автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.05, диссертация на тему:Методика определения характеристик свободных колебаний портальных кранов с грейфером на пространственном канатном подвесе

ЗАККГ-Ш7ГЕГРУГГСМ"П ГОСУГАГСТЗЕ1Т1Й ТЕХТГ'ТЕСК'й У11ИБЕГСКТЕТ

Га правах рукописи '

Рг5 Од

ТАЛЕЕ '/устг*Та

7.ЦК 621.£73:531.391

жгол'ка (отлкгчт. ХАРЛ-ггкгг'стек свсгодиас коет^чИ псгтшлж крагсв с гпГ52Тс:л н/. пгостгл'ствтта

К/ЛАТНОМ ПСЛЗЕСЕ Специрльнооть 05.05.05 - Подъекло-тррнслортные угл'.ны

Лвторр^ерет диссертрцкк нр соискпп:е ученой степей:: кргшслята технических неук

Сг?нкт-Петер<?ург - 19Р4

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном -техническом университете

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент Орлов А.Н. Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Бильчевский И.О. кандидат технических наук, доцент Волков К.А.

Ведущее предприятие: АО "Подъемтрансмаш", г.Санкт-Петербург.

Защита состоится " ' Г " 1994г. в 16 часов на

заседании специализированного совета Д 063.38.20 при Салкт-Пете бургском государственном техническом университета по адресу: 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул.,29, корп.1,ауд.41.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

'Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, просим напра] лять в специализированный совет университета.

Автореферат разослан .

Учены?. секретарь* специализированного совета • Д 053.38.20 кандидат технических наук, доцент С:.арков В.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работа. Наиболее распространенным типом перегрузочных машин в портах являются.портальные краны, с помощью которых осуществляется основная часть перегрузочных работ. Являясь неотъемлемой частью транслортно-перегрузочного потока, они оказывают существенное влияние на эффективность функционирования транспортных средств в целом. Следовательно, создание высокопроизводительных и надежных портальных кранов является актуальной задачей, и не только для подъемно-транспортного машиностроения.

Удовлетворить тенденциям современного краностроения к повышению производительности, росту рабочих нагрузок, надежности можно только при тщательном анализе движений машины с учетом всех основных силовых факторов. Увязка конструкторских разработок с последовательным решением задач динамики позволяет уже на стадии проектирования крана выбрать его рациональную схему, оценить прочностные и энергетические характеристики и затем обоснованно определить размеры и материалы деталей, технологию их изготовления. По результатам предварительных динамических исследований могут быть заранее предусмотрены различные демпфирующие и виброзащитные устройства для поддержания в процессе эксплуатации динамических характеристик в заданных пределах.

Таким образом, выбор структуры и параметров крана, основанный на тщательном анализе протекающих в.нем динамических процессов, одновременно решает и проблему повышения надежности, уменьшения материалоемкости, причем наиболее экономичным способом - только за счет правильного выбора схемы и параметров.

К характеристикам свободных колебаний портальных кранов относятся собственные частоты и формы колебаний, времена затухания колебаний по кавдой из собственных форм. Экспериментальные исследования показываю? что в отдельных элементах и узлах портальных кранов несущими (определяющими ) являются несколько (обычно не более двух) собственных частот, при которых колебания имеют наибольшую амплитуду. Поэтому для расчета • нагрузок в крановых механизмах и металлоконструкциях возможно применение упрощенных моделей, которые строятся на основе анализа собственных значений (частот и форм) всей системы.

Возникающие после подъема груза с основания, при пусках и торможениях механизмов упругие колебания крана с течением времени уменьшаются. Медленное затухание колебаний неблагоприятно сказывается на рабо-

тоспособности крана. Во-первых, снижается сопротивление усталости элементов металлоконструкций. Во-вторых, при малой диссипации возможно неблагоприятное наложение колебаний при повторних пусках и торможениях, что значительно повышает величины максимальных динамических нагрузок в крановых механизмах и металлоконструкциях.

Задачей анализа характеристик свободных колебаний портальных кранов является не только их определение при изменении параметров крана, но и выявление способов коррекции, например введением демпферов. В этом смысле задачи анализа и синтеза переплетаются.

Методы расчета характеристик свободных колебаний портальных кранов, описанные в литературе, базируются на их определении для отдельных элементов (стрел, хоботов, груза) без учета взаимного влияния в системе кран-груз.

Цель диссертационной работы - разработка основ анализа характеристик свободных колебаний портальных кранов с грузом на пространствен' ном канатном подвесе для совершенствования создания и повышения эффективности кранов за счет целенаправленного формирования динамических характеристик крановых подсистем с введением в необходимых случаях корректирующих устройств для оптимизации динамических свойств крана в целом.

Указанная цель определила следующие основные задачи исследования.

1. Разработать математическую модель портального крана с грейферо на пространственном канатном подвесе в виде линейной относительно ко лебательных координат системы обыкновенных дифференциальных уравнени которая давала бы возможность проведения анализа собственных частот форм колебаний системы.

2. Разработать метод анализа характеристик свободных колебаний кранов с грузом, базирующийся на разделении собственных колебаний по крановым подсистемам, и реализовать его для портального перегрузочно го крана.

3. Исследовать влияние диссипативных и жесткостных характеристик демпфера, встроенного в рейку механизма изменения вылета, на демпфирующую способность собственных форм колебаний портального крала с грузок.

На ?ал:'ту вь'носятся^слелуюшие результаты, полученные л:<ч.ю авторе и обладающие научной новизной:

I. Математическая модель портального крит с грейдером на пространственном канатном подьесе при работе его механизма вращения.

2

2. Кетод разделения собственных частот по подсистемам крана, поз-ОЛЯЮ1ЦИй проводить анализ характеристик ого свободных колебаний.

3. Результата анализа характеристик свободных колебаний портально-о крана с грузом, включая влияние диссипативных и жэсткостных харак-'еристик демпфера, встроенного в рейку механизма изменения вылета, на ;емпс[ироБание колебаний по собственным формам.

Достоверность научных положений и выводов диссертационной пабогн >беспечивается накопленным опытом теоретических исследований и проектирования кранового оборудования, использованием апробированных в (ругих отраслях машиностроения физических предпосылок и методов динамки механизмов, машин и конструкций, сопоставлением результатов рас-шта с даннш.я натурных исследований портального перегрузочного крана.

Практическая ценность работы заключается в том, что проведенный шализ характеристик свободных колебаний портального крана с грузом и юлученные результаты позволили выявить эффективные направления совершенствования динамических свойств кранов.

Создана программа для ПЭВМ для расчета собственных частот и форм колебаний портального крана с грузом, обобщенных коэффициентов погло-цония и времен затухания по собственны!,I формам, элементов матрицы коэффициентов сопротивлений.

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 3 печатных заботах.

Структура и объем работн. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 133 наименований (из них 13 иостранннх) и 7 приложений. Материал размещен на 78 стр. машинописного текста, в 41 рисунке на 39 стр. и 24 таблицах на 22 стр, 14 стр. списка литературы и 52 стр. приложений. Общий объем диссертации 203 стр..

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении к диссертации обоснована актуальность темы, сформулиро-■ ваны цель и задачи работы, основные научные положения, выносимые на защиту, практическая ценность.

Первая глава посвящена разработке математической модели портального крана с грейфером на пространственном канатном подвесе при работе механизма вращения. Несмотря на большой обьем исследований по динамике стреловых кранов при работе его механизма вращения большинство из-

3

вестных моделей обладают рядом существенных недостатков: I) отсутствует учет действительной схемы запасовки подъемных канатов; 2) модели не дают возможности использования методов исследований, основанных на анализе собственных частот и форм колебаний; 3} сложные кинематические передаточные функции системы изменения вылета крана аппроксимируются полиномами третьего порядка.

Первым этапом при разработке математических моделей крановых установок является исследование свободных колебаний грузов на пространственных канатных подвесах. 3 рамках настоящей работы рассматриваются портальные краны с грейферными подвесами, динамические модели которых представлены на рис.1. Схема I - наиболее распространенный подвес для четырехканатных грейферов, схема 2 рассматривается для сравнительного анализа.

Динамические модели подвесов К выбору обобщенных

Методика построения математических моделей свободных колебаний грузов на пространственных канатных подвесах разработана А.Н. Орловым модели для схем I и 2 на рис.1 построены А.Н. Орловым и В.Ю. Синицы-ным. Положение груза в неподвижной системе хг у 2Рощюделяется тремя координатами Хг, уг, 2Г центра масс и тремя углаш 8 , ^ , У (см.рис.2), построение которых аналогично построению самолетных углов ДиТ>;ере;;щци:ы:ие уравнения, описывавшие свободные колебания греЕфера на канатном подвесе имеют еид:

груза

Л

координат груза

а - схема I, б - схема 2 Рис.1

Рис.2

где вектор-столбец обобщенных координат

{Ч)г =ГХг,Уг,2г,9^,У]т; «I»

матрицы инерционных [ О] г и кшзиупруги;?[С] коэффициентов:

[а]г = с!1а д (тг,тг,тг,3£,3т|, \),

(2)

Сс] =

Сх 0 0 0 Сх^ 0

0 Су 0 Сув 0 0

0 0 Сг 0 0 0 ( 3 )

0 0 Се 0 0 1

0 0 0 Си» 0

0 0 0 0 0 с».

Зц > ^ - соответственно касса и осевые моменты инер-

ции груза.

При построении математической модел! портального крана с грейфером на канатном подвесе при работе его механизма вращения воспользуемся концепцией построения моделей грузоподъемных кранов, развитой А.II. Орловым. Динамическая модель портального крана при работе механизма вращения приведена на рис.3. Разобьем кран с грузом на ряд подспстем-груз на канатном подвесе, системы изменения внлета 10.5В) "Л вращения (СВР). Вектор обобщенных координат, определятся положение звеньев крана с грузом, представим в виде:

(4)

где в соответствии с (I), подвектора, определяйте положение звеньев 0ЛВ {"^„¿и СВР (см.рис.3):

Динамическая модель портального крана механизма вращения

при работе

<М

V*

ч

2г

"Ч^ч. / у7~

и

СиЬ

\ н*

о* Л

«р

л—^зЗЛ

а«

Рио.З

{яЗив = СА.Уе.Л.УЛт.

IЯЗср = [Ук.Увр, Хс,Хх]Т.

Математическая модель' портального крана с грузом на пространственном канатном подвесе получена в виде линейной относительно колебательных координат системы дифференциальных уравнений с переменными в зависимости от вылета стрелы коэффициентами. В матрпчно-векторном виде она имеет вид:

ГАЩЫВНчЫСНчЫГ}

(5)

где

[А1=

СаЗг |Щг_|[А],з, ГА]„| СО] | [А]6р

Гв7,=

[б1г [01 [01

гвыв]1 + мв]*,

Г01" [

Гб]г В*

ИИ1М [0]

[01

[cj,=

[CJ=

£cli llPL

[0] | [0 ~\[C)iF<

[c]21jccw[0]_ [C]J [03 J [C3fepi

. tcb

Ic3i.

[cw[o] ji_c]2LJ

fFj-[[F]r,IF]Mt,[FjJT, iF]r-[P6.r,0,0,0,0,0]T, Ши6 = {0}, {F}fip = [-Mi - Mi: - MCp,D,0jT.

Элементы вектора обобщенных сил {Р} и Pgpr - соответственно

момент сил сопротивления вращению крана, определяемый ветровой нагрузкой ка кран и сила ветра на груз, М'т - статический момент сопротивления вращению крана, М«Р - момент двигателя механизма вращения, приведенный к осп вращения крана.

Матрицы [А] ,[&! ,[С] и вектор имеют блочную структуру в соответствии с разбиение;,! вектора {<$ по (4). Элементы симметричных инерционной [Д] и квазпупругой 1С]{ матриц при вылете стрелы j> = const постоянны, что впервые дает возможность анализа всего частотного спектра крана с грузод;.[а]г и [С]г представляют собой инерционную и квазкупругую матриш груза в соотвотстиии с (2) и (3), что позволяет проводить исследования при лвйых схемах подвеса груза.

Уравнения легко перестраиваются, если соло из звеньев крана полагается Жестким или груз модулируется в виде математического маятника В этот* случае новая система уравнений получается из старой вичеркива нгем ;-.з матриц соответствующих строк Y. столбцов; как частный случай .следует модель крала в виде механизмов с «еегкета: зеоньями. Продстаь 8

ленив модели в виде составной сделало ее наглядной, что дает возможность делать продуктивные выводы о динамическом поведешш системы на стадии ее качественного анализа.

Во-втооой главе диссертации проведен расчет и анализ собственных частот и форм колебаний портального крана с грузом. В качестве первого этапа определялись частоты собственных колебаний грейфера на канатных подвесах по схемам на рис.1. В соответствии с инерционной [а]г по (2) и квазиупругой [с]г по (3) матрицами координаты 2Г и V явля-

ются главными и частоты:

(6)

Оставшиеся частоты Д собственных колебаний определяются по формулам:

(7)

где знак "минус" для , знак "плюс" для

Результаты расчета с использованием формул (6) и ( 7) для различных случаев подвеса грейфера па поддерживающих и замыкающих канатах показали, что для схем I и 2 существенно различаются лишь частоты Лх^ и

(для схемы I они вше, чем для схемы 2) в случае, когда в подвесе участвуют повдердавающие канаты. Показано, что при разнесении под-дернивазмглх канатов в верхних точках (увеличении угла наклона канатов к вертикал.^) частоты для схемы I повышаются. Это говорит о том, что элективным средством для сшгаония отклонений центра масс грейфера от положения равновесия при работе механизма вращения крана является для схемы I разнесение поддерживающих канатов в верхьлх точках.

Для определения приведенных к концевым блокам масс стрелы и хобота использовался г.-егод Ролея. Стрела н хобот рассматривались как балки с неравномерно распределенными по длине массами и моментами инер-

9

ции при изгибе. В результате проведенных в диссертации расчетов и данных Д.Е. Бортякова сделан вывод о том, что при проектировочном расчете приведенные к концевым блокам массы стрел и хоботов щ лР можно принимать во всех случаях тпр = 0,1 М + М«.й» гдоМ и - соответственно общая масса стрелы и хобота (без учета массы концевых блоков) и масса концевых блоков.

Дифференциальные уравнения, описывающие свободные колебанкр портального крана с грузом как консервативной системы:

[aj{q}*[C]{q) ={0}, '8)

где матрицы [а] и [С] получаются соответственно из матриц [А] и [С] ¿ в 15) вычеркиванием строк и столбцов, соответствующих координате Уер (см. (4 )). Отыскание собственных частот и соответствующих им соб , ственных форм {ТгЗi портального крана эквивалентно решению обобщенной алгебраической проблемы о собственных значениях:

(Гс]-лЧй]){Тг} ={03.

Для расчета характеристик свободных колебаний портальных кранов с грузом на пространственном канатном подвесе была разработана програь ма для ПЭВМ. При определении собственных частот и форм колебаний из библиотеки научных подпрограмм была выбрана подпрограмма, которая вь числяет собственные значения и матрицу собственных векторов действительной квадратной несимметричной матрицы специального вида [а] [С ] где [а! и Сс3 - действительные симметричные матрицы и [с] - положител! но определенная.

Программа производит распечатку значений частот собственных колебаний в порядке возрастания (периодов в порядке убывания) и порядок следования собственных векторов в матрице [V] соответствует порядку-следования собственных частот. В таком виде анализ частотных спектров невозможен, так как неизвестна принадлежность частот элементам системы.

Для возмог.шости проведения анализа воспользуемся свойством диагональных клеточных матриц, вид которых имеют матрицы [а] и [С1, если груза на канатах нет. Разобьем вектор обобщенных координат{<}} в (8) на два шдвектора:

Ш-Сг^д^Г,

19)

где {<?],= [Д. Ус > У* . Уг . 2г » »Г. *с . У* . Хг

^ , у]т, К обобщенным координатам, определяющим положение звеньев СИВ ({<|}4)и СВР((<)},) крана, добавлены соответствующие координаты груза, связанные только с одной из подсистем.

Для вектора обобщенных координат {9} по (9) матрицы Го] и [сЗ из (8) примут вид:

[а] =

Ш1 [01 [0] [А]г

Гс] =

ГС]1 [0] [0] [С].

НО)

Для диагональных клеточных матриц в виде (10) матрица [V], составленная из векторов собственных форм, будет:

[VI =

[V], [0] [0] [VI,

Таким образом, по виду матрицы [V] можно судить о принадлежности собственных частот к СИВ или СВР крана.

Проведены расчеты собственных частот и форм колебаний для портального крана КПП 10(12,5)—30 без груза и с грейфером при его различных загрузках. На ряс.4 в качестве примера приведены графики зависимостей периодов собственных колебаний Т|. от вылета стрелы р для портального крана с груженым грейдером на подвесе по схеме I, где обозначена принадлежность периодов колебаний к СИВ или СВР крана. Анализ результатов расчета показал, что значения периодов Ту ,Тх9>4> Тув1> полученные с использованием формул (6) и (7), близки соответственно к собственным периодам Т*р, Т^ и Т"1 ; ошибка при увеличении длины подвеса уменьшается. Это обстоятельство позволяет с достаточной- для инженерных расчетов точностью определять периоды собственных поперечных колебаний грейфера без учета его инерционных и жесткостных связей о элементами крана, что важно при построении управленческих моделей.

ii

Графики зависимостей периодов собственных колебаний"^ от вылета стрелы р для портального крана с груженым грейфером

Тс,С й 10 8 6

2

°д а 16 20 24 26 fi.fi 11С

0,3

0,6

01

0,1 о

8 11 16 10 1к

т1 • Г," •,

Т, 46 п"

/ /

Ал - л о

Г. -/ч )г ■ Г=\

Рис.4

Интересным оказывается тот факт, что если в СВР крана все частоты разнесены, то в СИВ бллзки третья к четвертой и пятая к шестой частотам (см.рис.4), что может вызвать нежелательное явление биений.

Проведено исследование влияния жесткости демпфера, встроенного в рейку механизма изменения вылета, на частотные характеристики портального крана. Показано,, что в рассматриваемом диапазоне изменение коэффициента жесткости демпфера практически не оказывает влияния на низшие и высшие частоты колебаний.

В третьей главе диссертации приведены результаты натурных исследований свободных поперечных колебаний грейфера портального крана КПП 10(12,5)—30, в обработке которых принимал участие автор. Исследования включали в себя: а) определение периодов собственных колебаний грейфера для сравнения полученных результатов с расчетом; б ) экспериментальное определение демпфирующей способности канатного подвеса при поперечных колебаниях грейфера. На ленте осциллографа фиксировались углы отклонения грузовых канатов в плоскости и из плоскости стреловой системы портального крана с помощью датчика углов отклонения каната. При записи крутильных колебаний грейфера использовалось созданное А. Н. Орловым, В.Ю. Синиццным и Г.С. Талахадзе устройство для измерения относительных углов закручивания груза на гибком подвесе, основанное на применении гироскопических датчиков курса. Испытания проводились при различных длинах подвеса грейфера и вылетах стрелы для случаев открытого грейфера и грейфера с грузом, висящем на поддер-кивающих и замыкающих канатах.

Погрешность расчета по разработанной программе периодов собственных поперечных колебаний грейфера по сравнению с данными натурных исследований не превышает 4,1%, что говорит об адекватности полученной математической модели.

В качестве интегральной меры рассеяния энергии при поперечных колебаниях грейфера принимался логарифмический декремент колебаний у3 . Расчетом установлено, что тэ в пределах точности его измерений не зависит от ^амплитуд колебаний в исследуемом диапазоне их изменения. Обработка данных натурных исследований методом наименьших квадратов показала, что во всех случаях поперечных (в плоскости и из плоскости стреловой слстомц, крутильных ) колебаний грейфера мокло принимать 3"э = 0.С73.

В чптш'-то." глове диссертации рассмотрены вопросы расчета а анализа обоб-.еыш.х коэффициентов поглощения и времен затухания колебали."

13

по собственным формам портального крана, а также влияние диссипатив-ных и жесткостных характеристик демпфера на затухание колебаний.

Дифференциальные уравнения, описывающие свободные колебания портального крана с грузом как диссипативной системы:

[«ОД* rfeHqbtci{<j) ={0}.

Задача состоит в том, чтобы на базе доступной информации о коэффициентах поглощения У1 или логарифмических декрементах 3* отдельных упруго диссипативных элементов найти достоверные с позиций инженерного расчета значения элементов диссипативной матрицы 16], обобщенные коэффициенты поглощения и времена затухания колебаний по собственным формам. ф

Пренебрегая влиянием диссипативных сил, перейдем от обобщенных координат {ij} к главным fi|} с помощью линейного преобразования {î|}=[V]{$> где [VJ - матрица, составленная из векторов собственных форм консервативной системы. Воспользуемся допущением о том, что диссипативные связи между формами колебаний отсутствуют, то есть наложим условия ортогональности собственных форм и по отношению к диссипативной матрице [6]. Приходим к системе уравнений в главных координатах:

[AHÏJ + CB Н^'ГОДЫО},

где [А]= diag ( A j, Аг, . . . A s). [С] = diag ( Ci, Сг , . . . Cs ) , [В] =di«g( В<> Bz> • • • В s )• ПРИ диагональной матрице [В] каждой форме колебаний соответствует некоторый обобщенный коэффициент поглс щения %,-АПи/Пт1Ив, где ДПтиПп)т„- соответственно рассеяная i максимальная потенциальные энергии цикла. Величина А Пщ определяете/ на базе известных коэффициентов поглощения отдельных упругодисси-пативных элементов.

Элементы матрицы обобщенных коэффициентов сопротивлений Bmr(ImA • где обобщенный логарифмический декремент колебаний Гт = - 0,5 6п(1 - Здесь по сравнению с разработанной А.Н.Орловым ме тодикой учета диссипативных сил в многомассовых системах автор не и лагал, что Hti = 0,5 , так как это приближение дает для. крановых конструкций значительные погрешности. По известной матрице[Б] наход тся матрица [6J коэффициентов сопротивлений.

В главных координатах время затухания колебаний tjm по кавдой из собственных форм:

Полагая, что[%] =0,05 1}^*, найдем Ъ}п* 1И,Ь/Гт Ът-

Изложенный способ учета диссипативных сил при их эквивалентной линеаризации на колебаниях по собственным (формам требует большого объема вычислений, поэтому при динамических расчетах кранов широко применяется эквивалентная линеаризация дассипативных сил на парциальных частотах. В работе показано, что этот способ для портальных кранов может быть использован только для оценки демпфирующей способности грейфера при его поперечных колебаниях.

Для крана без груза затухание колебаний происходит быстрее в СИВ, чем в СВР крана, за счет рассеяния энергии в оттяжке хобота. Для крана с грузом рассеяние энергии в конструкции крана слабо влияет на демпфирующую способность подвеса груза.

Исследование влияния изменения дассипативных и жесткостных характеристик демпфера, встроенного в рейку механизма изменения вылета, на времена затухания колебаний по собственным формам показало, что меняя коэффициент жесткости демпфера, можно целенаправленно воздействовать «а определенные формы колебаний. Следовательно, может быть поставлена задача оптимизации дассипативных свойств требуемых форм колебаний.

ОСНОВНЫЙ РКЗУЛЪ'ШЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработана математическая модель портального крана с грузом на 1ространственном канатном подвесе при работе механизма вращения в виде линеиной относительно колебательных координат системы обыкновенных щфференциальных уравнений о переменными по вылету стрелы коэффициентами, что дает возможность проведения анализа собственных частот и юрм колеоаний.

Модель долговечна, так как позволяет проводить исследования при шбых схемах подвеса груза и произвольном расположении отклоняющего лока на хоботе. Представление модели в виде составной сделало ее на-ляднои, что дает возможность делать продуктивные выводы о данамиче-ком поведении отдельных крановых подсистем уже на стадии качествен-ого анализа.

2. Сравнительный анализ частот собственных колебаний груза на двух рей^ерных схемах подвесов на рис.1 позволил установить, что эффекти-!тмм средством для уменьшения отклонений центра масс груза при работе еханизма вращения крана для схемы I (с креплением поддерживающих ка-атов на верхней траверсе грейфера) является разнесение поддерживаю-

15

щих канатов в верхних точках.

3. Установлено, что при проектировочном расчета приведенные к концевым блокам массы стрел и хоботов т„Р с учетом неравномерного распределения по длинам погонных масс и моментов инерции при изгибе можно принимать во всех случаях равными т„р= 0,1М + Мк.г»> где И и МК.£Д - соответственно общая масса -стрелы или хобота (без учета массы концевых блоков) и масса концевых блоков.

4. Разработана программа для ПЭВМ для расчета характеристик свободных колебаний портальных кранов с грузом на пространственном канатном подвесе - собственных частот и форм колебаний, обобщенных коэффициентов поглощения и времен затухания колебаний по собственным формам, а также элементов матрицы коэффициентов сопротивлений

5. Создан метод разделения собственных частот по подсистемам крана, который позволяет проводить анализ характеристик свободных колебаний портальных кранов с грузом.

6. В результате сравнительных расчетов установлено, что низшие частоты собственных поперечных колебаний грейфера на канатном подвесе < достаточной для инженерных расчетов точностью можно определять"без учета конструкции крана.

7. Показано, что если в системе вращения крана с грузом все частоты разнесены, то в системе изменения вылета близки третья к четверто. и пятая к шестой собственным частотам,что при определенных условиях может вызвать нежелательное явление биений.

8. Путем сравнения результатов экспериментальных исследований и расчета доказана адекватность разработанных моделей определения частот собственных поперечных колебаний грейфера на канатном подвесе,

О 9. Произведена экспериментальная оценка логарифмических декрементов при поперечных колебаниях грейфера на канатах.

10. Показано, что для портальных кранов способ учета диссипативны сил при их эквивалентной линеаризации на парциальных частотах может быть использован только для оценки демпфирубщей способности грейфера при его поперечных колебаниях.

11. Установлено, что диссипативные характеристики конструкции крг на слабо влияют на демпфирующую способность подвеса рруза.

12. Показано, что изменением коэффициента жесткости и диссипатив-ных характеристик демпфера, установленного в рейке механизма изменения вылета, можно воздействовать на время затухания определенной фо! мы колебаний. Следовательно, может быть поставлена задача оптимизаду

16

дассипативных свойств форм колебании путей целенаправленного воздей-:твия именно на эти формы.

ПУБЛИКАЦИИ по теме диссертационной РАБОТЫ

1. Талеб М. Определение приведенных масс и местностей стрел и хостов портальных кранов на этапах проектировочного я проверочного ранетов/ Ленингр. гос. техн. ун-т. - СПб, 1993. - II с. ; 2 ил. -¡иблиогр.: 10 назв. - Деп. в ВИНИТИ ii5.06.93, Щ376-93.

2. Теоретические и экспериментальные исследования свободных коле-¡аний грейфера портального крана/ Козлов Д.А., Орлов А.Н., Синицын В. )., Талеб М.; С.-Петербургский гоо. техн. ун-т. -'СПб, 1У94. - 9 е.;

1 ил. - Ьиблиогр.: 7 назв. - Деп. в ВИНИТИ 22.0а.94, Ж574-В94.

3. Экспериментальные исследования демпфирующей способности канат-[ых подвесов при поперечных колебаниях грейфера/ Козлов Д.А., Орлов 1.Н., Синицын З.Ю., Талеб М.; С.-Петербургский гос. техн. ун-т. -1116, 1994. - Ь е.; 3 ил. - Ьиблиогр.: 5 назв. - Деп. в ВИНИТИ 22.03. 14, Л675-В94.

Подписано к печати 13.04.Q4. , ЗйкОЗ Тираж /СО

Бесплатно

Отпечатано на ротапринте Санкт-Петербургского государственного технического университета.

195251, г.Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29.