Содержание к диссертации
Введение
1. Особенности пневматического привода и задачи исследований грузоподъемных механизмов с этим приводом 9
2. Разработка математической модели механизма подъема с пневматическим приводом 19
3. Динамика подъем груза при работе гшоподьемных механизмов с пневматическим приводом 55
3.1. Подготовительный период работы грузоподъемных механизмов с пневматическим приводом 55
3.2. Исследование работы механизмов подъема в переходный период 63
3.3. Определение динамической механической характеристики пневматического привода грузоподъемного механизма 87
3.4. Динамические нагрузки мостового крана с пневматическим приводом при подъеме груза 97
4. Исследование работы пневматического привода грузоподъемного механизма
5. Экспериментальные исследования механизмов подъема с пневматическим приводом 129
5.1. Программа и методика исследований
5.2. Результаты экспериментальных исследований и их анализ... 144
5. Основные выводы и предложения... 171
Литература 175
- Разработка математической модели механизма подъема с пневматическим приводом
- Определение динамической механической характеристики пневматического привода грузоподъемного механизма
- Динамические нагрузки мостового крана с пневматическим приводом при подъеме груза
- Экспериментальные исследования механизмов подъема с пневматическим приводом
Введение к работе
ХХІУ съезд КПСС поставил задачу - ускорить темпы научно-технического прогресса как решающего условия повышения эффективности общественного производства.
Одним из важнейших направлений повышения производительности труда является механизация производственных процессов и, в частности, ликвидация ручного труда на погрузочно-разгрузочных и транспортных операциях- Грузоподъемные машины являются наиболее массовым средством механизации при ведении погрузочно-разгрузочных и подъемно-транспортных работ со штучными грузами в различных областях народного хозяйства. Причем, для взрыво-и пожароопасных производств, наиболее приемлемым вариантом грузоподъемного оборудования, являются машины с пневматическим приводом, в том числе пневматические тали и мостовые краны.
В зависимости от классификации взрывоопасной смеси и помещения, в котором применяется грузоподъемное оборудование /1,2,3/, оно должно удовлетворять определенным требованиям безопасности /4/.
Разработан и в настоящее время выпускается промышленностью электрический взрывобеэопасный привод грузоподъемных машин и механизмов (электродвигатели, аппаратура управления), но он не охватывает весь диапазон взрывоопасных сред /5/, В то же время промышленность ощущает потребность в грузоподъемном оборудовании, охватывающем весь диапазон взрывоопасных сред, где и находит наиболее широкое применение грузоподъемное оборудование с пневматическим приводом.
За рубежом подобное оборудование выпускается серийно в значитель« ных объемах - пневматические цепные и канатные тали и мостовые краны, которые могут работать во всех взрывоопасных средах /6-14/, но, как правило, они не удовлетворяют полностью всем требованиям безопасной эксплуатации отечественных нормативных документов, например, по применению фрикционных тормозов и неискрящих материалов.
В СССР пневматические тали и краны, отвечающие современному тех-
ническому уровню и требованиям взрывобезопасности во всем диапазоне опасных сред, серийно не выпускаются.
В то же время выявлена потребность промышленности в пневмоталях до 10 тысштук в год /15/ и в мостовых взрывобезопасных кранах с пневматическим приводом до 120 штук в год»
Современный технический уровень промышленности позволяет без затруднений освоить производство указанного грузоподъемного оборудования. Тем более, отечественной промышленностью серийно выпускаются пневматические элементы, пускорегулирующая аппаратура и пневмодви-гатели, применяя которые можно комплектовать пневматический привод кранов и талей» Создание и освоение производства взрывобезопасных мостовых кранов и талей с пневматическим приводом позволит механизировать погрузочно-разгрузочные и такелажные работы в производств вах, связанных с образованием пожаро-и взрывоопасных сред, повысит производительность труда при этих работах, исключит простои техно*-логического оборудования, обеспечит экономический и социальный эф-фект и в конечном счете повысит эффективность общественного производства»
В то же время одним из фактов, сдерживающим создание и освоение производства кранов и талей с пневматическим приводом, является отсутствие рекомендаций по их конструированию, оценки нагруженности и методам расчета.
Основными функциями указанного грузоподъемного оборудования является подъем и перемещение штучных грузов и соответственно основа ным механизмом этого оборудования является механизм подъема груза.
Работа механизма подъема груза характеризуется постоянными разгонами с ускорением и замедлением и торможениями, часто многоступенчатыми» При этих кратковременных изменениях скорости как в эле« ментах механизма так и в узлах металлоконструкций возникают дина" мические нагрузки, которые могут достигать значительной величины и часто являются одной из основных составляющих общей нагрузки. Ме-
от О г*
тодам определения динамических нагрузок при работе механизма подъема посвящено целый ряд монографий и значительное число статей в нашей стране и за рубежом. Причем, необходимо отметить» что в основном количестве работ рассматриваются механизмы подъема с электрическим приводом /16-20/, в ряде работ с гидравлическим приводом /20-25/, есть работы, в которых рассматривается привод с двигателем внутреннего сгорания и паровым. Механизм подъема с пневматическим приводом практически не рассматривается или же делается научно необоснованный вывод о незначительном его влиянии на динамику машин /20/.
При проектировании грузоподъемных механизмов с пневматическим приводом динамические нагрузки на элементы механизма и металлоконструкцию в некоторых случаях приходилось оценивать, с недостаточно обоснованными допущениями, по методике для механизмов с электрическим приводом /25/. Эти допущения дают завышенные данные по нагру-женности грузоподъемного механизма, не отражают взаимовлияния привода и механизма.
В связи с возросшей потребностью промышленности в грузоподъемных механизмах с пневматическим приводом, особенно во взрывобезо-пасном исполнении, возникла необходимость в исследовании работы механизма подъема с пневматическим приводом как единой системы. Такие доследования позволили изучить взаимовлияние пневматического привода, механизма подъема и металлоконструкции и определить динамичес-сие нагрузки на элементы механизма и металлоконструкцию и выявили )собенности его работы.
Одной из особенностей пневматического привода является его способность работать в тормозных режимах. Поэтому для затормаживания [еремещающегося груза вместо фрикционного тормоза, работа которого ;опровождается значительным нагревом его элементов и опасна во зрыво-и пожароопасных средах, можно использовать тормозной режим невматического привода,
В то же время работа пневматического привода в качестве тормоз-
- 7 -ного устройства практически не изучена и рекомендаций по определению характера работы такого устройства и его параметров не имеется.
Таким образом одним из важнейших вопросов теории грузоподъемных машин и механизмов является исследование механизмов подъема с пневматическим приводом и разработка научно обоснованных методов определения динамических нагрузок на их элементы и металлоконст« рукцию, параметров торможения при работе привода в тормозных режимах, а также разработка рекомендаций по проектированию грузоподъемных машин с пневматическим приводом,
В представленной работе изложены требования, предъявляемые к механизму подъема с пневматическим приводом, его особенности, рекомендации по проектированию.
Разработана математическая модель механизма подъема с пневмати-чесним приводом, описывающая его работу в пусковых и тормозных режимах. Математическая модель едина для пневматического привода с различными типами пневматических двигателей.
Разработана теоретически обоснованная методика по определению динамических нагрузок на элементы механизма подъема при пуске применительно к пневматическим талям-и мостовым кранам с пневматичес-ким приводом.
Доказана возможность работы пневматического привода в качестве тормозного устройства, определены его параметры и рекомендованы рациональные схемы управления.
Выполненные исследования и разработанные рекомендации позволили спроектировать взрывобезопасные пневматические тали и мостовые краны с пневматическим приводом на уровне изобретений. Опытные образцы талей и кранов испытаны и переданы в промышленную эксплуатацию.
Ожидаемая экономическая эффективность определена по мостовым кранам грузоподъемностью 5,,,32 т от 4,5 до 50 тыс.руб.на единицу;
8 *
по талям грузоподъемностью 0,5..,5 т - от 600 до 1000 руб.на единицу, приложение 1« Эта экономическая эффективность согласована ПО "Ангарскнефтеоргсинтез" и утверждена Миннефтехимпромом СССР.
Планируется серийное изготовление мостовых взрывобезопасных кранов е пневматическим приводом г.п.5 т на Новобурейском механическом заводе и г.п.Ю т на Комсомольском-на-Амуре заводе ИГО. Экономическая эффективность на предполагаемый объем производства составит 333,8 тыс.руб.
Серийное изготовление пневматических талей всего ряда грузоподъемности в настоящее время осваивается на Аяексинском механическом заводе в объеме 2000 шт.в год. Экономическая эффективность на предполагаемый объем производства составит 442,4 тыс.руб. Разрабатывается рабочая документация на опытные образцы пневматических талей и подвесных кранов с пневматическим приводом для морских плавучих буровых платформ и судов» Ожидаемый экономический эффект составит 445 тыс.руб.
Разработка математической модели механизма подъема с пневматическим приводом
Во-первых, выполнение указанных двух функций фрикционным колодочным тормозом (осуществление замедления и стопорения) сложно. Первая функция находится в противоречии с тем, что для обеспечения замедления не выше допустимых значений, нельзя повышать тормозной момент сверх допустимых значений. А выполнение второй функции не позволяет применять тормозной момент меньше предписанного нормативными документами для обеспечения запаса торможения. Практика показывает, что для осуществления мягкого торможения, эксплуатационники иногда чрезмерно уменьшают тормозной момент, и в ряде случаев это приводит к уменьшению надежности торможения и снижению безопасности при эксплуатации грузоподъемных машин, особенно во взрыво- и пожароопасных средах. В то же время тормозами, отрегулированными по максимальному действующему моменту, осуществляется слишком "жесткое" торможение, в результате чего возникают повышенные динамические нагрузки на элементы механизма и металлоконструкцию /33/,
Во-вторых, фрикционные колодочные тормоза при работе в течение короткого периода времени преобразовывают значительное количество кинетической энергии перемещающихся масс в тепловую энергию. Это преобразование ведет к значительному нагреву элементов тормоза, что особенно опасно при работе грузоподъемных машин во взрыво- и пожароопасных средах /51/. Поэтому применение фрикционных колодочных тормозов во вэрыво-и пожароопасных средах затруднено и требует специального исполнения /4/, что является одним из факторов «сдерживающим внедрение грузоподъемных машин не только с электрическим, но и с пневматическим приводом во взрывоопасных производствах.
В то же время известно/ 52 - 54/ , что пневматический приводобладает хорошо реализуемым свойством обратимости, т.е.может работать не только как источник энергии, но и в режиме поглощения энергии, например компрессорном, который можно использовать в качестве тормозного.
При работе пневматического привода в компрессорном режиме кинетическая энергия перемещающегося груза преобразуется в потенциальную энергию сжатого воздуха. Указанное свойство пневматического привода позволяет использовать его в качестве тормозного устройства; для выполнения одной из указанных функций тормоза -торможения перемещающейся массы груза (осуществление замедления).
Работа пневматического привода поступательного движения (пневмоцилиндра) в тормозных режимах изучена довольно полно и разработаны методики, позволяющие довольно точно определять время торможения, усилия торможения, тормозной путь /55-57/.
В то же время работа в тормозных режимах пневматического привода с пневматическими двигателями вращательного движения, которые в основном применяются в грузоподъемных механизмах (радиаль-но-поршневые, аксиально-поршневые, ротационные), практически не изучена. Рекомендаций по определению характера работы такого устройства, температурного режима, нагрузок на элементы механизма при торможении и параметров торможения (тормозного момента, вре« нени торможения) не имеется.
На основании вышеизложенного можно выделить следующие цели работы: 1. Исследовать взаимовлияние пневматического привода и грузо подъемного механизма как единой системы и определить динамические нагрузки на элементы механизма и металлоконструкцию в вертикаль ной плоскости при работе механизма подъема в переходные периоды пуска; 2, Установить возможность работы пневматического привода меха низма подъема в качестве тормозного устройства, определить его температурный режим, параметры (тормозной момент, время торможения) и нагрузки на элементы механизма при торможении; 3. Разработать научно обоснованную инженерную методику расчета нагрузок на механизм подъема с пневматическим приводом и его элементы, оснащенного одним из указанных типов двигателя радиально» поршневым, аксиально-портневьш, ротационным; 4. Разработать рекомендации по рациональному проектированию механизма подъема с пневматическим приводом. Для достижения поставленных целей рассматриваются и решаются следующие задачи: 1. Разработка математической модели механизма подъема с пневматическим приводом с учетом типовых конструкций пневматических двига телей, применяемых в механизмах подъема; 2. Теоретические исследования механизма подъема в различных режимах пуска; 3. Теоретические исследования пневматического привода механизма подъема в тормозном режиме; 4. Экспериментальные исследования работы механизма подъема с пневматическим приводом; 5. Разработка методики расчета динамических нагрузок на элементы механизма подъема с пневматическим приводом и металлоконструкцию. 6. Выявление конструктивных особенностей пневматического привода механизма подъема с учетом возможности его работы пусковых и тормозных режимах и разработка рекомендаций по рациональному проектированию механизма подъема с пневматическим приводом. Поставленные задачи теоретических исследований решаются методами логического синтеза и динамического анализа, В этом случае для заданных условий работы методами логического синтеза выбирается оптимальная схема, а затем методами динамического анализа определяется характер и величина динамических явлений в механизме.
Определение динамической механической характеристики пневматического привода грузоподъемного механизма
Как отмечалось в ряде трудов /29« 46/, работа грузоподъемных ма шин характеризуется значительной динамической нагруженностыо. Это обусловлено тем, что основная часть времени рабочего цикла механизма подъема приходится на неустановившееся движение. В свою очередь, время неустановившегося движения можно разделить на два периода, -время подготовительного периода и время переходного периода работы. Причем необходимо отметить, что время подготовительного периода механизма подъема зависит только от количества и способа соединения элементов аппаратуры управления и исполнительных органов пневматического привода.
Ввиду того, что общие схемы соединения аппаратуры управления и исполнительных органов в различных механизмах подъема идентичны, подготовительный период различных грузоподъемных машин с пневматическим приводом будет иметь общие закономерности.
В то же время переходный период работы механизма подъема зависит от большого числа факторов: числа и места расположения распределенных и сосредоточенных масс, количества и способа соединения упругими связями названных масс, характеристики основания,на котором покоится груз, и целым рядом других факторов. В связи с этим закономерности, описывающие работу механизма подъема в переходный период для каждой грузоподъемной машины, будут иметь свои особенности.
Механизм подъема груза с пневматическим приводом является сложной пневматической системой, состоящей из управляющих, промежуточных и исполнительных устройств, соединенных воздухоподводящими каналами различного проходного сечения и протяженности.
В механизме подъема исполнительными пневматическими органами являются пневматический двигатель и толкатель тормоза. Промежуточными элементами являются воздухораспределительные и регулирующие клапаны. Последние связаны с управляющими элементами, расположенными в пульте управления» см.рис.2.1.
Если пневматический привод механизма подъема представить в виде структурной схемы, можно заметить, что пневматический двигатель и толкатель тормоза с пультом управления связаны параллельными коммуникациями, рис.3.I,
К механизмам подъема предъявляется определенные требования безопасности, например, отсутствие "проседания" (опускания) груза в момент включения механизма на подъем. Для выполнения этого требования давление питания должно подаваться на двигатель раньше,чем на толкатель тормоза, т.е. двигатель должен развить момент, превышающий нагрузочный, а затем уже должен разомкнуться тормоз. Поэтому время подготовительного периода двигателя / j и время подгото 1г вительного периода тормоза tx должно быть согласовано. Время подготовительного периода составляет интервал времени от начала срабатывания управляющего устройства до начала перемещения исполнительного устройства /55,79/. В нашем случае подготовительный период двигателя составит интервал времени от начала срабатывания пульта управления до появления движущего момента на выходном валу двигателя, а подготовительный период тормоза составит интервал времени также от начала срабатывания пульта управления до начала движения толкателя тормоза - начала вращения двигателя. Между ними должно быть выдержано соотношение
Время подготовительного периода двигателя состоит из интервала времени срабатывания пульта управления ч , интервала времени распространения воздушной волны от пульта управления до блока управления tj , интервала времени срабатывания блока управления /",$ , интервала времени распространения воздушной волны от блока управлвния до распределителя, питающего двигатель, /4 , интервала вре-ыени открытия воздухораспределителя rf , интервала времени распространения воздушной волны от воздухораспределителя до рабочей камеры двигателя t„ и интервала времени наполнения рабочей камеры U , причем давление в рабочей камере двигателя практически сравнивается с давлением в магистрали, т.к. тормоз замкнут, рис.3.2,
Время подготовительного периода тормоза, исполнительный орган которого представляет из себя односторонний или мембранный привод с переменной нагрузкой и ходом штока 5...20 мм, состоит из интервала времени срабатывания пульта управления /у, интервала времени распространения воздушной волны от пульта управления до блока управления механизмом подъема Га , интервала времени срабатывания блока управления t3 , интервала времени распространения воздушной волны от блока управления до тормоза Д и интервала времени наполнения рабочей полости тормоза fg , когда давление в ней достигнет значения Рв , необходимого для преодоления сил сопротивления При этом толкатель тормоза начнет перемещаться и тормоз размыкаться, а двигатель начинает вращаться, см.рис.3.2.
Таким образом, время подготовительного периода зависит от времени срабатывания переключающих и управляющих устройств и времени прохождения сигнала по линиям пневмокоммуникаций» Время срабатывания управляющих устройств, которые обычно выполнены на элементах пневмоавтоматики, легко определяется как время наполнения постоянного приведенного объема через условный дроссель с определенной пропускной способностью /55/. Время срабатывания переключающих устройств зависит от их конструкции.
Динамические нагрузки мостового крана с пневматическим приводом при подъеме груза
Применительно к мостовым кранам, двухмассовая расчетная схема не позволяет определить нагрузки, действующие одновременно в гру-эонесущем канате и в металлоконструкции. Поэтому разработанный метод расчета для определения вертикальных нагрузок на мостовой кран должен быть доработан.
В то же время, анализируя результаты выполненных выше расчетов, можно отметить ряд закономерностей, характеризующих динамическую нагруженность механизма подъема с пневматическим приводом при подъеме груза: 1. Приложение нагрузки в упругой связи происходит плавно. Бремя нарастания нагрузки в ней до максимального значения составляет 0,2...0,4 с; 2. Пульсация периодически изменяющегося движущего момента на упругую связь не передается, В то же время на величину нагрузки в упругой связи оказывает влияние колебания груза; 3. Оценивая влияние моментов инерции,можно отметить, что коле баний нагрузки в упругих связях практически не наблюдается в меха низмах подъема с радиально-поршневыми двигателями, момент инерции которых незначителен и на порядок меньше момента инерции груза при веденного к быстроходному валу. В момент пуска происходит нараста ние нагрузки в упругих связях до максимального значения и затем плавное уменьшение до значения при установившемся движении. Незна чительные колебания затухают на 2 « 3 периоде, что по времени сос тавляет 2...3 с. В механизмах подъема с ротационными и аксиально-поршневыми двигателями, момент инерции которых находится на уровне или превышает момент инерции груза, приведенного к быстроходному валу, наблюдаются колебания -нагрузки в упругой связи в течение 3,,.6 с, причем. .эти колебания оказывают влияние на изменение движущего момента, накладываясь как вторая составляющая на изменение момента; 4. Динамический коэффициент нагрузки в упругой связи рассмотренных механизмов подъема составляет Кд = 1,2... 1,24; 5. На вал двигателя и трансмиссию в качестве наибольшей нагрузки действует пусковой момент двигателя, который превышает установившийся в 1,9.,.2,2 раза. С точки зрения силового воздействия на механизм подъема с электрическим приводом в переходный период, в расчетах динамических нагрузок широкое применение находят механические характеристики электродвигателей /19,20,46,58,59/, Они позволяют, используя только данные каталогов, определять нагрузки, действующие на механизм подъема. Динамическая механическая характеристика пневматического привода механизма подъема также представляет интерес с точки зрения силового воздействия привода на грузоподъемный механизм. Динамическая механическая характеристика пневматического привода отражает изменение движущего момента пневмодвигателя в зависимости от его скорости вращения в переходный период при постоянном давлении питания M=f(uJ/) /87,88/. Динамическую механическую характеристику пневматического привода механизма подъема определяем по результатам расчетов параметров механизма в пусковых режимах, представленным выше. На рис.3.13 показаны параметры пневматического привода механизма подъема с пневмодвигателем ЇЇЗ-І2 при переходном процессе подъема груза с основания, с предварительно ослабленным канатом ("подъем с подхватом"), в период разгона двигателя, при выбирании слабины каната, в первые три оборота вала двигателя, - а на рис.3.14 при выбранной слабине каната в период нагружения двигателя подни- -маемым грузом, эа два оборота вала двигателя. Из рисунков видно, что с увеличением скорости вращения двигателя при разгоне без нагрузки полнота наполнения цилиндров уменьшается, давление в них снижается и соответственно движущий момент уменьшается. В этот период скорость вращения двигателя to, достигает значения соответствующего скорости вращения холостого хода, сы.рис.3.13. При нагружении привода поднимаемым грузом скорость вращения двигателя падает, полнота наполнения цилиндров увеличивается, давление в них повышается и соответственно движущий момент увеличивается, достигая значения соответствующего рабочей скорости вращения двигателя, см,рис.3.14. Изменения движущего момента, как отмечалось выше, носят колебательный характер. Анализируя результаты расчета, можно отметить две особенности при работе пневматического привода механизма подъема в переходный период. Первая - изменение движущего момента двигателя носит пульсирующий характер, в зависимости от циклограммы наполнения рабочих цилиндров, при линейном изменении скорости вращения выходного вала двигателя bjj . Вторая г колебания движущего момента не передаются на упругую связь механизма подъема и носят экспоненциальный характер, приближаясь, по мере нагружения двигателя, своим усредненным значением к нагрузочному моменту. Эти особенности пневматического привода механизма подъема позволяют построить его динамическую механическую характеристику по аппроксимированному усредненному значению движущего момента МЙ.ср. и соответствующему ему значению скорости вращения вала двигателя & / , рис,3.15.
Экспериментальные исследования механизмов подъема с пневматическим приводом
Безразмерные статические характеристики совмещают индивидуальные особенности однотипных пневматических двигателей, что открывает возможность их использования и в динамических расчетах механизма подъема. Для опредеения возможности применения безразмерных статических характеристик в динамических расчетах сравним механические динамические характеристики рассмотренных двигателей с характеристиками тех же двигателей, построенных на основе безразмерных статических, см.рис.3.15, 3.16, 3 17, 3.18,
Статические механические характеристики двигателей П3-12,П2,5Ф, РР 128-150, ДАР-І4 строились по значениям максимального пускового момента, найденного по выражению (3 5), и номинальным (паспортным) значениям движущего момента и частоты вращения.
Сравнение динамических механических характеристик пневматического привода механизма подъема со статической механической характеристикой пневмодвигателя показал: - отклонение динамической характеристики от статической на участке от пускового момента Мл до номинального/4« незначительно и составляет 5,..10 %; - на участке от номинального момента до момента холостого хода отличие динамической характеристики от статической резко возрастает и достигает 50 %\ - пусковой момент статической характеристики превышает пусковой момент динамической, но это отличие не превышает 10 %, Прежде чем сделать выводи о возможности применения статической динамической характеристики в динамических расчетах, необходимо отметить, что в грузоподъемных механизмах максимальные нагрузки возникают при подъеме груза с веса и с жесткого основания /46/, которые являются основными расчетными случаями при определении нагрузок на элементы механизма.
В то же время, согласно принятым нормам выбора оборудования механизма подъема, номинальный момент, развиваемый двигателем, должен быть равен или незначительно превышать момент статического сопротивления от поднимаемого груза /16/. Результаты расчета, см, рис.3.5...3Л2, показывают, что при подъеме груза с веса момент, развиваемый двигателем, изменяется по величине от пускового до момента статического сопротивления. При подъеме же груза с основания наибольшие нагрузки возникают так- же при моменте в том же интервале. Таким образом наибольшие нагрузки в элементах механизма подъема возникают при работе двигателя на участке динамической характеристики от пускового момента Мл до момента статического сопротивления MQ , который ближе к номинальному моменту двигателя Мц . А этот участок динамической механической характеристики хорошо совпадает с участком статической характеристики.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что в динамических расчетах грузоподъемных механизмов, характеризующих режим пуска при подъеме груза, можно применять в качестве силового фактора, воздействующего на механизм в переходный период, статическую механическую характеристику пневматического двигателя,отражающую изменение движущего момента в зависимости от скорости вращения вала двигателя по выражению (ЗЛІ).
Применение статической механической характеристики в качестве силового фактора в динамических расчетах мостовых кранов с пневматическим приводом позволит значительно упростить расчеты, и позволит оценить наиболее рациональный тип двигателя с точки зрения силового воздействия его на механизм подъема.
При расчете металлоконструкций мостового крана на прочность и устойчивость (по первому предельному состоянию) необходимо знать наибольшие динамические нагрузки, которые могут возникнуть в рабочем состоянии /46,89-91/.
Динамические нагрузки на элементы механизма подъема мостового крана и его металлоконструкцию возникают в следующие периоды неустановившегося движения: при пуске для подъема груза с основания с предварительно ослабленным канатом; при пуске для подъема груза с основания с натянутыми канатами; при пуске для подъема груза, находящегося на весу; пуске двигателя для спуска груза; опускании груза на основание.
Согласно рекомендациям работ по динамике подъема, на основе тех или иных допущений, составляется динамическая модель крана и дается решение, определяющее максимальные динамические нагрузки при работе механизма подъема. Основная задача, которая лежит в основе решения любой прикладной динамической задачи,- это учет тех физических факторов, которые наиболее существенно влияют на формирование динамических нагрузок и которые следует учитывать в динамических расчетах. При этом-необходимо учитывать, чтобы методика расчета не была усложнена за счет учета тех физических факторов,которые для реальных кранов не имеют существенного значения /46,58/.
В ряде работ /32,46,92,93/ авторами было показано, что наибольшие динамические нагрузки возникают при работе крана в двух режимах пуска: пуск на подъем груза с основания, при предварительно ослабленных канатах, "подъем с подхватом" и пуск на подъем груза, висящего на канатах, "подъем с веса". Следовательно, при определении динамических нагрузок на мостовой кран и с пневматическим приводом можно ограничиться двумя вьпненазванными режимами пуска механизма подъема крана.
Важным фактором,определяющим нагрузку на элементы крана и металлоконструкцию, является положение грузоподъемной тележки. При определении нагрузок на крановые колеса, определяющим наибольшую нагрузку на колесо, будет положение тележки у концевой балки моста крана. В случае определения нагрузки на металлоконструкцию определяющим будет положение тележки в середине пролета, при котором на металлоконструкцию пролетных балок воздействуют наибольшие нагрузки.
