Совершенствование системы устойчивости грузоподъемного крана | Статья в журнале «Молодой ученый»

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №6 (140) февраль 2017 г.

Дата публикации: 14.02.2017

Статья просмотрена: 38 раз

Библиографическое описание:

Мягкий Д. А. Совершенствование системы устойчивости грузоподъемного крана // Молодой ученый. — 2017. — №6. — С. 61-64. — URL https://moluch.ru/archive/140/39399/ (дата обращения: 11.12.2018).



Приведены сведения по динамике грузоподъемного крана. Даны рекомендации по повышению устойчивости грузоподъемного крана.

Динамика колебательного процесса подъемного механизма стрелового крана рассматривается как система состоящая из массы груза, массы крана, массы ротора электродвигателя и элементов подъемного механизма, связанных между собой упругими звеньями и жесткостями подъемных канатов и металлоконструкции крана. В работе [4] сделано допущение, что упругость металлоконструкции значительно выше упругости каната. Эта обоснованность подтверждается экспериментально. При указанных допущениях подъем груза производится путем выбора слабины каната, упругой деформации всех элементов конструкции и отрыве с места.

Максимальные динамические нагрузки появляются при отрыве груза.

Процесс подъема груза механизмом подъема стоит из:

− выборки зазоров в канате;

− отрыва груза от земли;

− движения груза в установившемся режиме работы.

На рисунке 1 приведена двухмассовая динамическая схема подъема груза краном.

Груз поднимается поступательно в режиме неустановившегося движения. На первом этапе выбирается зазор Δ.

Процесс выборки зазоров описывается системой уравнений

,

(1)

.

Рис. 1. Двухмассовая динамическая схема подъема груза: mг,  масса груза и грузозахватного органа; mр — приведенная масса вращающихся частей привода; Δ — зазоры в механизме; С — коэффициент упругости полиспаста

На втором этапе в упругой связи возникает нагрузка F

,

(2)

где xг, xр — перемещение груза и ротора привода; F — избыточная сила механизма.

,(3)

; .

Избыточная сила механизма в виде синусоидальной составляющей амплитуды создает наиболее тяжелый нагрузочный режим. Появление синусоидальной составляющей не только увеличивает наибольшую динамическую нагрузку, но и может привести к качественным изменениям в характере движения оборудования крана. Для снижения динамической нагрузки требуется гашение колебаний в системе. При введении системы гашения наибольшая нагрузка упругого ускоренного подхвата определяется:

Р =abs(exp(-кu)Аsin(ωu))(4)

где ω — круговая частота колебаний; u — время протекания процесса.

Наибольшая нагрузка равномерного подхвата:

(5)

где V — скорость подъема груза.

Для кранов, у которых соотношение массmр >= тг формула определения наибольшей нагрузки

(6)

При определении нагрузки несостоявшегося подъема, такая нагрузка обычно аварийная, уравнение движения в этом случае:

.(7)

где mк — масса крана; mг — масса груза; с  жестокость полиспаста; x — перемещение груза.

Обозначив и (8)

Имеем решение этого уравнения:

.(9)

Максимальное усилие подъема будет при

,(10)

где .

Этим выражением определяется динамическая загрузка как каната так и любого упругого элемента механизма подъема.

При подъеме груза с учетом податливости металлоконструкции стрелы крана динамическая модель системы приведена на рис. 2.

Рис. 2. Динамическая модель рабочего оборудования крана

При анализе динамики колебательного процесса, происходящего при подъеме груза с учетом податливости металлоконструкции приняты слудующие допущения.

  1. Масса крана и груза рассматривается как общая масса.
  2. Упругость металлоконструкции значительно больше упругости канатов и привода механизма.

Обоснованность таких допущений подтверждается экспериментально [4].

Подъем груза при принятых допущениях производится следующим образом.

Первый этап. После включения двигателя происходит выборка зазоров в канате.

Второй этап. Происходит упругая деформация всех элементов конструкции. Это продолжается пока усилие на крюке не станет равным грузоподъемности.

Третий этап. Подъем груза.

За обобщенную координату X принимается перемещение Xк массы крана mk, обладающей жесткостью kk.

Первый этап описывается уравнениями

,(11)

.

На втором этапе уравнение подъема груза имеет вид:

.(12)

В момент отрыва груза усилие подъема определится по уравнению:

Р =abs(exp(-u)Аsin(ω u))(13)

где ω — частота колебаний груза; ` u — время отрыва груза.

На третьем этапе усилие подъема груза равно грузоподъемности. Движение груза описывается уравнением гармонических колебаний. Уравнение подъема груза имеет вид

.(14)

Полная нагрузка на крюк равна сумме статической и динамической

.(15)

где

Выводы.

Грузовая устойчивость грузоподъемного крана в области граничного равновесия обеспечивается рациональным сочетанием динамических свойств привода, полиспаста, металлоконструкции стрелы и времени срабатывания тормозной системы.

Литература:

  1. Емельянов Р. Т., Прокопьев А. П., Турышева Е. С., Постоев П. А. Реализация нейросетевого контроллера для управления организационно-технологическим комплексом // Вестник Сибирского аэрокосмического университета. 2011. Вып. 1. С. 20–24.
  2. Емельянов Р. Т, Спирин Е. С., Кириллов К. В., Циганкова А. В. Исследование автоматической системы управления с пропорционально-интегрально-дифференциальным регулированием // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. № 10. 2013. с. 243–247.
  3. Емельянов Р. Т., Султанов Н. С., Закурдаев А. В., Скурихин Л. В. Моделирование динамики регулируемого гидромотора // Вестник Красноярского государственного аграрного университета, № 8, 2014. с. 181–185.
  4. Терехова И. И. Управление системой устойчивости башенного крана/ И. И. Терехова, Р. Т. Емельянов. // Совершенствование машин и ресурсосберегающих технологий: Межвуз. сб. науч. ст. – КФ Иркутский ГУПС, 2005. С. 36–44.
Основные термины (генерируются автоматически): масса крана, грузоподъемный кран, масса груза, этап, динамическая схема подъема груза, упругая деформация, подъемный механизм, колебательный процесс, динамическая нагрузка, избыточная сила механизма.


Похожие статьи

Совершенствование системы устойчивости грузоподъемного...

Динамика колебательного процесса подъемного механизма стрелового крана рассматривается как система состоящая из массы груза, массы крана, массы ротора электродвигателя и элементов подъемного механизма...

Комплексная механизация вертикального транспортирования груза

Основные параметры механизма подъема груза башенного крана необходимо определить следующим образом

q — масса захватных приспособлений, кг, равна 5 % от Qр; g — ускорение свободного падения, м/с2

Повышение уровня надежности срабатывания ограничителя...

Исследования колебательного процесса механизма подъема груза проводились на ЭВМ в редакторе Excel.

Чем больше масса груза, тем меньше влияние скорости подъема на динамические нагрузки.

Остаточный ресурс грузоподъёмных кранов | Статья в журнале...

Режим нагружения связан с числом подъемов груза определенной массы, выраженной в долях грузоподъемности крана.

Существующая практика экспертного обследования грузоподъемного крана, определения остаточного ресурса производится согласно...

Оптимальное проектирование грузоподъемных лебедок...

Механизм подъема груза может быть выполнен по различным структурным схемам: с одной

Оптимальное проектирование механизмов подъема грузоподъемных кранов.

Оптимальное проектирование механизма передвижения методом динамического программирования.

Новая конструкция ходовых колес мостовых кранов

Ключевые слова: колесо ходовое, динамические нагрузки, механизм передвижения, эластичные вставки, экспериментальные исследования.

В период движения крана с постоянной скоростью поперечные силы имеют колебательный нестабильный характер, что...

Современный взгляд на простой механизм «блок», изучаемый по...

Учебники физики для 7 класса при изучении простого механизма блок по-разному трактуют получение выигрыша в силе при подъёме груза с помощью этого механизма, например: в учебнике Пёрышкина А. В. выигрыш в силе достигается с помощью колеса блока...

Совершенствование прочностных расчетов несущих конструкций...

Ключевые слова: грузоподъемные краны, ресурс работы, деформации, нагружение, методика.

Максимальные динамические нагрузки возникают в момент отрыва груза от основания и при остановке его при опускании.

Рис. 1. Схема строительного подъема кранов.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Совершенствование системы устойчивости грузоподъемного...

Динамика колебательного процесса подъемного механизма стрелового крана рассматривается как система состоящая из массы груза, массы крана, массы ротора электродвигателя и элементов подъемного механизма...

Комплексная механизация вертикального транспортирования груза

Основные параметры механизма подъема груза башенного крана необходимо определить следующим образом

q — масса захватных приспособлений, кг, равна 5 % от Qр; g — ускорение свободного падения, м/с2

Повышение уровня надежности срабатывания ограничителя...

Исследования колебательного процесса механизма подъема груза проводились на ЭВМ в редакторе Excel.

Чем больше масса груза, тем меньше влияние скорости подъема на динамические нагрузки.

Остаточный ресурс грузоподъёмных кранов | Статья в журнале...

Режим нагружения связан с числом подъемов груза определенной массы, выраженной в долях грузоподъемности крана.

Существующая практика экспертного обследования грузоподъемного крана, определения остаточного ресурса производится согласно...

Оптимальное проектирование грузоподъемных лебедок...

Механизм подъема груза может быть выполнен по различным структурным схемам: с одной

Оптимальное проектирование механизмов подъема грузоподъемных кранов.

Оптимальное проектирование механизма передвижения методом динамического программирования.

Новая конструкция ходовых колес мостовых кранов

Ключевые слова: колесо ходовое, динамические нагрузки, механизм передвижения, эластичные вставки, экспериментальные исследования.

В период движения крана с постоянной скоростью поперечные силы имеют колебательный нестабильный характер, что...

Современный взгляд на простой механизм «блок», изучаемый по...

Учебники физики для 7 класса при изучении простого механизма блок по-разному трактуют получение выигрыша в силе при подъёме груза с помощью этого механизма, например: в учебнике Пёрышкина А. В. выигрыш в силе достигается с помощью колеса блока...

Совершенствование прочностных расчетов несущих конструкций...

Ключевые слова: грузоподъемные краны, ресурс работы, деформации, нагружение, методика.

Максимальные динамические нагрузки возникают в момент отрыва груза от основания и при остановке его при опускании.

Рис. 1. Схема строительного подъема кранов.

Задать вопрос