Введение к работе
Актуальность темы.
Динамическая нагруженность привода механизмов подъема крана является определяющим фактором процессов устойчивости свободностоящего крана против опрокидывания. Потеря устойчивости крана приводит к возникновению опасных ситуаций, создающих угрозу для жизни и здоровья людей. По данным Ростехнадзора с 1998 г. наблюдается рост количества потерь устойчивости башенных кранов. Это связано с недостаточностью соблюдения соответствия силовых параметров подъемных механизмов с динамическими свойствами привода механизмов подъема, а также погрешностями, возникающими при срабатывании ограничителя грузоподъемности. Для обеспечения требуемых динамических параметров следует применять управление динамическими свойствами систем привода. Для решения этой задачи требуется создание механических систем автоматического гашения колебаний груза и увеличение точности срабатывания тормозных систем, за счет повышения быстродействия ограничителя грузоподъемности, а также за счет уточнения методов расчета граничного динамического равновесия крана.
Цель работы - разработка методики расчета грузовой устойчивости свободностоящего крана против опрокидывания с учетом оценки влияния приводов на граничное динамическое равновесие.
Задачи исследования:
1. Установление взаимосвязей между силовыми параметрами и
динамическими характеристиками переходных процессов подъемных
механизмов грузоподъемного крана.
2. Разработка программного комплекса системы управления,
обеспечивающей повышение быстродействия тормозных систем
механизма подъема за счет оценки грузоподъемной характеристики.
"»С НАЦИОНАЛЬНАЯ I БИБЛИОТЕКА
3. Определение граничного динамического равновесия крана по мере
приближения угла опрокидывания к критическому значению?» =<рм, за
которым процесс опрокидывания приобретает необратимый характер.
4. Разработка методики расчета граничного динамического равновесия
крана с учетом влияния параметров привода механизмов.
Методы исследования.
В теоретических исследованиях использовались методы: информационного поиска, теории колебаний, математической физики, численные методы решения систем дифференциальных уравнений. Экспериментальные исследования проводились на специально разработанном экспериментгльном стенде с помощью программно-аппаратного комплекса.
Основные научные положения, защищаемые автором
Гашение колебаний груза обеспечивается рациональным сочетанием жесткости системы полиспаста, стрелы крана и привода механизма подъема.
Точность срабатывания тормозных систем достигается повышением быстродействия '..а счет автоматической оценки заградительной характеристики ограничителя грузоподъемности соответствию динамических параметров привода механизма подъема.
Граничное динамическое равновесие крана обеспечивается при равенстве нулю нормальной реакции на внешних опорах машины по мере приближения угла опрокидывания к критическому значениюф =д>^ .
Методика расчета граничного динамического равновесия крана с учетом влияния параметров привода механизмов.
Достоверность научных результатов диссертационной работы обеспечивается представительным объемом анализируемой информации по исследованию и проектировачию приводов башенных кранов, полнотой учета влияющих факторов, корректностью использования общепринятых
5 методов теории механизмов и машин, механики машин, математического анализа и моделирования, качественным соответствием результатов расчетов с данными натурных наблюдений и результатами расчетов, полученных другими авторами. Достоверность экспериментальных данных достигается использованием современных методов испытаний, средств измерения и экспериментального натурного оборудования, обеспечивающих достаточную точность измерений.
Научная новизна положений заключается в следующем:
получены результаты реализации математических моделей процесса гашения колебаний при подъеме груза с подхвата и аварийном отцепе с грузового крюка, учитывающие зазоры в полиспасте, приводе механизма подъема и деформации стрелы крана;
обоснованы методы определения граничного динамического равновесия крана по мере приближения угла опрокидывания к критическому значению ?>„,=?>„,, за которым процесс опрокидывания приобретает
необратимый характер;
получена обобщенная оценка быстроты затухания колебаний и величины отклонения в зависимости от соотношения амплитудно-частотных характеристик пускового процесса;
разработана система управления процессом торможения груза при срабатывании ограничителя грузоподъемности
определена область устойчивости крана при динамическом нагружении системой приводов.
Личный вклад автора заключается в разработке основных положений, определяющих новизну и практическую значимость работы, руководстве и непосредственном участии в выполнении всех этапов исследований и внедрении полученных результатов.
Практическая ценность заключается в разработке методики оценки динамической устойчивости крана, создании програмного комплекса на
6 основе платы автоматизации (PCL-818L) и программного продукта VISIDAQ для автоматической оценки параметров ограничителей грузоподъемности.
Реализация работы в промышленности
Методика определения граничного состояния динамической устойчивости крана внедрена в производство объединением ООО «Монолитстрой» г. Красноярск. Результаты исследований использованы в научно-исследовательских работах кафедры «Механизация и автоматизация строительства» и учебном процессе Красноярской Государственной архитектурно-строительной академии.
Апробация работы
Материалы диссертации докладывались и обсуждались на заседании кафедры «Механизация и автоматизация строительства», на научных конференциях, совещаниях, семинарах, в том числе на: V Всероссийской научно-практической конференции «Эффективность- достижения и перспективы», Красноярск, 2004г.; научно-технической конференции «Социальные проблемы инженерной экологии, природопользования и ресурсосбережения», Красноярск, 2005г.; Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы современного строительства», Пенза, 2005 г.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 7 научных работ.
Объем и структура диссертации
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения. Общий объем - 142 страницы, в том числе: 61 рисунок и 12 таблиц Список литературы - 105 наименований.
За оказанную помощь и внимание автор признателен руководителям фирмы «Монолитстрой» за предоставленную помощь в проведении экспериментальных исследований.
