автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.05, диссертация на тему:Научные основы многопараметрических исследований и оптимизации переходных процессов мостовых кранов как единых электромеханических систем

л л КПП ДО

2 ^ Гли

УКРАШСЬКА IНЖЕНЕРКО-ПЕДАГОГ 1ЧНА АКАДЕМ 1Я

На правах рукопиоу

БУД1КОВ Леон1д Яковкч

НАУКОВ1 ОСНОВИ БАГАТОПАРАМЕТРИЧНИХ Д0СЛ1Д££НЬ ТА 0ПТКШЗАЦ1Т ПЕРЕХ1ДНИХ ПРОЦЕС1В МОСТОБЙХ КРАЙ 5 В ЯК еДИНИХ ЕЛЕК7Р0!.?ЕХАН 1ЧНИХ СИСТЕМ

05.05.05. Шдн1маи>но-транскортя1 иагани

'АВТОРЕФЕРАТ дисертац11 на адобуття наукового ступеня доктора техШчних иаук

Харк1в 1997

Дисертац1я у форм! рукопису.

Робота Биконана у Сх1дноукра!нському державному ун1верситет! на кафедр1 "П1дн1мадьно-транспортн1, буд1вельн1, дорожи1 малики та обладнаг.ня"

0ф1ц1йШ опоненти: Засдужений д1яч науки 1 техн1ки Укра'1ни, доктор техн1чних наук, професор КОВАЛЬСЪКИЙ Борис Самойлович;

доктор техШчних наук, професор КРУК Л1д1я Лмитр1вна:

доктор техн1чнкх наук, професор КАБАК Серг1й Антонович.

Пров1дне п1дпр-дгыство - Пригзонсъкий державний техн1чний

университет.

Захает в1дбудеп>ся" О/7ре А %_ 1997 р

о У годин! на вас!данн1 спец1ад1вовано1 вчено! ради Л 02.10.01 при Укра1нсьх1й 1нженерно-педагог1чн1й академ11 га адресов: 310003 Харк1в, вул Ун1верситетська. 16, корпус 2, ауд. 220.

3 дисертанЦею можна оэнайсмитися у б1бл1отец! УкрайвсывЛ 1нженерно-педагог 1чно1 академП ва адресов: 310и03 Харк1в, вул Ун1верситетська, 16, корпус 2.

Автореферат роз1сланий ** 9^¿Сбсм Я 1997 р

Вчении секретар спец1ал1эовано'1 зчено! ради кандидат технАчних наук, доцент

Ф1дровська Н.М.

Загальна характеристика робота

Ашуальи1сть проблемн. Вантажоп1дн1мальн1 машини працюють в режим! повторнокороткочасного включения мехатэм!в, який характе-ризуеться частями пусками 1 эупинками. Перех!дн! процеси мають од-не 8 вир1шальних вплив!в на техн1ко-експлуатац!йн! локазники робота кран!в. 0птим18ац1я перех!дних проиес!п пересування мостових кран!в дозволяс п!двищити "!х продуктивн!сгь 1 довгов1чн1стъ, емен-шити втомлюван1сть крановтик!в, п!двищити безпеку експлуатац! 1'. Тому досл!дження перех1дних режим!в роботи кран!в з метою встанов-лення законом!рностей виникнення динам! чнкх навант&кень ! п!дви-щення техн!ко- експлуатац!йних показник!в малин шляхом оптимхзац!!' перех!дних процес!в, а також створення пуско-галъмових прилад!в, як! формують рац!оналън! механ!чн! характеристики, актуальна та необх!дн! для забезпечення конкурентновдатяост! в!тчизняних машин на св!товому ринку.

Мета роОота - виршення науково! проблема п!двидання техн!-ко-експлуатаидйних покаашшв роботи вантажоп1дн!мальних кран!в мостового типу шляхом розробки методу багатопараметричного анал!8у динам! гатг на баз! якого створен1 роэрахунков1 методики (багатофак-торних дослЧджень перех1дних процес1в, оптим!эац1Г цих процес!в по уэагальйеному критер!ю, побудови математичного эабезпечекия раШо-наюного управл1ння приводом пересування в гадьм!вних режимах) та техначн! р!шення (нов! гальмов! пристро!" 1 прилад контролю техн!ч-ного стану ральм!в), як! эабе&печують ращоналъне гальмування.

Вкаэаиз мета та анал!э стану науковоГ проблеми виэначили счп-дуюч! основн! задач! досл!джень: уточнити динам!чн! та математичн! модел! електромостових кран!в иляхом врахування таких важливих па-раметр!в реально!' конструкцП', як розпод!лена маса прольотно!" Су-дови, нел!н!йн! статичн! та динам1чн1 ,механ!чн! характеристики електропривода у рух!вному та гальм!в.чих режимах та !н.; провести всеб!чн! обчислювальн! експерименти на цих моделях э метою оц!нки впливу та взаемовпливу р!вних параметр!« системи "привод-метало-койстругадя-вантаж" на характер динам!чного процесу 1 величину максимально динам!чних навантажень; розробити методику досл1джен-ия;та розрахунку макскмальних динам!чних иавентажень металоконс-трукшй та елемеит!в привода, яка бе ься на детерм!нованому п!;^од! до досл!джения динам!ки 1 математичних методах плану вання бш'атофакторних експеримент!в; розробити методику оптим!зац!!' передних процес!в електромеханШних систем мостових кран!в по уза-

гальненому кштер1ю, я кий враховус основн! показники "якост1" цих процес!в; розробити методику розракунку математичного вабезпечення рац!оиального управл1ння краном в гасьмавних режимах; створити гальмов! пристроГ, як! реап1вуюгь рац!ональн! галъм1вн! характеристики привод!е лересування кран!в; розробити прилад для комплексного контроля та регулювання вих!диих параметр!в гальм; провести експериментальну перев1рку осиовних положенъ теоретичиих розробок, працездатност! розроблених гальмових пристро'1в та досто-в!рност! показ1в приладу контролю вих1дних параметр!в гальм.

Ияукова новизна лолягае у наступному: вантажоп1дк1мальна машина досл1джена як едина багатопараметрична електрсмехан1чна система при комплексному урахуваян! пвраметр!в, характеристик та вааемод1Г вс!х елемент1в; створен! повн! та спрощен! математичн! модел! електромостовмх кран1в, як! описують IX роботу у р!зних експлуатавдйних режимах; розроблена методика роэрахунку та досл!д-ження дкнамШних навгштажень на баэ1 вястосування математично!' те-орП' лланування багатофакторних експеримент!в та детерм!нованого п1дходу до досл!дження динам1га; кран1в, по як!й побудовшЦ р!внян-ня регресН', як! дозволили виявити вплив та взаемовплив р1эних фактор1в на динам1чне навантаження металоконструкц!й мостових кранов р!эно!" вантаиоп1дйсмност!; ровроблена методика оптим1зацИ" пе-рех!дних процес!в електромехан!чних систем мостових кран!в по уеа-гальненому критер!ю, який враховус вс1 основн! показники "якост1" вказаиих процсс1в; разроблена методика побудови математичного за-безпечення раа!оналъного управл!ння приводом Пересування крана в гальм!вних режимах, яка дозволила спростити та знивити варт!сть АСУ краном.

На вахист вхносятъся нов1 теоретичн! положения, сукупн!сть яких мотша квал!ф!кувати ик значив досягиення в област1 створення вантажоп1дн1мальних кран!в о 51лыа досконалими техн1ко-експлуата-а!йними характеристиками, та розроблен1 на '!х основ! науково обг-рунтоган1 технШн! р5шення:

- метод багатопараметричного анал!ву динам1ки вантажоп!дн!-мадьних кран1в, який базусться ла детерм)кованому п!дход! до дос-Л1дження г '!дни/ процес!в та математично! теор!!' гтланування ба-гатофактор|_„. експеримент!в, на основ! якого розроблен!:

а) методика багатофакторних досл!джеиь динам!ки вантажоп!д-нгмальнкх кран1в, яка дозволяс встановлювати вплив та взаемовплив ргэнкх Фактср1в на макекмальн! динам1чн! навантаження;

методика оптим^вацП' гальм!вних процес!в електромостових

кран1в по увагальненому критер!ю, який враховуй вс! основн1 параметр« "якост1" цих процес!в;

4 а) методика розрахунку математйчного вабевпечення рац1ональ-ного управл!ння краном у гальм!вних режимах, яка характеризуется ун!версальн1сио та доэволяе спростити АСУ краном;

- результата багатопараметричного анал!еу динам!ки. мостових кран!в р1зно! вантакоп1дн!мальност!;

- уточнен! динам!чн1 та математичн! модел! електромостових кран!в (п1дйом та пересування), як! враховують роэпод^лену масу прольотно! будови, статичн! та динам!чн1 механ!чн! характеристики електропривода у рух!вному та гальм!вних режимах, демпф!рування коливань металоконструкц!й та канат!в;

- анал!тичний метод вивначення дикам!чних назантажень мостових кран1в (п!дйом га пересування);

- нов! гаяьмов! пристро!, пю реад!еуютъ (эаСеепечують) зм1-нення гадьм!вного моменту по рацюналънта механ1чних характеристиках, техн!чна новизна яких вахчшена авторськими св1доцтвами;

- реэультати 1 ангшв екопериментальних лосл!ддень 1 натурних випробувань нових гаиьмових нристро1в;

- прилад контролю вих!дних параметр!в ганьмових пристроив, техн1чна новивна якого вахпшена авторськими св1доцтвами.

Прак*нчие аначення роОоти полягае в тому, аю розроблен! теоретична положения доэволчли значно ¡.ил1пшити техн1ко-експлуатац1й-Ш покаэники роботи вачтажол!дн!мальних кран!в за ракукок форму-вання рац!окальних (по динам1чних навантаженнях, часу гальмуванн'я 1 ампл!туд1 в!дхилення.вантажу в!д вертикал! п1сля зупкнки крана) гальм!внич режчм1в ! точного повитввання крана.

На бае! теоретичких досл!ддень створен! нов! керован! гальмо-в1 пристро'!, як! доэзоляють реал1вувати (формувати) рац!ональн1 гальм1вн! характеристики привод!в як новях, так 1 !снуючих ванта-жоп!дн1мальних кран!в, проведен1 1х лабораторн! та виробнич! вип-робування; виготовлений прилад контролю та настроювання вих!дних параметр1в гальмових пристро'!в, проведен1 йгго лабораторн! та виробнич! випробування; роэроблен1 математичне забезпечення рационального управл!ння роботою вантакоп!дн!мальния кран!в в/п 5 т прсльотом 22,6 м у гальм!вних режимах та АСУ приводом пересування кран1в, яка включас первинн1 датчики, блоки эв'ячку в датчиками та з пристроем для динам!чного гальмування,. вим1рювальну п!дсистему та 1н., проведена 11 лабораторн! випробування.

Рвая!вад!я робот. На баз2 викоианих досл!ддень розроблен!

4 i

рсзрахунков! методики та техШчШ р!шення (керован1 гальмов1 пристро!, способи упраыпння гальмуванням крана, пристро'1 для д1-агностування вюйдчих параметр1в гальм),' як! эахищен! 25 авторскими св!доцтвами.

1980-1987 р. р. - у лабораторП кафедри п1дн1мально-транспорт-иих машин (ПТМ) Сх1дноукра'1нського державного ун!верситету (СУДУ) виготовлен! та випробуван1 4 пристро! для електродилам1чного галь-муваиня СПЕТ).

1980 р. - одии ПЕГ впроваджено на експериментальному стенд! для випробувания гальмових пристроив на кафедр! ПТМ СУДУ.

1S82 р. i 1987 р, - два ПЕГ впроваджено на мостових кранах Луганського заводу електронного машинобудуванни.

1983 р. - керовач! гальма впроваджен1 на мостовому грейферному кранi в/п 15 т Стахановсъкого еаводу феросплав!в.

1983 р. - методику розрахунку електромагнi тних штовхач!в гальм вантажоп1дн!мальних машин впровадкено в практику ваводського проектування Московсьюш електромашинобуд!вним заводом "Динамо".

1984 р. - техн!чна документация на керован! електромагнхтн! гальма та методика оптим!зац!1 гальм!вних характеристик привода пересування мосгових кран!в прийняП для впровадження в практику заводського проектування ВО "ИЩАНОВТЯШАШ".

1984 р. - документац!я на ПЕГ i методика багатопараметричних цосл1джень горизонтальних 1нерц1йних навантажень електромостових кранiв прийнят! для впровадяення в практику заводського проекту-вання Олексавдр! йським заводом п 1 дйомно-транспортного устат^вання та Запор!зьким енергомехан1чним заводом,

1987 р. - а.с. No 1064065 "Колодкове гальмо" впроваджено ВО "Волгоградський тракторний еавод".

1989 р. - один ПЕР впроваджено в АСУ приводом пересування консольного крана в/п 0.25 т лабораторП кафедри ПТМ СУДУ.

1989 р. - методика оптим1вац11 перех!дних режим1в пересування еаят£иктдн1мальних крвн1в впроваджена у практику заводського проектування на ВО "ЛУГАНСЬКТЕПЛОВОЗ" та прийнята для використання при роэробШ ново! п1дн1мально-транспортжЯ техн1ки 1нститутом валкого машинобудування (м. Радомир, Болгар1я).

1989 р. i 199ч р. - методика розрахунку оптимальной (рац1о-налъно!) величини гальм1вного моменту привод1в пересування «юсто-вих краяiв прийнята для впровадження у практику емсплуатацП кра-н1в Северодонецьким ВО "Авот" та АТ "Лугансокий машинобуд1вний завод 1м. Пархоменко".

1994 р. - прилад .контролю вих1дних параметр1В техничного стану гапьм впровадяений на СНВМП "П1дйомтранссериic".

Апробац1я робота. OchobhI положения дисертацП допов1далися та обговорюваиися: на науково-техн!чних конференциях лрофесорсько-виклавацького складу СУДУ (м. Луганськ, 1970-1996 р.); на науково- техн1чн!й конференцП "Молодь - науково-техв1чному прогресу у машинобудуванн!" (м. Луганськ, 1981 р.); на Всесоюзному ceMiHapi -парад! "Проблеми олтим!8ацЛ у машинобудуванн!" (м. XapKis, 1902 р.); на юб!лейн1й науково-техн1чн!й конференцП у МВТУ iM. Баумана "Нове у п!дйомно-транспортн!й техн!ц!" (м. Москва, 1985 р.); на науково-техн!чн!й конференцП "ООладнання ! технодо-г1я обробки матер!ал!в електронно! техн!ки в умовах ГАВ (м. Луганськ, 1986 р.); на Всесоюзна науково-техн!чн!й конференцП " Конструктивно-технолоПчн1 методи п!двищення над!йност1 та "ix стандартиэаЩя" (м. Тула, 1988 р.); на м!жнародн!й науково-технШ-н1й конференцП болгарських acnipaHriB (м. Москва, 1988 р.); на Всесоюзна науково-техн!чн!й конференцП "Эастосування САПР та м!кропроцесор1в при створенн! п1дйомно-трансгортного устаткування"

Москва, 1989 р.); на Всесоюзная науково-технiчнiй конференцП "к.^блеми п!дводення якост!, неи!йност! та довгов!чяост! машин" (м.Брянськ, 1990 р.); на Всесоюзн1й науково-техизчшй конференцП "Нове у п!дйомно-трааспортному машинобудуванн!" (м. Москва, 1991 р.); на м!жиародн!й науково-техн!чн!й конференцП "Проблеми транспорту та шляхи 1х вир1тення" (м. Km в. 1994 р.).

Повн!стю дисертаЩю докладено: на кафедрах HTM СУДУ (м. Луганськ, 1996 р.), ХДПУ (м. Харк!в, 1996 р.) i ОДМУ (м. Одеса, 1S95 р.); на секцП ШМ наук^во-методично! комЮП М!н1стерства ocBi-ги УкраЧни (м. Луганськ, 199о р.); на науково-методичнш рад! по ПТМ кра'1н СНД (м. Одеса, 1996 р.); на техн!чних радах !нституту УКР-КРАНЕНЕРГО (м. Харк!в, 1996 р.), Укра1нського ПК1 "ПроммеханГзз-ц!я" ( м. XapKij, 1996 р.), сп!льного Укра'!нсько-Угорського Л1дп-рисмства "Титан-Эв!г" (м. Харк!в, 1996 р.), ^статуту УкрНДКПТМаи (м. Харк!в, 1996 р.), AT "Луганський машинобудхвний завод iM. Пархоменко (м. Луганськ, 1996 р.), державно! холд1нгов0! комп&нП "ЛУГАНСЬКТЕШЮВОЗ" (м. Луганськ, 1996 р.), Луганського округу Держнаглядохоронпрац! (м. Луганськ, 1996 р.).

Публ1кац1!1"По метёр1аяё«^исвртедй-У~наулових" вйдаднях опубл!ковано 101 роботу, у тому числ1 2 монографП (одна з них де-понована) i 25 авторських св!доцтв на винах1д.

SMiov робот

У первому роцдШ "Лнал!тмчний огляд досл1джень" проанал!зо-ван1 науков! публикац!'!, присвячен! досл1дженню динам 1ки кран!в, удосконаленгаи пуско-гальм!вних характеристик привод!в, оптим!вац1'1 перех!дних режим!в, В1дзначаетъся внесок вчених М.П.Александрова, В.П.Балашова, г.В.Бежок, Г.А.Бойко, А,В.Берлинского, Д.П.Волкова,

B. Ф. Гайдамаки, М.Ф.Глушко, М.М.Гохбергв, О.В.Григорова, Н.И.Ерофеева, Б.И.Жермунского, А.А.Зарецкого, С.А.Каэака, Н.И.Казакова, Б.О.Ковальского, Б.А.Коваленко, М.С.Комарова, Л.Д.Крук, Н.А.Лобова, В.С.Ловейкина, А.В.Неженцева, А.П.Нестерова, К.Д.Никитина, А.Н.Орлова, М.М.Перельмутера, П.З.Петухова, А.С.Рахманого, М.М.Ру-нова, В.П.Свиргуна, В.Ф.Семенша, В.А.Скородумова, А.А.СМехова,

C.С.Смирного, В.М.Соболева, Л.М.Степочкина, Л.А.Стоянова, Л.Я.Те-личко, В.Н.Шабардиной, H.Dresig, F.Sedlmayer, M.Kos, H.Tersch, M.Scheffler та !н. у формування детерм!нованого п!дходу до досл1д-ження динам1ки вантажоп1дн!мальних кран!в, роаробку способ1в га-с1ння коливань вантаду та оптимального управл1ння рухом крана. В той же час ряд теоретичних питань динам!ки кран1в потребуе дальшо-го роэвитку: так прим1нення багатофакторного анал!эу динам!ки кранов дозволить встановити вшшв та взасмовплив р!зних фактор!в на переходи! процеси !, як насл1док, виконувати рац!ональне проекту-вання, а багатокритер!альна оц!нка "якост1" перех!дних процес!в -розраховувати науково-обгрунтованi. рац1ональн! механ1чн1 характеристики привод!в. Актуальн1 задач! ровробки недорогих гальмових пристро!в ! АСУ кранами, як! забезпечують рац!ональне гальмування, приладу контролю техн1чного стану гальм1в ! 1н.

У другоиу роалШ "Дикзм1чн1 те математичп1 модел! електро-

мостових кран1в" приведен! ана-л1в та обг-рунтування вибору дина-м1чних моделей мостових кран1в при досд1дженн1 дииам1ки Шдйому ван-тажу та пе-

Рис.1

ресування крана. При досл1джеян1 динам!ки п1дйому вантажу м!ст крана представлений иарн1рно опертою балкою в ровподШноо масою ' (рис.1). Тут ti - погонна маса моста крана; щ - маса в!вка; mn -приведена маса обертових частин привода п!дйому вантажу; nv - маса вантажу; EI - жорстк!сть моста на вигин; ск - коеф1ц1енг жорсткос-т! вантажних канат!в; ко ! к - коефЩ1енти вагухання коливань канатов 1 металомонструкц! 1'; Рдч - приведена до канат 1 в сила двигуна при робот! на д-1й механ!чн!й характеристик.

Щдйом вантажу в жорстко'! основи включав три втапи. На першо-му етап1 вибираеться заэор у. канатах та привод!, а динам!чи! напруги у металоконструкц!Г та канатах в1дсутн1. Пврем1щення уп та швидк!сть Уп привода в к1нц! першого етапу являютъся початгсовими умовами для другого етапу, я кий починаегься 8 моменту навантаження каяат!в.

Рух системи на другому етап! описуеться р!вняннями: <Руп

mn'dP~ * PkZ ' Рла " ° '' (1)

с Ъ \ Э^у •

i1 + k§r),E,I'a? VX"XI (2)

при крайових умовах

ylx-0 - У1ч«1 - О

?Ы fy dx?Jx-o Эх2 та умовах сполучення у точц! х - хт

(3)

х-1

Эу п ■

Ay - о, Л — - О, "

г ( Ъ \ дРу -I с^УТ

(4)

Тут Рк » Рк2 - ок-(Уп + Ут) + кЬ-(Уп + Ут) " аусилля у канатах на другому ет«т1 руху, ут - прогинання балки у перер!э! х « хт, внак Д огначае р1знчцю еначень функцИ' у(х) та !Г пох!дних у точц! сполучення х «'хт справа та вл!ва в1д не'!.

Р1вняння (1) описуе рух еосереджено! масн Шп, а р1вняння (2) при умовах (3) та (4) - рух балки о зосередженою масою

Друг-ий етап руху 8ак1нчусться при натягу вантажних канапв Ркг - Ск-(Уп + Ут) + крЧУп + Ут) - Ч-

АналоПчно ваписуються р1вняиня руху на третьему етап!: - для зосереджених мае

cPyn d2Уг

Шп-—5- + РкЗ - Pflq - о . (5) ШГ-—Г- - Рк3 .+ Rtr-g - О , (6)

dt dt

-для балки в4у д?

при крайових умовах (3) та умовах сполучення у точд! х » хт (4), причем/ для третього етапу руху

Рк - РкЗ - Ск-(Уп - Уг + Ут) + ко-СУп - Уг + Ут)-Методом К1Нцевих р!зниць р1вняння у частинних пох!дних апрок-симоване системою звичайних диференц1йних р1внянь: а2у1 1 / d \ уз - 4уг + 5у1

- -fl + к-— ) с dt /

(8)

dt2 с >> dt / h4

d nrs 1 ' , d s У4 - 4уз + буг - 4yi

= - • l + к--I -7--О)

dt2 с dt > h4

а^з if , d ^ У5 - 4У4 + буз - 4уг + У1

—■= » - • 1 + к---т--(10)

dt2 с dt * ■ h4

а?'У8 I/- d \ Ую - 4уд + буе - 4y7 + ye Рк

з 1 с , d %

= - • 1 + к--

с-. ^ dt /

dt2 ci dt > h3 %

i2Vi3 1 ( . d N У15 - 4У14 + 6У13 - 4V12 * У11

dt2 r v dt J

dt2 с ^ dt J h4

(16)

(20)

d2yi4 1 с _£_ \ У12 - 4У13 f 6У14 - 4У15

dt2 = с ^ dt J h4

d2yi5 if , d 1 У13 - 4У14 + 5У15

if ^ ч

- • 1 + к--

с dt /

„ - I * • •« I . (22)

dtz с dt ' h4

Система звичайних диференц1йних р1внянь другого порядку (8) -

(22) разом з рхвняннями (1) або (5) та (6) при початкових умовах,

як1 визначаються для кожного егалу руху, описують рух крана при

Шдйом1 вантажу з п1дхватом.

Для оЩнки в!дм1нностей в характер! перех1дних процес!в при

представлешп прольотно'1 будови мостових кран1в розпод1леною ц та

приведеною зосередженою Шм масами, роэглянута також 1 трьохмасова

двозв'язна динам1чна модель крана, в як1й при описанн1 руш1йно'1

сили привода використан! р1вняння механ1чних характеристик елект-

родвигуна (no Клоссу), врахован! вм1на модуля пружност! канат1в 1э зростанням навантаження i затухания коливань металоконструкц!й та канат!в CEI, 223.

Динам1чн! модел! мостових кран!в при Пересуванн! представля-ють м!ст крана як балку пост1йно'! жорстгсост! [18] та як систему э трьома зосередженими масами, дв! в яких приведен! до поступального ~ с г pw~ ~ I ^г Скг перем!щення

Wvffi-^ к1нцевих ба~

нЭ

Рдч

•тп*

Хп

хг

лок, а одна - до поступального пе-ремИцення

kDniJ ЛЩ kDr__ РисТг

в!эка у середин! прольоту. Рух модел! на рис.2 олисуеться диферен-ц1йними р1вняннями: тпг-хп + коп-(хп-хк) + спг>(Хп-Хк) " Paq - 0;

- к0п-(хп-хк)-спг-(з!п-хк)+к0г-(>!к-х|1|)+смг-(хк-хм)+р1»г*0 ; гпмг -хм - крг-(хк-хм) - смг • (хк-Хм) + скг • (х„-хг) - 0 ; (23) Шг -Хг - скг-(хм-хг) » 0 . Тут: Шк* - маса моста,

Шп

г _

приведена до перемщення к!нцевих ба-приведена до ходових кол!с маса обертових частин привода (,в1д ротора двигуна до ходового колеса включно); пу/ - приведена до середини прольоту маса 1.ередн1х частин моста та порожнього в!вка; Рлч- сила двигуна (привода), приведена до ободу приводних ходових кол!с (формули (24)-(29)); Р« - сила статичного опору пе-ресуванню крана; смг- коеф1ц!ент жорсткост1 металоконструкцП крана у горизонтальн1й плотин!; скг« 0/1 - горизонтальна складова натягу вантчжних канат!в при (хм-хг) ■ 1 (при цьому горизонтальна складова вважаеться пропер -йною ампл!туд! в1дхилення вантажу); ксп - коеф!ц!ент еатухання коливань привод^; ког- коеф!ц!снт вату-хання коливань металоконструкцП' у горизонтально плотин!; хП( хк, хм, хг - шляхи, як! проходить в!дпов!дн! маси в1д початку координат.

Високо"зстотн1 коливаннг привода практично не поэначаються на ни8ькочастотних коливаннях металоконструкцП та вантажу. Тому при досл!дженн! динам!ки пересування мостов1 крани Оули представлен! також трьохмасовою двовв'ябною моделлю.

Велика частина привод!в вангажоп1дн!мальних кран!в обладнуеть-ся асинхроннимй.еле^тродвигунами э фазними роторами',' Статичн1 меха-н!чн1 характеристики привода пересування мостового крана 0 -20/5 т показан! на рис., 3 (крив! 1-6). Р1вняння приведено"! руш1йжЯ сили

•ю •

привода при робот! на механ!чн1й характеристик я (тут q - 1, г,

... 6 - порядковий номер характеристики - рис.3) мае вигляд:

2-Мк У0 - хк

Кч. -- (24)

им и^

Рдч - л— 'М(п) - п —

Гк

Гк Эксг/з 1- г/Эка

В« + (У0"ХК)'

де Кд » 2-Мк-Зкд-Уо-им-п /гк; Ва - зКд2-Ур2; М^ - Х-Мн - критичний (перекидний) момент двигуна; » (\У х*-1) - критичне ков-гання на^механ!чн1й характеристиц! ч; V© « /пд - швидк!сть

пересування крана, в!дпов1дна синхронн!й частот! обертання ротора двигуна; им - передаточне число привода; гк - рад!ус ходового колеса; хк - поточне значения швидкост! пересування крана.

За доломогою формули (24) можна описати вс! випадки розгону

электродвигуна: !деальний по "пи-лопод!бн!й" характеристиц! , несприятливий по "обв1дн!й" та !н. (рис.3). Для опи-сування руи1йнО! сили привода, який обладнаний елект-родвигуном невелико! потужност! (механ!зми пересування В18К1В,

V2 ^ » 1 р 2,0 хк,м/с I 6

/ 1,5

1,0 \

(Л 0,5 N К1 А/ Ч/.А

— Гт^. N Ч/ Рд.кН

к"/

Рпр.кН -10 -5 0 6 1,1ГРн 1,е- 10 эн 15

Рис.3

повороту кран!в), вккористана Р!вняння приведена сили (рис.3, крив! 1', 2') та динам!чного гальмування (рио.З, 1") двиг/на в!дпов1дно мають вигляд:

уточнена формула Клосса 1203. привода у режим! противкяючення

крива

Рпр

Кд* (Уо + Хк)

(25) Ртср

вч + ХкГ

■(По+п)/по# а формули (26) з

(26).

Ва + (у0 + хк)2'

При вкведенн! формули (25) с -(п0+п)/п0, а формули (26) з - п/п0.

У режим! комб!нування електродинам1чного та механ1чного галь-мувань приведена гаиьм!вна сила привода:

_ г-ЛЬсггксгУо'им'Хк-п

Рт(Мксь£кс1.Увс;)

Л

»о2*

ГкЧгкч' Мт'Чм'П / Гк

Хк )

при Хк > Увч

При Хк < Увд.

приведена (28)

При описуванн! р!внянням (24) приведено'1 сили привода ва основу В8ят1 р1вняння статичних мехач!чких характеристик асинхронних електродвигуШв. Перех!дн1 процеси асинхронного двигуна, представ-леного у вигляд! екв1валентно'! двофаэно'1 електрично'! машини, опи-суються системою р!внянь, эаписан!й у ортогоиальн!й систем! координат («, В, о), нерухомо"! в!дносно статора (®к-0): focs - Uoîs ~ ^-«s-Vots + wo-cte-kr-^r ; fis " Ußs - + ;

f «r - - Wо'Лг'Члг + Wo-otr'ks'^os - W^er ; (29)

Vir - - + Wo-«r-kS-^/>S + W'Voir ;

- Мд - S-p-Wo-kr-^or-^ss - Vocs-Vir) / (2-Хз-б) ù » p-(Мд - M„) / !M , де "Pas, V - лотояоэчеплення обмоток статора та ротора

по в!сях «, В; Das, Ußs - Фаэн! напруги статора, приведен! до в!-сей «, ß у рух!вному режим!; »о - кутова частота мерея1; Мд -електромагн1тиий момент двигуна; р - число пер полке1в; « « Р-^п-Чм/Гк" електрична кутова швидк!сть ротора (пов'явана в д1йс- ' ною швидк1стю ротора wp в1дношенням w о>р • р) ; 1м - момент 1нерц!1 ротора та приведений момент 1нерцП механ!ему; Mw - момент опору; «s» «г» ks» kr» Xs. б - пост1йн! двигуна.

У юрепьону poajtljt "Досл!дження лерелШих пер1од!в роботи мостових KpaHiB" приведен! ревультати анал1ву динам1ки п!дйому вантаж!в 1 пересування кран!в, виконаного в метою встановлення эа-коном!рностей формування динам1чних навантажечь.

На приклад! мостових крен!в в/п 20/5. т проанал!вований п!дйом вантажу з жорстко'1, основи при представленн1 металоконструкцП крана 'моделями в ровпод!леною махяо прольотно! оудови (рис.1) та зо-середженою у середин! прольоту приведено» масоо Щц.

i На приклад! мостових кран!в в/п 16 т 1 в/п 3,2 т досл1ддено вплив початково'! швидкост! привода Шдйому та виду механ1чних характеристик двигуна, иом!нальио! швидкост! (тобто "шьидкох!днос-т1") привода п!дйому, попереднього натягу вантажних канат1в, жорс-1 костей вантажних канат1в та металоконструкцП, приведених мае ме-талскояструкцИ та привода, демпф!рування металоконструкцП та вантажчих канат1в, зростаючо"! s навантаженням жорсткост! вантажних

При ступ!нчастому наростанн! гальм1вного моменту гальм!вна сила привода

С РТ1 - Mti-Um-tj / гк при t ( tTi . Pt * {

v Рт2 " MtS'Um'TI / Гк при t > tri.

12 1

канат!в на динам1чн! процеси 1 величину коеф!ц!ент!в динам1чност1.

Досл1дження перех!дних пер!од1в пересування' виконан! для мостовик кран1в в/п 20/5 т 1 в/п Б т. Розглянут! чотирьохмасова (рис.2) та трьохмасова динам!чн1 модел! при описуванн! приведено! сили привода статичними (24) та динам!чними (29) механ!чними характеристиками. Розглянут! випадки роэгону двигуна по "пилопод!б-н1й", природн!й та "обв!дн1й" механ!чним характеристикам.

3 гальм!вних режим!в розглянут! гальмчвання крана колодковим гальмом, гальмування противключенням електродвигуна та электродинамике гальмування,

В результат! проведеного анал1зу налрацьован! рекомендацП по побудов1 рацЮнальних роэрахункових схем для р!шення р!зних задач динам1ки кран!в мостового типу.

На Саэ1 графо-анал!тичного методу одержан! р!шення диферен-Щйних р1внянь руку (п1дйом вантажу 1 пересування крана), як! дов-воляють вводити в розрахуюк дов!льний закон эм!ни надм!рно! сили привода, та спрощен! формули для роврадунку: максимальних наванта-жень на металоконструкцИо крана та вантажн! канати при Шдйом! вантажу, ампл1туди коливання маси Шмг в1дносно маси ш«*; в!дхилен-ня п!дв1шеного на канатах вантажу при пересуваня1 крана.

У четвертому ровд1л! "Застосування теор!'! планування експери-менту до розрахунку та досл!дженмо динам!чния навантажень вантажо-п!дн1мальних кран!в" викладена методика багатофакторних досл1джень динам!ки кран1в.

Задача точного визначення динам1чних навантажень вантажоп1д-н!мальних кран!в вводиться до р!шення системи нед!н!йних диферен-ц!йних р1внянь другого порядку

У - Г (у, у, с. Г, I) (30)

з початковими умовами

у(0) - уо ; у(0) - уо ; Тут Т - вектор функц!й прав их частин системи; у - (уь уг, Уп) - вектор фазових координат системи (п - число мае); у, у. -вектори в1дпов!дно першо'1 та друго! пох1дних за часом в1д у; с -вектор парамегр!в системи; Р - вектор 8овн!шн.1х навантажень; t -поточний час.

Одержати р!шення системи (30) анал!тичним методом, враховуючи нелШйн! механ1чн! характеристики привода не предстевляеться мож-ливим, к!льк1сн! ж методи не дають ун1версальних р!шень, як! доэ-воляготь судитй про вплив р1зних фактор!в на динам! ку кран1в. Зас-тосоваяий сл!дуючий п!дх!д до р!шения задач динамики. При розра-

хунках кран1в зикористовують максимальн1 вначення навантажень, як! эручно апроксимувати функц1ею, яка дозволяла б просто розраховува-ти 1х валежно в1д основних характеристик кран1в (приведених мае, жорсткостсй 1 !н.), Для цього застосовн1 методи математично! тео-р!'1 екслерименту, яка дозволяе вир!шувати широке коло задач дина-м!ки краи!в.

Розроблена методика побудови апроксимуючих пол1ном1в (р!внянь регресП) РИН"Г (с*, Оц, т», ... ) та проведене досл1дження динаг м1чних навантажень, як1 виникають при робот1 механ1вм1в п1дйому вантажу та пересування мосгових кран1в. Бона включае наступн1 ета-пи:

1. Побудова динам1чно! та математично'1 моделей крана. Так як для побудови апроксимуючого пол!нома Рин-? (с«» См» ...) система р!внянь (30) вир!шуеться на ЁОМ, доЩльно модель крана уточнит введениям у розрахунок нелШйних механ!чних характеристик привода, урахуванням демпф!рування металоконструкцП та канат1в, у конкретних випадках урахуванням розпод!лено! масн металоконструкцП та 1н.

2. Вид1лення визначальних фактор1в. Необх1дно оц1нити, як1 э характеристик кран1в (тобто фактор!в ск. См, пм. ...) мають ви8на-чальний вплив на величину максимальних динам1чних невантажень.

3. начення облает! ем!нення фактор!в на основ1 попередньо-го аналп, реальних конструкЩй; кодувалня фактор1в.

4. Виб!р виду алроксимуючо'1 модел! (р1вняння регресП). Для зручност! практичного використання доЩльно будувати апроксимуючу модель Рин-Г (с«, с^, пу,, ... ) у вигляд! пол1ном1в:

Рин » Ьо + ЕЬг21 + , (31)

де Рин - оц!нка рчроксимуючого параметра (у навому випадку величина максимального динам 1чного не»ячтаження на металоконструкц!ю); к* - число фактор!в; г\ - вар1юван! фактори (кодирован! вначення); Ьо, Ь>1 - коеф!ц!енти регресП; 1 та 3 - порядков 1 _ номери фактор1в.

5. Виб!р плану експерименту. При цьому сл!д враховувати опти-мальн!сть плану по статистичним характеристикам, витрати на експе-римент та складн!сть обробки результат!в експерименту. Для побудови пол1ном!ально! модел! другого пирядку доЩльно эастосовувати ортогональн!, ротатабельн!, О-оптимальн! та бливьк1 по властивос-тях до ос-танн!х плани (наприлад, плани типу В*).

6. Проведения експерименту. У кожн!й точи! оОраного плану не-обх!дно визначити значения вар!юваних фактор!в (тобто коеФ1ц1ент!в

piBHHHb pyxy) та вир1шити систему (30) на ЕОМ. Максимальн1 значения динамхчних навантажень виеначаються методом пор1вняння на кожному Kpoui 1нтегрування.

7. Визначення коеф!ц:гнт!в perpeci'i та перев!рка адекватност1 модель У загальному випадку вектор коефШенпв perpeci'i

В (Ft-F)"1-Ft-Phh , (32) де F - матриця обробки ре; ультаИв експерименту; FT - транспонова-на матриця вй, F; РИн ~ вектор результайв експерименг/. Оск1льки у кожн1й • точЩ плану ставиться т1льки один досл!д , а величина систематично! похибки (похибка к1льк1сного методу) для обчисдю-вальних експеримент!в хоч 1 мала , але набагато б1дыва величини випадково! похибки (похибки повторного обчислення на ЕОМ), ступень . ро8с1ювання оЩнок динам1чних навантажень характеризувався коеф!-шентом BaDiaui'l _

1. /^(PHH.i8 ' PKH.ip)2

p - —- > (.33)

Pep N - Ki

де PCp = bo - середне значения максимальних динам!чних навантажень: Рин. i® - значения дийамАчного навантаження у J-ifli точц! плану, отримане обчислювальним'екейериментом; Рин.jP - розраховане по полному (31) значения динам!^ного навантаження у 3-!й точц! плану; N - л ело г-слШв; ki - сп'Шйе число коеф1ц1ент1в perpeci'i. Модель вважаеться адекватною, коли р ч а (тут а - piBem> 8Ha-

ЧИМ0СТ1).

8. Побудова графШв л1н1й однаков»« piBHiB апроксимуючих р!внянь. зручних практичного користування.

Як приклад розглянутий Шдйом вантажу э жорстко'1 основи мос-товими кранами в/п 20/5 т прольотами L » 10,5 ... 34,5 м.-Досл!д-ження виконан1 для випадк1в Шдйому вантажу з vH » 25 см/'с та vH -12,5 см/с при робот 1 двигуна на штучн1й механ!чнш хараклеристиц! в Pfi(i=0)/Q - 2,15.

Для роз г j 1утих мостових кра.' так! техн!чн! величини, як механхчн! характеристики привода тщ.-му вантажу, приведена маса привода mn, маса вантажу тг являють' пост1йними для кран!в vcix прольот!в. Перем1нкими, як! заделать в1д прольоту крана 1 т 'И п!дйому вантажу, являються коефщ!енти жорсткост1 металоконструк-uii см та ваитажних канат!в Ск, приведена маса моста тм. Коеф!-вденти лемпзирування ко та кр являються валежними в1д Фактор1в ш^, 'тг, См, ск. Розрахованг основн! (нульов!) piBHi (сКо, смо, т^о) та итервали вар!юванкя (Дск, Лс«, Дшц) фактор!в, aKi склали: ск0 -180 кН/см; Дск = 120 кН/см; См0 = 160 кН/см; Дсм - 70 кН/см; пу,о =

18000 кг; Дтм » 8000 кг. Для переходу в1д розм!рних до безрозм1р-них (гг, 22, 23) фактор1в вироблено !х кодування га нормування: 21 ** (ск-ск0)/йск; 22 = (см-Сцо) 23 =

В результат! одержан! р1вняння регресП (34) ! (35), що оии-сують значения коеф1ц!<знт!в динам!чност1 металококструкцИ кдм при п!дйом! вантажу 8 лочатковоо ивидк!стю привода ун = 25 см/с ! чя ■ 12.5 см/с:

Идм(расч) - 1.558 + 0,19-21 + 0,07-22 + 0,10-гз + + 0.002-212 - 0,055-гг2 + 0.102-гз2 + +0,022-31-гг + 0,085-21-гэ - 0,047-22-гз; Кдм(расч) » 1.443 + 0,038-21 + 0,055-гг + 0,015-гз -- 0,058-г12 - 0.003-222 - 0.004-232 + + 0,040-21-22 " 0,0225-21-23 + 0.0125-2г-2з. • Пол1номи (34) та (35) дозводяють встановити степ1нь впливу та взасмовпливу. факторов на динам!мну навантажен!сть металоконструк-

кдм 1.8

(34)

(35)

1.6

1.4

1,2

1

См-30 шп=2- кН/см О5, кг у

Ск-200 кН/см

Ск-120 кН/см -Т !

ск=40 кН/см 1

I

12,5

19,5

10

20 Рис.5

30

16 Рис. 4

ц!й, нам!тити ефективк! шляхи гниження динам!чних навантажень, а також розраховувати значения кдм для розглянутих мостових крзл!в в/п 20/5 т вс!х прольот!в, прччому точн!сть рограхунку мае той же порядок, що ! р!иення системи нел1н!йних диференщйних р!внянъ ру-ху. На рис.4 показан1 л!н!1 однакових р!вн!в р!внянкя (34) для довдини канат1в 1 = 10 я, користуючись якими легше та наглядн!ше визначати эначення клм. Аналогии! роэрахулки виконан! для мостових кран!в в/п 15 т 1 в/п 50/10 т. На рис,5 показан! граф!ки" за-лежносг! коефШента кдм в!д приведено! маси п\» для мостових крате в/п 16 г. Як влдно, стэпшь впливу окремого фактора на эна-

16 1

чення кдм залежить в1д р!вня других фактор!в, тобто 1снуе веае-мовплив фактор!« на динам!чн! процеси.

Р!вняння регрес!"!, як! описують гориэонтальн! !нерц!йн1 на-вантаження металомонструкц!й мостових кран!в в/п 20/5 т прольотами 10,5 ... 34,5 м, одержан! для двох випадк!в розгону: реального та по "обв!дн!й" (рис.3). В1д8начаеться, щр т1льки багатофакторн! досл1дхення динам!ки дозволять встановити вплив фактор1в на пере-х1дн! процеси, не допустити помилок в!д увагальнення частинних результате цосл1джень, вд!йснювати рац!ональне конструювання.

V п'тону ровд!л1 "Виб!р рац1ональних гальм!вних характеристик привод!в пересування вантажоа1дн1мальних кран1в" приведен! методика та ревультати оптим!вац!1 режим!в гальмування методами крутого сходження та штрафних функц1й.

Гальм!вний процес, щр визначаеться 8м!нними початковими умо-вами гальмування (швидк!стю крана на початку гальмування, масою вантажу та висотою його п!дв!су, фазою коливання вантажу та !н.) 1 видом гальм!вно'! характеристики привода, носить випадковий характер. Р1шення оптим1зац!йно1 вадач1 можливо , якщо обмежити область досл1джень та ровглядати процес гальмування як детерм!нований, тобто при ф!ксованих значениях параметра крана та початкових умов гальмування. У цьому випадку можна вид1лити так! основн! етапи р!-шення вадач! оптим1вацГ1 процесу гальмування вантажоп1дн!мального крана:

1) вивначення невалежних вм1нних Щ", .... Пп", як1 однозначно визначають вид гальм!вно! характеристики привода:

2) виб!р критер!я оптим18ац!'1 (Шльово! функцП) 0(П1*, ..., Пп"), який довволяе "оц!нити" вар1анти перех!дних процес1в гальмування;

3) побудова динам!чнсЯ та матемзтично! моделей вантажоп!дн!-мального крана, як! адекватно в1дображають характерн! особливост! руху машини V процес! гальмування;

4) роз робка алгоритму максим!зац!'1 (м1н!м1вац!'1) Щльово'1 функц!'! О (П1*, ,. Пп*) п-м1рного векторного аргументу П* - (Щ*, .. Пп*), компоненти якого вадовольняють введении обмеженкям;

5) вивначення рац!ональнб! гальм!вно! характеристики привода.

Анал!в р1внянь, як1 описують 8м1ну сили привода у режимах

противключення (25) та динам!чного гальмування (26) електродвигу-на, показуе , ню вид гальм!вно! характеристики привода (рис.3) у цих режимах однозначно вадаеться за допомогою двох величин: максимального моменту М«а та критичного ковзання йкч елекгродвигуна.

Кожному сполученню еначень та вК(г в!дпов!дас одна конкретна механ1чна характеристика. Оптимальною (рац!ональною) вважаеться та, яка забезпечуе найб1льш сприятливий процес гальмування.

У режим! комб!нованого гальмування вид гальм!вно'! характеристики привода (27) однозначно задасться 8а допомогою трьох величин: максимального моменту Мкд> античного ковзання б^ч та швидкост! крана увч, при досягненн! яко! двигун в1дключаеться та подальше гальмування крана зд1йснюеться пост!йяим гальм!вним моментом Мт нормально-замкненим колодковим гальмом.

При ступ!нчастому гальмуранн! приведена гальм!вна сила привода (28) однозначно вадаеться за допомогою двох величин: гальм!вно-го моменту нершого сгупеня гальмування Мг1 та часу гальмування на первому ступен1 Ьг1.

Таким чином, при яосл!лженн! кожного вар!анту гальмування ве-личини, що харакгеризуються конструктивними особливостями вантажо-п!дн!мально'1 машини та початковими умовами гальмування, агёксують-ся. До перем1нних (фактор!в). шо зм!нгаоться у сво1й облает! визка-чення, в1дносяться величини, як! эадають характер зм!ни (вад) гальм!ьно! характеристики привода. Наприклад, у режим! комб1нова-ного гальмування облает! визначення фактор!в так!: О < Ц<ч < МДОп; О < зКч < Пд/п0; О vBc¡ < укр (тут МДОп- допустимий момент дви-гуна з умови його нагр1ру при робот! у режим! динам!чного гальмування).

Процес гальмування крана характеризуемся ^ек!лькома параметрами, вивначальними 8 яких являються: час гачьмування крана Ьт, максимально динам1чне навантаження на металоконструкц1ю Бм1"'80', максимальна ампл!туда в!дхилення вантажу в!д вертикал! п!сля зу-пинки крана А1034. Б казан! параметр» всеб!чно та досить повно ха-рактеризують перех!дний процес та едеб!льшого визначають телги-ко-експлуатац!йн1 характеристики крана. Апр!орна !нформац!я довво-ляе дати попереднм оШнку кожному окремому параметру та

дшах перех!сного проиесу . тому в якост! уэагзльненого 1фитер!я оптим1заи!1 використана узагальнеиа фу.чкШя бажаность Дль 14 по-будови значения пареметр1в оптим1зацП 1т, та А11®* перетво-

рен! у безрозм!рну шкал" баждност). яка дозболяс визначати вглпо-в!дн! 1М чьстиин! бажаност! (1г та Зз На рис.6 представлен! граф!ки функций бажаностэй <!ь 0еврозм1рна шкала у', а тгкож

шкали перевег -ння параметр!в Ьт, Ам* у частинШ бажачост!,

Лля перетворення параметров оптим^зацл! у частиня! функи!! бажа-ност1 нкУ5х!дно ездат.ч руб!жн! аначенчя парам*трям та поставити 1м

0,8

0,6

0,4

0,2

S di Г dz,;

/I |\ |Т7

/ 1 ' 1 1 У

~Г7 у —- 1 .1

Л 1 1 1 У

-3-2-10 1 2 3

tT,c

г з

7

9,3

3,1

у в1дпов1дн1сть в!дм!тки на шкал! бажаност!. Час гальмування ^ обмелений 8 двох бок!в: в1н повинен бути 61льшим мШмального часу гальмування при я кому

порувуеться зчеплення при-водних ходових кол!с в рейками. та меншим максимального часу гальмування ¿(«ах, я кий визначаеться 8 особли-востей технолог!чного про-цесу, для якого призкачений кран. Для двостороннього обмеження 1т1п < Ът < Ьтах

Атах,м 0,6

0,45 Рис.6

di

перетворення аначень tT у 04 шкалу di 8д!йснюеться за допомогою функц!'! ирЕ-<| у' |)*3, (36)

ле w - позитивне число (0 <■ * <■ «);

2-t-T " (tmax + t»in)

у = -----1

Обмеження для параметр!в 5>in,ax та А"13" носязъ сдноб1чний характер. Формою ix перетворення у dz та d3 служить экспоненц!аяьна вадежн!сть

¿2.3 - ехр[-ехр(-у[2,з)3. (37)

де у'г " Ьог + Ь^-Зм"®"; у'э » Ьоз + Ь^-А™3*.

КоефЩхенти Ьог. Ьоз» bi2 та Ьхз визначають, ведавши двом значениям SMmax та А"*3* в1дпов!дн! значения дг та ds.

Об'сднання частинних бажаностей в уватальнену бажан!сть D зд!йснюеться по формул!

Di3 - 1/du-d2i-d3i . (38)

1итегрування системи диференц!йних р1внянь руху крана 8д!йс-нювалося к!льк!смим метолом на ЕОМ. На кожному кроц! 1нтегрування обчислювалися поточи! значения Зщ та Аь як! пор!внавалися 8 по-передн1ми значениями i б1льш! залам'ятовувалися (ампл!туда в!дхи-лення вантажу А вамхрялася п!сля зупинки крана). Отриман! вначення napaweTpiB tT, S^1"3*, А1"335 перетворюються за допомогою формул (36) •1 (37) у приватн! бажаност! di, d2 та ds, Об'сднання останн1х в

d

О

узагальнену бажан1сть 0 зд!йснюеться по формул! (38).

Для прикладу методом крутого сходження знайдена оптимальна (рац1онан>на) 1алгм!вна характеристика привода пересування грейферного крана в/п 5 т, обладнаного тальмами з двоступ!нчастим на-ростанням гальм1вного моменту.

Для приватно'! функцП бажаност! (36) показник ступеню и обчислюеться з виразу

1п(1п(1/с!1))

х =--(39)

1п|(2-Ъг - (Ьтах + <™т))/№тах " I

Прийнявши значения нижн!х меж облает! "духе добре" Ьт =» 3 с та 1Т = 5 с, нююйх меж облает! "задов!льно" = 2 с та - 7 с (рис.6, крива <11) отримаемо »1 » 2,94 та »2 ■ 0.93 , а функщя с!} прийме вид

/ ехрМКгат-^тахЧт^/^тах^шп)!)2,94] . при Ъг<4,5с. ; <11-| (40)

Задавши двом значениям приватно! функцП бажаност! d2 0 га d2 = 0,95) в1дпов1дн! 1м значения Эм (£*<=« 9,3 кН та 2м = 3,\ кН), п!сля перетворень отримаемо:

d2 - ехрС-ехр(-4,4521+ 0,4781-1 Б,/13*!)]. (41)

Аналог!чно параметр А1"33* перетворений у лриватну функщю бажаност! йз:

/ ехр[-ехр(-1,4507 + 3,2110-|Атах|)3 при Атах > 0,45 м ; <Ь • { (42)

^ ехр[-ехр(-3,8160 + 8,4670-1 А1"®*! )3 при Атах < 0,45 м.

Виходячи з апрЮрнс. гнформацП оптим!зад!я почата з галь-м1вно! характеристики, для яког Рц - 4000 Н, Ъп = 2,0 с.

За результатами першо! серП досл!д!в розрахован1 коефЩенти л1н!йного р1вняння регресП Бр » 0,525 + 0,08-111 - 0,01-Пг, яке виявилось адекватним (р » 0,019, що менше прийнятого у техн!ц1 р!вня эиач/:ост! а = 0,05), ф дозволило визначити налрямок гра-д!снта (крутого сходженйя/)'. Крок крутого сходження для першого фактору прийнятий р!вним ДЪТ1 - 0,2 с , а для другого розрахований та п!сля округдення прийнятий р1вним ДРТ1 - 50 Н. У результат! ре-ал1зац!'! досл1д1в крутого сходження одержане найб!льше значения узагальненого критер1я Diэ, р!вне 0,851 (РТ1 - 35&) Н, 1Т1- 4,0 с). Анал!з перех!дн'ого процесу при гальмуванн! крана по вих!дн1й та рац1ональн1й механ1чним характеристикам показав, що у другому випадку максимальне !нерц1йне наэ^нтаження на металоконстругаЦю

аменшилося на 282. ашШтуда роэгойдування вантажу п1сля вупинки крана - у 3,4 pasa при зб!льшенн1 часу гальмування крана в 4,02 с до 4,95 с.

Метод крутого сходження по noeepxHi в1' дгука (метод Бокса -У!дсона) ycninrao вастосований при вибор1 рац!ональних гальм!вних характеристик привод!в пересування електромостових кранiв вантажо-п!дйомн!сгю Q=5 т та Q-20/5 т, обладнаних пристроями для динам!ч-ного гальмування. керованими гальмами, гальмами з ступ1нчастим на-ростанням гальм!вного моменту. Ефективн!сть цього методу знижусть-я, коли к1льк1сть незалежни* зм1нних б1льше п'яти або на випадок складно'! поверхн! в!дгука (яркиво!, негладко!). У вказаних випад-ках усп!шно застосований метод штрафних функц!й.

Особлив!стю розглянуто'1 оитим1зад1йно1 задач! являсться в!д-сутн1сть у явному виг ляд! анал1тичного виразу для щльово'! функцП 1 D=f (Па", .... Пп"). Разом з тим, використовуючи вираз (38) можна для будь-якого вар!анту гальмування крана не т!льки однозначно визначити значения Di8 залежно в!д сполучення píbhíb фактор!в Щ*, .... Пп*. але i оц!нити "внесок" кожного з параметр1в tT, ^<max, Ainax у величину узагальненого критер!я D.

Отже задачу оптим!зацИ можна звести до максим!зац!'! ц1льово'1 функцП D п-м1рного векторного аргументу П* - (Щ*, .... Пп*). компоненти якого задовольняють накладеним обмеженням. Така задача класиф1куеться як задача оптим!аац!'1 в обмеженнями (задача умовно! оптйзацП).

Один з мо„ливих 1идход1в до р1оення такого типу задач перед-бачае добавления до Щльово"! функцП певного складового - штрафу, волод1ючого такими властивостями: на ..¿лып!й частин1 припустимо! облает! значень незалежних зм1нних штраф близький до нуля; кожний штраф досить швидко зр.jtbc при наближенн! а середини до меж1 припустимо'! облает! (внутр!шн1 або Oíip'cpHi штрафи). П!сля цього ви-ршуеться параметричне с1мейство одержаних задач без функц!ональ-них обмежень.

Використовуючи бар'ерн! sbopothí штрафи (функцП Керолла) от-римаемо штрафну фу—щш (р1зниця ц1льово! функцП та штрафу) у вигляд!

q»

FD = -D + R-El/gt(П*) . (43)

1-1

Наприклад, для крана, обладнаного пристроем для електро~ииа-м!чного гальмування, незалежними змпшими, що визначають вид ком-

б!новано! ranbwlBHo'i характеристики привода, являються sKq та vBq , а штрафна функц1я мае вигляд:

111 1 1 1

FD = -Е) •»• R- (- + — + — +--+ - + - ). (44)

MKCI SKq Vsq Мдоп-Мкч Пд/П0- SKrj VK - VBq

Алгоритм р1шення эадач! оптим!аац!'! процесу гальмування крана м1стить сер1ю з ш беэумовних м1нгм1заи1й функцИ FD (Rm, П1*, .. Пп"). Р1шенням эадач1 оптим1эаи1'1 а обмеженнями е гранична точка посл!довност! отриманих бевумовних м1н1мум1в.

Для прикладу виконана оптим!зац1я процесу гальмування мостового грейферного крана ваятажн!стю Б т, облаинаного пристроем для електродинам1чного гальмування. В результат! одержана ращональна гачьм!вна характеристика (комб!новане гальмування) з такими значениями незалежних 8м1нних: Мк = 30 Н'М; Sk ■ 0.6952; vB = 0,175 м/с.

У постом/ розд1М "Експериментальн! досл1дження пристрохв.. що 8абезпечують формування рац!ональних гальм1вних характеристик привод!в пересування кран1в" описан! конструкцП. робота та результата експериментальних досл!джекь пристрою для електродинам!ч-ного гальмування (ПЕГ) асинхронного двигуна э фазним ротором i ке-рованого електромагн!тного гальма (КЕГ). Описан! облалнання та робота гальм!в s ступ!нчастим 1 ллавним 8б!льшенням гальм!вного моменту. Вс! ровробки захищ,ен1 авторськими св!доитвами.

Роэроблений ПЕГ дозволяв реал!8увати сл!дуюч! рекими динам1ч-нсго гальмування в незалежним эбудженням:' автсматичний без зво-ротнього ев'язку; автоматичний з негативнкм зворотн1м зв'язком в!д

ш

теристики (рис.7) асинхронного електродвигуна в режим! електро-динамШного гальмування ъ нееалежним вбудженням 1 несиметричною схемою з'елнанна джерела постШого струму э обмоткою статора однозначно задаться з допомогою струму вбудження та приведеного опору кола ротора, як! вивначають максимальний момент Мк та кри-тичне ковзання Е83.

Керування КЕГ в1лбуваеп-ся з допомогою педал!, яка встановле-на в каб1к1 машин Юта крана, або 8 допомогою електронного блока шляхом набору на ньому программ наростання гальм1вного моменту. На рис.8 показан! дв1 можлив! гальм!вн! характеристики КЕГ.

При лабораториях експериментальних досл!дженнях ПЕГ асинхрон-ний електродвигун з фазним ротором встановлений на хитн!й рам!, яка черев коромисла з'еднана в динамометричними Ельцами, прикр!п-леними ло нерухомо'1 основи стенда. Вал електродвигуна через муфту з"слианий з обертовою масою, яка складасться з в!с!мнадцяти дис-к!в. Це дозволяв зм1нювати '11 момент !нерц!1 шляхом приеднання до вачу або в1л'еднання в!д нього диск!в обертово'1 маси бее демонтажу стенда. При досл1дженнях КЕГ останн!й установлений на хитн!й рам1 аналоНчно електродвигуку.

Привод стенда складаеться з розг!иного двигуна, системи жив^ лення, системи керування та контролю' режим!в роботи стенда. якост! програмного пристрою автоматичного режиму керування виксИ ристало моторке реле ВС-10. Воно мае ш1сть невалежних груп контакте, час спраивванкя яких може вавыоватися у д!апазон! Э ... 180 с Для повернення програми у вих1дне положения використовуеться електронне реле часу.

Експериментальн1 досл!дження ПЕГ ! КЕГ на лабораторному стен-д1 ! на кранах показали, що вони мають високу нап!йн!сть та ста-б1льн1сть параметр!в при робот1 у автоматичному та керованому (шляхом педал1) режимах, дозволяють у широкому д!апазои! 8м1нювати характер гальм!вних характеристик привода. Автоматичн! режими гальмування рекомендуються для реал!заи!'! на вантажоп!дн!мальних кранах, як! працюють 8 вантажами практично пост!йно'! маси (грей-ферк!, магн1тн! та 1а. крани), керований - лля кран!в, як1 працюють з вантажами р!вно'! маси. Встановлений 1стотний вплив видУ гальм!вно'1 характеристики привода на характер перех!дних процес1в та величину динам!чного кавантажеиня, що робить актуальною постановку задач! формування рацЮнальних мехаи1чних характеристик привода.

Екепериментагаьн! досл!дження 8 метою оц!нки точност! прийня-тих динамчних та математичних моделей проведен! на мостовому

грейферному кран! в/п 5 т прольотом Ь « 16,6 м |'шасоносталелШейнин цех ДХК "Луганськтепловоз"). В!дхилення розрахункових ! експе-' риментальних дан их склали: по ампл!туд! в!дхилення вантажу 4.5 -4,6 Ж; по лрискоренюо та спов!льненгао к1нцевих балок ! серелн1х частин моста 6.5 - 11,3 X; по часу гальмування 2.8 - 11.1 %.

У съомому ровд1л1 "Розробка приладу контролю техн!чного стану гальм вантажоп!дн!мальних кран1в" приведен! загальний вид та блок-схема приладу контролю вих!дних параметр1в колодкових гальм: гальм!вного моменту (вусилля у вамикаюч!й тяв1), часу роэмикання гальма, часу спрацовання гальма .та часу гачьмування крана. Приведен! дан! вилробувань приладу на вилробув&тьному стенд! по пере-в1рц1 точност! та достов!рност! контролю. КонструкЩя приладу за-хишена авторськими св1доцтвами.

У восьмому роад1л1 "Математичне вабезпеченнн раи1онадъного управл!ння роботою вантажоп!лн!мальних кран!в у гальм1вних режимах" виклавена методика та алгоритм рац1опального гальмування.

Найважлив!шими етапами управл1ння вантат.сп1лн1мальними кранами при пересуванн! ягляються:

- формування рац1онального (по швидкодП, динам!чним наванта-женням та, роэгойдуванню вентажу) пер!оду гальмування:

- точна зупинка крана у м!сЩ розвантажеиня (завантаження).

Гальмування крана за раи!ональними механ1чними характеристиками вабеэпечуе його позиц!ювання з м1н!мальною ампл!тудою коли-вань вантажу п!сля зупинки крана та при энижених динатчних наван-таженнях на металокоиструкц1ю та елементи привода, допустимо! три-валост! перех!дного процесу. При цьому вид рац!онально'! гальм1вно! характеристики привода не е поступим нав!ть для одного ! того ж крана, тому що запежить в!д зм!нних лочаткових умов гальмування' (маси шг, висоти п!дв1су 1г. фази коливання (ч> та Ф) вантажу та 1н.). Рсэрахунок параметра рац1онально'1 гальм1вно"1 характеристики привода пересування крана пов'яваний в багатораеовим р!шенням систем« нелШйних диференц!йних р!внянь руху та тривае дек1лька хви-лин , що робить реальне управл!кня краном неможливим.

Пропонуеться для р!зних сполучень вначень (р1вн!в) початко-вих умов гальмування заэдалеПдь розрахувати параметри П)*, як1 оадаоть вид (характер) рац1 овально! гальм!вно! характеристики привода пересування крана для кожного сполучення р1вн!в початко-вих умов гальмування , та п1сля обробки результат!в таких розра-хунк!» методами регрес!иного анал!зу одержати апроксимуюч! пол1-номи:

Щ" - £ 1 С1п» тг, V. Ф, .); Пг* = *2(1п» Шг/ V. 9, ...);

Пп* ** тг, V, V, ...);

1Т ч Гг* (1п» |"г» Ф. • ••). Таким чинш, ЕОМ використовуеться на стад!1 теоретичних дос-л1тепъ, в результлЧ яких для конкретно! групп кран!в будуються пол!номи, по яких у будь-який момент часу залежно в!д початкових умов гальмувс шя (1п, шг, ч>, Ф, ...) протягом долей секунди можна розрахувати значения Пг*. Пг"» .. Пп* ! сформувати гальм1вну характеристику привода, при як!й процес гальмування буде оптимально*.

Точну еупинку крана у м1сц1 розвантаження пропонуеться реал!-зувати шляхом бебперервного пор1вняння розрахункового гамшвного шляху 1т в в1дсташда цо м!сця роввантаження 1р, яка контролюеться в1дпов1дним датчиком. При 1р - 1т < Д1 (Д1 - похибка позиц!ювання) подаеться команда та починаеться гальм1вний процес.

Як приклад для мостового крана в/п б т прольотом 22,5 м методом регрессного анал!зу побудован! пол!номи, як! апроксимують ва-лежнГсть вначень увч (визначаючих вид рацюнально! Таль- •

м!вно'1 характеристики при комб!нованому гальмуванн!) в!д початкових умов г мучан"я.

При хг > хк вони мають вид:- 33,085 + 0,914-41 - 1,5^-и2 * 10,293-Из + + 1,168-и1-иг - 4,299-игиз + 4,620-иг-из + + 1,747-М!2 - 4,047-иг2 + 5,936-и32; (45)

Экч - 0,470 - 0,041-щ + 0,014-иг + 0,070-из -

- о.озз-щ-иг + 0,041 -111 -из - 0,041-иг-из -

- 0,008-Щ2 + 0,052-иг2 + 0,072-из2; (46) Увч - 0,734 + 0,005-111 - 0,058-иг - 0,197-из -

- 0,041-и1-иг + 0,057-щ-из - 0,031-иг-из -

- О,' 1-щ2 + 0,110-иг2 - ° 469-из2. (47) При хГ < Хк Ц! р1вняння мак-.ь ..¡д:

МкЧ - 26,885 + 1,106-иа - 2,745- + 10,176-из +

+ 1,168-иги2 - 4,299-и1-из + 4,620-иг-из +

+ г.бМ-и!2 - 4,072-иг2 + 11,443-из2; (48)

зкч - 0,658 - 0,044-и1 + 0,071-из - О.ОЗЗ-щ-иг +

+ 0,041-игиз - 0,041-иг-из + о,згз-и12 -

- 0,316-иг2 - 0,088-из2; (49) увс, - 0,265 + 0,007-111 - 0,062-иг " 0,197-из -

- 0,041-Ui-U2 + 0,057'Ui-из - 0,031-иг-из -

- 0,028-Ui2 + 0,087-иг2 (50)

Аналогi4HO одержан! апроксимуюч1 пол!номи, як1 описують значения гальм!вного шляху 1т роеглянутого крана у функцП початкових умов гальмування. При хк

1т - 2,837 + 0,029-Ui + 0,186-иг - 0,373-иэ -

- 0,108-UI-U2 + 0,112-Ui-из - 0.272-U2-U3 +

+ 0,033-Uj2 + 0,029-иг2 - 0,165-из2, (51)

а при хг < Хк

1т - 3,000 - 0.014-U1 + 0,243-иг - 0,456-из -

- 0,105-Ui*U2 + 0,204•и^'Чз"- 0.302-U2-U3 -

- 0,038-Ui2 + 0,301412^ - 0,489-и32. . ' (52)

У формулах (45) - (52) Ui«(mr-34OT)/J550, иг-(1п-7,5)/2,5, та из-1-(Фм-ч»)/<Рм - кодуванн! значения в!дпов!дно маси, довжини п!д-Bicy вантажу та в!дносного в1дхилення вантажних канат!в <р в!д максимального Фм, 1т - гапьм!вний шлях крана при гадьмувашп по 1-1й рац!ональн!й гальм1вн!й характеристик.

Алгоритм управл!нкя краном у npoueci транспортування вантажу мае наступну посл!довн1сть операц!й:

- формування рац1онального (по швидкодП та динам!чним навач-таженням) розгону крана, рух з ном!нальною швидк1стю;

- одержання 1нформзцП про початков! умови гальмування (mr, In. v и Ф) та в1дстан! до м1сця розвантаження 1р;

одержання 1нформацд"1 про швидк1сть крана хк;

- розрахунок значень MKq, s^q, vBq та 1т Шсля кожного опиту-вання датчик1в значень !%•> 1п» 9» Ф. 1р;

- визначення моменту початку гальмування в результат! пор!в-. няння роврахункового гальм1вного шляху 1т крана з в1дстатго до м!сця розвантаження 1Р;

- формування рац!овального процесу гальмування.

Алгоритм упра£л!ння передбачае також викояанчя ряду Функц1й, пов'язаних з забезпеченням беэпеки роботи.

Для реал!зац!'1 .алгоритму розроблека автоматизована система управл1ння (ACS'), яка функц1онуе як самост!йна одиниця (у випадках коли 1нш! механ!зми вантажоп!дн1мально"1 маиини управляються маши-н!стом) або у якост! п!дсчстеми горизонтального перем1щення вантажу у кранах-автоматах. Приведена блок-схема АСУ, описан! призна-чення 1 структура АСУ, блока вв'я&ку.-э датчиками, блока зв'язку з пристроен електродинам!много гальмування, блока управл!кня !ндикз-ц!ею, вим!рювально! Шдсистеми, програмного забезпеченкл АСУ при-

26 '

водом пересування крана. Приведен! принципов! схеми та опис роботи первинних датчик!в. Проведен! випробування АСУ на' консольному кран! В/п 0,25 т в лабораторП кафедри ПТМ СУДУ.

Осиовн! результат;! та вжяювки по робот!.

В результат! теоретичних увагальнень, лабораторних 1 виробни-чих випробувань вроблений значний вклад в вир!шення актуального питания кранобудування - Шдвицення техн!ко - експлуатац!йних по-кб8ник!в роботи вантажоп1дн1мальних кран!в мостового типу. Розроб-лений метод Оагатопараметричного анал1ву динам!ки кран1в, який дозволив виявити вааемовплив фактор!в динам1чно! системи "при-вод-метало1юнструкц!я-вантаи" на перех1дн! процеси, одержати бага-токритер1а)1Ьну оц!нку якост! перех!дних процес1в, розробити мате-матичне еебезпечення рац1оналъного управл!ння приводом пересування крана в гааьм!вних режимах. Доказана можливЮть вначного локращен-ня техн1ко-експлуатац1йних характеристик як нових, так 1 1снуючих вантажоп!ди!мальних краи!в шляхом рац!онального управл1ння приводом пересування крана в гальм1вних режимах.

Автором самост1йно розроблен! нов! теоретичн1 положения, як! можна квал1ф1кувзти, як виачне досягнення в облает1 створення ван-так>п1дн! малыш кран!в а б!льш досконалими техн!ко-експлуатац!й-ними характеристиками, та як1 послужили основою створення нових тохн1чких р1шень.

1. В галуэ! роэроСки нових положень теорП розрахунку п1дн!-мально-транегюртних машин (роерахунков1 методики прийнят1 для впровадження в практику еаводського лроектування на восьми п!дп-риемствах):

1.1. Розроблен! науков! основи методики багатопараметричних дссл!джень 1 роэрахунку динам!ки вентажоп!дн1мальних кран1в, яка беауеться на детермШованому п1дход1 до досл!дження динам!ки 1 маг темагично! тесрП планування быатофакторних експеримент!в. Скла-дений пакет прикладних лрограм i для мостових кран!в в/п 16, 20/5 1 Б0/10 т одержан1 р!вняння регрес11 Рии"®" - Нем, с«, я\4» ...■). як! дозволили встановиги вплив 1 вааемовплив окремих фактор!в на величину максимально динам1чних навантажень, 8 високсхо точнЮтю 1 м!н!мальною трудом!стк1стю разраховувати Щ навантаженря,

1.2. При багатопараметричних досл1дженнях динам!ки кран1в числове 1нтегруьання диференЩйних р1внянь руху виконуеться т!льки на стадП побудови р!внянь регрес!'! Рин1"3* - *Чсм, Ск. пи, ■•■), тому Оули уточнен! динамичн! та математичн! модел1 електромостових кран!в врахуванням та»Ш йаиливих параметр!в реально"! конструкцП,

як ро8Под1лена маса прольотно! будови, статичн! та динам!чн1 меха-н!чн! характеристики електропривода в гух1вному 1 гальки вних режи-. мах, демпф1рування коливань металоконструкц1й 1 канат!в; проведен! досл1дження впливу р!вних фактор!в иа динам!ку кран!в з метою обг-рунтування рац!ональних розрахункових схем при динам!чних роэра-хунках; встановлено, шо ступ!нь впливу окремих фактор1в на дина-м1чн1 процеси залежить в1д р!вн!в, на яких енаходяться 1нш1 факто-ри.

1.3. Ровроблен! науков! основи методики оптим!вац1! гальм!в-них режим1в по узагальненому критер1ю, який м!стить основн! лара-метри перех1дного режиму, тобто пропонуеться оЩнювати "як1сть" перех!дних процес!в по сум!сност! параметр!в. Розроблений пакет прикладних програм 1 виконан1 роврахунки оптимальних (рац1ональ-них) гальм!вних характеристик привод1в пересування мостових кран1в в/п 5 т 1 в/п 20/5 т в режимах динам!чного, ксмб1новацого (елект-родвигуном, а пот!м механ1чннм г альмой) 1 стуШнчастого гальму-вань/ Встановлено, що шляхом формування оптимальних (рвц1ональних) гальм1вних характеристик привод1в пересування можна без 8б1льшекня робочих твидкостей (1 бев эб!лывенчя потужност! електродвигун!в)

. п1двищити продуктивнЮть крана на 15 - 207., зменшити ампл1туду роагойдувакня вантажу п1сля вупинки крана в 3 - 4 раза, знизити> горизонтальн1 1нерд1йн1 навантаження ка металоконсгрукц!ю на 20 -60Х. Предложено при числ1 фактор1в, як! вивначають вид мехач!чно! характеристики привода, к<5 оптим1эац!ю перех!дних режимов (тобто розрахунок параметр!в оптимально! механ1чно! характеристики привода) виконувати методом крутого сходження, а при к>5 - методом штраФннх Фуккц1й.

1.4. Ровроблен1 методика побудо«и математичного эабезпечення рац(опального керування роботе» вантажоп!дн1мально! машини в галь-м1вних режимах, яка базуеться на теорП планування експеримента 1 теорП оптим1эац!1 лерех1дних процес1в по узагальненому крит«р1ю, 1 пакет прикладних програм, по яких для мостового грейферного крана в/п 5 г прольотом 22,6 м роэраховане математичне забеэпечення. роэроблена АСУ приводом пересування »фана, яка дозволяв реал!зува-ти рац1ональне гальмування не 0аэ1 найпрост1пшх Е0М. Проведен 1 ла-боратори1 випробуьаиня АСУ.

И.Б. Ровроблен! теоретичн! положения доэволяють ефективно ви-р1тувати ряд' перспективних науково-техн1чних задач подалыоого удосконалення кран!в, наприклад, шляхом вибору раЩональних параметре пружньо-в'яако'1 п1дв1ски рами в1ека, каб1ни та 1н.

' 2. В галув! роаробки та впровадження нових конструкций

гальмових придалiв i засоб!в контроле 1х вих5.дних характеристик (захищен1 25 авторськими св1доцтвами,' технДчна документами прий-нята для впровадження в практику эаводського проектування иа шести п!дприемствах):

2.1. Розробден1, випробуван1 та впроваджен! на мостових кранах 1 лабораторних стендах прилади для електродинам1чного гальму-вання асинхронного електродвигуна 8 фазним ротором, як! мають так! властивост1: мгхлив1сть форм/вати р1зноман1тн! (в тому числ1 рац1-

, онапьн!) галыавн! механДчн! характеристики привода як в керовано-му, так 1 в автоматичному резгдмах; стаб1льн1сть гальм1вного моменту; практичну незалежн1сть роботи в'1д температури; блочн1сть вико-нання, яка дозволяв при необх1дност1 в1дключати ПЕР 1 працювати в звичайному режим! керування; в1дсутн!сть необх!дност! постiиного о регулювання; можлив1сть користування при модерн1зац!1 кран1в.

2.2. Розроблен1, випробуван1 та впроваджен1 на мостових кранах i лабораторному стенд! керован! електромагн!тн1 гальма, як1 мають так1 властивост1: можлмв1сть формувати р1зноман1тн1 (в тому числ! 1 рац1ональн1) гальм1вн! механ1чн1 характеристики привода як в керованому, так i в автоматичному режимах; практичну незадеж-н1сть роботи в1д температури; можлив!сть використання при модерн1-аацП кран1в Встановлено, що для одержання рац!онально'1 гаяьм1в-ко1 характеристики керованого електромагн1тного гальма достатньо i'i задавати (формувати) трьома прямол1н1йними д1лянками.

2.3. Розроблен! 1 випробуват а лабораторних 1 заводських умовах прилад контролю техн!чного стану колодкових гальм, я кий дозволяв контролюва. . величину гальм1вною моменту, час розмикання гальма, час спрацкжання гальма i час гальмування крана.

3. Щорхчний економ1чний ефект в1д впровадження на одному кра-hí ПЕГ складае 4,2 тис. крб., КЕТ - 5,9 тис. крб. Економ1чний офект в!д впровадження НДР, як1 виконан1 п!д науковим керуванмям автора, склав 2??8,9 тис.крб. (все в uiHax 1985 р.). Ряд положень дисертацП використовусться при п* i вц! 1нженер1в-механ1к1в по спец1альност1 "П1дн1мально-транспортн1 дини i обладнання".

Оаювтй auicn диссртацП опубтя^^тЛ у робота:

1. Будиков Л.Я. Многопараметрический анализ динамики грузи подъемных кранов мостового типа. - Луганск: Исд-во ВУГУ, , 1997. -210 с.

2. Будиков Л.Я. 0 влиянии упругих свойств канатов на динамические нагрузки грузоподъемных кранов // Конструирование и производство транспортных машин. Респ. межвед. науч.- техн. сборник. -

Харьков: Вища школа. Лад-во при Харьк. ун-те, 1977. Вып.9. -С.132-136.

3. Будиков Л. Я. Исследование периода разгона мостового крана // Конструирование и производство транспортных машин. Респ. меж-вед. науч.- техн. сборник. - Харьков: Вища школа. Изд-во при Харьк. ун-те, 1979. Вып.11. - С.116-119.

4. Будиков Л.Я. Об эффективности применения методов планирования эксперимента при расчетах и исследовании динамики грузоподь-емных кранов // Подъемно-транспортные машины. - Тула, 1979. -С.74-79.

5. Будиков Л.Я., Неженцев A.B., Нгуен Ньят Куанг. Применение методов планирования эксперимента при расчетах динамических нагру-80К грузоподъемных кранов // Изв. вузов. -- М.: Машиностроение. -1980. - No 1. - С.156.

6. Будиков Л.Я., Нгуен Н.К., Неженцев.'А.Б. Исследования динамики грузоподъемных кранов // Вестник машиностроения. - М., 1981. - No 4. - С.39-42.

7. Будиков Л.Я., Стоянов Л.А. Оптимальное управление грузоподъемными кранами на базе применения ЭЦВМ, теории планирования эксперимента и микропроцессорной техники // Изв. вузов. - М.: Машиностроение. - 1990. - No 11-12. - С.81-85.

8. Будиков Л.Я., Стоянов Л.А. Многокритериальный подход к вопросу оптимизации переходных режимов работы грузоподъемных кранов // Вестник машиностроения. - М., 1991. No 2. - С.26-29.

9. Будиков Л.Я., Ефремов Л.Д., Климчук A.C. Определение горизонтальных инерционных нагрузок металлоконструкций мостовых кранов о учетом механических характеристик привода // Конструирование и лроивводсво транспортных машин. Респ. межвед. науч.-техн. сборник. - Харьков: Вища иксла. Изд-во при Харък. ун-те, 1978. Вып.10. - С.89-92.

10. Будиков Л.Я., Неженцев A.B., Нгуен Ньят Куанг. К вопросу обоснования расчетных схем при исследовании динамики грузоподъемных кранов // Конструирование и производство транспортных машин. Респ. межвед. науч.- техн. сборник. - Харьков: Вища школа. Изд-во при Харьк. ун-те, 1980. Вып.12. - С.57-61.

11. Будиков Л.Я., Неженцев A.B., Нгуен Ньят Куанг. Динамические нагрузки при торможении грузоподъемных кранов // Конструирование и производство транспортных машин. Респ. межвед. науч.- техн. сборник. - Харьков: Вища школа. Изд-во при Харьк. ун-те, 1980. Вып.12. - С. 116-120.

12. Будиков Л.Я., Нгуен Ньят Куанг, Неженцев A.B. Исследование динамики подъема мостовых кранов с .учетом распределенной массы металлоконструкции // Конструирование и производство транспортных машин. Респ. межвед. науч.- техн. сборник. - Харьков: Вища школа. Изд-во при Харьк. ун-те, 1981. Вып.13. - С.51-55.

13. Вудиков Л.Я., БежокГ.В., Стоянов Л. А. Оптимизация тормозной характеристики привода передвижения грейферного крана // Конструирование и производство транспортных машин. Респ. межвед. науч.- техн. сборник. - Харьков: Вип'д школа. Изд-во при Харьк. ук-те, 1984. Вып.16. - С.50-55.

14. Будиков Л.Я., Неженцев A.B. Оптимизация механической характеристики пригода передвижения мостового крана в режиме электродинамического торможения // Грузоподъемные и погрузочные машины. Межвузовский сб. - Новочеркасск, 1985. - С.62-67.

15. Будиков Л.Я., Крисаченко Е.А., Кузнецов А.Е. Стенд для испытания крановых тормозов. Информ. листок УкрНШПИ, серия "Управление качеством продукции", No 261-14/8. - Ворошиловград, ВЦНТИ, 1976. - 4 с.

16. Будиков Л.Я., Крисаченко Е.А., Матюх С.Г. Схема автоматизации режимов работы стенда для испытания тормозов подъемно-транспортных машин // Информ. листок УкрНИИНТО, No 267-14/9. - Ворошиловград, ВЦНТИ, 1976. - 5 с.

1?. Еехок Г.В., Будиков Л.Я., Неженцев A.B., Аветисян С.М. Экспериментальные исследования динамики передвижения грейферного крана, оснащенного управляемыми электромагнитными тормозами // Подъем.-трансп. оборудование. - Киев, 1988. - No 19. - С.14-17.

18. Неженцев A.B., Вудиков Л.Я. Алгоритм исследования динамики передвижения мостового крана с учетом распределенной массы металлоконструкции // Конструирование и производство транспортных мааин. Респ. мэлсвед. науч.- техн. сборник. - Харьков, Вища школа. Изд-во при Харьк. ун-те, 1983. Вып.14. - С.78-83.

19. Неженцев А.Е., Вудиков Л.Я., Аветисян С.М. Оценка влияния электромагнитных процессов привода передвижения мостового крана на горизонтальные инерционные нагрузки металлоконструкции // Конструирование и производство транспортных машин. Респ. межвед. науч.-■гехн. сборник. - Харьков: Вища школа. Изд-во при Харьк. ун-те, 1Ö85. Вып.17. - С.46-47.

20. Румянцев Б.П., Будиков Л.Я. Инерционные нагрузки при разгоне механизма' поворота башенных кранов // Научные основы проектирование машин и прогрессивной технологии. Сб. научн. трудов Воро-

шиловградского машиностр, ин-та. - Львов. Изд-во при Львовском ун-те, 1971. Выя.15. - С.93-104.

21. румянцев Б.П., Будиксв Л.Я. Исследование влияния отдельных параметров крана на величину динамических нагрузок при подъеме груза // Локомотивостроение. - Харьков. Изд-во ХГУ, 1972. Вип.4. -С.28-35.

22. Румянцев Б.П., Вудиков Л.Я. К вопросу о расчете динамических нагрузок мостовых кранов // Локомотивостроение. - Харьков. Изд-во ХГУ. 1973. Вып.5. - С.54-61.

23. A.c. 837924 СССР, МКИ3 В 65 R 5/00. Колодочный тормоз / БежокГ.В., Будиков Л.Я. - Опубл. 15.06.81. Бюл. No 22.

24. A.c. 918260 СССР, МКИ3 В 66 D 5/30. Колодочный электромагнитный тормоз / Бежок Г.В., Будиков Л.Я., Шевченко С.Н.-Опубл. 07.04.82. Бюл. No 13.

25. A.c. 979749 СССР, МКИ3 F 16 0 65/34. Колодочный тормоз / Бежок Г.В., Будиков Л.Я., Шевченко С.Н. - Опубл. 07.12.82. Бюл. No 45.

26. A.c. 1064065 СССР, МКИ3 F lö D 65/34. Колодочный тормоз / Бежок Г.В., Будиков Л.Я. - Опубл. 30.12.83. Вол. No 48.

27. A.c. 1086532 СССР, МКИ3 Н 02 Р 3/24. Устройство для торможения асинхронного электродвигателя / Неженцев А.Б., Будиков Л.Я., Шевченко С.Н. - Опубл. 15.04.84. Бюл. No 14.

28. A.c. 1093682 СССР, ШИЭ В 66 С 13/18, В 66 С 9/16. Устройство для управления торможением опор крана мостового типа / Будиков Л.Я., Неженцев A.B., Аветисян С.М. - Опубл. 23.05.84. Бюл. No 19.

29. A.c. 1416437 СССР, МКИ3 В 66 D 5/08. Устройство для диаг-ностироиания тормозов грузоподьемных машин / Будиков Л.Я., Бойко Г.А., Бежок Г.В., Неженцев A.B. - Опубл..15.08.88. Бюл. No 30.

j 30. A.c. 142551? СССР, МКИ3 в 01 М 19/00, В 66 D 5/08. Устройство для диагностирования колодочного тормоза грузоподъемного механизма / Будиков Л.Я., Бойко Г.А., Бежок Г.В., Аветисян С.М. -ОпуЬл. 23.09.88. Бюл. N0 35.

! 31. A.c. 1458265 СССР, МКИ3 В 60 Т 17/22, G 01 М 17/06. Устройство для диагностирования тормозов подьемчо-транспортных машин / Будиков Л.Я., Бойко Г.А. - Опубл. 15.12.89. Бюл. Ко 6.

32. A.c. 1581679 СССР, МКИ3 В 66 С 9/16. Устройство для определения перекоса опор крана мостового типа / Будиков Л.Я., Стоянов Л.А,, Бойко Г.А. - Опубл. 30.07.90. Бюл. No 28.

j 33. A.c. 1646980 СССР, МКИ3 В 66 С 9/16, В 60 Т 8/18. Система

Г

управления торможением опор крана мостового типа / Бойко Г.А., Бу-диков Л.Я. - Опубл. 07.С5.91. Вюл. No 17.

34: a.c. 1691272 СССР, МКИ3 В 66 С 13/18, 9/16. Устройство для управления торможением механизмов передвижения крана мостового типа /Бойко Г.А., Будиков Л.Я. - Опубл. 15.11.91. Бюл. No 42.

35. A.c. 1733371 СССР, МКИ3 В 66 Ь 5/26. Устройство ступенчатого торможения подъемно-транспортных машин/ Будиков Л.Я., Бойко Г.А. - Опубл. 15.05.92. Бш. N0 18.

36. A.c. 1759787 СССР, МКИ3 В 66 D 5/08. Колодочный тормоз / Бойко Г.А., Будиков Л.Я., Медведев Г.М.-Опубл.7.09.92. Bm.No 33.

37. Будиков Л.Я. Патент РФ N 2260228 от 20.05.96. Тормоз. (Заявка No 5056676/11(036162) от 28.07.92).

38. Будиков Л.Я. Многопараметрические исследования динамики электромостовых кранов. - Луганск, 1995. - 160 с. Деп. в ГНТБ Украины 21.11.95, No 2411 - Ук95.

39. Будиков Л.Я. Физические и математические модели электромостовых кранов: - Луганск, 1995. - 40 с. Деп. в ГНТБ Украины 28.08.95, N0 2002 - Ук95.

40. Будиков Л.Я. Методика и некоторые результаты оптимизации переходных режимов грузоподъемных кранов. - Луганск, 1992.- 20 с. Деп. в УкрИНТЭИ 17.08.92, Но 1299-Ук92.

41. Буд1ков Л.Я'. Багатопараметричний п1дх!д до оптим1зацП пуско-гальм!вних режим!в вантажопхдйомних кран!& // Проблеми транспорту та шляхи 'ix виршення: Тез. доп. м1жнар. наук.-техн. конф. - КИ1В, 1994. - С.59.

42. Будиков Л.Я. Применение математических методов планирования исследований к расчету динамических нагрузок грузоподъемных машин.:Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф., посвященной 150-летию МВТУ. - М.: МВТУ, 1981. - С.81.

43. Будиков Л.Я. Оптимизация переходных режимов работы кранов // Новое в подъемно-транспортном машиностроении: Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. - Москва, 1991. - С.70.

44. Бойко Г.А., Будиков Л.Я. Устройство для диагностирования тормозов грузоподъемных кранов // Информ. листок УкрНИИНТИ, No 89-020Р. - Ворошиловград, 1989. - 4 с.

45. Будиков Л.Я., Бойко Г.А., Кузнецов А.Е. Устройство ступенчатого торможения грузоподъемных кранов // Информ. листок УкрНИИНТИ, No 9С-С51/Р. - Луганск, ЛЦНП1, 1990. - 4 с.

Budikov L.J. The scientific bases of multiparametrical rese-чarches and optimization of transients of the bridge cranes аз the unified electromechanical systems.

The thesis Is being submitted, in fulfillment of the requirements for the award of a doctor's decree of technical scionces in speciality C^.05.05 - lifting and transport machines, Ukrainian Engineering Pedagogical Academy, Kharkov, 1997.

76 scientific works and 25 inventions, containing theoretical researches of transients of the bridge cranes and developments are presented for defence. They include the design of new brake devices, the device to control parameters of brakes, the system of rational control of drives of movement. A method of the multiparametrical analysis of dynamics of cranes is developed and verifyed. On the basis of it technical decisions and computation procedure are created to ensure rational braking. The thesis is considered as an important achievement in the lifting and transport science. The results of researches are applied in industry.

Будиков Л.Я. Научные основы многопараыетрических исследований и оптимизации переходных процессов мостовых кранов как единых электромеханических систем.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.05.05-'- под-ьемно-транспортные машины, Украинская инженерно-педагогическая академия, Харьков, 1997.

Запиваются 76 научных работ и 25 авторских свидетельств, содержащие теоретические исследования переходных процессов мостовых кранов и разработку: новых тормозных устройств, прибора контроля выходных параметров тормозов, системы рационального управления приводами передвижения. Разработан * апробирован метод многопараметрического анализа динамики «фанов, ка основе которого созданы расчетные методики и технические решения, обеспечивающие рациональное торможение. Совокупность теоретических разработок рассматривается как важное достижение в развитии подъемно-транспортной науки. Результаты исследований реализованы в производственных условиях.

КЛЮЧ0В1 СЛОВА: вантажоп!дн1мальний кран. перех1дн! процеси, багатопаряметричний анализ, оптим1заЩ.я, узагальнений критер1Й, радЮнальне гальмувнання, г альмой присгро!, прилад контролю.