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

САШ-ПЕТЕРБУРГСК!'" ГОСУЛЛРСТЗТПГИЙ ТИСЭТЕСК'Й У1КВЕГСКТЕГ

На правах рукописи

ТАЛЕЕ !/!уотэфа

У£К 621 .¿573:531.5?!

ЖВДУКА ОЕТТХКПГ^Г. ХЛРАКТНГСТКХ СВОГСШЖ КОЛЕРАТ.^ ПСГТЛ1ЫЖ КРАГСВ С ГГЙЙ2РС:,! НА ПГОСТГЛГСТВЕГТОМ КЛКАТЕОМ ГОЛВЕСЕ

Специальность 05.05.05 - Подъемно-тррнспортные угишы

Лвторе^ерет дисеерт?цкк нр соискгнке ученой степени кендклята технические неук

Сенкт-Петербург - 1??4

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном техническом университете

Научный руководитель:

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

доктор технических наук, профессор Вилъчевский Н.О. кандидат технических наук, доцент Волков К.А.

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

Защита состоится •1? ■ ОТ _ 1994г. в 16-часов на

заседании специализированного совета Д 063.38.20 при Санкт-Петв] бургском государственном техническом университете по адресу: 195251, Санкт-Петербург, Полиге.хкяеская ул.,29, корп.1,ауд,41.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

.'Отзыйы в двух экземплярах, заверенные печатью,., просим налра» лять в специализированный совет университета.

Автореферат разослан и /_ 1994г.

Учены! секретаре специализированного совета Д 063.38.20 кандидат технических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Наиболее распространенным типом перегрузочннх 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 виброзащигяые 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 каждой 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 по'слэ подъема груза с основания, при пусках 51 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 повторных 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 диссертационное п^брты - разработка основ анализа характеристик свободных колебаний портальных кранов с грузом на пространственном 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 дина-лических свойств крана в целок.

Указанная цель определила следующие основные задачи исследования.

1. Разработать математическую модель портального крана с грейфером ка пространственном канатном подвесе в виде линейной относительно колебательных координат системы обыкновенных дифференциальных уравнений которая давала бы бозькйсность проведения анализа собственных частот и форм колебаний систеш.

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

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

На за-д:':ТУ ЕкиосятсяУслйпупшие результаты, полученные л:'.чно авторог/ и обладала научной новизной:

I. "атематаческая модель портального кр;.па с тренером на пространственном канатном подвесе при работе его механизма вращения.

2

2. Кетод разделения собственных: частог по подсистемам крана, позволяющий проводить анализ характеристик его свободных колебаний.

3. Результаты анализа характеристик свободных колебаний портального крана с грузом, включая влияние дассипативных и жесткостныХ характеристик демпфера, встроенного в рейку механизма изменения вылета, на демпфирование колебаний по собственным формам.

Достоверность научных: положений и выводов диссертационной работы обеспечивается накопленным опытом теоретических исследований и проек-тировшгая кранового оборудования, использованием апробированных в других отраслях машиностроения физических предпосылок и методов динамики механизмов, машин и конструкций, сопоставлением результатов расчета с данными натурных исследований портального перегрузочного крана.

Практическая ценность работы заключается в том, что проведенный анализ характеристик свободных колебаний портального крана с грузом и полученные 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 поглощения и времен затухания по собственный «формам, элементов матрицы коэффициентов сопротивлений.

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 3 печатных работах.

Структура и объем работн. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 133 наименований (из них 13 иностранных) 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 20о стр..

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении к диссертации обоснована актуальность теш, с.Тюрмулиро-• ванн цель и задачи работы, основные научные появления, выносимые на защиту, практическая ценность.

Первая глава посвящена разработка математической модели портального крана с грейфером на пространственном канатном подвесе при работе механизма вращения. Несмотря на большой объем 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-нвм. Положение груза в неподвижной системе Xr yrZrorr¡оделяется тремя координатами Хг, yr,Zre?o центра масс и тремя углаш в , 4> , 9 (ck.pxc.2J, построение которых аналогично построению самолетных углоз. Ди]'5еренц;:г1Г.ькие уравнения, описывавшие свободные колебания грейдера на канатном подвесе и:;.еат еид:

груза

координат груза

а - схема I, d - схема 2 Рис.1

Рис.2

ГаШг +Мг{<,3г={0},

где вектор-столбец обобщенных координат

матрицы инерционных [0]гя квазиупрутик [С]ркоэффициентов:

Сх 0 0 0 С*1)> 0

0 с9 0 Су» 0 0

0 0 Сг 0 0 0 (3 )

Й = 1

г 0 Суе 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0 0 с*.

тг и Л- V - соответственно масса л осевые I. окенты кнер

ции груза.

При построении математической модели портального крана с грейдером на канатном подвесе при работе его механизма вращения воспользуемся концепцией построения моделей грузоподъемных кранов, развитой А.II. Орловым. Дикагшческая модель портального крана пр:1 работе г.;е>:аниз:.:а вращения приведена на рис.3. Разобьем кран с грузом на ряд подсисте^ груз на канатном подвесе, систем! изменения вн.пета (С1Ш) я вращения (СВР). Вектор обобщенных координат, определяющий положение звеньев крана с грузом, представим в виде:

где в соответствии с (I), подвектора, определяйте полояшше звеньев СИВ СВР {<}}{ (см.рис.З):

Динамическая модель портального крана механизма вращения

при работе

-тр!!«*

Рис.3

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

МЩЫ&ЖЫ С]{«1}-{Г],

(5)

где

¡М]« ¡ГА]* Ш.'ГО]

.М^-ГАй.ГА^-Ш,;;

Юг

101 101

[В],.

101' [ 18 V/

р

[ск 1° L- |[01_ içh

M,* [01 [СЗий '[01 [CU [01 lieu

[01 |[0 ¡[С]^ kW, Foi

[С]=

[ClJ [01 j ÎCJgpS

{F3 = [EF]r,IFIM6,CFJ6p]" iFjr«HV.rto,o,o,o,o]Tf {Р}м = {0}, 1аР = [-м^-м£-Рег:Р)м{р,о,о]т.

Элементы вектора обобщенных сил {F} М^' и Р/^ - соответственно момент сил сопротивления вращении крана, определяемый ветровой нагрузкой ка кран и сила ветра на груз, - статический момент сопротивления вращению крана, Мвр- момент двигателя механизма вращения, приведенный к оси вращения крана.

Матрицы [А] , [ В1 , IП и edktop m имеют блочную структуру в соответствии с разбиение;-'! вектора {$ по ( 4 ). Элементы симметричных инерционной [А] и квазлупругой [С]{ матриц при вше;'е стрелы р =const постоянны, что впервые даст возможность анатиза всего частотного спектра крана с грузом.[д]г и [С]г представляют собой инерционную и квазиупругую матрицы груза в соответствии с (2) и (3), что позволяет проводить исследования при лабых схемах подвеса груза.

Уравнения легко перестраиваются, если одао из звеньев крана полагается йесткик или груз моделируется в влде математического маятника. В этом случае новая система уравнений получается из старой вычеркиванием лз матриц соответствующих строк и столбцов; как частный случай .следует модель г.рола в етде механизмов с даегккск звеньями. Предстаь-

е

ленив модели в видо составной сделало ое наглядной, что дает возможность делать продуктивные выводи о динамическом поведении системы на стадии ее качественного анализа.

Во-второй 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 ни рис Л. В соответствии с инерционной [а]г по (2) и квазиупругой [с]г по (3) матрицами координаты Zr иУ являются главными и частоты:

Оставшиеся частоты Л собственных колебаний определяются rio формулам: _____

где знак "шиус" для Л* , знак "плюс" для Л*.

Результаты расчета с использованием формул ( 6 ) и { 7 ) для различных случаев подвеса грейфера па поддерживающих и замнкаючдах канатах показали, что для схем I и 2 существенно различаются лишь частоты Лх*, и Лх^для схемы I они вше, чем для схемы 2) в случае, когда в подвесе участвуют поддерживающие канати. Показано, что при разнесении под-дерясиваюкпх канатов в верхних точках (увеличении угла наклона канатов к вертикали частоты л*4>А для схеш I повышаются. Это говорит о том, что элективным средством для сшшзния отклонений центра масс грейфера от положения равновесия при работе механизма вращения крана является для схемы I разнесение поддерживающих канатов в верхних точках.

Для определения приведенных к концевым блокам масс стролы и хобота использовался метод Рэлея. Стрела и хобот рассматривались как балки с неравномерно распределенный! по длине массами и моментами инвр-

(6)

(7)

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 хоботовги„р можно принимать во всех случаях тпр = 0,1 М + Мк.ь, гдеМ иМдеА~ соответственно общая масса стрелы и хобота (без учета массы концевых блоков) и масса концевых блоков.

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

СаНчЫсНчЫО}, «>

где матрицы [а] и [с] получаются соответственно из матриц [А] и [С^ в (5) вычеркиванием строк и столбцов, соответствующих координате &ер (см. (4 ) ). Отыскание собственных частот я соответствующих им собственных форм портального крана эквивалентно решению обобщенной алгебраической проблемы о собственных значениях:

([с]-лг[а]){Тг} ={0}.

Для расчета характеристик свободных колебаний портальных кранов с грузом на пространственном канатном подвесе была разработана программа для ПЭВМ. При определении собственных частот и форм колебаний но библиотеки научных подпрограмм была выбрана подпрограмма, которая вычисляет собственные значения и матрицу собственных векторов действительной квадратной несимметричной матрицы специального вида [а] [С] , где[0]и [с] - действительные симметричные матрицы и tel - положительно 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 возможности проведения анализа воспользуемся свойством диагональных клеточных матриц, вид которых имеют матрицы [q] и [с] , если груза на канатах нет. Разобьем вектор обобщенных координат{<jJ в (8) на два нодвектора:

где {<?),= [д. Ус . я*. Ух. уг. гг, в Г. {<}},=[У*. Х£ , ^ , Хг У , у»]т. К обобщенным координатам, определяющим положение звеньев СЙВ({$()и СВР({<)},) крана, добавлены соответствующие координаты груза, связанные только с одной из подсистем.

Для вектора обобщенных координат {<)} по (9) матрицы Га] и [С1 из (8) примут вид:

СаТ =

САЗ 4 [01

го] [а!2

Сс] =

[С]< ГО] [03 [С],

НО)

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

[VI =

[VI, [01

[01 [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 рис.4 в качестве примера приведены графики зависимостей периодов .собственных колебаний Т|. от вылета стрелы р для портального крана с груженым грейфером на подвесе по схеме I, где обозначена принадлежность периодов колебаний к СИВ или СВР крана. Анализ результатов расчета показал, что значения периодов Ту , Тх¡^, Тув{, полученные с использованием ф-ормул (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, цля инженерных расчетов точностью определять периоды, собствонных поперечных колебаний грейфера без учета его инерционных и жесткости* связей с элементами крапа,_ что важно при построении управленческих моделей.

II

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

Тс,с

п ю в б 4

г

0 9 12 16 10 ¿4 ¿6 Тс, с

0,6

0,6 «*

0,1 о

6 12 16 10 1к 16 Р,м

к" •>

ъ ий т/'

1 /

л 0

г, -ГЦ £ !г

Рис.4

Интересным оказывается тот факт, что если в СВР крана все частоты разнесены, то в СИВ близки третья к четвертой и пятая к шестой частота?.! (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. Синицыным 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 поддерживающих и замыкающих канатах.

Погрешность расчета по разработанной программе периодов собственных поперечных колебаний грейфера по сравнению с данными натурных исследований не превышает 4,7?, что говорит об адекватности полученной математической модели.

В качестве интегральной меры рассеяния энергии при поперечных колебаниях грейфера принимался логарифмический декремент колебаний р3 . Расчетом установлено, что j9 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 слотом.:, крутильных) колебаний грейфера шыю принлмать 3*э = 0,073.

В чотв'|/го'; главе диссертации рассмотрены вопроси расчета и анализа обобщенных коэффициентов поглощения и времен затухания колебаний

13

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

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

- £feJf4J ^ CcifgJ ={0}.

Задача состоит в том, чтобы на базе доступной информации о коэффициентах поглощения или логарифмических декрементах у отдельных упру-годиссипативных элементов найти достоверные с позиций инженерного расчета значения элементов диссипативной матрицы!6], обобщенные коэффициенты поглощения и времена затухания колебаний по собственным формам. р

Пренебрегая влиянием диссилативяых сил, перейдем от обобщенных координат {<]} к главным {ц} с помощью линейного преобразования {i)}=[V](i}l ■ где [V] - матрица, составленная из векторов собственных форм консервативной системы. Воспользуемся допущением о том, что диссипативные связи мезду формами колебаний отсутствуют, то есть наложим условия ортогональности собственных форм и по отношению к диссипативной матрице [ 6]. Приходим к системе уравнений в главных координатах:

[АЩЬМчЬЕСНчЫОЬ гдо [А] = diag ( А ¡,Аг, . . . As). [С] = diag (С*, Сг , . . . Cs ) , [В] =dlag( 6f • В2» • • • 6s )• При диагональной матрице [В] каждой форме колебаний соответствует некоторый обобщенный коэффициент поглощения ДПт/ WMtm, где ДПт и Пип,,,- соответственно рассеяная и максимальная потенциальные энергии цикла. Величина Д Пт определяется на базе известных коэффициентов поглощения ^i. отдельных упругодисси-пативных элементов.

Элементы матрицы обобщенных коэффициентов сопротивлений Bm=Clm^m , где обобщенный логарифмический декремент колебаний Гт = - 0,5 еп(1 - Здесь по сравнению с разработанной А.Н.Орловым методикой учета дисоипативных сил в многомассовых системах автор не полагал, что Г^ = 0,5 ^„j, так как это приближение дает для. крановых конструкций значительные погрешности. По известной матрице[В] находится матрица [6] коэффициентов сопротивлений.

В главных координатах время затухания колебаний tim по каждой из собственных форм:

Wl^^C/Ml/l'mA'"-

Полагая, чго [Ч|и] = 0,05 Т™"*, найдем 1Ь,8/Гт Ът-

Изложенный способ учета дассипативных 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 на определенные формы колеоаний. Следовательно, может быть поставлена задача оптимизации дассипативных свойств требуемых форм колебаний.

ОСНОВНЫЙ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

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

Модель долговечна, так как позволяет проводить исследования при любых схемах подвеса груза и произвольном расположении отклоняющего блока на хоботе. Представление модели в виде составной сделало ее наглядной, что дает возможность делать продуктивные выводы о динамическом поведении отдельных крановых подсистем уже на стадии качественного анализа.

2. Сравнительный анализ частот собственных колебаний груза на двух грейферных схемах подвесов на рис.1 позволил установить, что эффекти-впнч средством для уменьшения отклонений центра масс груза при работе механизма вращения крана для схемы I (с креплением поддерживающих канатов на верхней траверсе грейфера) является разнесение поддерживаю-

15

щих канатов в верхних точках.

3. Установлено, что при проектировочном расчете приведенные к концевым блокам массы стрел и хоботов П1пр с учетом неравномерного распределения по длинам погонных масс и моментов инерции при изгибе модно принимать во всех случаях равными тп,= 0,1М + Мк.г»» гда М 11

- 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 с 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 четвертой 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 диссипативных 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 крана слабо влияют на демпфирующую способность подвеса рруза.

12. Показано, что изменением коэффициента жесткости и диссипативных характеристик демпфера, установленного в рейке механизма, изменения вылета, можно воздействовать на время затухания 'определенной формы колебаний. Следовательно, может быть поставлена задача оптимизации

16

диссипативных свойств форм колебаний путем целенаправленного воздействия именно на эти формы.

ПУБЛИКАЦИИ ПС ТШ ДИССЕР'ГАШОШЮИ РАБОТЫ

1. Талвб М. Определение приведенных масс и.жвсгкостей стрел и хоботов портальных кранов на этапах проектировочного и проверочного расчетов/ Ленингр. гос. техн. ун-т. - СПб, 1993. - II о. ,• 2 ил. -Библиогр.: 10 назв. - Деп. в ВИШШ ¿5.06.93, М376-93.

2. Теоретические и экспериментальные исследования свободных колебаний грейфера портального крана/ Козлов Д.А., Орлов А.Н., Синицын В. Ю., Гале б М.; С.-Петербургский roo. техн. ун-т. - СПб, 1УЭ4. - 9 е.; 3 ил. - Библиогр.: 7 назв. Деп. в ВИНИТИ-22.03.94, J&74-B94.

3. Экспериментальные исследования демпфирующей -способности канатных подвесов при поперечных колебаниях грейфера/ Козлов Д.А., Орлов А.Н., СиНицзын З.К)., Талеб М.; С.-Петербургский гос. техн. ун-т. -СПб, 1994. - Ь с.;- 3 ил. - Библиогр.: 5 назв. - Деп. в ВИНИТИ 22.03.

*94, J66V5-B94.

Подписано к печати ЗОКОЗ Л?О, Тираж /РО.

Бесплатно

Отпечатано на ротапринте Санкт-Петербургского государственного технического университета.

I9525I, г.Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29.