автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.05, диссертация на тему:Автоматизация проектирования и исследований систем грейферного подъема

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

КАФА САШР НШД>

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЙ СИСТЕТД ГРЕЙФЕРНОГО ПОДЪЕМА

Специальность: 05.05.05 - подъемно-транспортныэ иаяит

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 1993

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном

техническом университете Научный руководитель - доктор технических наук Соловьев В.Г.

Ведущее предприятие: ПО "Ленподьемтрансмаш"

Защита состоится ",//;" А'1 1993 г. в часов на заседании специализированного совета Д 0(53.38.20 при Санкт-Петербургском государственном техническом университете по адресу:

195251, С.-Петербург, Политехническая ул., 29, корпус I, ауд. '»I. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Отзыв в двух экземплярах, заверенных печать»), просим направлять в специализированный совет университета.

Официальные оппоненты:

- академик С.-Петербургской инженерной Академии, доктои технических наук Пертен Ю. А.

- кадидат технических наук Андрианов Е.Н.

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного совета.

/

кандидат технических наук, доцент Смирнов З.Н,

cv/-''

SWbitr ->«•

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работа. Качество продукции подъемно-транспортного машиностроения обусловливает эффективность функционирования производственной инфраструктуры - транспорта, связи, хранения материальных целностей. Основные направления стабилизации народного хозяйства отмечают, что "нынеанее их состояние не только мотг.ет стать узким местом в Формировании рынка, но и связано с угрозой для Функционирования важнейших отраслей народного хозяйства. 'Лнвестиции в эту сферу должны иметь приоритет наравне с производством потребительских товаров." В успешном решении задач повышения качества подъемно-транспортных машин важное место отводится aiî-ективному привлечению средств автоматизации проектных работ.

Одним из основных средств комплексной механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных и транслортно-схладсхих работ с насыпными материалами во всех отраслях народного хозяйства являются установки, оснащенные грейдерными механизмами. Oint зироко применяйся на транспорте, в промышленности, строительстве. Грейферный режим работы грузоподъемных кранов является наиболее сложный для изучения, а следовательно, и для автоматизации проектирования и исследований. Производительность грейферных установок, их динамическая нагружен- . ность, экономичность, надежность предопределяются процессом зачерпывания груза и последующего подъема заполненного грейфера. Вопроси исследования и совершенствования этого процесса не перестают "быть актуальными.

• Э решение вопросов исследования, проектирования и расчета грейферных механизмов весомый вклад внесли работы Я.П.Крутикова, Б.А.Та-убера, Л.II.Малеева, °.Л.Зенкова, А. Б.<Тилякова, Б.П.Румянцева, Л.Н. Городецкого, А.М.Ясиновского, Г.Г.Каракулина, А.С.Слтсарева, Д.К. Глебко, Н.А.Шевченко, О.Э.Карского, Б.Е.Горского, Ш.Цяньсаня, C.B. Пронина, И. З.Тролкова, Е.М.Славина и др. авторов. В большинстве этих исследований грейдер рассматривается автономно и такой подход ограничивает возможности анализа переходных процессов, сопровождающих работу лебедок при подъеме грей'ера после зачерпывания. Как следует из работ.С.И.Медведиха, Л.М.Степанова, И.3,Виноградова, Э.З. Аграновского, К). З.Силикова, П.К.Мафиони, Е. А. Андрианова, МДе^лерз и др. авторов, эти процессы определяют динамическую нагруженность грузоподъемных кранов в грейферном режиме эксплуатации, исследование ртих процессов требует комплексное рассмотрение системы грейферного

подъема в целом.

Автоматизация решения единого комплекса взаимосвязанных задач расчета, проектирования, анализа грузоподъемных кранов, их механизмов обусловливает постановку и решение оптимизационных задач. Рассмотрение скоростей рабочих движений не как исходных, априорно за-данних, а как проио г.-оцных, устанавливаемых при проектировании определяет актуальное. I. разработки теоретических основ оптимизации'передаточных чисел краноных механизмов, приводит к эффективному использованию кранового оборудования, к обоснованному назначению его эксплуатационных характеристик.

Цель диссертации - совершенствовайие создания и повышение_про-. изводительности грузоподъемных кранов за счет эффективного привлечения средств автоматизации проектных работ, разработка и практическая реализация совокупности теоретических положений автоматизации проектирования и исследований систем грейферного подъема, оптимизации крановых механизмов. Эта цель определила следующие задачи исследований.

1. предложить новое теоретическое описание силового взаимодействия грейферного механизма с насыпным грузом, допускающее возможность подключения поддерживающих канатов до окончания процесса зачерпывания. Разработать и реализовать алгоритмы расчета грейфера, достаточные для теоретического исследования системы грейферного подъема.

2. Оценить влияние электромагнитных переходных процессов в асинхронном приводе подъемных лебедок на величину динамических нагрузок, вызываемых их работой, разработать и обосновать динамическую модель системы грейферного подъема.

3. Исследовать работу грейферных лебедок при зачерпывании насыпного груза и последующем подъеме заполненного грейфера, автоматизировать выявление и анализ путей снижения динамических нагрузок при грейферном подъеме.

Сформулировать, обосновать и реализовать теоретические поло-, жения, позволяющие путем оптимизации передаточных чисел механизмов добиваться наивысшей производительности грузоподъемного крана на перемещениях, составляющих типовые циклы его работы.

На защиту выносятся следующие результаты, полученные лично автором и обладающие научной новизной.

I. Модель взаимодействия грейферных механизмов с зачерпываемым насишшм грузом при произвольном управлении замыкающей и поддержива-2

/

щей лебедками, определяемая этой моделью методика автоматизированного построения кривой зачерпывания, силовой характеристики грейфера, оценки его кинематики.

2, Описание закономерностей протекания переходных процессов в системе грейферного подъема и реализация этого описания в методике моделирования работы грейдерных лебедок при зачерпывании насыпного груза и последующем подъеме заполненного грейфера, обоснования возможных путей повышения производительности грейдерных кранов.

3. Постановка и метод решения задач оптимизации передаточных чисел механизмов грузоподъемных кранов.

Достоверность основных научных положений и зызолов по работе базируется на доведении приложений до уровня их использования в практике создания .грузоподъемных краноз, на сопоставлении результатов автоматизированного проектирования с реализованними проектами, выполненными без привлечения средств автоматизации проектных работ. Развитые положения автоматизированного проектирования систем грейдерного подъема. основаны на разработке и исследовании математических моделей,адекватно отра«актах современные представления о процессах зачерпывания насыпного груза и последующего подъема заполненного грейфера. Результаты теоретического анализа динамических нагрузок при грейдерном подъеме, эффективности возмонных путей их снижения подтверждены данными натурных испытаний портальных кранов. Постановка оптимизационных задач базируется на приложениях методов математического программирования, численное решение этих задач апробировано на примерах реальных крановых .механизмов.

■ Практическая ценность работы заключается в создании и реализации условий повышения качества проектных решений по системам грейферного подъема, в совершенствовании методов анализа и оптимизации крановых механизмов. На основе выполненных исследований грейферных вариантов переработки насыпных грузов даны рекомендации по повышению производительности кранов, снижению динамических нагрузок при грейферном подъеме, проектированию привода грейдерных лебедок. Оптимизация передаточных чисел механизмов открывает новые возможности для учета при проектировании или выборе крана условий его эксплуатации, для достижения более полного соответствия параметров крана типовым циклам переработки грузов.

Реализация работы. Предложения по развитию теории грузоподъемных кранов реалнзтпны в соответству">:;;;:х подсистемах автоматизированного проектирования. Эти подсистемы предназначены для оценки за-

3

черпывакщей способности грейдерных механизмов, для моделирования процесса грейдерного подъема, для оптимизации крановых механизмов. Результаты автоматизации проектных работ внедрены в Санкт-Петербургском ПО "Подъемтрансмаш". При написании диссертации учтены задания отраслевых программ по автоматизации проектирования подъемно-транспортного оборудования. Основные положения диссертации использованы в учебной работе кафедры подъемно-транспортных и строительных машин Санкт-Петербургского технического университета, данное направление приложений работы реализовано в рамках программы по созданию учебно-исследовательских систем автоматизированного проектирования.

Апробация работы. Основные результаты исследований и диссертация в целом докладывались и обсуждались на ВД-ой научной конференции Санкт-Петербургского инженерно-строительного института (1992 г.), Республиканской научно-технической конференции "Актуальные проблемы -механизации дорожного строительства" (Санкт-Петербург, г.), Республиканской конференции "Повышение эффективности землеройных машин", заседаниях кафедры "Подъемно-транспортные и строительные маши- . ни" Санкт-Петербургского технического университета.

Объем работы. Диссертация изложена на -ЩЪ стр. и включает 5 таблиц на стр. и иллюстраций на ЗЛ стр., список использованных источников на стр.; состоит из введения, 4 глав, заключения.

СОДЕРЖАН'ЛЕ РАБОТЫ

3 первой главе изложен обзор работ в области исследований систем грейферного подъема. Показано, что изучение переходных процессов, сопровождающих работу грейферных лебедок, направленб. как на оценку несущей способности и надежности грейферных кранов, так и на выявление возможных путей снижения динамической нагрузки, оценку эффективности этих'путей, обоснование их целесообразности. Отмечается, чю в большинстве работ теоретическое обоснование решений по снижению дина--мических нагрузок либо отсутствует, либо носит качественный характер, не позволяющий достаточно целенаправленно подходить к выбору тех или иных возможностей в зависимости от вида грейферной установки и условий ее эксплуатации. Причина этого видится в отказе от совместного рассмотрения задач динамики грейферного подъема и задач количественной оценки процесса зачерпывания насыпного груза. Опосредованный учет этапа зачерпывания по результатам экспериментальных исследова-4

/

ний грейфериих .установок имеет относительно узкую нотрявлекноегь, требует больших материальных и трудовых затрат, не применим к созданию новых грейферных установок, к оценке эффективности приним^еннх решений в условиях переработки новях насыпных грузов.

Определено место диссертационной работы в проблеме пвтояатиэз-цип проектирования и исследований грузоподъемных грпяоч, Отмечается, что проблема автоматизации проектирования- конкретных типов мячин не исчерпывается разработками инвариантного характера. При псе Я их ват-ности определяющее значение для качества проектов вмет рзбоп», выполняемые в рамках конкретных прикладных специальностей. Лишь :>тч работы способны развить теоретические основы сояппия яовчх »«"гаи, дать количественные опенки показателе!! их качества. Проблемная направленность прикладных работ в области САПР состоит в говерщенст-вовзнии теории проектирования на базе применения вычислительной техники и пкономико-катематимесгсих методов обоснования принимаемых решений.

Признано целесообразным ориентироваться на автоматизачно гибкого воспроизведения кинематических структур грузоподъемных кранов и их рабочих органов. Такой подход позволяет преллояить и реализовать достаточно общие теоретические основы автоматизации проектиронзияп крановых механизмов, автоматизировать наиболее не?ормачшглмше ста* аии проработки их проектных решений, клесте с тем он обусловлячает привлечение, создание и широкое практическое использование более совершенных моделей анализа и оценки качества проектируемых механизмов, постановку и решение задач их оптимизации. Лзно развернутое обоснование цели и задач диссертационного исследования.

Вторая глава содержит новую расчетную оценку зачерпнватеий способности двухчелпетннх грейферных механизмов, допускающую возможность подключения поддерживающих канатов до окончания процесса зачерпывания. !.'одель силового взаимодействия челюсти с насыпным грузом учитывает влияние четырех групп сопротивлений зачерпыванию: сил, связанных с перемещением режущих кромок днища и боковых стенок ^, сопротивления перемещению насыпного груза по лничу п силы трения боковых стенок о материал и зачерпнутого материала об ост >р-лнйс« массив Величина и направление этих сил енязаны с тпр-трппом движения челюсти в насыпном грузе ч, соответственно, с по л'"-с ни с» мгновенного центра ее вращения.

При составлении услочиП рт^'е^е^ня грейфера л пгочепсе гп'-ерпр-

вания учитывается натяжение поддерживающих канатов Su . Уравнение моментов действующих на челюсть сил приводится к виду

- I (г-//*3 -мЩ - ЪМ/2-О, 1 ¡--г

где ¿г - половина веса грейфера; А, В, Е, С - коэффициенты, определяемые размерами грейдера, соотношениями масс его элементов, текущим значением раскрытия челюстей; % - размеры, определяющие точки приложения равнодействующих сопротивлений зачерпыванию; X . Углы наклона равнодействующих сопротивлений зачерпыванию по отношению к горизонту.

При известном усилии $п и, в частности, при О приведенное уравнение определяет для каждого текущего положения грейфера угол наклона касательной к кривой зачерпывания^ . Наряду с таким учетом нагружения поддерживающих канатов, названным силовым,, требуется рас-' сматривать и кинематическое нагружение, при котором в текущем положении грейдера известно не усилие Зп, а положение его головки. Пусть !ъг- вертикальное перемещение головки грейфера при силовом нагруже-нии поддерживающих канатов,■это перемещение отсчитывается от исходного положения в начале зачерпывания и вниз. Кинематическое нагружение поддерживающих канатов препятствует заглублению челюстей и в этом случае перемещение головки Ьг < Нг .

• На стадии зачерпывания вводится в рассмотрение силовая характеристика грейфера, под которой понимается зависимость усилий в замыт кающих 8, и поддерживающих ^ канатах от двух аргументов: выбираемой длины замыкающих канатов ¿^ и длины -- . Если второй аргумент Д>0, то движение челюстей известно и приведенное выше уравнение определяет усилие Хт.

Зависимость аргумента от раскрытия челюстей X заранее известна лишь в частных вариантах ведения процесса зачерпывания и, соответственно, лишь в этих частных вариантах расчет грейфера монет быть выполнен независимо от рассмотрения системы грейдерного подъема в целом. С позиции исследования динамики грейферного подъема.следует выделить, во-первых, случай Д 5 О и, во-вторых, случ_ай Зп = пг"Ьг(х). Последнее определение действует при X <Х, при Х>Х имеем в 0. Первый вариант аналогичен зачерпыванию при ослабленных поддерживающих канатах, дополнительно допускается нагружение этих канатов относительно небольшим усилием, обеспечивающим подключение поддерживающей лебедки без предварительного выбора слабины канатов. Во втором варианте поддерживающая лебедка заторможена и слабина поддерживающих б

канатов меныие хода головки. При Л'Х головка грейфера"Фиксируется поддерживающими канатами и ее высота остается неизменной.

В процессе зачерпывания положение центра масс грейфера с грузом не остается постоянным по высоте, для учета от ого явления в рассмотрение вводится вертикальная скорость центра масс грейфера с грузом Уг , ее текущее значение оценивается коэффициентом Лут/" ^ Глава содержит предложения по уточнению,определения этого коэффициента.

Реализован разработанный алгоритм расчета в составе комплекса средств автоматизации проектирования грейдерных механизмов. В его состав входят программный модуль,автоматизирующий построение расчетных схем грейферных механизмов и задание Физико-механических характеристик насыпного груза, формирующий в режиме диалогового взаимодействия с пользователем наборы данных с информацией по грейферу и грузу, программные модули, позволяющие представить хранимую информацию, промежуточные и конечные результаты в наглядном графическом виде. Работоспособность предлагаемого алгоритма показана на примерах выполненных расчетов грейферов, изученных в экспериментальных исследованиях Р.Л.Зенкова, А.М.Ясиновского и Ш.Кяньсаня.

В общем случае управления грейферными лебедками решение задачи расчета грейфера требует совместного рассмотрения переходных процессов. Под заданием силовой характеристики грейфера понимается установление алгоритма вычисления усилий ^ и $п по аргументам и 4т. Глава содержит описание такого алгоритма, его отлп'шя от алгоритма автоматизированного расчета грейфера связаны с шагом изменения раскрытия чвластей. Если ранее этот шаг был постоянным, то в общей случае он должен соответствовать текущим приращениям аргументов ^ и^.

Полученные решения задачи расчета грейфера с учетом возможного нагружения поддерживающих канатов позволяют достаточно обоснованно подойти к рассмотрению системы грейдерного подъема в целом и осуществить анализ динамики переходных процессов, сопровождающих работу грейферных лебедок'при зачерпывании груза и последующем подъеме заполненного грейфера.

Третья глава посвящена автоматизации исследования систем грейферного подъема. В рамках обоснования используемой динамической модели осуществлена оценка влияния 'электромагнитных переходных процессов в асинхронном приводе на динамическую нагруженность механизмов 'Подъема. Рассмотрены варианты описания привода постоянной скоростью подъема, статическими механическими характеристиками и уравнениями

7

вида

где Рк - максимальное (критическое') значение развиваемого приводом усилия/7; S - скольжение; ^ - отношение добавочного сопротивления к сопротивлению ротора; ~ критическое скольжение на естественной механической характеристике (при>/'= 0); - электромагнитная постоянная времени, определяемая при круговой частоте сети формулой ^

£= '

Оценивалась динамическая нагруженность крюкового подъема груза с подхватом. Системы дифференциальных уравнений, описывающих пере- ■ ходные процессы в соответствующих динамических моделях, решались численно.

Приведенные результаты моделирования подъема груза показывают, что включение в рассмотрение электромагнитных переходных процессов практически не сказывается на оценке динамической нагруженности подъемных канатов. На основе этих результатов сделан вывод о достаточности описания привода грейферных лебедок статическими механи- . ческипи характеристиками. Уточнение динамической добавки в натяжении канатов составляет менее одного процента.

Помимо грейферного механизма и механизмов его замыкания и подъема используемая динамическая модель отражает влияние несущей конструкции грейферной установки. Она представлена двумя еосредото-че ними массами ГГ!/ и , соединенными между собой и с неподвижным основанием упругими „элементами с жесткостями С/ и . Значения этих параметров определяются кинематической структурой крана и описанием его устройств. Применительно к перегружателям мостового типа с под-рессорной тележкой ГТ>^ и - масса тележки и приведенная масса металлоконструкции; С^ и С^ - жесткости рессор.и металлоконструкции. Тот же смысл1 указанные параметры имеют в случае мостовых грейферных кранов, при этом, как правило, у тележек рессоры отсутствуют и , В-случае стреловых кранов принимается /77/= 0 (нет тележки).

Глава содержит аналитическое описание динамических процессов, протекающих при зачерпывании насыпного груза и последующем подъеме заполненного грейфера. За окончание первой стадии принимается прекращение смыкания челюстей, вызываемое как резким возрастанием сопротивлений зачерпыванию при полном закрытии грейфера и при защем-8

ленин режущими кромками твердых кусков насшшого груза или посторонних предметов, так и при опережении перемещений траверсы грейфера его головкой. Разработан алгоритм реализации динамической модели грейферного подъема на ПЭВМ, изложен порядок моделирования возможных вариантов управления грейферными лебедками.

Адекватность разработанной модели описываемым переходным процессам проверена на примере портального перегрузочного крана с полуавтоматической системой однорукояточного управления грейферными лебедками. Приведены результаты моделирования грейферного подъема при ослабленных поддерживающих канатах, при фиксации головки грейфера заторможенными поддерживающими канатами, при переключении замыкающего двигателя в конце зачерпывания на промежуточную механическую характеристику, при подключении до окончания зачерпывания поддерживающей лебедки, при снижении скорости замыкающего двигателя и подключении поддерживающего. Результаты выполненного теоретического исследования сопоставлены с имеющимися экспериментальными данными. Во внимание принимались' данные по массе грейфера с грузом, по периоду колебаний нагрузки, по коэффициентам динамичности, по нагруженности грейферных канатов, по оценке эффективности возможных путей снижения динамических нагрузок при грейферном подъеме. Наряду с качественным согласованием теоретических и экспериментальных результатов получено достаточно хорошее их количественное совпадение. Теоретическая оценка динамической составляющей натяжения замыкающих канатов превышает соответствующие экспериментальные значения на 2...17$, теоретические и экспериментальные значения массы грейфера с грузом согласуются в пределах периоды колебаний нагрузки - в пределах 5%.

Программная реализация разработанных теоретических основ учитывает влияние всех основных элементов системы грейферного подъема, позволяет в достаточно паяной постановке исследовать переходные процессы, сопровождающие варианты управления грейдерными лебедками, обеспечивает выработку эффективных мер, направленных на снижение и надежное ограничение динамических нагрузок при грейферном подъеме.

Четвертая глава содержит предложения по решению вопросов перехода от задач автоматизации анализа проектных решений к задачам их автоматизированной оптимизации. Этот переход позволяет в полной мере реализовать преимущества использования современных средств автоматизации проектных работ, обеспечивает позыаение качестза выполняемых проектов. В существующей практике, проектирования грузоподъемных кранов их скорости принято относить к исходным данным, значения этих

скоростей включается в перечень технических характеристик грузоподъемного крана. В то же время условия эксплуатации характеризуют-■ ся значениями реализуемых перемещений, их последовательностью в типовых циклах перегрузочных рабо^т. Отсюда следует необходимость выработки рекомендаций по установлению оптимального соответствия скоростных характеристик крана заданным перемещениям груза.

Предполагается, что для последовательности fj включений кранового механизма известны все параметры, определяющие условия движения концевого звена, Различающиеся значения этих параметров выделяются индексом П = 1,2,...,У. При продолжительности включений tn критерий оптимальности записывается в виде

ы

min ТУ min •

, / Л>/

Времена tn- определяются в предположении линейного изменения скорости при разгоне и торможении, продолжительности переходных процессов принимаются равными.

Привод механизма характеризуется номинальным моментом Мн , номинальной угловой скоростью и)ц и моментом инерции вращающихся частей J . В случае механизмов передвижения предполагается известной масса поступательно движущихся частей без груза /V и для каждого П вводится коэффициент Рп , равный отношению массы груза на пути S,j к грузоподъемности Q . .Сопротивления передвижению W^ определяются коэффициентами С/1 , в соответствии с которыми

%-CnCj (mt PnQ),

При скорости передвижения У , кратности пускового момента по отношению к номинальному и коэффициенте полезного действия передачи^ время tn, связано с передаточным числом j ' и)„/V соотношением

S*j U)H ir>tPnQ'JtjZ U" ^ * J ' fM„?j -C^lm^Q) '

При малых значениях »ir скорость V может не достигаться и тогда последнее соотношение видоизменяется.

Область допустимых значений J и ограничивается диапазонами их варьирования, условием пуска механизма

■ Cn$(mtPnQ)

J t"*/% / го (

и, наконец, заданием наибольшего допустимого линейного ускорения.

Аналогичным образом сформулированы задачи оптимизации передаточных отношений других типов крановых механизмов. В случае механизмов поворота задаются момент инерции поворотной части, значения радиуса подвеса груза, изменяется ввод в рассмотрение коэффициентов сопротивления повороту.

Разработан и реализован на ПЭВМ алгоритм численного решения сформулированных задач оптимизации. Апробирован этот алгоритм на примере механизмов специального мостового крана с поворотной тележкой. На рис.1 штриховкой выделена область допустимых решений задачи оптимизации передаточного отношения механизма передвижения тележки. Приведенные кривые оптимальных пар значений Ч>, j определялись применительно к последовательности двух равных перемещений в = I, 3, 5 и ГО м. Механизм передвижения рассматриваемой тележки имеет передаточное число ] - 118,1 м-1. Как следует из рис.1, на котором это значение выделено пунктирной линией, принятое значение у является оптимальным для перемещений У = 5 м.

О

<0

0,5

О 1.*'*

Рио.Г. Результаты оптимизации передаточного числа механизма передвижения тележки

При других значениях 5 оптимальные решения могут существенно отличаться от принятого. Завышение задаваемых при оптимизации перемещении ^ приводит к менее заметным отклонениям целевой Функции. Так, в случае оптимизации при У = 5 м и сохранении полученных значений J и р неизменными целевая функция на перемещениях S - 1...10м завышается на 3,..'»?. Если сохранять неизменными оптимальные значения / и Ц> , полученные при 5 = I м, то на перемещениях 5 = 5...10 м завышение целевой функции по отношению к возможным минимальным значениям составляет 36..,59,?. Отмеченное обстоятельство следует учитывать при назначении исходных значений перемещений. Приведены другие примеры оптимизации передаточных отношений крановых механизмов, иллюстрирующие возможности обоснованного подхода как к назначению скоростей рабочих движений, так и к оценке соответствия параметров крана условиям его эксплуатации. -

ОСНОВНЫЕ ШЭОЯУ ПО РАБОТЕ

1. Реализация разработанной совокупности теоретических положений автоматизации проектирования и исследований систем грейферного подъема, оптимизации крановых механизмов приводит к совершенствованию создания и повыщению производительности грузоподъемных кранов.

2. Предложенное теоретическое описание силового взаимодействия грейферного механизма с насыпным грузом учитывает возможность подключения поддерживо''' мих к аня^лв л о окончания процесса зачерпывания и тем самым обеспечивает зостзтсчно полное исследование переходных процессов, сопровождавши работу грейЯерных лебедок, выявление и оценку эффективности мер, направленных на снижение динамической на-грукенности систем грейдерного подъема.

3. Учет электромагнитных переходных процессов в асинхронном приводе ггейферных лебедок не приводит к уточнению оценки динамических нагрузок при подъеме грейфера после зачерпывания. Используемая' динамическая модель адекватна исследованным системам грейдерного подтема, учитывает грейдерный механизм и его взаимодействие с

т1ррпчтп"--'ым насыпным грузом, привод греНерных лебедок и варианты управления ими, кинематическую структуру крана, его "есткостные я чн'ТТ'оури'! чараметгы,

1. результатов пвто'латиэпровашюго исследорачяя. динамики гр»;,»<пн!Сго нопема слет/ет возможность пчга^отки оР^ектрвных мер, ,-.,,,.,,.„.. МП., ...,„,. ,.пл.,пеличцну дин/шичопних нагрузок ноя

переходе от зачерпывания груза к последующему подъему заполненного грейфера. Целенаправленное воздействие на суммарное динамическое на-гружение не препятствует достижению относительно равномерного загру-жения замыкающих и поддерживающих канатов.

5. Оптимизация передаточных чисел механизмов грузоподъемных кранов позволяет оптимизировать скорости рабочих движений применительно^ исходным перемещениям, реализуемым в типовых перегрузочных циклах, в итоге может достигаться существенное сокращение как продолжительности цикла, так и расходуемой мощности. Завышение исходных перемещений предпочтительнее их занижения, так как приводит к менее заметным отклонениям скоростей оптимальных значений.

Результаты диссертационной работы доведены до создания конкретных подсистем автоматизированного проектирования, они апробированы применительно к реальной практике проектирования грузоподъемных кранов, годовой экономический эффект от их внедрения оценивается в 129 тыс. руб. в ценах 1991 года.

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях

• I. Соловьев В.Г., Кафа С. Автоматизированное построение расчетных схем ПТСW/ Тез. докл. Республ. научно-техн. конф. "Актуальные проблемы механизации дор. стр-ва".-СПб., СПбГТУ, 1992,- с. 47-48.

2. Соловьев В.Г., Кафа С. Задача оптимизации передаточных отношений крановых механизмов// Санкт-Петербургский техн. ун-т. - СПб., 1992. - 23 с. - Деп. в ЦНИИТЗИтяжмаш 20.10.92, Л 839-тм.

3. Соловьев В.Г., Кафа С. Расчет грейфера с учетом возможности нагружения поддерживающих канатов//Санкт-Петербургский техн. ун-т., СПб., 1992. - 23 с. - Деп. в ЦНШТЭИтяжмаш 20.10.92, .'i 841-тм.

4. Соловьев В.Г., КаТа С. Оценка влияния электромагнитных переходных процессов на динамику подъемных лебедок//Санкт-Петербург-окий техн. ун-т. - СПб., 1992,- 15 с.-Деп. в чНИИТЭИтяямая 20.10.92, Я 840-Тм.

5. Соловьев З.Г., Кафа С. Автоматизированное проектирование1 экскаваторов и кранов//Материалн республиканской конЛере[шии""Повы-шение эффективности землеройных машин",- Воронеж, 1992. - с.32-33.

Подписано в печать С. / 93 Тираж 100 экз. Заказ Л £ . Бесплатно

Отпечатано на ротапринте СПбГТУ

195251, Санкт-Петербург, Политехническая, 29.