Работоспособность болтовых соединений в крепежных узлах опорно-поворотного устройства подъемных кранов

Ольга Олеговна Смиловенко; Тарас Михайлович Мартыненко; Сергей Анатольевич Лосик; Александр Иванович Полуян; Евгений Геннадьевич Казутин

doi:10.33408/2519-237X.2026.10-1.118

Авторы

Ольга Олеговна Смиловенко Государственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25 https://orcid.org/0000-0003-1612-9573
Тарас Михайлович Мартыненко Государственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25 https://orcid.org/0009-0000-6609-2030
Сергей Анатольевич Лосик Государственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25 https://orcid.org/0009-0002-2501-9026
Александр Иванович Полуян Государственное научное учреждение «Объединенный институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси»; 220072, Беларусь, Минск, ул. Академическая, 12 https://orcid.org/0009-0005-9276-8870
Евгений Геннадьевич Казутин Государственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25 https://orcid.org/0009-0008-1498-6284

DOI:

https://doi.org/10.33408/2519-237X.2026.10-1.118

Ключевые слова:

подъемный кран, опорно-поворотное устройство, болтовое соединение, потеря работоспособности, моделирование ANSYS, момент затяжки, коррозия

Аннотация

Цель. Повышение работоспособности болтовых соединений опорно-поворотных устройств подъемных кранов путем заблаговременного выявления дефектов на основе системного анализа факторов (причин), влияющих на выход из строя крепежных узлов.

Методы. Анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований надежности крепежных узлов фланцевых соединений с учетом динамических нагрузок; моделирование процесса потери работоспособности болтового соединения с учетом перераспределения нагрузки.

Результаты. Выявлены основные причины выхода из строя болтовых узлов подъемных кранов в виде нециклической динамики функциональных нагрузок, сочетанного воздействия различных типов нагружения, которое не учитывается при проектном расчете диаметра резьбы, а также прямого влияния субъективных факторов. Сформулированы рекомендации по контролю болтовых соединений (в соответствии с Правилами по обеспечению промышленной безопасности грузоподъемных кранов), в которых обоснованы и детализированы операции по проверке: момента затяжки, наличия дефектов (трещин) в теле болта, участков поверхности, пораженных коррозией.

Область применения исследований. Установка и эксплуатация подъемных кранов, оборудованных опорно-поворотным устройством фланцевого типа с болтовым креплением.

Биографии авторов

Ольга Олеговна Смиловенко, Государственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25

кафедра промышленной безопасности, профессор; кандидат технических наук, доцент

Тарас Михайлович Мартыненко, Государственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25

кафедра промышленной безопасности, доцент; кандидат физико-математических наук, доцент

Сергей Анатольевич Лосик, Государственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25

кафедра промышленной безопасности, старший преподаватель

Александр Иванович Полуян, Государственное научное учреждение «Объединенный институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси»; 220072, Беларусь, Минск, ул. Академическая, 12

лаборатория сверхпрочных материалов, научный сотрудник

Евгений Геннадьевич Казутин, Государственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25

кафедра пожарной аварийно-спасательной техники, профессор; кандидат технических наук

Библиографические ссылки

Senkevich E.I. Rekomendatsii po vyyavleniyu defektov, voznikayushchikh pri ekspluatatsii gruzopod"emnykh kranov. Prichiny defektov, poryadok ikh ustraneniya [Recommendations for identifying defects arising during the operation of lifting cranes. Causes of defects, procedure for their elimination]. Promyshlennaya bezopasnost'. 2024. No. 8 (313). Pp. 23–28. (rus)

Sit'ko A.N. O bezopasnoy ekspluatatsii kranovogo oborudovaniya na stroyploshchadkakh [On the safe operation of crane equipment at construction sites]. Okhrana truda v Belarusi [Labor safety and health in Belarus]: website. January 11, 2016. (rus). URL: https://otb.by/3928-o-bezopasnoi-ekspluatatcii-kranovogo-oborudovaniia-na-stroiploshchadkakh (accessed: December 30, 2024).

Antsev V.Yu., Vitchuk P.V., Krylov K. Yu. Klassifikatsiya defektov i otkazov gruzopod"emnykh mashin [Classification of defects and failures of load-lifting machines]. Izvestiya Tula State University. Technical sciences, 2015. No 10. Pp. 121–128. EDN: https://elibrary.ru/VKIBSB.

Metodicheskie ukazaniya po obsledovaniyu gruzopod"emnykh mashin s istekshim srokom sluzhby. Chast' 3. Bashennye, strelovye nesamokhodnye i machtovye krany, krany-lesopogruzchiki [Guidelines for the inspection of lifting equipment with expired service life. Part 3. Tower cranes, boom cranes, non-self-propelled cranes, mast cranes, and timber cranes]: RD10-112-3-97. In addition to RD 10-112-96 Part 1; introduced January 1, 1998. Moscow, 2009. 44 p. URL: https://meganorm.ru/Data2/1/4294848/4294848598.htm (accessed: December 30, 2024).

Smilovenko O.O., Martynenko T.M., Losik S.A. Tekhnicheskaya mekhanika [Technical mechanics]: textbook. Minsk: National Institute for Higher Education, 2021. 520 p. (rus)

Chigarev A.V., Ruchan M.V., Shukevich T.V. Primenenie konechno-elementnogo paketa ANSYS dlya rascheta boltovykh soedineniy [Application of the ANSYS finite-element package for calculating bolt connections]. Mashinostroenie: republican interdepartmental collection of scientific papers: based on the materials of the Intern. scientific and technical conf. «Materialy, oborudovanie i resursosberegayushchie tekhnologii v mashinostroenii» Minsk, April 6–10, 2009. Belarusian National Technical University. Ed. by: B.M. Khrustalev. Minsk, 2010. Pp. 231–236. (rus)

Martynenko T.M., Smilovenko O.O., Martynenko I.M., Losik S.A. Komp'yuternoe modelirovanie razrusheniya boltovogo soedineniya oporno-povorotnogo ustroystva pod"emnogo krana [Computer modeling of the destruction of the bolt connection of the support-turning device of the crane]. Emergency Situations: Prevention and Elimination, 2023. No. 2 (54). Pp. 24–31. (rus). DOI: https://doi.org/10.54422/1994-439X.2023.2-54.24-31. EDN: https://elibrary.ru/LYBKPZ.

Karatushin S.I., Khramova D.A., Bokuchava P.N. Modelirovanie napryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya boltovykh soedineniy v srede ANSYS [Simulation of the stress-strain state of bolted connections in ANSYS] BMSTU Journal of Mechanical Engineering. 2018. No. 8(701). Pp. 11–18. (rus). DOI: https://doi.org/10.18698/0536-1044-2018-8-11-18. EDN: https://elibrary.ru/LZAUXZ.

Kazutin E.G., Reva O.V., Algin V.B. Eksperimental'naya otsenka povrezhdaemosti elementov rezervuarov pozharnykh avtotsistern v zhidkikh korrozionnykh sredakh [Experimental assessment of damage to elements of the tanks of fire tankers in liquid corrosive environments]. Topical Issues of Mechanical Engineering, 2016. Vol. 5. Pp. 250–257. (rus). EDN: https://elibrary.ru/YRHOQB.

Zvyagintseva A.V., Ten'kaeva A.S., Mozgovoy N.V. Vozdeystvie sostava prirodnoy vody na korrozionnuyu stoykost' stali 40Kh magistral'nykh truboprovodov [Impact of natural water composition on corrosion resistance 40X steel of the main]. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoy akademii nauk, 2015. Vol. 17, No. 5. Pp. 276–282. (rus). EDN: https://elibrary.ru/VBYNMN.

Shchelevaya korroziya metalla [Crevice corrosion of metal]. Tochinvest Zink: website. September 6, 2020. URL: https://t-zinc.ru/o-kompanii/stati/shhelevaya-korroziya-metalla.html (accessed: December 30, 2024).