). Eksperymentalnoe yssledovanye vybronahruzhennosty kuzova poluvahona. Vestnyk transporta Povolzhia, 2. 34-42.
  43. Lapshyn, V. F., Koliasov, K. M., Sverdlov, V. B., Senderov, H. K., Hlukhykh, A. N. Otsenka soprotyvlenyia ustalosty elementov kuzova poluvahona pry vozdeistvyy nakladnыkh vybromashyn. (2008). Transport Urala, 4. 53-58.
  44. KJN Enterprises. National air vibrations company. (2013). Rail Car Vibrators. Localized 1. April 2013, on http://www.kjnenterprises.com/rail_car_vibrators.html.
  45. Hrebtsov, A. Y. (1990). Razrabotka sposoba ochystky poluvahonov ot ostatkov sypuchykh hruzov navesnymy vozdukhoduvnymy ustroistvamy. Unpublished doctoral dissertation, Kharkovskyi ynstytut ynzhenerov putei soobshchenyia, Kharkov.
  46. National air vibrations company KJN Enterprises. (2013). Rail Car Vibrators. Localized 1. October 2013, on http://www.kjnenterprises.com/rail_car_vibrators.html.
  47. VSS products. Vibration system & solutions (Australia). (2013). Railway wagon unloader. Localized 1. December 2013, on http://www.vibrationsystems.com.au/railwaywagon.asp.
  48. Bezukhov, N. Y. (1934). Teoryia sypuchykh tel: prymery y uprazhnenyia po teoryy sooruzhenyi. Moskva : Hosstroiyzdat.
  49. Zenkov, R. L. (1964). Mekhanyka nasypnykh hruzov. Moskva : Mashynostroenye.
  50. Klein, H. K. (1977). Stroytelnaia mekhanyka sypuchykh tel. Moskva : Stroiyzdat.
  51. Kryvtsov, Y. P. Myronenko, V. A., & Parov, P. H. (1979). Vybroustroistva dlia ochystky poluvahonov ot ostatkov hruza. Promyshlennyi transport, 1. 14-16.
  52. Panovko, Ya. H. (1976). Osnovy prykladnoi teoryy kolebanyi y udara. Lenynhrad : Mashynostroenye.
  53. Tymoshenko, S. P. (1967). Kolebanyia v ynzhenernom dele. Moskva : Nauka.
  54. HosNYYV-VNYYZhT. (1996). Normy dlia rascheta y proektyrovanyia novykh y modernyzyruemykh vahonov zheleznykh doroh MPS koley 1520 mm (nesamokhodnykh). Moskva: Mynysterstvo putei soobshchenyia USSR.
  55. Yablonskyi, A. A. (1966). Kurs teoretycheskoi mekhanyky: Dynamyka (3d ed.). Moskva : Vysshaia shkola.
  56. Rail Car Vibrators (2013). National air vibrations company. KJN Enterprises. Available at: http://www.kjnenterprises.com/rail_car_vibrators.html.

Downloads

Published

2014-06-22

How to Cite

Повороженко, Є. В. (2014). Increasing the efficiency of using open wagons by improving vibration unloading machines. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(3(69), 42–47. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.25178

Issue

Vol. 3 No. 3(69) (2014): Control processes

Section

Control processes

License

Copyright (c) 2014 Євгеній Віталійович Повороженко

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

The consolidation and conditions for the transfer of copyright (identification of authorship) is carried out in the License Agreement. In particular, the authors reserve the right to the authorship of their manuscript and transfer the first publication of this work to the journal under the terms of the Creative Commons CC BY license. At the same time, they have the right to conclude on their own additional agreements concerning the non-exclusive distribution of the work in the form in which it was published by this journal, but provided that the link to the first publication of the article in this journal is preserved.

A license agreement is a document in which the author warrants that he/she owns all copyright for the work (manuscript, article, etc.).
The authors, signing the License Agreement with TECHNOLOGY CENTER PC, have all rights to the further use of their work, provided that they link to our edition in which the work was published.
According to the terms of the License Agreement, the Publisher TECHNOLOGY CENTER PC does not take away your copyrights and receives permission from the authors to use and dissemination of the publication through the world's scientific resources (own electronic resources, scientometric databases, repositories, libraries, etc.).
In the absence of a signed License Agreement or in the absence of this agreement of identifiers allowing to identify the identity of the author, the editors have no right to work with the manuscript.
It is important to remember that there is another type of agreement between authors and publishers – when copyright is transferred from the authors to the publisher. In this case, the authors lose ownership of their work and may not use it in any way.