автореферат диссертации по транспорту, 05.22.19, диссертация на тему:Повышение эффективности использования портовых кранов при ветровых нагрузках

На правах рукописи

ПОДОБЕД ВИТАЛИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОРТОВЫХ КРАНОВ ПРИ ВЕТРОВЫХ НАГРУЗКАХ

Специальность 05 22 19 - Эксплуатация водного транспорта, судовождение

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

11111111«»

00315823Ь

Москва - 2007

Работа выполнена в Морской академии ФГОУ ВПО "Мурманский государственный технический университет" Официальные оппоненты заслуженный деятель науки и техники РСФСР,

доктор технических наук, профессор Гаранин Н П , доктор технических наук, профессор Гагарский Э А , доктор технических наук, профессор Степанов Д ,А Ведущая организация - ЗАО "Центральный научно-исследовательский

институт морского флота" Защита диссертации состоится "24" октября 2007 года в 14 часов 00 мин на заседании диссертационного совета Д 223 006 01 Московской государственной академии водного транспорта по адресу 113105, г Москва, Новоданиловская набережная, дом 2, корп 1 С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГАВТ Отзывы на автореферат прошу присылать в двух экземплярах, заверенных печатью организации, в Московскую государственную академию водного транспорта по адресу 113105, г Москва, Новоданиловская набережная, дом 2, корп 1 Адрес интернет-сайта www msawt ru Е- mail msawt@msawt ru

Автореферат разослан " £о " 0 f_200jZ_ года

Ученый секретарь диссертационного совета j

- Корчагин Е А.

кандидат технических наук, доценг

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Правилами технической эксплуатации перегрузочных машин морских портов, Правилами безопасности труда в морских портах и Правилами техники безопасности в морских рыбных портах запрещалось использование кранов при скорости ветра 15 м/с и более, из-за чего время простоев флотов и портов в Министерствах морского флота и рыбного хозяйства составляло в среднем свыше 300 часов в год, что приводило к миллионным убыткам В связи с этим весьма актуальным является использование кранов при скорости ветра свыше 15 м/с, позволяющее значительно сократить простои водного транспорта и судов промыслового флота в морских портах

До настоящих исследований отсутствовали научные разработки и публикации, посвященные влиянию ветровых нагрузок на работоспособность портовых кранов В нормах и расчетах портовых кранов ветровая нагрузка рассматривается как статическая нагрузка При этом не учитываются конструктивные и эксплуатационные особенности кранов, технология перегрузочных работ, парусность грузов, а также векторная природа ветровой нагрузки

Решение проблемы по сокращению простоев флотов по причине сильного ветра возможно за счет выявления резервов кранов и их использовании при скорости ветра свыше 15 м/с. Это может быть достигнуто разработкой научно обоснованных методов повышения эффективности использования портовых кранов, расширяющих диапазон скоростей ветра для их рабочего состояния Внедрение в портах данных методов, разработанных на основе усовершенствованных методик исследования работы кранов при ветровых

нагрузках, внесет значительный вклад в развитие экономики страны

Целью исследования является разработка научно обоснованных методов повышения эффективности использования портовых кранов при ветровых нагрузках В соответствии с указанной целью в работе решаются следующие основные задачи

1 Исследование резервов работоспособности портовых кранов и обоснование методов повышения эффективности их использования при ветровых нагрузках

2 Исследование основных параметров ветровой нагрузки и разработка методики расчета портальных кранов на ветровую нагрузку

3 Разработка математической модели работы портальных кранов при динамическом воздействии ветра

4 Теоретические исследования основных показателей работоспособности портальных кранов при динамическом воздействии ветра

5 Обоснование допустимых ветровых нагрузок для рабочего состояния кранов в зависимости от типа крана, технологии работ, геометрических параметров циклов работы и парусности грузов

6 Проведение экспериментальных испытаний моделей портальных кранов в аэродинамической трубе

7 Проведение натурных испытаний и опытной эксплуатации портовых кранов при скорости ветра свыше 15 м/с

8 Разработка методики составления ветровой карты и исследование ветровых режимов портов с помощью анемометрических съемок

-59 Разработка нормативных актов и документов, регламентирующих

использование портовых кранов при ветровых нагрузках

10 Определение технико-экономической эффективности результатов выполненных исследований

Объектами исследования являются портовые краны, а предметом исследования — повышение эффективности использования портовых кранов при повышенных ветровых нагрузках

Базовыми методологическими научными работами являются работы в области математического моделирования и исследования режимов работы кранов Гаранина Н П, Брауде В И, Ерофеева Н И , Комарова М С, Сиротского В Ф, в области исследования воздействия ветровых нагрузок на инженерные сооружения и башенные краны - Барштейна М Ф, Давенпор-та А Г , Когана И Я , Невзорова Л А, Зарецкого А А и других ученых

Методы исследования. В исследованиях использовались положения теоретической механики, динамики машин и крановых установок, теории электропривода, экспериментальной аэродинамики, методы математического моделирования воздействия ветра на краны, численные методы решения дифференциальных уравнений, метод конечных элементов (МКЭ), методы физического моделирования ветровой нагрузки на краны в аэротрубе и натурных экспериментов, методы математической статистики и теории вероятностей, опытной эксплуатации портовых кранов и анемометрических съемок Достоверность и обоснованность результатов и выводов, полученных в диссертации, обеспечивается использованием перечисленных выше мето-

дов исследования, совпадением полученных статистических характеристик порывистости ветра с результатами исследований отечественных и японских ученых, совпадением результатов математического моделирования и натурных экспериментов, совпадением результатов исследования динамических характеристик крановых конструкций, полученных МКЭ, с результатами других авторов, совпадением значений коэффициентов аэродинамического сопротивления крановых конструкций при определенных углах атаки воздушного потока с расчетными по ГОСТ 1451-77, применением точных средств измерения исследуемых величин при проведении модельных аэродинамических испытаний и натурных экспериментов на портальных кранах; результатами опытной эксплуатации портовых кранов при ветровых нагрузках, а также практической реализацией результатов исследования

Научная значимость результатов работы. В диссертации получены следующие основные результаты, определяющие ее научную значимость

1 Теоретически и экспериментально доказана возможность использования кранов в морских и рыбных портах при скорости ветра свыше 15 м/с в зависимости от типа крана, технологии перегрузочных работ, геометрических параметров циклов работы и парусности грузов

2 Разработаны методы повышения эффективности использования портовых кранов при ветровых нагрузках использование кранов при скорости ветра свыше 15 м/с, но в пределах паспортных значений ветровых нагрузок, использование кранов при ветровых нагрузках свыше паспортных значений, использование кранов в зонах ветровых теней

-73 Разработана математическая модель режима работы портальных

кранов при динамическом воздействии ветра

4 Предложена методика комплексного исследования основных показателей работоспособности портальных кранов и обоснования допустимых ветровых нагрузок для их рабочего состояния

5 Усовершенствована методика расчета портальных кранов на ветровую нагрузку

6 Численными методами исследованы основные показатели работоспособности наиболее распространенных в портах портальных кранов типа Альбрехт, Альбатрос, Сокол, Кондор, Кировец, Ганц и Форель

7 Предложен способ расчета динамических характеристик крановых конструкций МКЭ, позволяющий на стадии проектирования определять динамическое воздействие ветра на грузовую устойчивость крана

8 Предложен дифференцированный метод определения допустимых ветровых нагрузок дал рабочего состояния кранов

9 Предложена методика и выполнены модельные испытания некоторых типов портальных кранов и анемометров в аэродинамической трубе

10 Разработана методика составления ветровой карты и с помощью анемометрических съемок составлены ветровые карты некоторых портов

11 Достоверность математической модели и выполненных теоретических исследований режимов работы портальных кранов при динамическом воздействии ветра подтверждена приведенными методикой и результатами натурных испытаний кранов "Альбрехт" при скорости ветра свыше 15 м/с

-812 Разработанные в диссертации методы повьппения эффективности

использования портовых кранов при ветровых нагрузках подтверждены результатами опытной эксплуатации портовых кранов при скорости ветра свыше 15 м/с в морских торговых и рыбных портах

Практическая значимость работы.

1 Разработанные методы повышения эффективности использования портовых кранов позволяют расширить диапазон допустимых скоростей ветра для их рабочего состояния до 22 м/с, а в отдельных случаях до 25 м/с и более, а также использовать краны в зонах ветровых теней

2 Разработанная математическая модель режима работы портальных кранов при динамическом воздействии ветра и численный метод расчета основных показателей их работоспособности позволяют на стадиях проектирования и эксплуатации кранов определять допустимые ветровые нагрузки для их рабочего состояния

3 Усовершенствованная методика расчета портальных кранов на ветровую нагрузку позволяет более обоснованно подходить к задачам проектирования портальных кранов и повышает их эксплуатационные возможности

4 Предложенная методика и выполненные исследования моделей портальных кранов и их отдельных частей в аэродинамической трубе позволили уточнить расчетную ветровую нагрузку на кран в целом

5 Предложенный дифференцированный метод определения допустимой ветровой нагрузки на портальные краны для их рабочего состояния позволяет устанавливать допустимые скорости ветра для каждого типа кранов

-96 Выполненное теоретическое обоснование допустимых ветровых нагрузок для рабочего состояния портовых кранов в зависимости от типа крана, технологии работ, парусности грузов и защищенности причалов от ветра препятствиями, позволило разработать методы повышения эффективности использования портовых кранов при ветровых нагрузках

7 Методика составления ветровой карты порта позволяет прогнозировать скорости ветра в порту, а при получении штормового предупреждения планировать расстановку судов и бригад портовых рабочих Она позволяет определять места установки ветроизмерительных приборов и тем самым повышать эффективность использования портовых кранов при сильном ветре

8 Сформулированы дополнительные требования к техническим условиям на проектирование портальных кранов с учетом их эксплуатации при повышенных ветровых нагрузках

Разработаны рекомендации по регулировке тормозов механизмов поворота и вылета стрелы кранов при воздействии ветра, а также выбору анемометров, местах их установки на кране и порту, а также их поверке

9 Результаты выполненных исследований позволили разработать отраслевые нормативные акты, регламентирующие использование портовых кранов при скорости ветра до 22 м/с, а также в зонах ветровых теней

10 Подтвержденный ЗАО "ЦНИИМФ" экономический эффект от результатов внедрения диссертационной работы в портах Минтранса составляет 25 млн рублей в год, а ФГУП "ГИПРОРЫБФЛОТ" в рыбных портах Федерального агентства по рыболовству 10 млн руб в год

-1011 Результаты исследований отражены в учебном пособии "Охрана

труда", рекомендованном УМО на водном транспорте для студентов и курсантов ВУЗов водного транспорта и рыбного хозяйства

Реализация результатов работы Работа выполнялась в соответствии с планами НИР с морскими пароходствами, торговыми и рыбными портами, а также отраслевой программой, утвержденной Государственным комитетом по рыболовству России от 30 11 2001 г

Результаты выполненных исследований использовались в нормативных актах Министерств морского флота и рыбного хозяйства

Для портов Калининград, Мурманск, Одесса и Находка составлены с участием автора ветровые карты, утвержденные руководством портов

Получено заключение завода Кранбау Эберсвальде (Германия), подтверждающее эксплуатацию кранов данного завода при ветровых нагрузках свыше паспортных значений (при скорости ветра до 22 м/с)

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ОИИМФа в 1975-1984 г г, региональных научно-технических конференциях в г Артеме Приморского края в 1976-1983 г г, второй научно-технической конференции "Электропривод и автоматизация кранов", Одесса, 1981г , научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава МГТУ 1985-2005гг, научно-технической конференции "Проблемы продления навигации", Нижний Новгород, 1991г, первом съезде специалистов по безопасности деятельности человека, Санкт-Петербург,

-111992, Международном симпозиуме "Предупреждение риска", Москва, 1992

Материалы диссертации обсуждались на заводе Кранбау Эберсвальде, в портах Калининград, Мурманск, Находка, Одесса, Ильичевск, Измаил, Петропавловск-Камчатский и многих других портах, ЛенморНИИпроекг, ЧерноморНИИпроект, ГИПРОРЫБФЛОТ, в службах портов Черноморского, Советско-Дунайского и Балтийского пароходств, ЦК профсоюза рабочих морского и речного флота, а также работников рыбного хозяйства, Черноморском, Ленинградском и Дальневосточном баскомфлотах, Министерствах морского флота и рыбного хозяйства

Публикации. Основные научные результаты диссертации опубликованы в 32 печатных работах и отражены в 13 отчетах о научно-исследовательской работе, зарегистрированных в ВНТИЦ

Результаты, выносимые на защиту.

1 Методы повышения эффективности использования портовых кранов при ветровых нагрузках

2 Методика расчета портовых кранов на ветровую нагрузку

3. Математическая модель режима работы портальных кранов при динамическом воздействии ветра

4 Методика исследования показателей работоспособности кранов и обоснования допустимых ветровых нагрузок для рабочего состояния.

5 Методика и результаты модельных испытаний портальных кранов и анемометров в аэродинамической трубе

6 Методика и результаты натурных испытаний и опытной эксплуата-

ции портовых кранов при скорости ветра свыше 15 м/с

7 Методика составления ветровой карты порта

8 Результаты реализации выполненных исследований. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы и приложений Общий объем диссертации 357 е., основной текст 251 с, 49 рис, 38 табл, перечень использованной отечественной и иностранной научно-технической литературы из 213 наименований на 20 с, включая работы автора, приложения на 106 с включая 6 рис, 5 табл

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ В введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и основные задачи исследований, изложены научная новизна и практическая значимость работы, основные положения и результаты исследований, выносимые на защиту

В первой главе дан анализ приказов начальников морских портов о работе кранов при ветровых нагрузках, а также нормативных актов по эксплуатации и расчету кранов на ветровую нагрузку, выполнен анализ научных работ и сформулированы задачи исследований

До настоящих исследований отраслевыми правилами по технической эксплуатации кранов и правилами по охране труда в торговых и рыбных портах запрещалось использование кранов при скорости ветра 15 м/с и более При этом не указывалось, является ли допустимая скорость ветра средней или максимальной в порывах, не оговаривалась высота измерения скорости ветра, не учитывались конструктивные и эксплуатационные особенности

кранов, а также технологические схемы работ и парусность грузов

В действующих стандартах расчетная ветровая нагрузка рассматривается как статическая нагрузка, при этом не учитываются собственные скорости движения крановых механизмов, а также векторная природа ветровой нагрузки При расчете коэффициентов аэродинамического сопротивления не учитывались все конструктивные элементы крана и их аэродинамическое взаимовлияние Существующие методы расчета не позволяют определять влияние ветровой нагрузки на кран с грузом, включая ее динамическое воздействие, как на материальную систему с пятью степенями свободы с подвижной точкой подвеса и поперечными колебаниями груза

В научных трудах, относящихся к теме диссертации, видное место занимают труды Сиротского В Ф, Ерофеева Н И и Гаранина Н П, которые являются основополагающими при исследовании режимов работы портовых портальных и плавучих кранов Динамике кранов с электроприводом посвящены монографии Комарова М С , Казака С А и других авторов Исследования, посвященные надежности и долговечности портальных кранов, выполнены Артемьевым П П, Брауде В И и рядом других ученых

Вопросы проектирования и расчета кранов и установок, изложенные в учебниках Дукельским А И, Гараниным Н П, Степановым А Л , являются базовыми при подготовке портовых инженеров Теоретическому обоснованию и практической реализации прогрессивных транспортно-технологичес-ких систем посвящены научные труды Татарского Э А , на основании которых разработаны руководящие документы Минморфлота и учебные пособия

для студентов транспортных специальностей ВУЗов

В области исследования воздействия ветровых нагрузок на инженерные сооружения и башенные краны следует отметить работы Барштей-на М Ф , Давенпорта А Г, Когана И Я, Невзорова Л А, Зарецкого А А

Применению МКЭ для определения динамических характеристик судовых и других конструкций посвящены работы Постнова В А, Козлякова В В , Лукаша Э П, Шишенина Э А и других ученых

Описанию экспериментальных установок, приборов измерений, методике и технике проведения модельных испытаний в аэродинамической трубе посвящено большое количество монографий и трудов, в частности, Горлина С М, Костюкова А А, Повха И Л, Седова Л И и других ученых

Состояние предмета в области расчетных ветровых нагрузок на сооружения представлено в работах Анапольской Л Е, Завариной М В

Работы, посвященные исследованию образования ветровых теней за одиночными зданиями и сооружениями с целью изучения их аэрации, были выполнены Реттером Э И, Серебровским В Л и Максимкиной Н Г

В перечисленных научных работах и трудах не исследовались реальные параметры ветровой нагрузки и аэродинамические характеристики портальных кранов, отсутствуют аналитические зависимости ветровой нагрузки на кран с грузом в функции обобщенных координат движения механизмов, отсутствуют математические модели режима работы портальных кранов, как материальной системы с пятью степенями свободы с учетом динамических характеристик крана, электропривода и динамического воздействия ветра,

не исследовались вопросы влияния ветра на основные показатели работы кранов, не учитывались их паспортные характеристики и технологические схемы работ, не исследовалось влияние ветра на поведение груза в пространстве в зависимости от его парусности, не учитывалась векторная природа ветровой нагрузки, не изучались ветровые режимы портов, не производились анемометрические съемки в портах, не составлялись ветровые карты портов и не исследовались эксплуатационные характеристики анемометров

Вторая глава посвящена анализу воздействия ветровой нагрузки на портовые портальные краны с учетом характера изменения ветровой нагрузки во времени, по высоте крана, собственных скоростей движения механизмов и влияния рельефа местности и портовой застройки

Составлена расчетная схема нагрузок на кран с прямой стрелой и шар-нирно-сочлененной укосиной Расчетная схема крана с грузом является жесткой неконсервативной материальной системой с пятью степенями свободы, которая представлена в цилиндрической системе координат, характеризующих параметры рабочего процесса крана Две координаты определяют текущее положение точки подвеса груза, а три других - положение центра тяжести груза при голономной нестационарной идеальной связи При этом принятые допущения в расчетной схеме отвечают основной поставленной цели

Для решения поставленных задач использовались уравнения Лагранжа второго рода Эти уравнения составлены на основе обобщенных координат и соответствующих им обобщенных сил, включая ветровую нагрузку Ветровая нагрузка представлена в виде суммы двух ее составляющих статической -

соответствующей средней скорости и динамической - соответствующей пульсационной составляющей скорости ветра

В результате анализа работ советских и японских ученых, а также статистической обработки записей скоростей ветра, выполненных автором на метеостанции Ильичевск-порт, и статистической обработки зарегистрированных случаев действия средних скоростей ветра от 15 до 20 м/с с порывами в 11-й портах, расположенных в различных ветровых районах, установлены

основные параметры ветрового воздействия на портовые краны, к которым относятся средняя скорость ветра, осредненная за 2-х минутный интервал времени, максимальная скорость ветра, осредненная за 5-секундный интервал времени, порывистость ветра, характеризующаяся коэффициентами порывистости (пульсаций), равными отношению максимальной скорости ветра в порывах к средней скорости ветра и продолжительностью порывов (пульсаций), а также направление ветра, как векторная величина,

скорость ветра можно представлять в виде суммы двух ее составляющих статической, соответствующей средней скорости ветра, осредненной за 2-х минутный интервал времени, и динамической составляющей, характер изменения которой в функции времени можно представить графиками тригонометрических функций - синусоидами со случайными амплитудами пульсаций, определяемыми коэффициентами порывистости и продолжительностью порывов (пульсаций),

установлена статистическая зависимость между средними скоростями ветра, коэффициентами порывистости и продолжительностью порывов ветра,

получен закон распределения максимальных пульсаций ветра, который близок к нормальному с наиболее вероятным значением коэффициента порывистости Кп = 1,25 и пределами его изменения - 1,05 <КП< 1,45, и соответствующих им круговых частот 1,26 < а< 0,16 (5< т < 40, с), повторяемость коэффициентов порывистости, не превышающих 1,45, составляет 99%, построены экспериментальные кривые статистического распределения времени действия ветра по одному и тому же его направлению

Получены аналитические зависимости ветровой нагрузки на кран с грузом, выраженные через коэффициенты аэродинамического сопротивления, с учетом ее динамической составляющей, изменения скоростного напора ветра по высоте крана и собственных скоростей движения механизмов в функции обобщенных координат - угла поворота и вылета стрелы крана

Предложена методика составления ветровой карты порта, которая позволяет прогнозировать скорость ветра на причалах и рабочих участках порта с учетом их защищенности естественными и искусственными препятствиями Третья глава посвящена математическому моделированию режима работы портальных кранов и численным методам исследования основных показателей работы портальных кранов "Альбрехт" и "Кировец" при динамическом воздействии ветра В качестве основных показателей работоспособности кранов установлены максимальные эксплуатационные нагрузки в механизмах вылета стрелы и поворота кранов, эквивалентные нагрузки, определяющие тепловой режим двигателей механизмов, углы раскачивания груза в пространстве и управляемость кранов, определяемая переходными процесса-

ми, а также коэффициент грузовой устойчивости крана. Эти показатели могут быть определены с помощью численных методов решения дифференциальных уравнений на ЭВМ, моделирующих работу портальных кранов при динамическом воздействии ветра В разработанную профессором Ерофеевым НИ математическую модель режима работы крановых установок

, ^ Бф-ф

с Г

'V =4 Мф-М^-Му - АСмРфрх

Г

втф+У

1+Ё(Кго-1>т©,1 V »=1

2а ( Рр -Р1р -Рс -АС-ДГр V х

ФрУ 1+£(Кш-1>11Ш>,1 V /=1

1 ф2 8 ра-р_ 1 2та т0 I ти ч

И-Х^ш-1)3111®»1 8ёпЛ/ I

26 р| Р~Г° п2 1 ^ 8 Ра-Р^о)2^

(Ь-Ь0)2 2та

.(Ь-Ьо У

ГГ

Ь2 Ф та I

таЬ

Рр-Ртр-Рс-АСхКРр^

п

8§пУ

РА-РхрА-РсА-АС;сКРрУ2

1+2(кш-1)

V /=1

этюД

агсзт-—--агс1в— Ь С

БЙПУ

Х1 у

Р-Гр Ь-Ьп

, _ра Б ф-фа р АСГР , 3 фа +2—фа---!_£. 2фрУ

Ра т / ра тра

-2 Г " 42

ХБШф+У 1+^(Кт-1)з1ПЮД ^ 1=1 J

т I т 1

' п N

1+£(Кга-1)ш10)г1: V (=1

вт ф Ь§пУ,

5 га +

т

гё=-

1=1

соб фвдпУ,

26 2 ш+тлпп ш+тлпп

введены функции ветровой нагрузки Полученная таким образом математическая модель отражает режим работы портальных кранов при ветре с тремя независимыми совмещенными рабочими движениями (подъем, вылет и вращение) и гибким подвесом груза Модель представлена в виде системы пяти нелинейных неоднородных дифференциальных уравнений второго порядка, правая часть которых содержит случайные функции ветровой нагрузки Уравнение 1 системы описывает работу механизма поворота при переменных величинах - длине гибкой подвески груза / и моменте инерции поворотной части крана I Уравнения 2 записаны для механизмов изменения вылета кранов соответственно 2а - с шарнирно-сочлененными укосинами и 26 - с прямыми стрелами с уравнительными устройствами Уравнения 3 и 4 описывают вынужденные колебания груза под действием ветровой нагрузки Уравнение 5 описывает работу механизма подъема В уравнениях системы обозначены Ф, р и фа, ра, га— координаты соответственно точки подвеса и самого груза, Б - натяжение грузового каната, та - масса стрелового устройства, приведенная к точке подвеса груза, тл - масса лебедки, приведенная к окружности грузового барабана, т - масса груза, £ - длина стрелы, 11 - высота точки подвеса груза над поверхностью земли, Ио - высота оси качания стрелы над поверхностью земли, г0 - расстояние от оси вращения крана до оси качания стрелы, п„ — кратность грузового полиспаста, g - ускорение свободного падения, Мф, М^, Му - моменты, приведенные к оси вращения крана, соответственно движущий, силы трения и крена крана, Рр, Р-^, Рс - силы, приведенные

к точке подвеса груза соответственно движущая, трения и от неуравновешенности собственного веса стрелового устройства и веса груза, Р2 - движущая сила, приведенная к окружности грузового барабана, А - переводной коэффициент скорости ветра V в давление, См, Сх, , С^, Сг - коэффициенты соответственно аэродинамического момента и сил по соответствующим координатам, определяемые экспериментальными продувками модели крана в аэродинамической трубе, и Рр - характерная наветренная площадь стрелы соответственно по координатам ср и р, К - коэффициент приведения ветровой нагрузки, действующей на стрелу, к точке подвеса груза, Кш и ш, — коэффициенты пульсаций ветра и соответствующие им круговые частоты Силовые факторы управления механизмами задавались в виде функции их скоростей, а момент инерции поворотной части I - в функции вылета стрелы р

Теоретические исследования основных показателей работоспособности портальных кранов "Альбрехт" и "Кировец" в функции времени выполнены при следующих параметрах ветра и груза средние скорости ветра изменялись от 15 до 20 м/с, коэффициенты порывистости 1,05 < Кп < 1,45, а соответствующие им круговые частоты 1,26 < ш< 0,16 (5< т < 40 с), наветренная площадь груза весом Ют изменялась от 5 до 20 м2, соответственно коэффициент парусности груза 0,5< КР < 2,0 Исследования проводились для характерных циклов работы кранов по варианту склад-судно без ограничений на геометрические параметры и для циклов работы с ограничениями, накладываемыми на геометрические параметры работы крана (р=20-22 м,

Ф=130-140°) В результате численных методов исследования работы кранов "Альбрехт" и "Кировец" при ветре установлены зависимости указанных выше показателей работоспособности кранов от параметров ветровой нагрузки и парусности грузов Допустимая ветровая нагрузка для рабочего состояния кранов определялась из условий, ограничивающих величину перечисленных выше показателей работоспособности кранов

В результате теоретических исследований основных показателей работоспособности кранов "Альбрехт" и "Кировец" установлено следующее

Максимальные эксплуатационные нагрузки в механизмах кранов в течение цикла появляются в период переходных процессов и определяются в основном характером управления краном и настройкой пусковой аппаратуры двигателей (регулировкой тормозов) Влияние ветра на максимальные нагрузки в механизмах вылета стрелы кранов проявляется при средних скоростях ветра свыше 15 м/с, а его пульсаций - в механизмах вылета и поворота кранов - свыше 18 м/с Влияние средних скоростей ветра с учетом возможных пульсаций на механизмы вылета кранов при их работе на грузах с 0,5 < КР < 1,0 составляет для "Кировца" 1,2-1,3 и "Альбрехта" - 1,3-1,5 раза, а на грузах с 1,0 < КР < 2,0 соответственно 1,3-1,4 и 1,5-1,8 Влияние же средних скоростей ветра на максимальные нагрузки в механизмах поворота кранов при исследуемых характерных циклах их работы несущественно Динамическое воздействие ветра по сравнению со статическим воздействием увеличивают максимальные нагрузки в механизмах вылета и поворота кранов "Кировец" и "Альбрехт" при работе на грузах с 0,5 < КР < 1,0 соответственно в 1,1-1,15 раза, а на

грузах с 1,0 < Кр < 2,0 - в 1,15-1,20 раза. Изменение наветренной площади груза от 5 до 20 м2 увеличивает максимальные нагрузки кранов на 10-15%

Максимальные эксплуатационные нагрузки в механизмах кранов при их работе против ветра возрастают с увеличением средней скорости ветра, коэффициента пульсаций и парусности грузов, однако, при исследуемых параметрах ветрового воздействия и циклах работы, они остаются в пределах допустимых Таким образом, установлено, что при обычных рабочих циклах по условиям максимальных эксплуатационных нагрузок работа кранов "Альбрехт" и "Кировец" допускается при средних скоростях ветра 20 м/с с порывами до 28 м/с С учетом возможного сочетания максимальных нагрузок на механизмы кранов при их работе в наихудших условиях допустимая средняя скорость ветра составляет 18 м/с с порывами до 22 м/с

Эквивалентные нагрузки в механизмах кранов практически пропорциональны величине средней скорости ветра Пульсации ветра увеличивают эквивалентные нагрузки в механизмах вылета стрелы кранов "Кировец" и "Альбрехт" при их работе на грузах с 0,5 < < 1,0 соответственно в среднем в 1,1-1,2 раза, а на грузах с 1,0 < КР < 2,0 - в 1,2-1,3 раза. Влияние же пульсаций на величину эквивалентных нагрузок в механизме поворота крана "Альбрехт" несущественно, а для крана "Кировец" оно составляет 20-30%. Изменение наветренной площади грузов от 5 до 20 м2 увеличивает эквивалентные нагрузки в механизмах в среднем на 20% По условиям нагрева электродвигателей механизмов крана "Альбрехт" при ПВ=40% для вылета и ПВ=60% для поворота (паспортные значения) допустимая средняя скорость

ветра с учетом возможных пульсаций рабочего состояния крана на грузах с КР < 0,5 составляет 17 м/с, а для крана "Кировец" на грузах с КР < 1,0 -18 м/с Установлены характер и параметры поперечных колебаний груза на канате переменной длины при раздельной и совмещенной работе крановых механизмов, ускорения, скорости и пути крана и груза, а также углы отклонения груза в пространстве в функции времени Ускорения, скорости и пути груза по координатам фк и ра имеют, в основном, характер гармонических колебаний с периодами 7-12 с Исследования влияния сил ветра на скорости механизмов показали, что ограничений на работу кранов по условиям изменения скоростей движения механизмов с грузом, не накладывается

Максимальные углы раскачивания груза существенно зависят от парусности грузов и мало зависят от веса груза (различие составляет до 10%) Влияние ветра при исследуемых его параметрах на максимальные углы раскачивания груза в пространстве с коэффициентом парусности менее КР < 0,5 несущественно, для грузов с 0,5 < К? < 1,0 общее влияние ветра составляет в среднем 25%, для грузов с 1,0 < КР < 1,5 соответственно 30-40% и при 1,5 < Кр < 2,0 - 40-70% Таким образом, по условиям влияния ветра на раскачивание груза, полагая, что увеличение углов раскачивания на 25% погасится за счет дополнительных управлений (при нормальной управляемости крана), можно считать допустимой работу кранов при средней скорости ветра 20 м/с с порывами до 28 м/с на грузах, имеющих коэффициент парусности КР < 1,0, а при ветре 18 м/с с порывами до 26 м/с на грузах с 1,0 < Кр < 1,5 и 15 м/с с порывами до 22 м/с на грузах с 1,5 < Кр < 2,0.

При исследуемых характерных циклах работы кранов, параметрах ветрового потока и груза время переходных процессов механизмов изменяется в допустимых пределах Установлено, что время переходных процессов зависит от направления и величины средней скорости ветра, динамических характеристик крана и практически мало зависит от порывистости ветра и парусности грузов Для характерных циклов применительно к рассматриваемым типам кранов, допустимая скорость ветра рабочего состояния по условию управляемости составляет 20 м/с с порывами до 28 м/с При возможном сочетании нагрузок на механизмы кранов при их работе в наихудших условиях допустимая средняя скорость ветра для кранов "Альбрехт" и "Кировец" составляет 18 м/с с порывами до 22 м/с При этом время переходных процессов механизмов вылета составляет 4-6 с, а поворота на вылете 22-25 м составляет 10-15 с В результате исследования переходных процессов даны рекомендации по регулировке тормозов механизмов изменения вылета стрелы и поворота кранов при их работе в условиях ветровых нагрузок.

Методом конечных элементов исследованы динамические характеристики крановых конструкций, позволившие определить динамическое воздействие ветровой нагрузки на грузовую устойчивость портальных кранов "Кировец" и "Ганц" При средних скоростях ветра от 15 до 20 м/с с порывами до 28-30 м/с коэффициенты грузовой устойчивости крана "Альбрехт" составляет 1,62, а крана "Кировец" - 2,2, что отвечает требованиям Правил

Для характерных циклов работы кранов "Альбрехт" и "Кировец" с ограничениями на вылет стрелы и режим работы допустимые скорости ветра составляют при переработке грузов с К^ 5 0,5 - 20 м/с с порывами

до 25 м/с, для грузов с 0,5 < КР < 1,0 - 18 м/с с порывами до 22 м/с и грузов с 1,0 < Кр < 2,0 - 15 м/с с порывами до 18 м/с

Для работы кранов "Альбрехт" и "Кировец" без ограничений допустимая скорость ветра на грузах с 0,5 < Кр ^ 1,0 составляет 18 м/с с порывами до 22 м/с, а для грузов с 1,0 < К? < 2,0 - 15 м/с с порывами до 18 м/с

В четвертой главе приведены результаты модельных испытаний кранов "Кировец" и "Ганц" в аэродинамической трубе и натурных испытаниях портальных кранов "Альбрехт" Основными задачами экспериментальных исследований являются уточнение расчетной ветровой нагрузки на краны, изучение влияния сил ветра на основные показатели работы кранов и определение степени достоверности результатов математического моделирования и численных методов расчета основных показателей работы кранов

В ходе экспериментальных исследований определялись коэффициенты аэродинамического сопротивления крановых конструкций в функции р и ср, нагрузки в механизмах вылета стрелы и поворота крана, время переходных процессов и скорости движения крановых механизмов, углы раскачивания груза, управляемость крана при ветре, характер изменения скорости ветра во времени и ее влияние на исследуемые показатели работы крана

Модели кранов в масштабе 1 50 испытывались в аэродинамической трубе Портал, поворотная часть в сборе, поворотная платформа и колонна, стреловое устройство помещались в зоне воздушного потока на тензовесах Угол атаки потока на модель изменялся через каждые 10° Углы продувки моделей изменялись от 0 до 180° Аэродинамическая нагрузка измерялась в

-26-

системе координат, связанной с моделью крана

Для испытываемых частей моделей кранов определялась зона автомо-дельности путем их продувки при разных скоростях потока Для одного положения модели проводилось 5-6 продувок при числах Рейнольдса, больших нижней границы зоны автомодельности По результатам расчетов аэродинамических коэффициентов сопротивления на ЭВМ строились кривые зависимости коэффициентов от числа Рейнольдса при постоянном угле атаки, с этих кривых снималась величина коэффициентов сопротивления для построения графиков в зависимости от угла атаки и наклона стрелы крана

Пересчет результатов модельных испытаний на натуру производился при следующих допущениях коэффициент сопротивления каждого элемента конструкция высотой ей равен коэффициенту сопротивления, характерному для всей конструкции, для одной и той же конструкции не учитывалось влияние изменения коэффициента заполнения и неравномерности потока по высоте на величину коэффициента сопротивления аэродинамические коэффициенты, полученные экспериментально, приняты равными аэродинамическим коэффициентам реальной конструкции крана вследствие автомодель-ности режимов обтекания

Результаты модельных испытаний позволили получить упрощенные и уточненные зависимости ветровой нагрузки на исследуемые краны в функции угла поворота и вылета стрелы с учетом конструктивных особенностей элементов и частей, а также их аэродинамического взаимовлияния Выявлен характер функции момента от сил ветра на поворотную часть крана, завися-

щий от угла поворота крана (угла атаки), график которой для крана "Киро-вец" имеет синусоидальную, а для крана "Ганц" - трапецеидальную форму

Совпадение значений экспериментально полученных коэффициентов аэродинамического сопротивления с расчетными для определенных положений крановых конструкций по отношению к углу атаки воздушного потока свидетельствует об удовлетворительных результатах моделирования ветровой нагрузки на краны в лабораторных условиях

Натурные испытания кранов "Альбрехт" проводились в Ильичевском морском порту при средней скорости ветра 15 м/с с порывами до 18-20 м/с в соответствии с Программой, согласованной с руководством порта Методика и условия испытаний кранов отражены в соответствующих актах испытаний

В процессе испытаний регистрировались с помощью осциллографа следующие величины скорость ветра, токи в электродвигателях механизмов вылета стрелы и поворота крана, усилие в рейке стрелы, скорости, время разгона и торможения механизмов, а также углы раскачивания груза в двух ортогональных плоскостях Оценка влияния ветра на регистрируемые показатели работы крана производилась в основном в безразмерной форме, т. е в относительных единицах За базовые показатели принимались показатели работы крана при отсутствии ветра

Сравнительная оценка изменения нагрузок, времени переходных процессов, скоростей механизмов, колебательных процессов груза в результате натурных испытаний портального крана "Альбрехт" при скорости ветра свыше 15 м/с с расчетными позволяет сделать вывод, что математическое

моделирование и численные расчеты основных показателей работоспособности портальных кранов при ветровых нагрузках выполнены с достаточной для инженерной практики степенью достоверности

Пятая глава посвящена теоретическим исследованиям работоспособности портальных кранов типа Сокол, Альбатрос, Кондор, Ганц и Форель, обоснованию допустимых ветровых нагрузок для рабочего состояния портовых кранов и методам повышения эффективности их использования

В результате численных методов исследования основных показателей работоспособности наиболее распространенных в портах портальных кранов типа Альбрехт, Кировец, Сокол, Альбатрос, Кондор, Ганц и Форель при принятых параметрах ветровой нагрузки и циклах их работы были получены зависимости этих показателей в функции времени и парусности грузов, на основании которых были определены допустимые скорости ветра для их рабочего состояния в зависимости от технологии работ, геометрических параметров циклов работы кранов и парусности грузов (таблица) При работе кранов с ограничениями, накладываемыми на р и <р, предельные скорости ветра для их рабочего состояния составляют 25 м/с при обработке грузов с КР < 0,5

Для практического использования портовых кранов при повышенных ветровых нагрузках предложены следующие методы использование кранов при скорости ветра свыше 15 м/с, но в пределах паспортных значений ветровых нагрузок с ограничениями, накладываемыми на технологические схемы работ и парусность грузов; использование кранов при ветровых нагрузках свыше паспортных значений с ограничениями, накладываемыми на

Допустимые скорости ветра для рабочего состояния портальных кранов в зависимости от геометрических параметров циклов работы и коэффициента парусности

Портальные краны Работа кранов с ограничениями на р= 20 - 22 м, поворот крана (р = 130-140°в зависимости от Кр Работа кранов без ограничения на р и ф в зависимости отКе

"Альбрехт" КРйО,5 20 м/с с порывами до 25 м/с 0,5<Кр< 1,0 17 м/с с порывами до 21 м/с

0,5<Кг< 1,0 18 м/с с порывами 22 м/с 1,0<Кр< 2,0 15 м/с с порывами до 18 м/с

1,0<КР<; 2,0 15 м/с с порывами до 18 м/с

"Кировец" Кр5 0,5 20 м/с с порывами до 25 м/с 0,5<Кр<; 1,0 18 м/с с порывами до 22 м/с

0,5<КР<; 1,0 18 м/с с порывами до 22 м/с

1,0<КР< 1,5 15 м/с с порывами до 18 м/с 1,0<Кр< 1,5 15 м/с с порывами до 18 м/с

1,5<Кк<2,0 до 15 м/с 20 м/с с порывами до 25 м/с 1,5<Кр^ 2,0 0,5<Кр< 1,0 до 15 м/с

"Сокол" "Альбатрос" "Кондор" КР< 0,5 18 м/с с порывами до 22 м/с

0,5<Кр5 1,0 18 м/с с порывами до 22 м/с

1,0<КР< 1,5 15 м/с с порывами до 18 м/с 1,0<Кр<1,5 15 м/с с порывами до 18 м/с

1,5<Кр5 2,0 до 15 м/с 1,5<КР<2,0 до 15 м/с

"Ганц" Кг5 0,5 18 м/с с порывами до 20 м/с 0,5<Кр< 1,0 15 м/с с порывами до 18 м/с

0,5<Кр< 1,0 15 м/с с порывами до 18 м/с

1,0<Кр5 2,0 до 15 м/с 1,0<Кр<2,0 до 15 м/с до 15 м/с

"Форель" 0,5<КР^ 1,0 15 м/с с порывами до 18 м/с 0,5<Кр< 1,0

1,0<Кр<2,0 до 15 м/с

технологические схемы работ, геометрические параметры циклов работы кранов и парусность грузов, использование кранов в зонах ветровых теней

При паспортных значениях скорости ветра 18 м/с для кранов типа Альбрехт, Альбатрос, Сокол и Кондор с ограничениями, накладываемыми на вылет стрелы до 20-22 м, коэффициент парусности КР не должен превышать 1,5, а при паспортных значениях скорости ветра 20 м/с для кранов "Кировец" и 18 м/с для кранов "Ганц" и "Форель" - Кг не должен превышать 1,0

Использование кранов при ветровых нагрузках свыше паспортных значений допускается с ограничениями, накладываемыми на технологические схемы перегрузочных работ, геометрические параметры циклов работы кранов и парусность грузов Рассчитанную допустимую скорость ветра 22 м/с для рабочего состояния кранов "Альбатрос", "Сокол" и "Кондор" подтвердил завод-изготовитель Кранбау Эберсвадьде При указанной скорости ветра разрешается перегружать грузы кранами с ограничениями на геометрические параметры циклов их работы (р=22 м, <р = 130-140°) с коэффициентом парусности КР < 1,0, а без ограничений на геометрические параметры циклов работы кранов - с коэффициентом парусности Кр < 0,5

Использование портальных кранов при ветровых нагрузках значительно выше паспортных значений допускается при более жестких ограничениях, накладываемых на технологические схемы перегрузочных работ, геометрические параметры циклов работы кранов и парусность грузов Для кранов "Кировец" с такими ограничениями получены расчетные эксплуатационные зоны, приведенные на рисунке при перегрузке грузов с КР < 0,5,

Эксплуатационные зоны, ограничиваемые вьшетом стрелы р и углом вращения <р для крана "Кировец" В кружках обозначены величины допускаемых скоростей ветра (м/с) для соответствующих зон, я^д/, а2а2, а3а3 - границы эксплуатационных зон

для которых максимальная допустимая скорость ветра составляет 28 м/с

На основании выполненных исследований и писем Минморфлота и ЦК профсоюза рабочих морского и речного флота была проведена в 19811982г г опытная эксплуатация кранов "Альбрехт" при паспортных значениях ветровых нагрузок без участия рабочих в строповке (отстроповке) грузов в портах Ильичевск и Измаил в соответствии с разработанными "Типовой инструкцией по безопасной эксплуатации кранов "Альбрехт" при ветровых нагрузках" и "Программой опытной эксплуатации кранов "Альбрехт" при ветровых нагрузках", утвержденными руководством портов Положительные результаты опытной эксплуатации были оформлены актами, утвержденными главными инженерами портов и согласованными техническими инспектора-

ми труда ЦК профсоюза при Черноморском и Дунайском баскомфлотах

На основании результатов опытной эксплуатации кранов "Альбрехт" при скорости ветра свыше 15 м/с в портах Ильичевск и Измаил и письма Минморфлота и ЦК профсоюза рабочих морского и речного флота была проведена в 1982-1984 г г дополнительная опытная эксплуатация кранов при повышенных ветровых нагрузках в портах Ленинград, Мурманск, Клайпеда, Ильичевск и Измаил, на основании которой были разработаны и внесены дополнения в Правила безопасности труда в морских портах (РД 31 82 03-87) и Правила технической эксплуатации подъемно-транспортного оборудования морских портов (РД 31 1 02-04), разрешающие эксплуатацию портовых кранов при скорости ветра свыше 15 м/с

Опытная эксплуатация портальных кранов при ветровых нагрузках свыше паспортных значений с ограничениями, накладываемыми на технологические схемы перегрузочных работ, которая проводилась в указанных портах при порывах ветра до 22 м/с, подтвердила Заключение завода Кранбау Эберсвальде о возможности использования этих типов кранов при указанных ветровых нагрузках

Проведенная в соответствии с письмами Мурманского округа Госгортехнадзора, Минрыбхоза и ЦК профсоюза работников рыбного хозяйства в 1988-1989 г г опытная эксплуатация кранов в Мурманском рыбном порту подтвердила возможность использования кранов при паспортных значениях ветровых нагрузок при перегрузке грузов с участием рабочих в строповке (отстроповке) грузов Результатом опытной

эксплуатации портальных кранов с участием рабочих в строповке (от-строповке) грузов при скорости ветра от 15 до 22 м/с явилась разработка "Типовой инструкции по эксплуатации портальных кранов при скорости ветра свыше 15 м/с в морских рыбных портах", которая была утверждена приказом Минрыбхоза и ЦК профсоюза работников рыбного хозяйства № 439 от 3 ноября 1989г

На основании выполненных исследований ветровых режимов портов и писем Минморфлота и ЦК профсоюза рабочих морского и речного флота был проведен эксперимент по опытной эксплуатации кранов при сильном ветре в зонах ветровых теней в портах Мурманск, Калининград, Одесса и Находка Опытная эксплуатация производилась на основании разработанных Программы эксперимента, "Положения об опытной эксплуатации кранов морского порта при сильном ветре" и "Методики составления ветровой карты порта", согласованных с техническими инспекциями профсоюза баскомфлотов и утвержденных начальниками указанных портов Методика составления ветровой карты была согласована также с Одесской гидрометеорологической обсерваторией, морскими гидрометеорологическими станциями Одесса-порт, Ильичевск-порт и Мурманск Результаты проведения эксперимента в портах Мурманск, Калининград, Одесса и Находка были оформлены актами и утверждены начальниками портов по согласованию с техническим инспекциями профсоюза соответствующих баскомфлотов

В результате анемометрических съемок в портах Калининград,

Мурманск, Находка и Одесса были составлены с участием автора ветровые карты портов, утвержденные руководством портов

На основании результатов выполненных исследований ветровых режимов портов и составленных ветровых карт портов Калининград, Мурманск, Находка и Одесса была разработана "Методика составления ветровой карты порта", вошедшая в состав "Типовой инструкции по эксплуатации портальных кранов при скорости ветра свыше 15 м/с в морских рыбных портах", которые были включены в "Правила по охране труда в морских рыбных портах", утвержденные в 2001 году приказом Госкомитета РФ по рыболовству и согласованные Минтруда РФ Результаты выполненных исследований также вошли в 2005г в проекты "Правил по охране труда в морских рыбных портах" и "Правил по охране труда для судоремонтных предприятий"

Анализ конструктивных и эксплуатационных особенностей, а также исследование аэродинамических характеристик крановых анемометров в аэродинамической трубе позволили сформулировать требования к анемометрам и дать рекомендации по их выбору, поверке и месту установки на кранах и на территории порта

Результаты внедрения выполненных исследований в нормативных актах Минморфлота и рыбного хозяйства позволяют расширить диапазон использования портовых кранов до скорости ветра 22 м/с, а также в зонах ветровых теней

Шестая глава посвящена определению убытков от простоев вод-

ного транспорта в морских портах и технико-экономической эффективности результатов выполненных научных исследований

В результате опытной эксплуатации портовых кранов при повышенных ветровых нагрузках определен экономический эффект от использования кранов при паспортных значениях ветровых нагрузок (при скорости ветра до 20 м/с), свыше паспортных значений (при скорости ветра до 22 м/с) и в зонах ветровых теней портов

Разработаны дополнительные требования к техническим условиям на проектирование портальных кранов с учетом их эксплуатации при повышенных ветровых нагрузках

Получено заключение завода Кранбау Эберсвальде, подтверждающее эксплуатацию кранов при скорости ветра до 22 м/с

Составлены ветровые карты для морских портов Калининград, Мурманск, Одесса, Находка, утвержденные руководством этих портов

Подтвержденный ЗАО "ЦНИИМФ" экономический эффект по морским торговым портам составляет 25 млн руб в год а - ФГУП "ГИПРОРЫБФЛОТ"-по рыбным портам - 10 млн руб в год

В заключении приведены научные и практические результаты выполненных исследований, содержатся положения, определяющие научную новизну и практическую ценность работы

1 В результате теоретических, экспериментальных исследований и опытной эксплуатации портовых кранов доказана возможность использования портовых кранов в морских и рыбных портах при скорости ветра свыше

-3615 м/с в зависимости от типа крана, технологических схем перегрузочных

работ, геометрических параметров циклов работы и парусности грузов

2 Предложены методы повышения эффективности их использования при ветровых нагрузках использование кранов при скорости ветра свыше 15 м/с, но в пределах паспортных значений ветровых нагрузок с ограничениями, накладываемыми на технологические схемы перегрузочных работ и парусность грузов, использование кранов при ветровых нагрузках свыше паспортных значений с ограничениями, накладываемыми на технологические схемы перегрузочных работ, геометрические параметры циклов работы кранов и парусность грузов, использование кранов в зонах ветровых теней Предложенные методы позволяют расширить диапазон допустимых скоростей ветра для рабочего состояния портовых кранов до 22 м/с, а в отдельных случаях до 25 м/с и более, а также использовать портовые краны в зонах ветровых теней

3 Разработана математическая модель режима работы портальных кранов при динамическом воздействии ветра, справедливость которой подтверждена результатами натурных испытаний В математической модели ветровая нагрузка представлена в виде двух составляющих статической - соответствующей средней скорости ветра и динамической - соответствующей пульсационной составляющей скорости ветра

4 Предложена методика комплексного исследования работы кранов и обоснования допустимых ветровых нагрузок для их рабочего состояния, включающая математическое моделирование режима работы портальных кранов, модельные аэродинамические испытания, численные методы иссле-

дования основных показателей работоспособности портальных кранов при ветровых нагрузках, натурные испытания и опытную эксплуатацию портовых кранов при скорости ветра свыше 15 м/с

5 Усовершенствована методика расчета портальных кранов на ветровую нагрузку определены параметры ветровой нагрузки и ее статистические характеристики, получены аналитические зависимости ветровой нагрузки на кран с грузом с учетом динамической ее составляющей и собственных скоростей движения крановых механизмов в функции обобщенных координат (р, ф), учтена векторная природа ветровой нагрузки и определена вероятная устойчивость направления ветра в различных ветровых районах, учтено влияние рельефа местности и портовой застройки на ветровую нагрузку кранов в эксплуатационных условиях

6 Предложена методика и выполнены модельные испытания некоторых типов портальных кранов в аэродинамической трубе, в результате которых получены уточненные значения коэффициентов аэродинамического сопротивления, включая моментные характеристики крановых конструкций в функции обобщенных координат (р, <р) с учетом конструктивных элементов и их аэродинамического взаимовлияния

7 Численными методами исследованы основные показатели работоспособности наиболее распространенных в морских портах портальных кранов типа Альбрехт, Альбатрос, Сокол, Кондор, Кировец, Ганц и Форель максимальные эксплуатационные нагрузки в механизмах вылета стрелы и пово-

рота, эквивалентные нагрузки, определяющие тепловой режим двигателей механизмов, углы раскачивания груза в пространстве и управляемость кранов, определяемая переходными процессами механизмов, в зависимости от технологии перегрузочных работ, геометрических параметров циклов работы {фанов и парусности грузов

8 Предложен способ расчета динамических характеристик крановых конструкций методом КЭ, позволяющий на стадии проектирования определять динамическое воздействие ветра на грузовую устойчивость крана

9 Предложен дифференцированный метод определения допустимых ветровых нагрузок на портовые краны в эксплуатационных условиях, учитывающий тип крана, технологическую схему его работы, парусность грузов и векторную природу ветровой нагрузки, защищенность причалов и рабочих участков порта естественными и искусственными препятствиями

10 Разработана методика составления ветровой карты, на основании которой составлены ветровые карты некоторых портов. Методика позволяет прогнозировать скорости ветра на территории порта и тем самым планировать расстановку судов и бригад портовых рабочих при получении штормового предупреждения

11 Сформулированы дополнительные требования к техническим условиям на проектирование портальных кранов с учетом их эксплуатации при повышенных ветровых нагрузках Даны рекомендации по регулировке тормозов механизмов поворота и вылета стрелы, а также по выбору ветроизме-рительных приборов, местам их установки на кранах и территории порта

-3912 Основные результаты выполненных исследований внедрены

в нормативных актах Типовая инструкция по эксплуатации портальных кранов при скорости ветра свыше 15 м/с в морских рыбных портах, Правила по охране труда в морских рыбных портах, ПОТ РО 18300 21500-01-20, Правила технической эксплуатации подъемно-транспортного оборудования морских торговых портов, РД 31 1 02-04 , а также вошли в проекты Правил по охране труда в рыбных портах и для судоремонтных предприятий,

на заводе Кранбау Эберсвальде (Германия), подтвердивший возможность эксплуатации портальных кранов данного завода при ветровых нагрузках свыше паспортных значений (при скорости ветра в порывах до 22 м/с)

в учебном процессе учебное пособие "Охрана труда", рекомендованное УМО на водном транспорте для студентов и курсантов ВУЗов водного транспорта и рыбного хозяйства

13 Подтвержденный ЗАО "ЦНИИМФ" экономический эффект от результатов внедрения диссертационной работы в портах Министерства транспорта составляет 25 млн руб в год, а ФГУП "ГИПРОРЫБФЛОТ" в морских рыбных портах Федерального агентства по рыболовству 10 млн руб в год Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах.

1 Внедрение "Положения по эксплуатации портовых кранов при сильном ветре" отчет о НИР / Одес ин-т инж мор флота , рук Н И Ерофеев , отв исполн В А Подобед - Одесса, 1977 - 100 с - Инв № Б747183

2 Ерофеев, Н И Влияние ветрового напора на привод грузоподъемных машин тезисы докл /НИ Ерофеев, В А Подобед // Материалы науч -

техн конф "Электрооборудование и автоматизация кранов" / ЦБНТИ ММФ -Ильичевск, 1976 - С 21-23

3 Ерофеев, Н И Определение допустимых рабочих скоростей ветра грузоподъемных кранов /НИ Ерофеев, В А Подобед, П. Я Лисовой // Судостроение и судоремонт сб науч тр / ОИИМФ - Одесса, 1977 - Вып 9 -С 101-107

4 Ерофеев, Н И Положение по эксплуатации грузоподъемных кранов при сильном ветре тезисы докл /НИ Ерофеев, В А Подобед // Материалы II регион науч -техн конф "Пути повышения эффективности и качества грузоподъемных машин и оборудования в условиях Дальнего Востока и Восточной Сибири" / ДВ филиал ВНИИПТМАШ - Артем, 1976 - 2 с

5 Ерофеев, Н И Работа подъемных кранов при сильном ветре /НИ Ерофеев, В А Подобед // Безопасность труда в промышленности - 1977 -№3 -С 37-38

6 Ерофеев, Н И Экспериментальное определение аэродинамических характеристик модели портального крана /НИ Ерофеев, П Я Лисовой, В А Подобед//Известия ВУЗов Машиностроение -1976 -№5 -С 127-131

7 Зубко, Н Ф Влияние ветровых нагрузок на работу приводов механизмов портального крана / Н Ф Зубко, В А Подобед // Электротехническая промышленность Сер Электропривод - 1983 -Вып 2(112) - С 42-44

8 Зубко, Н Ф Натурные исследования работы портальных кранов "Альбрехт" в условиях ветра / Н Ф Зубко, В А Подобед, С А Радзюк // Гидротехнические сооружения морских портов и их механизация сб науч

тр /ОИИМФ -М, 1983.-С 88-89

9 Зубко, Н Ф Нормирование ветровых нагрузок для рабочего состояния грузоподъемных кранов / Н Ф Зубко, В А Подобед // Безопасность труда в промышленности - 1982 -№5 -С 54-55

10 Зубко, Н Ф Результаты исследования работоспособности портальных кранов завода Кранбау Эберсвальде при воздействии ветровых нагрузок / Н Ф Зубко, В А Подобед // Инженерные сооружения и оборудование морских портов сб науч тр / ОИИМФ -М,1985 -С 93-94

11 Переработка "Правил по технике безопасности в рыбных портах", раздел 5 "Техника безопасности при перегрузочных работах с подъемно-транспортными машинами" отчет о НИР / Мурман высш инж -мор уч-ще , рук В А Подобед - Мурманск, 1991 -44 с -Инв №02910051640

12 Подобед, В А Вероятностная оценка устойчивости направления и порывистости ветра / В А Подобед, Н Е Подобед // "Наука и образование -2004" материалы Междунар науч -техн конф тез докл / МГТУ - Мурманск, 2004 - Ч 5 - С 241 - 245

13 Подобед, В А Вопросы безопасной эксплуатации портовых кранов при повышенных ветровых нагрузках / В А. Подобед, Н Е Соловьева // Тезисы докл науч -техн конф профес -преп состава, аспирантов, науч и ИТР МВИМУ. - Мурманск, 1990 - С 94-96

14 Подобед, В А Вопросы снижения риска при эксплуатации грузоподъемных кранов в условиях штормового ветра / В А Подобед // Тезисы докл на Междунар симпозиуме "Предупреждение риска (научно-

техническая эволюция)" / Междунар федерация ассоциаций специалистов безопасности и гигиены [РАЭ - М, 1992 - 2 с

15 Подобед, В А Вопросы эксплуатации грузоподъемных кранов, находящихся в различных ветровых условиях / В А Подобед, Н Е Соловьева // Тезисы докл IV регион науч -техн конф "Проблемы создания и эксплуатации ПТМ в условиях Дальнего Востока и Восточной Сибири" / ДВ филиал ВНИИПТМАШа -Артем, 1983 -С 128

16 Подобед, В А Выбор и использование анемометров портовых кранов / В А Подобед, Н Е Подобед // "Наука и образование - 2004" материалы Междунар науч -техн конф тез докл / МГТУ - Мурманск, 2004 -45 - С 236-240

17 Подобед, В А Динамический расчет крановых конструкций по методу конечных элементов / В А Подобед, Э П Лукаш // Проектирование, строительство и эксплуатация гидротехнических сооружений и портовых комплексов сб науч тр /ОИИМФ - М, 1984 - С 72-73

18 Подобед, В А Исследование работоспособности портальных кранов при воздействии ветра дис канд техн наук / В А Подобед , Одес ин-тинж мор флота - Одесса, 1981 -207 с

19 Подобед, В А Исследование работоспособности портальных кранов при воздействии ветра автореф дис. канд техн наук / В А Подобед - Л ЛИИВТ, 1982 -16 с

20 Подобед, В А Математическое моделирование ветровых и сейсмических нагрузок на портальные краны в рабочем состоянии

-43/ В А Подобед, H Е Соловьева // Тезисы докл юбилейн науч конф

МВИМУ - Мурманск, 1990 - С 77-81

21 Подобед, В А Математическое моделирование ветровых нагрузок на портовые портальные краны / В А Подобед // Вестник МГТУ труды Мурман гос техн ун-та -2006 -Т 9, №2 - С 318-331

22 Подобед, В А Моделирование режимов работы портальных кранов при динамическом воздействии ветра / В А Подобед // Тезисы докл IV регион науч -техн конф "Проблемы создания и эксплуатации ПТМ в условиях Дальнего Востока и Восточной Сибири" / ДВ филиал ВНИИПТМАШа -Артем, 1983 - С 125-127

23 Подобед, BAO разработке правил по технике безопасности в рыбных портах / В А Подобед // Тезисы докл науч-техн конф профес-преп состава, аспирантов, научных и ИТР МВИМУ - Мурманск, 1991 - С 89-90

24 Подобед, В А Обобщенный метод расчета на ЭВМ нагрузочных и других параметров работы крана "Кировец" при воздействии ветра / В А Подобед // Материалы III регион науч -техн конф "Основные направления научно-технического прогресса в создании и эксплуатации грузоподъемных кранов в условиях Дальнего Востока и Восточной Сибири" / ДВ филиал ВНИИПТМАШа - Артем, 1979 - С 83-84

25 Подобед, В А Отраслевые правила по охране труда для судоремонтных предприятий / В А Подобед, H Е Подобед // "Наука и образование - 2005" материалы Междунар науч -техн конф тез докл / МГТУ - Мурманск, 2005 -Ч 7 - С 119-121

-4426 Подобед, В А Охрана труда учеб пособие для мор спец вузов /

В А Подобед, H Е Подобед - 4-е изд, перераб и доп - Мурманск Изд-во

МГТУ, 2005 -264 с

27 Подобед В А Охрана труда для руководителей, специалистов и отдельных категорий застрахованных учеб пособие / В А Подобед, H Е Соловьева - 3-е изд - Мурманск Север, 2002 - 288 с

28 Подобед, В А Работа портовых кранов при ветровых нагрузках / В А Подобед // Морской флот - 2006 - № 6 - С 68-70.

29 Подобед, В А Пособие по охране труда для руководителей и специалистов предприятий, учреждений и организаций рыбного хозяйства / В А Подобед, В И Фурсов - M Рус Лапландия, 1997 - 335 с

30 Подобед, В А Предупреждение риска при эксплуатации кранов при ветровых нагрузках в морских портах / В А Подобед, H Е Подобед // Вестник МГТУ труды Мурман гос техн ун-та -2006-Т 9, №3 -С 531-533

31 Подобед, В А Проблемы безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов при воздействии ветровых и сейсмических нагрузок / В А Подобед // Тезисы докл I Всесоюз съезда спец по безопасной жизнедеятельности человека - СПб, 1992 - С 85-86

32 Подобед, В А Теоретические исследования основных показателей работы портального крана "Альбрехт" при динамическом воздействии ветра / В А Подобед // Вестник МГТУ труды Мурман гос техн ун-та -2006 - Т 9,№3 - С 522-531

33 Подобед, В А Типовая инструкция по эксплуатации портальных

кранов при скорости ветра свыше 15 м/с в морских рыбных портах / В А Подобед - М.. ВНИЭРХ, 1990 - 32 с

34 Правила по охране труда в морских рыбных портах ПОТ РО 18300 21500-01-2001/рук В А Подобед - СПб [б и],2001 -328с

35 Проведение эксперимента по эксплуатации кранов морского порта при сильном ветре отчет о НИР / Одес ин-т инж мор флота , рук Н И. Ерофеев , отв исполн В А Подобед - Одесса, 1977 - 111 с -Инв № Б623125

36 Разработка Правил по охране труда в морских рыбных портах РТО / Мурман гос техн ун-т, рук В А Подобед - Мурманск, 2002 - 11 с -Инв №01200100835

37 Разработка Правил по охране труда для судоремонтных предприятий РТО/Мурман гос. техн ун-т, рук В А Подобед - Мурманск, 2005.-11с -Инв №02200501643

38 Разработка рекомендаций по увеличению эксплуатационного времени портальных кранов Измаильского морского порта при работе в условиях сильного ветра отчет о НИР / Одес ин-т инж мор флота , рук Н Ф Зубко, отв исполн В А Подобед - Одесса, 1981 -209 с -Инв №Б974831

39 Разработка рекомендаций по эксплуатации портальных кранов "Ганц" и "Форель" при ветровых нагрузках отчет о НИР / Мурман высш инж -мор уч-ще , рук В А Подобед - Мурманск, 1987 - 70 с - Инв № 02880009588

40 Разработка рекомендаций по эксплуатации портальных кранов

"Кировец" при ветровых нагрузках отчет о НИР / Одес ин-т инж. мор. флота , рук H Ф Зубко , отв исполн В А Подобед. - Одесса, 1982 - 82 с - Инв № 02825053344

41 Разработка рекомендаций по эксплуатации портальных кранов типа Сокол, Альбатрос и Кондор при скорости ветра свыше 15 м/с отчет о НИР / Одес ин-т инж мор флота , рук H Ф Зубко , отв исполн В А Подобед - Одесса, 1983 -74 с -Инв №02830022112

42 Разработка технических требований на поставку портовых кранов в различные климатические районы страны (ветровыми нагрузками) отчет о НИР / Мурман высш инж мор уч-ще , рук В А Подобед - Мурманск, 1992 - 27 с - Инв № 02920006560

43 Разработка технических требований на поставку портовых кранов в различные климатические районы страны РТО / Мурман гос акад рыбопро-мысл флота, рук В А Подобед - Мурманск, 1995 - 5 с - Инв № 02960000640

44 Разработка Типовой инструкции по эксплуатации портовых портальных кранов при ветровых нагрузках с участием портовых рабочих в перегрузочном процессе отчет о НИР / Мурман высш инж мор уч-ще , рук В А Подобед - Мурманск, 1989 -64 с - Инв №02890067160

45. Техническое обоснование допустимых ветровых нагрузок для рабочего состояния портальных кранов завода Кранбау Эберсвальде, эксплуатируемых в морских портах СССР отчет о НИР / Мурман высш инж -мор уч-ще , рук В А Подобед - Мурманск, 1985 - 16 с Инв № 02860079019

Издательство МГТУ 183010 Мурманск, Спортивная, 13 Сдано в набор 12 09 2007 Подписано в печать 12 09 2007 Формат 60x84'Лб Бум типографская Уел печ л 2,00 Уч-изд л 1,57 Заказ 439 Тираж 100 экз

Введение.

Глава 1. Анализ приказов портов, нормативных актов и выполненных научных работ. Задачи исследований.

1.1. Анализ приказов портов и нормативных актов по эксплуатации портовых кранов и безопасности труда работающих

1.2. Анализ нормативных актов по расчету кранов на ветровую нагрузку.

1.3. Анализ выполненных научных работ и задачи исследований

Глава 2. Воздействие ветровой нагрузки на кран с грузом.

2.1. Характерные технологические схемы работы портовых кранов.

2.2. Расчетная схема крана и принимаемые допущения.

2.3. Основные параметры ветрового воздействия.

2.4. Вероятностная оценка динамической составляющей ветровой нагрузки по существующим источникам.

2.5. Вероятностная оценка ветровой нагрузки по метеоданным морских портов.

2.5.1. Исследование скорости ветра по записям на метеостанции Ильичевск-порт.

2.5.2. Статистические характеристики динамической составляющей ветровой нагрузки.

2.5.3. Вероятностная оценка устойчивости направления ветра.

2.6. Ветровая нагрузка на портальный кран с грузом.

2.7. Ветровая нагрузка на кран с грузом с учетом влияния скоростей движения крановых механизмов.

2.8. Аналитические зависимости ветровой нагрузки на кран с грузом.

2.9. Влияние местности и портовой застройки на ветровую нагрузку кранов в эксплуатационных условиях.

2.10. Выводы.

Глава 3. Теоретические исследования основных показателей работоспособности портальных кранов при динамическом воздействии ветра.

3.1. Обобщенная математическая модель работы портальных кранов при динамическом воздействии ветра.

3.1.1. Исследуемые показатели работоспособности кранов.

3.1.2. Математическая модель режима работы кранов при ветре

3.2. Численные методы исследования режима работы кранов при ветре.

3.2.1. Метод решения и блок-схема вычислений.

3.2.2. Коэффициенты уравнений и исходные данные для портальных кранов "Альбрехт" и "Кировец".

3.3. Максимальные эксплуатационные нагрузки в механизмах вылета стрелы и поворота кранов при воздействии ветра.

3.4. Эквивалентные нагрузки в механизмах вылета стрелы и поворота кранов при воздействии ветра.

3.5. Влияние ветра на скорости движения механизмов и груза.

3.6. Углы раскачивания груза в пространстве при воздействии ветра.

3.7. Управляемость кранов при воздействии ветра.

3.8. Влияние динамического воздействия ветра на грузовую устойчивость портальных кранов.

3.9. Выводы.

Глава 4. Экспериментальные и натурные исследования воздействия ветровой нагрузки на портальные краны.

4.1. Задачи и методы исследований.

4.2. Модели кранов и оборудование для измерений.

4.3. Аэродинамический модельный эксперимент.

4.4. Методика обработки результатов модельного эксперимента.

4.5. Сравнительная оценка расчетных и экспериментальных данных полученных в результате модельных испытаний. Основные следствия.

-44.6. Методика натурных исследований воздействия ветра на основные показатели работоспособности портальных кранов.

4.6.1. Объекты исследований и приборы измерений.

4.6.2. Последовательность проведения натурных испытаний.

4.7. Анализ полученных результатов, сравнительная оценка расчетных и экспериментальных данных.

4.7.1. Нагрузки в механизмах вылета стрелы и поворота крана.

4.7.2.Управляемость крана и углы раскачивания груза в пространстве

4.8. Результаты натурных испытаний кранов "Альбрехт".

Глава 5. Обоснование допустимых ветровых нагрузок для рабочего состояния портовых кранов и разработка методов повышения эффективности их использования.

5.1. Результаты исследований основных показателей работоспособности портальных кранов типа Сокол, Альбатрос, Кондор, Ганц и Форель при ветровых нагрузках.

5.1.1. Основные характеристики кранов и исходные данные.

5.1.2. Влияние ветра на максимальные эксплуатационные нагрузки в механизмах вылета стрелы и поворота крана "Сокол".

5.1.3. Влияние ветра на нагрев электродвигателей механизмов крана "Сокол".

5.1.4. Влияние ветра на поведение груза в пространстве.

5.1.5. Влияние ветра на управляемость крана "Сокол".

5.1.6. Выводы.

5.2. Методы повышения эффективности использования портовых кранов при ветровых нагрузках.

5.2.1. Классификация методов повышения эффективности использования портовых кранов при ветровых нагрузках.

5.2.2. Использование кранов при скорости ветра свыше 15 м/с, но в пределах паспортных значений ветровых нагрузок с ограничениями, накладываемыми на технологические схемы перегрузочных работ и парусность грузов.

-55.2.3. Использование портовых кранов при ветровых нагрузках свыше паспортных значений с ограничениями, накладываемыми на технологические схемы перегрузочных работ, геометрические параметры циклов работы кранов и парусность грузов.

5.2.4. Использование портовых кранов с учетом ветрового режима порта (в ветровых тенях).

5.3. Эксплуатация крановых анемометров.

5.4. Результаты опытной эксплуатации портовых кранов при повышенных ветровых нагрузках.

5.5. Выводы.

Глава 6. Технико-экономическая эффективность результатов выполненных исследований.

6.1. Определение убытков от простоев транспорта в морских портах по причине сильного ветра.

6.2. Расчет эффективности использования портовых кранов в зонах ветровых теней.

6.3. Расчет эффективности использования портовых кранов при паспортных значениях ветровых нагрузок.

6.4. Расчет эффективности использования портовых кранов при ветровых нагрузках свыше паспортных значений.

6.5. Расчет эффективности использования портовых кранов при паспортных значениях ветровых нагрузок с участием рабочих в строповке (отстроповке) грузов в морских рыбных портах.

6.6. Дополнительные требования к техническим условиям на проектирование портальных кранов с учетом их эксплуа- 212 тации при повышенных ветровых нагрузках.

6.7. Результаты внедрения выполненных исследований.

6.8. Выводы.

Актуальность темы. Основными задачами водного транспорта является своевременное, качественное и полное удовлетворение потребностей всех отраслей экономики и населения в перевозках, а также повышение экономической эффективности его работы.

На протяжении многих десятилетий отраслевыми Правилами технической эксплуатации перегрузочных машин морских портов (ПТЭ) [143-146], Правилами безопасности труда в морских портах [136] и Правилами техники безопасности в морских рыбных портах [140] запрещалось использование портовых кранов при скорости ветра 15 м/с и более, в связи с чем время простоев флотов и портов в Министерствах морского флота и рыбного хозяйства составляло в среднем около 300 часов в год, что приводило к миллионным убыткам (Приложение 1.1). В связи с этим весьма актуальным является использование портовых кранов при скорости ветра свыше 15 м/с, позволяющее значительно сократить простои водного транспорта в морских портах по причине сильного ветра. Сокращение простоев водного транспорта приобретает особое значение для портов Крайнего Севера и Дальнего Востока, где время действия сильных ветров со скоростью свыше 15 м/с в отдельные периоды года достигает 30-40 %.

До настоящих исследований отсутствовали научные разработки и публикации, посвященные влиянию ветровых нагрузок на работоспособность портовых кранов, в связи с чем отсутствовали научно обоснованные рекомендации по их использованию. В нормах и расчетах грузоподъемных кранов ветровая нагрузка рассматривается как статическая нагрузка. При этом не учитываются конструктивные и эксплуатационные особенности кранов, технология перегрузочных работ, парусность грузов, а также векторная природа ветровой нагрузки.

Успешное решение проблемы по сокращению простоев флотов и портов по причине сильного ветра возможно за счет выявления резервов работоспособности портовых кранов и их использовании при скорости ветра свыше 15 м/с. Это может быть достигнуто разработкой научно обоснованных методов повышения эффективности использования портовых кранов при ветровых нагрузках, расширяющих диапазон допустимых скоростей ветра для их рабочего состояния. Внедрение в морских портах указанных методов, разработанных на основе современных методик расчета и исследования работоспособности кранов при ветровых нагрузках, внесет значительный вклад в развитие экономики страны.

Работа выполнялась в соответствии с планами научно-исследовательских работ с морскими пароходствами, торговыми и рыбными портами и отраслевой программой, утвержденной первым заместителем Председателя Госкомитета по рыболовству России от 30.11.2001 г.

Целью исследования является разработка научно обоснованных методов повышения эффективности использования портовых кранов при ветровых нагрузках.

В соответствии с указанной целью в работе решаются следующие основные задачи:

1. Исследование резервов работоспособности портовых кранов и обоснование методов повышения эффективности их использования при ветровых нагрузках.

2. Исследование основных параметров ветровой нагрузки и разработка методики расчета портальных кранов на ветровую нагрузку с учетом защищенности причалов и рабочих участков порта естественными и искусственными препятствиями и сооружениями.

3. Разработка математической модели работы портальных кранов при динамическом воздействии ветра.

4. Теоретические исследования основных показателей работоспособности портальных кранов при динамическом воздействии ветра.

5. Обоснование допустимых ветровых нагрузок для рабочего их состояния в зависимости от технологических схем перегрузочных работ, геометрических параметров циклов работы кранов и парусности грузов.

6. Проведение экспериментальных испытаний моделей портальных кранов в аэродинамической трубе.

7. Проведение натурных испытаний и опытной эксплуатации портовых кранов при скорости ветра свыше 15 м/с.

8. Разработка методики составления ветровой карты и исследование ветровых режимов портов с помощью анемометрических съемок.

9. Разработка нормативных актов и документов, регламентирующих использование портовых кранов при ветровых нагрузках.

10. Определение технико-экономической эффективности результатов выполненных исследований.

Объектами исследования являются портовые краны, а предметом исследования — повышение эффективности использования портовых кранов при повышенных ветровых нагрузках.

Базовыми методологическими научными работами являются работы в области математического моделирования и исследования режимов работы кранов Гаранина Н.П., Брауде В.И., Ерофеева Н.И., Комарова М.С., Сиротского В.Ф., в области исследования воздействия ветровых нагрузок на инженерные сооружения и башенные краны - Барштейна М.Ф., Давенпорта А.Г., Когана И.Я., Невзорова J1.A, Зарецкого А.А. и других ученых.

Методы исследования. В исследованиях использовались основные положения теоретической механики, динамики машин и крановых установок, теории электропривода, экспериментальной аэродинамики; методы математического моделирования воздействия ветровой нагрузки на портальные краны; численные методы решения дифференциальных уравнений, метод конечных элементов; методы физического моделирования воздействия ветровой нагрузки на краны в аэродинамической трубе и натурных экспериментов; методы математической статистики и теории вероятностей, опытной эксплуатации портовых кранов при ветровых нагрузках и анемометрических съемок в морских портах.

Научная значимость результатов работы. В диссертационной работе получены следующие основные результаты, определяющие ее научную значимость.

1. Разработаны методы повышения эффективности использования портовых кранов при ветровых нагрузках: использование кранов при скорости ветра свыше 15 м/с, но в пределах паспортных значений ветровых нагрузок с ограничениями, накладываемыми на технологические схемы перегрузочных работ и парусность грузов; использование кранов при ветровых нагрузках свыше паспортных значений с ограничениями, накладываемыми на технологические схемы перегрузочных работ, геометрические параметры циклов работы кранов и парусность грузов; использование кранов с учетом ветровых режимов портов (в ветровых тенях).

2. Усовершенствована методика расчета портальных кранов на ветровую нагрузку: определены параметры ветровой нагрузки и ее статистические характеристики; получены аналитические зависимости ветровой нагрузки на кран с грузом с учетом динамической ее составляющей и собственных скоростей движения крановых механизмов в функции обобщенных координат вылета стрелы и угла поворота крана; получены уточненные коэффициенты аэродинамического сопротивления, включая моментные характеристики крановых конструкций в функции вылета стрелы и угла поворота крана с учетом конструктивных элементов и их аэродинамического взаимовлияния; учтена векторная природа ветровой нагрузки и определена вероятная устойчивость направления ветра в различных ветровых районах страны; учтено влияние рельефа (шероховатости) местности и портовой застройки на ветровую нагрузку портовых кранов в эксплуатационных условиях.

3. Предложена методика комплексного исследования основных показателей работоспособности портальных кранов и обоснования допустимых ветровых нагрузок для их рабочего состояния, включающая математическое моделирование режима работы портальных кранов при ветровых нагрузках, модельные аэродинамические испытания, численные методы исследования основных показателей работоспособности портальных кранов при ветровых нагрузках, натурные испытания и опытную эксплуатацию портовых кранов при скорости ветра свыше 15 м/с.

4. Разработана математическая модель режима работы портальных кранов при динамическом воздействии ветра.

5. Численными методами исследованы основные показатели работоспособности наиболее распространенных в морских портах портальных кранов типа Альбрехт, Альбатрос, Сокол, Кондор, Кировец, Форель и Ганц в зависимости от технологии перегрузочных работ, геометрических параметров циклов работы кранов и парусности грузов.

6. Предложен способ расчета динамических характеристик крановых конструкций методом конечных элементов, позволяющий на стадии проектирования определять динамическое воздействие ветра на грузовую устойчивость крана.

7. Предложен дифференцированный метод определения допустимых ветровых нагрузок на портовые краны в эксплуатационных условиях, учитывающий тип крана, технологическую схему его работы, парусность грузов и векторную природу ветровой нагрузки, защищенность причалов и рабочих участков порта естественными и искусственными препятствиями и сооружениями.

8. Выполнено теоретическое обоснование допустимых ветровых нагрузок для рабочего состояния наиболее распространенных в морских портах портальных кранов типа Альбрехт, Альбатрос, Сокол, Кондор, Кировец, Форель и Ганц в зависимости от технологических схем перегрузочных работ, геометрических параметров циклов работы и парусности грузов.

9. Предложена методика и выполнены модельные испытания некоторых типов портальных кранов и анемометров в аэродинамической трубе.

10. Разработана методика составления ветровой карты и с помощью анемометрических съемок составлены ветровые карты некоторых морских портов.

11. Достоверность математической модели и выполненных теоретических исследований режимов работы портальных кранов при динамическом воздействии ветра подтверждена приведенными методикой и результатами натурных испытаний портальных кранов "Альбрехт" при скорости ветра свыше 15 м/с.

12. Разработанные в диссертации методы повышения эффективности использования портовых кранов при ветровых нагрузках подтверждены результатами опытной эксплуатации портовых кранов при скорости ветра свыше 15 м/с в морских торговых и рыбных портах.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались и обсуждались на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Одесского института инженеров морского флота в 1975-1984 г.г.; региональных научно-технических конференциях в г. Артеме Приморского края: II - "Пути повышения эффективности и качества грузоподъемных машин и оборудования в условиях дальнего Востока и Восточной Сибири", 1976 г.; III - "Основные направления научно-технического прогресса в создании и эксплуатации грузоподъемных кранов в условиях Дальнего Востока и Восточной Сибири", 1979г.; IV - "Проблемы создания и эксплуатации подъемно-транспортных машин в условиях Дальнего Востока и Восточной Сибири", 1983 г.; второй научно-технической конференции "Электропривод и автоматизация кранов", Одесса, 1981г.; технических совещаниях ИТР механизации и диспетчерских служб Ильичевского и Измаильского морских портов, 1981г.; научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава МГТУ 1985-2005 г; научно-технической конференции "Проблемы продления навигации", Нижний Новгород, 1991г.; первом съезде специалистов по безопасности деятельности человека, Санкт-Петербург, 1992; Международном симпозиуме "Предупреждение риска (научно-техническая эволюция)", Москва, 1992. Материалы диссертации обсуждались на заводе Кранбау Эберсвальде (Германия), в морских портах Калининград (торговый и рыбный), Мурманск (торговый и рыбный), Находка, Одесса, Ильичевск, Измаил, Петропавловск-Камчатский и многих других морских торговых и рыбных портах; научно-исследовательских и проектных институтах: ЛЕНМОРНИИПРОЕКТ,ЧЕРНОМОРНИИПРОЕКТ, ГИПРОРЫБФЛОТ, в службах портов Черноморского, Советско-Дунайского и Балтийского морских пароходств, ЦК профсоюза рабочих морского и речного флота, ЦК профсоюза работников рыбного хозяйства; Черноморском, Ленинградском и Дальневосточном баскомфлотах, Министерствах морского флота и рыбного хозяйства.

Публикации. Основные научные результаты диссертации опубликованы в 32 печатных работах и 13 отчетах О научно-исследовательской работе, зарегистрированных в ВНТИЦ.

Результаты, выносимые на защиту

1. Методы повышения эффективности использования портовых кранов при ветровых нагрузках.

2. Методика расчета портовых кранов на ветровую нагрузку.

3. Математическая модель режима работы портальных кранов при динамическом воздействии ветра.

4. Методика исследования основных показателей работоспособности портальных кранов и обоснования допустимых ветровых нагрузок для их рабочего состояния.

5. Методика и результаты модельных испытаний портальных кранов и анемометров в аэродинамической трубе.

6. Методика и результаты натурных испытаний и опытной эксплуатации портовых кранов при скорости ветра свыше 15 м/с.

7. Методика составления ветровой карты порта.

8. Результаты реализации выполненных исследований.

Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка

6.8. Выводы

6.8.1. На основании статистических данных морских портов определены убытки в морских портах от простоев транспорта по причине сильного ветра, которые составляют по Министерству морского флота свыше 180 млн. руб. в год.

6.8.2. На основании опытной эксплуатации портовых кранов при повышенных ветровых нагрузках и выполненных расчетов определен экономический эффект от использования портовых кранов: при паспортных значениях ветровых нагрузок (при скорости ветра до 20 м/с), свыше паспортных значений ветровых нагрузок (при скорости ветра до 22 м/с) и в зонах ветровых теней морских портов.

6.8.3. Разработаны дополнительные требования к техническим условиям на проектирование портальных кранов с учетом их эксплуатации при повышенных ветровых нагрузках.

6.8.4. Результаты внедрения выполненных исследований в нормативных актах Министерства транспорта, позволяют использовать портовые краны при паспортных значениях ветровых нагрузок (при скорости ветра до 20 м/с) без участия рабочих в строповке (отстроповке) грузов.

6.8.5. Результаты внедрения выполненных исследований в нормативных актах Федерального агентства по рыболовству позволяют использовать портовые краны при паспортных значениях ветровых нагрузок с участием рабочих в строповке (отстроповке) грузов, а также свыше паспортных значений ветровых нагрузок (при скорости ветра до 22 м/с) при перегрузке грузов без участия рабочих в строповке (отстроповке), а также в зонах ветровых теней.

6.8.6. На выполненные автором исследования работоспособности портальных кранов завода Кранбау Эберсвальде получено Заключение завода, подтверждающее эксплуатацию указанных кранов при ветровых нагрузках свыше паспортных (при скорости ветра до 22 м/с).

6.8.7. Составлены ветровые карты для морских портов Калининград, Мурманск, Одесса, Находка, которые были утверждены руководством этих портов.

6.8.8. Результаты исследований портовых кранов при повышенных ветровых нагрузках вошли в монографию [19], учебник [76] и учебное пособие [126].

6.8.9. Подтвержденный экономический эффект ЗАО "ЦНИИМФ" по морским торговым портам Министерства транспорта от эксплуатации портовых кранов при ветровых нагрузках составляет 25 млн. руб. в год, а -ТИПРОРЫБФЛОТ" по морским рыбным портам Федерального агентства по рыболовству - 10 млн. руб. в год.

-218-ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Изучение и анализ простоев судов в морских портах, приказов, распоряжений начальников портов и нормативных документов, регламентирующих эксплуатацию портовых кранов при ветровых нагрузках, норм и стандартов по расчету кранов на ветровую нагрузку, а также научных работ и публикаций показал актуальность и научную значимость настоящих исследований, направленных на сокращение простоев флота и портов по причине сильного ветра.

2. В результате теоретических и экспериментальных исследований, натурных испытаний и опытной эксплуатации портовых кранов при ветровых нагрузках разработаны следующие методы повышения эффективности их использования, позволяющие расширить диапазон допустимых скоростей ветра для их рабочего состояния: использование портовых кранов при скорости ветра свыше 15 м/с, но в пределах паспортных значений ветровых нагрузок с ограничениями, накладываемыми на технологические схемы перегрузочных работ и парусность грузов; использование портовых кранов при ветровых нагрузках свыше паспортных значений с ограничениями, накладываемыми на технологические схемы перегрузочных работ, геометрические параметры циклов работы кранов и парусность грузов; использование портовых кранов с учетом ветрового режима порта (в зонах ветровых теней).

3. Установлено, что работоспособность портальных кранов в условиях ветрового воздействия определяется следующими показателями: максимальными эксплуатационными нагрузками на механизмы поворота и вылета стрелы крана, эквивалентными нагрузками на эти же механизмы, определяющими нагрев электродвигателей, углами раскачивания груза, управляемостью крана, характеризующейся временем переходных процессов механизмов и грузовой устойчивостью крана. Сформулированы условия (3.1)-(3.7), ограничивающие величину показателей работоспособности портальных кранов при ветре и позволяющие определять допустимые ветровые нагрузки для их рабочего состояния.

4. Для исследования основных показателей работоспособности кранов разработана математическая модель (3.10) режимов работы стреловых поворотных кранов с тремя независимыми совмещенными рабочими движениями (подъем, вылет и вращение) при динамическом воздействии ветра. Модель получена в виде системы пяти нелинейных, неоднородных дифференциальных уравнений второго порядка для жестких конструкций с гибким подвесом груза, правая часть которых содержит случайные функции ветровой нагрузки.

5. Исследованы основные параметры ветровой нагрузки и усовершенствована методика расчета портальных кранов на ветровую нагрузку с учетом защищенности портовой территории естественными и искусственными препятствиями и сооружениями.

5.1. Основными параметрами ветрового воздействия на краны являются средняя скорость ветра, осредненная за 2-х минутный интервал времени, максимальная скорость ветра, осредненная в порывах за 5-секундный промежуток времени; порывистость ветра, характеризующаяся коэффициентами и продолжительностью (периодами) порывов, а также направление ветра, как векторная величина.

5.2. В результате анализа исследований советских и японских ученых, а также статистической обработки записей скорости ветра, выполненных автором, установлено, что: динамическая составляющая ветровой нагрузки, обусловленная порывистостью ветра, определяется коэффициентами порывистости, равными отношению максимальных скоростей ветра к средней скорости ветра, и продолжительностью порывов (пульсаций) ветра; характер изменения динамической составляющей скорости ветра в функции времени можно представить графиками тригонометрических функций - синусоидами со случайными амплитудами пульсаций, определяемыми коэффициентами порывистости и периодами их пульсаций; установлена статистическая зависимость между средними скоростями ветра, коэффициентами порывистости и продолжительностью порывов (пульсаций) ветра (2.10); получен закон распределения максимальных пульсаций ветра, который близок к нормальному, с наиболее вероятным значением коэффициента порывистости Кп=1,25 и пределами его изменения 1,05 < Кп < 1,45, и соответствующих им круговых частот 1,26 < со< 0,16 (5< х < 40 с); повторяемость Кп< 1,4 составляет около 99%; построены экспериментальные кривые статистического распределения продолжительности действия ветра по его направлениям; устойчивость направления ветра, выраженная в часах, зависит от ветрового района и местных условий расположения морского порта и величины средней скорости ветра; при исследуемых средних скоростях ветра от 15 до 20 м/с продолжительность действия ветра по одному и тому же его направлению составляет в портах, расположенных во II-V ветровых районах, одну-две рабочие смены (при 8-и часовой рабочей смене), а в портах, расположенных в V-VII ветровых районах, три-четыре смены; расхождение результатов полученных статистических характеристик порывистости ветра с результатами исследований отечественных и японских ученых, составляет около 2,5%.

5.3. Ветровая нагрузка представлена в виде суммы двух ее составляющих: статической - соответствующей средней скорости ветра и динамической - соответствующей пульсационной составляющей, представляемой тригонометрическими функциями - синусоидами со случайными амплитудами, определяемыми коэффициентами порывистости и периодами их пульсаций.

5.4. Получены аналитические зависимости ветровой нагрузки на кран с грузом с учетом динамической ее составляющей, изменения скоростного напора ветра по высоте крана и собственных скоростей движения механизмов поворота и вылета стрелы крана в функции обобщенных координат - угла поворота и вылета стрелы крана. Составляющая ветровой нагрузки, вызванная скоростью вращения поворотной части крана, увеличивает на 30-40% нагрузку от сил ветра на механизм поворота.

5.5. В результате аэродинамических модельных испытаний портальных кранов "Кировец" и "Ганц" получены упрощенные и уточненные зависимости ветровой нагрузки на кран в функции угла поворота и вылета стрелы с учетом конструктивных особенностей элементов и частей, а также их аэродинамического взаимовлияния. Выявлен характер зависимости момента от сил ветра на поворотную часть крана от угла поворота (угла атаки), график которой для крана "Кировец" имеет синусоидальную, а для крана "Ганц" трапецеидальную формы.

5.6. Разработаны рекомендации по учету влияния рельефа местности и портовой застройки на ветровую нагрузку кранов в эксплуатационных условиях с помощью ветровых карт, определяющих распределение скоростей ветра на территории порта по принятым в метеорологии шестнадцати направлениям (румбам) ветра.

6. Разработана методика исследования работоспособности портальных кранов и обоснования допустимых ветровых нагрузок для их рабочего состояния.

6.1. С помощью математического моделирования и численных методов выполнены теоретические исследования основных показателей работоспособности в функции времени наиболее распространенных в морских портах портальных кранов "Альбрехт" и "Кировец" при следующих параметрах ветрового потока и груза: средние скорости ветра изменялись от 15 до 20 м/с; коэффициенты порывистости 1,05 < Кп < 1,45, а соответствующие им круговые частоты 1,26 < со< 0,16 (5< т < 40 с); наветренная площадь груза весом Ют изменялась от 5 до 20 м2, соответственно коэффициент парусности груза 0,5< KF < 2,0. Исследования проводились для характерных циклов работы кранов по варианту склад-судно без ограничений на геометрические параметры и для циклов работы с ограничениями, накладываемыми на геометрические параметры работы крана (вылет стрелы и угол поворота крана).

6.2. Максимальные эксплуатационные нагрузки в механизмах кранов в течение цикла появляются в период переходных процессов и определяются в основном характером управления краном и настройкой пусковой аппаратуры двигателей (регулировкой тормозов). Влияние ветра на максимальные нагрузки в механизмах вылета стрелы кранов заметно проявляется при средних скоростях ветра свыше 15 м/с, а его пульсаций - в механизмах вылета и поворота кранов - свыше 18 м/с. Влияние средних скоростей ветра с учетом возможных пульсаций на механизмы вылета кранов при их работе на грузах с 0,5 < KF < 1,0 составляет для "Кировца" 1,2-1,3 и "Альбрехта" - 1,3-1,5 раза, а на грузах с 1,0 < KF < 2,0 соответственно 1,3-1,4 и 1,5-1,8. Влияние же средних скоростей ветра на максимальные нагрузки в механизмах поворота кранов при исследуемых характерных циклах их работы несущественно. Динамическое воздействие ветра по сравнению со статическим воздействием увеличивают максимальные нагрузки в механизмах вылета и поворота кранов "Кировец" и "Альбрехт" при работе на грузах с 0,5 < KF < 1,0 соответственно в 1,1-1,15 раза, а на грузах с 1,0 < Кр < 2,0 - в 1,15-1,20 раза. Изменение наветренной площади груза от 5 до 20 м увеличивает максимальные нагрузки кранов на 10-15%.

Максимальные эксплуатационные нагрузки в механизмах кранов при их работе против ветра возрастают с увеличением средней скорости ветра, коэффициента пульсаций и парусности грузов, однако, при исследуемых параметрах ветрового воздействия и циклах работы, они остаются в пределах допустимых. Таким образом, при обычных рабочих циклах по условиям максимальных эксплуатационных нагрузок работа кранов "Альбрехт" и "Кировец" допускается при средних скоростях ветра 20 м/с с порывами до 28 м/с. С учетом возможного сочетания максимальных нагрузок на механизмы кранов при их работе в наихудших условиях допустимая средняя скорость ветра составляет 18 м/с с порывами до 22 м/с.

6.3. Эквивалентные нагрузки в механизмах кранов практически пропорциональны величине средней скорости ветра (3.20, 3.21). Пульсации ветра увеличивают эквивалентные нагрузки в механизмах вылета стрелы кранов "Кировец" и "Альбрехт" при их работе на грузах с

-2230,5 < KF < 1,0 соответственно в среднем в 1,1-1,2 раза, а на грузах с 1,0 < KF < 2,0 - в 1,2-1,3 раза. Влияние же пульсаций на величину эквивалентных нагрузок в механизме поворота крана "Альбрехт" несущественно, а для крана "Кировец" оно составляет 20-30%. Изменение наветл ренной площади грузов от 5 до 20 м увеличивает эквивалентные нагрузки в механизмах в среднем на 20%. По условиям нагрева электродвигателей механизмов крана "Альбрехт" при ПВ=40% для вылета и ПВ=60% для поворота (паспортные значения) допустимая средняя скорость ветра с учетом возможных пульсаций рабочего состояния крана на грузах с KF < 0,5 составляет 17 м/с, а для крана "Кировец" на грузах с KF < 1,0 соответственно 18 м/с.

6.4. Установлены характер и параметры поперечных колебаний груза на канате переменной длины при раздельной и совмещенной работе крановых механизмов, ускорения, скорости и пути крана и груза, а также углы отклонения груза в пространстве в функции времени. Ускорения, скорости и пути груза по координатам сра и ра (рис. 3.10-3.15) имеют, в основном, характер гармонических колебаний с периодами 712 с. Причем колебания груза смещены относительно точки его подвеса в направлении действия ветровой нагрузки. По координате za эти колебания практически отсутствуют. Исследования влияния сил ветра на рабочие скорости механизмов показали, что ограничений на работу кранов по условиям существенного уменьшения или увеличения скоростей движения механизмов с грузом или без груза не накладывается.

6.5. Максимальные углы раскачивания груза существенно зависят от парусности грузов и мало зависят от веса груза (различие составляет до 10%). Влияние ветра при исследуемых его параметрах на максимальные углы раскачивания груза в пространстве с коэффициентом парусности менее KF < 0,5 несущественно, для грузов с 0,5 < KF < 1,0 общее влияние ветра составляет в среднем 25%, для грузов с 1,0 < KF < 1,5 соответственно 30-40% и при 1,5 < KF < 2,0 - 40-70%. Таким образом, по условиям влияния ветра на раскачивание груза, полагая, что увеличение углов раскачивания на 25% погасится за счет дополнительных управлений (при нормальной управляемости крана), можно считать допустимой работу кранов при средней скорости ветра 20 м/с с порывами до 28 м/с на грузах, имеющих коэффициент парусности KF < 1,0, а при ветре 18 м/с с порывами до 26 м/с на грузах с 1,0 < Кр < 1,5 и 15 м/с с порывами до 22 м/с на грузах с 1,5 < KF < 2,0.

6.6. При исследуемых характерных циклах работы кранов, параметрах ветрового потока и груза время переходных процессов механизмов изменяется в допустимых пределах. Установлено, что время переходных процессов зависит от направления и величины средней скорости ветра, динамических характеристик крана и практически мало зависит от порывистости ветра и парусности грузов. Для характерных циклов применительно к рассматриваемым типам кранов, допустимая скорость ветра рабочего состояния по условию управляемости составляет 20 м/с с порывами до 28 м/с. При возможном сочетании нагрузок на механизмы кранов при их работе в наихудших условиях допустимая средняя скорость ветра для кранов "Альбрехт" и "Кировец" составляет 18 м/с с порывами до 22 м/с. При этом время переходных процессов механизмов вылета составляет 4-6 с, а поворота на вылете 22-25 м составляет 10-15 с. В результате исследования переходных процессов даны рекомендации по регулировке тормозов механизмов изменения вылета стрелы и поворота кранов при их работе в условиях ветровых нагрузок.

6.7. Методом конечных элементов исследованы динамические характеристики крановых конструкций, позволившие определить динамическое воздействие ветровой нагрузки на грузовую устойчивость портальных кранов "Кировец" и "Ганц". При средних скоростях ветра от 15 до 20 м/с с порывами до 28-30 м/с коэффициенты грузовой устойчивости портального крана "Альбрехт" составляет 1,62, а портального крана "Кировец" - 2,2, что вполне с определенным запасом отвечают требованиям, установленным Правилами Госгортехнадзора.

6.8. Для характерных циклов работы кранов "Альбрехт" и "Кировец" с ограничениями на вылет стрелы и режим работы (вылет 20 м, угол поворота 130-140°) допустимые скорости ветра составляют при переработке грузов с коэффициентом парусности KF ^ 0,5 - 20 м/с с порывами до 25 м/с, для грузов с 0,5 < KF < 1,0 - 18 м/с с порывами до 22 м/с и грузов с 1,0 < KF < 2,0 - 15 м/с с порывами до 18 м/с.

Для циклов работы кранов "Альбрехт" и "Кировец" без ограничений допустимая скорость ветра при переработке грузов с 0,5 < KF < 1,0 составляет 18 м/с с порывами до 22 м/с, а для грузов с 1,0 < KF < 2,0 -15 м/с с порывами до 18 м/с.

7. Сравнительная оценка изменения нагрузок, времени переходных процессов, скоростей механизмов, колебательных процессов груза в результате натурных испытаний портального крана "Альбрехт" при скорости ветра свыше 15 м/с с расчетными позволяет сделать вывод, что математическое моделирование режимов работы кранов при ветровых нагрузках выполнено с достаточной для инженерной практики степенью достоверности.

8. Выполненные теоретические и экспериментальные исследования, а также проведенные натурные испытания портальных кранов "Альбрехт" и "Кировец" [154, 156] позволяют сделать вывод, что допустимые ветровые нагрузки для рабочего состояния портальных кранов, должны устанавливаться дифференцированно в зависимости от типа крана, технологических схем перегрузочных работ, массы груза и его наветренной площади (коэффициента парусности грузов).

Допустимые ветровые нагрузки для рабочего состояния портальных кранов определяются из условий (3.1)-(3.7), показатели которых могут определяться с помощью численных методов решения дифференциальных уравнений (3.10), моделирующих работу портальных кранов при воздействии ветра без проведения каких-либо дополнительных экспериментальных исследований и натурных испытаний.

9. В результате численных исследований основных показателей работоспособности наиболее распространенных в морских портах портальных кранов "Альбрехт", "Кировец", "Сокол", "Альбатрос", "Кондор", "Ганц" и "Форель" при принятых параметрах ветровой нагрузки и циклах работы были получены зависимости этих показателей в функции времени и парусности грузов, на основании которых были определены допустимые скорости ветра для их рабочего состояния в зависимости от технологических схем перегрузочных работ, геометрических параметров циклов работы кранов и парусности грузов (табл. 5.7, 5.8, рис. 5.1-5.4).

10. Для практического использования полученных результатов исследований для морских портов рекомендуется устанавливать предельно допустимые скорости ветра для рабочего состояния портовых кранов 15, 18, 20, 22 м/с соответственно при обработке грузов с коэффициентами парусности 2,0; 1,5; 1,0; 0,5. Для отдельных экстремальных случаев работы портальных кранов с ограничениями, накладываемыми на вылет стрелы и углы поворота крана, предельные скорости ветра для их рабочего состояния могут устанавливаться до 25-28 м/с при обработке грузов с коэффициентом парусности KF < 0,5 (рис. 5.5).

11. При паспортных значениях скоростей ветра 18 м/с для рабочего состояния портальных кранов типа Альбрехт, Альбатрос, Сокол и Кондор с ограничениями, накладываемыми на вылет стрелы кранов до 20-22 м, предельная величина коэффициента парусности грузов не должна превышать значения KF = 1,5, а для портальных кранов типа Кировец при паспортных значениях скорости ветра 20 м/с и портальных кранов типа Ганц и Форель - 18 м/с, коэффициент парусности не должен превышать значения KF= 1,0.

12. Использование портальных кранов при ветровых нагрузках свыше паспортных значений допускается с ограничениями, накладываемыми на технологические схемы перегрузочных работ, геометрические параметры циклов работы кранов и парусность грузов. Рассчитанную в результате исследования допустимую скорость ветра 22 м/с для рабочего состояния портальных кранов "Альбатрос", "Сокол" и "Кондор" подтвердил завод-изготовитель Кранбау Эберсвальде (Приложение 13). При указанной скорости ветра разрешается перегружать грузы портальными кранами с ограничениями на геометрические параметры циклов их работы (р=22 м, ф = 130-140°) с коэффициентом парусности

KF < 1,0, а без ограничений на геометрические параметры циклов работы кранов - с коэффициентом парусности KF < 0,5.

13. Использование портальных кранов при ветровых нагрузках, значительно превышающих паспортные значения, допускается при более жестких ограничениях, накладываемых на технологические схемы перегрузочных работ, геометрические параметры циклов работы кранов и парусность грузов. Для портальных кранов "Ганц" и "Кировец" с такими ограничениями получены расчетные эксплуатационные зоны (рис.5.5) при перегрузке грузов с коэффициентом парусности KF < 0,5, для которых допустимая скорость ветра для крана "Ганц" составляет 25 м/с, а крана "Кировец" - 28 м/с.

14. Разработаны "Типовая инструкция по эксплуатации портальных кранов при скорости ветра свыше 15 м/с в морских рыбных портах" и "Методика составления ветровой карты порта" (Приложение 16), позволяющие при получении штормового предупреждения планировать расстановку судов, вагонов, бригад портовых рабочих и производство погрузочно-разгрузочных работ кранами в зонах ветровых теней.

15. На основании выполненных исследований, положительных решений технических совещаний ИТР Ильичевского и Измаильского морских портов, а также письма Министерства морского флота и ЦК профсоюза рабочих морского и речного флота (Приложение 17) была проведена опытная эксплуатация портальных кранов "Альбрехт" при паспортных значениях ветровых нагрузок без участия рабочих в строповке (отстроповке) грузов в морских портах Ильичевск и Измаил в соответствии с разработанными автором "Типовой инструкцией по безопасной эксплуатации портальных кранов "Альбрехт" при ветровых нагрузках" и "Программой опытной эксплуатации портальных кранов "Альбрехт" при ветровых нагрузках", утвержденными руководством указанных портов (Приложение 18). Положительные результаты опытной эксплуатации были оформлены актами (Приложение 19, 20), утвержденными главными инженерами указанных портов и согласованными техническими инспекторами труда ЦК профсоюза при Черноморском и Дунайском баскомфлотах.

16. На основании положительных результатов опытной эксплуатации портальных кранов "Альбрехт" при скорости ветра свыше 15 м/с в портах Ильичевск и Измаил и письма Министерства морского флота и отдела охраны труда ЦК профсоюза рабочих морского и речного флота (Приложение 21) была проведена дополнительная опытная эксплуатация портовых кранов при повышенных ветровых нагрузках в морских портах Мурманск, Ленинград и Клайпеда.

17. Результаты опытной эксплуатации портальных кранов "Альбрехт", "Кировец", "Сокол", "Альбатрос" и "Кондор" при повышенных ветровых нагрузках в Ильичевском морском порту рассматривались на заседании секции развития, эксплуатации и экономии флота и портов технического совета Черноморского морского пароходства (Приложение 22). На основании результатов опытной эксплуатации портовых кранов в морских портах Ильичевск, Измаил, Клайпеда, Ленинград и Мурманск были разработаны и внесены дополнения в Правила безопасности труда в морских портах (РД 31.82.03-87) [137] и Правила технической эксплуатации подъемно-транспортного оборудования морских торговых портов (РД 31.1.02-04) [147], разрешающие эксплуатацию портовых кранов на грузовых операциях, не требующих непосредственного участия рабочих в строповке (отстроповке) грузов, до указанных в паспортах кранов значений скоростей ветра.

18. Опытная эксплуатация портальных кранов при ветровых нагрузках свыше паспортных значений с ограничениями, накладываемыми на технологические схемы перегрузочных работ, которая проводилась в указанных портах при порывах ветра до 22 м/с [157], подтвердила Заключение завода Кранбау Эберсвальде (Приложение 13) о возможности использования этих типов кранов при указанных ветровых нагрузках.

19. Проведенная в соответствии с письмами Мурманского округа Госгортехнадзора, Министерства рыбного хозяйства и ЦК профсоюза работников рыбного хозяйства и приказом начальника Мурманского морского рыбного порта (Приложения 23-25) опытная эксплуатация портальных кранов в Мурманском морском рыбном порту подтвердила возможность использования портальных кранов при паспортных значениях ветровых нагрузок при перегрузке грузов с участием рабочих в строповке (отстроповке) грузов. Результатом опытной эксплуатации портальных кранов с участием рабочих в строповке (отстроповке) грузов при скорости ветра от 15 до 22 м/с в указанном порту (Приложение 26) явилась разработка "Типовой инструкции по эксплуатации портальных кранов при скорости ветра свыше 15 м/с в морских рыбных портах", утвержденная приказом Министерства рыбного хозяйства и ЦК профсоюза работников рыбного хозяйства № 439 от 3 ноября 1989г. (Приложение 27).

20. На основании выполненных исследований ветровых режимов морских портов [24, 151] и писем Министерства морского флота и ЦК профсоюза рабочих речного и морского флота (Приложения 28, 29) был проведен эксперимент по опытной эксплуатации кранов при сильном ветре в зонах ветровых теней в морских портах Мурманск, Калининград, Одесса и Находка. Проведение опытной эксплуатации производилось на основании разработанной Программы эксперимента, "Положения об опытной эксплуатации кранов морского порта при сильном ветре" и "Методики составления ветровой карты порта", которые были согласованы с техническими инспекторами профсоюза соответствующих баскомфлотов и утверждены начальниками указанных морских портов (Приложения 30). Методика составления ветровой карты порта была согласована также с Одесской гидрометеорологической обсерваторией, морскими гидрометеорологическими станциями Одесса-порт и Ильи-чевск-порт (Приложение 31). Результаты проведения эксперимента по опытной эксплуатации кранов при сильном ветре в морских портах Мурманск, Калининград, Одесса и Находка были оформлены соответствующими актами и утверждены начальниками указанных портов по согласованию с техническим инспекциями профсоюза при соответствующих баскомфлотах [24, 151].

-23021. В результате анемометрических съемок в морских портах Калининград, Мурманск, Находка и Одесса были составлены с участием автора настоящей работы ветровые карты этих портов, утвержденные руководством этих портов. Материалы опытной эксплуатации портовых кранов при сильном ветре в указанных морских портах обсуждались на техническом совещании при главном инженере Управления эксплуатации флота и портов Министерства морского флота (Приложение 32), по результатам которого Одесскому институту инженеров морского флота было поручено организовать доработку "Положения" и "Методики составления ветровой карты порта" (Приложение 33).

22. При проведении опытной эксплуатации портовых кранов с участием портовых рабочих в строповке (отстроповке) грузов в Мурманском морском рыбном порту "Методика составления ветровой карты порта" была согласована с гидрометеостанцией Мурманск (Приложение 34).

23. На основании результатов выполненных исследований ветровых режимов портов и составленных ветровых карт морских портов Калининград, Мурманск, Находка и Одесса, а также многочисленных обсуждений на различных уровнях результатов исследования ветровых режимов была разработана "Методика составления ветровой карты порта" вошедшая в состав "Типовой инструкции по эксплуатации портальных кранов при скорости ветра свыше 15 м/с в морских рыбных портах" (Приложение 16). "Типовая инструкция по эксплуатации портальных кранов при скорости ветра свыше 15 м/с в морских рыбных портах" включена в "Правила по охране труда в морских рыбных портах" [133], утвержденные приказом Госкомитета Российской Федерации по рыболовству и согласованные Министерством труда Российской Федерации [139] (Приложение 35). Результаты выполненных исследований вошли в проекты "Правил по охране труда в морских рыбных портах"

152] и "Правил по охране труда для судоремонтных предприятий"

153].

24. Разработаны дополнительные требования к техническим уеловиям на проектирование портальных кранов с учетом их эксплуатации при повышенных ветровых нагрузках. Анализ конструктивных и эксплуатационных особенностей, а также исследование аэродинамических характеристик крановых анемометров в аэродинамической трубе позволили сформулировать требования к анемометрам и дать рекомендации по их выбору, поверке и месту установки на кранах.

25. Результаты внедрения выполненных исследований в нормативных актах Министерства морского флота, позволяют использовать портовые краны при паспортных значениях ветровых нагрузок (при скорости ветра до 20 м/с) без участия рабочих в строповке (отстропов-ке) грузов.

Результаты внедрения выполненных исследований в нормативных актах Министерства рыбного хозяйства [133, 139, 152, 153] позволяют использовать портовые краны при паспортных значениях ветровых нагрузок с участием рабочих в строповке (отстроповке) грузов, а также свыше паспортных значений ветровых нагрузок (при скорости ветра до 22 м/с) при перегрузке грузов без участия рабочих в строповке (отстроповке), а также в зонах ветровых теней.

26. Результаты исследований портовых кранов при ветровых нагрузках вошли в монографию [19], учебник [76] и учебное пособие [126].

27. На основании опытной эксплуатации портовых кранов при повышенных ветровых нагрузках и выполненных расчетов определен экономический эффект от использования портовых кранов: при паспортных значения ветровых нагрузок (при скорости ветра до 20 м/с), свыше паспортных значений ветровых нагрузок (при скорости ветра до 22 м/с) и в зонах ветровых теней морских портов. Подтвержденный ЗАО "ЦНИИМФ" экономический эффект по морским торговым портам Министерства транспорта от эксплуатации портовых кранов в условиях повышенных ветровых нагрузок составляет 25 млн. руб. в год (Приложение 37), а - ФГУП "ГИПРОРЫБФЛОТ" - по морским рыбным портам Федерального агентства по рыболовству 10 млн. руб. в год (Приложение 38).

1. Анапольская, Л. Е. Методика определения расчетных скоростей ветра для проектирования ветровых нагрузок на строительные сооружения / Л. Е. Анапольская, Л. С. Гандин // Метеорология и гидрология. -1958. - № Ю. - С. 10-17.

2. Анапольская, Л. Е. Режим ветра на территории СССР / Л. Е. Анапольская. Л. : Гидрометеоиздат, 1961. - 200 с.

3. Андреев, В. П. Основы электропривода / В. П. Андреев, Ю. А. Сабинин. М. ; Л. : Госэнергоиздат, 1963. - 772 с.

4. Артемьев, П. П. Грузоподъемные машины на речном транспорте / П. П. Артемьев, В. И. Брауде, Н. П. Гаранин. М. : Транспорт, 1981. -245 с.

5. Артоболевский, И. И. Теория механизмов и машин / И. И. Артоболевский. М. : Наука, 1975. - 638 с.

6. Барштейн, М. Ф. Ветровая нагрузка на здания и сооружения / М. Ф. Барштейн // Строительная механика и расчет сооружений. 1974. -№4. - С. 43-48

7. Барштейн, М. Ф. Воздействие ветра на высокие сооружения / М. Ф. Барштейн // Строительная механика и расчет сооружений. 1959. - № 1. . с. 19-32.

8. Барштейн, М. Ф. Динамический расчет высоких сооружений на действие ветра : справочник по динамике сооружений / М. Ф. Барштейн ; под. ред. Б. Г. Коренева, И. М. Рабиновича. М. : Стройиздат, 1972. -С. 286-321.

9. Бахвалов, Н. С. Численные методы. В 2 т. Т. I. М. : Наука, 1973. - 632 с.

10. Башенные краны / Л. А. Невзоров и др. М. : Машиностроение, 1979.-292 с.

11. Березин, И. С. Методы вычислений. В 2 т. Т.2. / И. С. Березин, Н. П. Жидков. М. : Физматгиз, 1962. - 620 с.

12. Благоев, В. Л. Учет воздействия ветровых нагрузок при монтаже строительных конструкций / В. Л. Благоев // Строительная механи-233ка и расчет сооружений. 1973. - № 4. - С. 39-41.

13. Большаков, В. С. Максимальное ускорение ветра при шквалах / В. С. Большаков // Метеорология и гидрология. 1956. - № 9. - С. 32-33.

14. Борисенко, М. М. Максимальные порывы ветра по измерениям на телевизионной мачте в Ленинграде / М. М. Борисенко // Метеорология и гидрология. 1973. - № 3. - С. 37-45.

15. Борисенко, М. М. Особенности ветрового режима в нижнем слое атмосферы над городом / М. М. Борисенко, М. В. Заварина // Метеорология и гидрология : Труды ГГО. 1971. - Вып. 283. - С. 12-21.

16. Борисов, Ю. М. Электрооборудование подъемно-транспортных машин / Ю. М. Борисов, М. М. Соколов. М. : Машиностроение, 1971.-376 с.

17. Брауде, В. И. Вероятностные методы расчета грузоподъемных машин / В. И. Брауде. Л. : Машиностроение, 1978. - 232 с.

18. Брауде, В. И. Надежность портальных и плавучих кранов / В. И. Брауде. Л. : Машиностроение, 1967. - 156 с.

19. Брауде, В. И. Системные методы расчета грузоподъемных машин / В. И. Брауде, М. С. Тер-Мхитаров. Л. : Машиностроение, 1985. -181 с.

20. Бусленко, Н. П. Метод статистических испытаний / Н. П. Бус-ленко, Ю. А. Шрейдер. М. : Физматгиз, 1961. - 228 с.

21. Бусленко, Н. П. Метод статистического моделирования / Н. П. Бусленко. М. : Статистика, 1970. - 112 с.

22. Вентцель, Е. С. Теория вероятностей / Е. С. Венцель. М. : Наука, 1964.- 576 с.

23. Вешеневский, С. Н. Характеристики двигателей в электроприводе / С. Н. Вешеневский. М. : Энергия, 1977. - 431 с.

24. Волков, Д. П. Динамика и прочность одноковшовых экскаваторов / Д. П. Волков. М. : Машиностроение, 1965. - 463 с.

25. Гаранин, Н. П. Портовое подъемно-транспортное оборудование : учебник / Н. П. Гаранин. М. : Транспорт, 1985. - 311 с.

26. Гаранин, Н. П. Теоретические основы повышения эксплуатационных качеств речных плавучих кранов : дис. . д-ра техн. наук / Н. П. Гаранин ; Ленингр. ин-т водного транспорта. Л., 1980. - 290 с.

27. Гихман, И. И. Стохастические дифференциальные уравнения / И. И. Гихман, А. В. Скороход. Киев : Наукова думка, 1968. - 356 с.

28. Гниломедов, Г. И. Исследование процессов раскачивания груза и эксплуатационных нагрузок портальных кранов : автореф. дис. . канд. техн. наук / Г. И. Гниломедов. Л., 1976. - 19 с.

29. Голован, А. Т. Основы электропривода / А. Т. Голован. М. ; Л. : Госэнергоиздат, 1959. - 344 с.

30. Гоптарев, Н. П. О некоторых характеристиках порывистости ветра / Н. П. Гоптарев // Метеорология и гидрология. 1957. - № 5. -С. 45-49.

31. Горлин, С. М. Аэромеханические измерения : методы и приборы / С. М. Горлин, И. И. Слезингер. М. : Наука, 1964. - 720 с.

32. Горлин, С. М. Экспериментальная аэродинамика / С. М. Горлин. М. : Высш. шк., 1970. - 423 с.

33. Горшенин, Д. С. Руководство к практическим занятиям в аэродинамической лаборатории / Д. С. Горшенин, А. К. Мартынов. -Изд. 3-е. М. : Машиностроение, 1967. - 224 с.

34. ГОСТ 1451-65. Краны подъемные. Нагрузка ветровая. Введ. 01.07.66. - М. : Госстандарт СССР : Изд-во стандартов, 1965. - 13 с.

35. ГОСТ 1451-77. Краны грузоподъемные. Нагрузка ветровая. -Введ. 01.01.78. М. : Госстандарт СССР : Изд-во стандартов, 1977. - 19 с.

36. ГОСТ 12.3.009-76 ССБТ. Работы погрузочно-разгрузочные. Общие требования безопасности. с Изм. № 1 (ИУС 1982. № 11). - Введ. 01.07.77. - М. : Госстандарт СССР : Изд-во стандартов, 1982. - 9 с.

37. Гохберг, М. М. Металлические конструкции подъемно-транспортных машин / М. М. Гохберг. М. : Машиностроение, 1976. - 454 с.

38. Гохберг, М. М. Тензометрические испытания крановых мостов в динамических условиях и затухание их колебаний / М. М. Гохберг // Труды ЛПИ. Л., 1955. - С. 69-85.

39. Григорьев, Н. И. Нагрузки кранов / Н. И. Григорьев. М. ; Л. : Машиностроение, 1964. - 166 с.

40. Гринюк, В.И. Устройство для измерения относительных углов и скоростей отклонений груза на канатах / В. И. Гринюк, А. Н. Орлов // Подъемно-транспортные машины : сб. науч. тр. / Тульск. политехи, ин-т. Тула : Изд-во ТПИ, 1979. - С. 144-149.

41. Грузоподъемные краны. В 2 кн. Кн. 1. / Г. Пайпер и др. ; пер с нем. М. М. Рунова, В. Н. Федосеева ; под ред. М. П. Александрова. М. : Машиностроение, 1981 - 216 с.

42. Демидович, Б. П. Численные методы анализа / Б. П. Демидо-вич, И. А. Марон, Э. 3. Шувалова. М. : Наука, 1967. - 368 с.

43. Дукельский, А. И. Портовые грузоподъемные машины / А.И. Дукельский. М. : Транспорт, 1970. - 440 с.

44. Ермаков, С. М. Метод Монте-Карло и смежные вопросы / С. М. Ермаков. М. : Наука, 1975. - 472 с. - (Серия «Теория вероятностей и математическая статистика»).

45. Ерофеев, Н. И. Автоматика и автоматизация портовых перегрузочных процессов / Н. И. Ерофеев, Л.А. Орлов. М. : Транспорт, 1973.- 269 с.

46. Ерофеев, Н. И. Математическая модель режима работы крановых установок / Н. И. Ерофеев // Автоматика и телемеханика. 1967. -№3 - С. 160-166.

47. Ерофеев, Н. И. Методы исследования автоматизированных портальных кранов : дис. . д-ра техн. наук / Н.И. Ерофеев ; ЛИИВТ. -Л., 1969. 320 с.

48. Ерофеев, Н. И. Определение допустимых рабочих скоростей ветра грузоподъемных кранов / Н. И. Ерофеев, В. А. Подобед, П. Я. Ли-совой // Судостроение и судоремонт : сб. науч. тр. / ОИИМФ. Одесса, 1977. - Вып. 9. - С. 101-107.

49. Ерофеев, Н. И. Портальные краны / Н. И. Ерофеев. М. : Мор. транспорт, 1962. - 559 с.

50. Ерофеев, Н. И. Предохранительные и сигнализационные устройства кранов / Н. И. Ерофеев. М. : Машиностроение, 1980. - 152 с.

51. Ерофеев, Н. И. Работа подъемных кранов при сильном ветре / Н. И. Ерофеев, В. А. Подобед // Безопасность труда в промышленности. 1977.-№3.-С. 37-38.

52. Ерофеев, Н. И. Способы предупреждения аварийных повреждений стреловых кранов / Н. И. Ерофеев. М. : Мор. транспорт, 1958. -140 с.

53. Ерофеев, Н. И. Технические средства комплексной механизации перегрузочных работ на морском транспорте / Н. И. Ерофеев. М. :1. Транспорт, 1967. 352 с.

54. Ерофеев, Н. И. Экспериментальное определение аэродинамических характеристик модели портального крана / Н. И. Ерофеев, П. Я Лисовой, В. А. Подобед // Известия ВУЗов. Машиностроение. -1976. № 5. - С. 127-131.

55. Ерофеев, Н. И. Эксплуатация, ремонт и монтаж портовых перегрузочных машин / Н. И. Ерофеев. М. : Транспорт, 1976. - 376 с.

56. Жданов, В. М. О некоторых случаях движения маятника, длина которого изменяется по заданному закону / В. М. Жданов // Вопросы теории и эксплуатации подъемно-транспортных машин / УПИ им. С. М. Кирова. М., 1962. - Вып. 56. - С. 23-38.

57. Жермунский, Б. И. Методы определения углов отклонения груза портальных кранов / Б. И. Жермунский //Детали машин и ПТМ / Харьков, политехи, ин-т. Харьков, 1968. - Вып.7. - С. 47-52.

58. Жилин, В. А. Построение имитационной модели портального крана и разработка тренажеров для подготовки портовых рабочих крановщиков : автореф. дис. . канд. техн. наук / В. А. Жилин. Л. : 1979. -23 с.

59. Жирков, М. А. Нормирование ветровых нагрузок по направлениям в условиях Дальнего Востока : автореф. дис. . канд. техн. наук / М. А. Жирков. Владивосток, 1966. - 20 с.

60. Заварина, М. В. О расчете максимальных скоростей ветра для определения ветровых нагрузок на высотные сооружения / М. В. Заварина // Метеорология и гидрология. 1968. - № 3. - С. 39-45.

61. Зиновьев, В. А. Основы динамики машинных агрегатов /

62. B. А. Зиновьев, А. П. Бессонов. М. : Машиностроение, 1964. - 239 с.

63. Зубко, Н. Ф. Влияние ветровых нагрузок на работу приводов механизмов портального крана / Н. Ф. Зубко, В. А. Подобед // Электротехническая промышленность. Сер. Электропривод 1983. - Вып. 2 (112). - С. 42-44.

64. Зубко, Н. Ф. Влияние переходных процессов на динамические нагрузки в крановых механизмах / Н. Ф. Зубко // Морские порты : сб. науч. тр. / ОИИМФ. Одесса, 1967. - Вып. 3. - С. 53-60.

65. Зубко, Н. Ф. Натурные исследования работы портальных кранов "Альбрехт" в условиях ветра / Н. Ф. Зубко, В. А. Подобед, С. А. Рад-зюк // Гидротехнические сооружения морских портов и их механизация : сб. науч. тр. / ОИИМФ. М., 1983. - С. 88-89.

66. Зубко, Н. Ф. Нормирование ветровых нагрузок для рабочего состояния грузоподъемных кранов / Н. Ф. Зубко, В. А. Подобед // Безопасность труда в промышленности. 1982. - № 5. -С. 54-55.

67. Исследование крановых металлоконструкций (ветровые нагрузки) : труды / ВНИИПТМАШ. 1964. - Вып. 11(53). - 82 с.

68. Казак, С. А. Динамика мостовых кранов / С. А. Казак. М. : Машиностроение, 1968. - 332 с.

69. Казаков, И. Е. Статистическая динамика нелинейных автоматических систем / И. Е. Казаков, Б. Г. Доступов. М. : Физматгиз, 1962. -332 с.

70. Камкэ, Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям : пер. с нем. / Э. Камкэ. -М. : Физматгиз, 1965. 704 с.

71. Коган, И. Я. Строительные башенные краны / И. Я. Коган. -М. : Машиностроение, 1971. 396 с.

72. Козляков, В. В. Комплекс фортран-программ универсального алгоритма МКЭ для решения практических задач строительной механики корабля / В. В. Козляков и др. // Судостроение и судоремонт : сб. науч. тр. / ОИИМФ. М., 1977. - Вып. 9. - С. 30-39.

73. Комаров, М. С. Динамика грузоподъемных машин / М.С. Комаров. М. - Киев : Машгиз, 1962. - 268 с.

74. Комаров, М. С. Динамика механизмов и машин / М. С. Комаров. -М. : Машиностроение, 1969. 296 с.

75. Копейкина, Н. Н. Оснащение башенных кранов анемометрами /Н. Н. Копейкина, Л. Н. Журдин // Безопасность труда в промышленности.-1968.-№ 1.-С. 49-52.

76. Корн, Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Г. Корн, Т. Корн. М. : Наука, 1984. - 832 с.

77. Кыонг, До Ван. Исследование режимов работы крановых перегружателей : автореф. дис. . канд. техн. наук / До Ван Кыонг. Одесса, 1970. - 17 с.

78. Луговский, В. В. Динамика моря / В. В. Луговский. Л. : Судостроение, 1976. - 200 с.

79. Лукаш, Э. П. Определение спектра собственных частот судовых конструкций на ЭЦВМ / Э. П. Лукаш //Судостроение и судоремонт : сб. тр. / ОИИМФ. Одесса, 1975. - Вып. 6. - С. 74-78.

80. Лямб, Г. Теоретическая механика. В 3 т. Т. 2. / Г. Лямб. М. : ОНТИ, 1935.- 311 с.

81. Лямб, Г. Теоретическая механика. В 3 т. Т.З. / Г. Лямб. М. : ОНТИ, 1936.-291 с.

82. Мак-Кракен, Д. Численные методы и программирование на фортране : пер. с англ. / Д. Мак-Кракен, У. Дорн. М. : Мир, 1977. - 584 с.

83. Маклаков, А. Ф. Эксплуатация и ремонт ветроизмерительных приборов / А. Ф. Маклаков, Б. С. Чернов, А. И. Застенкер. Л. : Гидро-метеоиздат, 1971. — 192 с.

84. Максимкина, Н. Г. К обтеканию зданий ветром / Н. Г. Мак-симкина // Промышленная вентиляция : сб. М., 1973. - С. 176-188.

85. Мартынов, А. К. Экспериментальная аэродинамика / А. К. Мартынов. М. : Оборонгиз, 1958. - 348 с.

86. Меклер А. Т. Электрооборудование подъемно-транспортных машин / А. Т. Меклер. М. : Машиностроение, 1965. - 536 с.

87. Наставление гидрометеорологическим станциям и постам. Вып. 2. Ч. 1. Метеорологические наблюдения на постах. Л. : Гидроме-теоиздат, 1969. - 128 с.

88. Наставление гидрометеорологическим станциям и постам. Вып. 3. Ч. 1. Метеорологические наблюдения на станциях. Л. : Гидро-метеоиздат, 1985. - 300 с.

89. Наставление гидрометеорологическим станциям и постам. Вып. 3. Ч. 2. Обработка материалов метеорологических наблюдений. -Л. : Гидрометеоиздат, 1969. 115 с.

90. Наставление гидрометеорологическим станциям и постам. Вып. 3. Ч. 3. Метеорологические приборы и методы наблюдений, применяемые на гидрометеорологической сети. JI. : Гидрометеоиздат, 1962. -295 с.

91. Николаенко, Н. А. Вероятностные методы динамического расчета машиностроительных конструкций / Н. А. Николаенко. М. : Машиностроение, 1967. - 368 с.

92. Нормы проектирования. Нагрузки и воздействия. : СНиП. Ч. 2, гл. 6. М. : Стройиздат, 1976. - 60 с.

93. Об изменении и дополнении "Правил безопасности труда в морских портах" (РД 31.82.03-75) : Извещение по безопасности труда № 1 от 11.04.84 г. / ММФ. М., 1984. - 3 с.

94. Охрана природы, мониторинг и обустройство сахалинского шельфа / под ред. М. Красного, В. Храмушина, Р. Бернгардта. Южно-Сахалинск : Сахалин, кн. изд-во, 2001. - 180 с.

95. Панкратов, С. А. Конструкция и основы расчета главных узлов экскаваторов и кранов / С. А. Панкратов. М. : Машгиз, 1962. - 540 с.

96. Повх, И. JI. Аэродинамический эксперимент в машиностроении / И. Л. Повх. Изд. 3-е. - Л. : Машиностроение, 1974. - 479 с.

97. Подобед, В. А. Вероятностная оценка устойчивости направления и порывистости ветра / В. А. Подобед, Н. Е. Подобед // "Наука и образование 2004" : материалы Междунар. науч.-техн. конф. :тез. докл. / МГТУ. Мурманск, 2004. - 4.5. - С. 241 - 245.

98. Подобед, В. А. Вопросы безопасной эксплуатации портовых кранов при повышенных ветровых нагрузках / В. А. Подобед, Н. Е. Соловьева // Тезисы докл. науч.-техн. конф. профес.-преп. состава, аспирантов, науч. и ИТР МВИМУ. Мурманск, 1990. - С. 94-96.

99. Подобед, В. А. Выбор и использование анемометров портовых кранов / В. А. Подобед, Н. Е. Подобед // "Наука и образование -2004" : материалы Междунар. науч.-техн. конф. : тез. докл. / МГТУ. -Мурманск, 2004. 4.5. - С. 236 - 240.

100. Подобед, В. А. Исследование работоспособности портальных кранов при воздействии ветра : дис. . канд. техн. наук / В. А. Подобед ; Одес. ин-т инж. мор. флота. Одесса, 1981. - 207 с.

101. Подобед, В. А. Исследование работоспособности портальных кранов при воздействии ветра : автореф. дис . канд. техн. наук / В.А. Подобед. Л. : ЛИИВТ, 1982. - 16 с.

102. Подобед, В. А. Математическое моделирование ветровых и сейсмических нагрузок на портальные краны в рабочем состоянии / В.А. Подобед, Н. Е. Соловьева // Тезисы докл. юбилейн. науч. конф. МВИМУ.-243- Мурманск, 1990. С. 77-81.

103. Подобед, В. А. Математическое моделирование ветровых нагрузок на портовые портальные краны / В. А. Подобед // Вестник МГТУ: труды Мурман. гос. техн. ун-та. 2006. - Т. 9, № 2. - С. 318-331.

104. Подобед, В. А. О разработке правил по технике безопасности в рыбных портах / В. А. Подобед // Тезисы докл. науч.-техн. конф. про-фес.-преп. состава, аспирантов, научных и ИТР МВИМУ. Мурманск, 1991. - С. 89-90.

105. Подобед, В. А. Отраслевые правила по охране труда для судоремонтных предприятий / В. А. Подобед, Н. Е. Подобед // "Наука и образование 2005" : материалы Междунар. науч.-техн. конф. : тез. докл. / МГТУ. - Мурманск, 2005. - Ч. 7. - С. 119-121.

106. Подобед, В. А. Охрана труда : учеб. пособие для мор. спец. вузов / В. А. Подобед, Н. Е. Подобед. 4-е изд., перераб. и доп. - Мурманск : Изд-во МГТУ, 2005. - 264 с.

107. Подобед В.А. Охрана труда для руководителей, специалистов и отдельных категорий застрахованных : учеб. пособие / В. А. Подобед, Н. Е. Соловьева. 3-е изд. - Мурманск : Север, 2002. - 288 с.

108. Подобед В. А. Предупреждение риска при эксплуатации кранов при ветровых нагрузках в морских портах / В. А. Подобед, Н. Е. Подобед // Вестник МГТУ : труды Мурман. гос. техн. ун-та. 2006. - Т. 9, №3.-С. 531-533.

109. Подобед, В. А. Проблемы безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов при воздействии ветровых и сейсмических нагрузок / В. А. Подобед // Тезисы докл. I Всесоюз. съезда спец. по безопасной жизнедеятельности человека. СПб., 1992. - С. 85-86.

110. Подобед, В. А. Теоретические исследования основных показателей работы портального крана "Альбрехт" при динамическом воздействии ветра / В. А. Подобед // Вестник МГТУ : труды Мурман. гос. техн. ун-та. 2006. - Т. 9, № 3. - С. 522-531.

111. Подобед, В. А. Типовая инструкция по эксплуатации портальных кранов при скорости ветра свыше 15 м/с в морских рыбных портах / В. А. Подобед. М. : ВНИЭРХ, 1990. - 32 с.

112. Попов, В. К. Основы электропривода / В. К. Попов. М. : Госэнергоиздат, 1945. - 672 с.

113. Постнов, В.А. Метод конечных элементов в расчетах судовых конструкций / В. А. Постнов, И. Я. Хархурим. Л. : Судостроение, 1974. - 342 с.

114. Правила безопасности труда в морских портах : РД 31.82.0375. М. : Изд-во "Рекламбюро" ММФ, 1975. - 235 с.

115. Правила безопасности труда в морских портах : РД 31.82.0387. М. : Мортехинформреклама, 1988. - 215 с.

116. Правила охраны труда в морских портах : ПОТ РО-152-31.82.03-96. СПб. : ЦНИИМФ, 1996. - 207 с.

117. Правила по охране труда в морских рыбных портах : ПОТ РО 18300 21500-01-2001 / рук. В. А. Подобед. СПб. : б. и., 2001. - 328 с.

118. Правила по технике безопасности в рыбных портах. JI. : ГИПРОРЫБФЛОТ, 1970.-251 с.

119. Правила расчета подъемных устройств : материалы ФЕМ : пер. с франц. М. : ЦНИИТЭстроймаш, 1972. - 208 с.

120. Правила техники безопасности и производственной санитарии для судоремонтных предприятий МРХ СССР. Л. : ГИПРОРЫБ-ПРОМ, 1971.-475 с.

121. Правила технической эксплуатации перегрузочных машин морских портов. М. : Изд-во "Рекламинформбюро" ММФ, 1972. - 232 с.

122. Правила технической эксплуатации перегрузочных машин морских портов : РД 31.44.01-77. М. : Изд-во "Рекламиформбюро" ММФ, 1977.-212 с.

123. Правила технической эксплуатации подъемно-транспортного оборудования морских портов : РД 31.44.01-84. М. : В/О "Мортехин-формреклама", 1985. - 86 с.

124. Правила технической эксплуатации подъемно-транспортного оборудования морских торговых портов : РД 31.44.01-97. СПб. : ЦНИИМФ, 1998. - 370 с.

125. Правила технической эксплуатации подъемно-транспортного оборудования морских торговых портов : РД 31.1.02-04. СПб. : ЦНИИМФ, 2004. - 425 с.

126. Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов. М. : Металлургия, 1981. - 169 с.

127. Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов. М. : Госгортехнадзор России : НПО ОБТ, 1993. - 246 с.

128. Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов : ПБ 10-382-2000. М. : Госгортехнадзор России : НПО ОБТ, 2000. - 268 с.

129. Разработка Правил по охране труда для судоремонтных предприятий : РТО / Мурман. гос. техн. ун-т ; рук. В. А. Подобед. Мурманск, 2005. - 11 с. - Инв. № 02200501643.

130. Разработка рекомендаций по эксплуатации портальных кранов "Ганц" и "Форель" при ветровых нагрузках : отчет о НИР / Мурман. высш. инж.-мор. уч-ще ; рук. В. А. Подобед. Мурманск, 1987. - 70 с. -Инв. № 02880009588.

131. Разработка рекомендаций по эксплуатации портальных кранов "Кировец" при ветровых нагрузках : отчет о НИР / Одес. ин-т инж. мор. флота ; рук. Н. Ф.Зубко ; отв. исполн. В. А. Подобед. Одесса, 1982. - 82 с. - Инв. № 02825053344.

132. Разработка технических требований на поставку портовых кранов в различные климатические районы страны (ветровыми нагрузками). : отчет о НИР / Мурман. высш. инж. мор. уч-ще ; рук. В. А. Подобед. Мурманск, 1992.- 27 с. - Инв. № 02920006560.

133. Расчеты крановых механизмов и их деталей / ВНИИПТМАШ. Изд. 3-е. - М. : Машиностроение, 1971. - 496 с.

134. Реттер, Э. И. Аэродинамика безфонарных промышленных зданий / Э. И. Реттер // Микроклимат зданий и задачи теплофизики : сб. М., 1963.-С. 65-70.

135. Реттер, Э. И. Аэродинамика зданий / Э. И. Реттер, С. И. Стриженов. М. : Стройиздат, 1968. - 240 с.

136. Реттер, Э. И. Аэродинамическая характеристика жилых зданий / Э. И. Реттер, Ф. JI. Серебровский // Водоснабжение и санитарная техника. 1967. - № 2. - С. 9-13.

137. Реттер, Э. И. Аэродинамическая характеристика промышленных зданий / Э. И. Реттер. Челябинск : УФАСиА , 1959. - 250 с.

138. РТМ 31.4011-78. Стрелы судовые грузовые легкие : Временные правила эксплуатации (использования) при спаренной работе и ветре скоростью до 22 м/с. М. : ЦРИА "Морфлот", 1979. - 39 с.

139. Рунов, М. М. Датчик угла отклонения груза / М. М. Рунов // Подъемно-транспортные машины : сб. / Тульск. политехи, ин-т. Тула, 1974.-Вып.З. - С. 163-167.

140. Самойлович, П. А. Техническая эксплуатация и монтаж портовых подъемно-транспортных машин / П. А. Самойлович, Р. В. Скомо-ровский. 2-е. изд. - М. : Транспорт, 1978. - 335 с.

141. СНиП II-6-74. Строительные нормы и правила. 4.2. Нормы проектирования. Гл. 6. Нагрузки и воздействия. М. : Стройиздат, 1976. -61 с.

142. Седов, JI. И. Методы подобия размерности в механике / Л. И. Седов. 8-е изд. - М. : Наука, 1977. - 438 с.-248171. Серебровский, Ф. J1. Аэрация жилой застройки / Ф. Л. Сереб-ровский. М. : Стройиздат, 1971. - 112 с.

143. Серебровский, Ф. J1. Аэродинамика жилых зданий / Ф. Л. Серебровский // Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. 1964. -№3. - С. 37-41.

144. Сигорский, В. П. Математический аппарат инженера / В. П. Сигорский. Киев : Техника, 1975. -768 с.

145. Сиротский, В. Ф. Динамические нагрузки на стреловые устройства поворотных кранов от раскачивания грузов / В. Ф. Сиротский // Машиностроение и приборостроение : науч докл. высш. шк. 1959. - № 2. - С. 57-65.

146. Сиротский, В. Ф. Нагрузки на поворотные краны, вызываемые раскачиванием груза / В. Ф. Сиротский // Вопросы теории и расчета ПТМ. Кн. 43. М.; Д., 1957. - С. 48-74.

147. Сиротский, В. Ф. Передвижная лаборатория для испытания подъемно-транспортных машин в эксплуатационных условиях / В. Ф. Сиротский, В. А. Смирнов // Труды ЦНИИМФ. М. ; Д., 1951. - Вып. 4. -40 с.

148. Сиротский, В. Ф. Углы отклонения грузовых канатов портальных кранов в эксплуатационных условиях / В. Ф. Сиротский, Н. И. Григорьев, П. П. Артемьев // Реч. трансп. 1959. - № 7. - С. 19-21.

149. Сиротский, В. Ф. Экспериментальное исследование углов отклонения грузового каната от вертикали при работе крана / В. Ф. Сиротский // Труды ЛИВТ. 1955. - Вып.22. - С. 67-72.

150. Смехов, А. А. Оптимальное управление подъемно-транспортными машинами / А. А. Смехов, Н. И. Ерофеев. М. : Машиностроение, 1975.-239 с.

151. Спицина, Д. Н. Динамическое воздействие ветровой нагрузки на козловые краны / Д. Н. Спицина и др. // Труды ВНИИПТМАШ. -М., 1976. Вып.1. - С. 88-96.

152. Справочник по климату СССР. Вып.2. Ч. 3. Ветер. Мурманская область. Л. : Гидрометеоиздат, 1966. - 120 с.-249182. Справочник по климату СССР. Вып.6. Ч. 3. Ветер. Литовская ССР, Калининградская область. РСФСР. Л. : Гидрометеоиздат, 1966. -95 с.

153. Справочник по климату СССР. Вып. 10. Ч. 3. Ветер. Украинская ССР. Л. : Гидрометеоиздат, 1967. - 703 с.

154. Справочник по климату СССР. Вып.26. Ч. 3. Ветер. Приморский край. Л. : Гидрометеоиздат, 1967. - 192 с.

155. Справочник по климату СССР. Вып.33. Ч. 3. Ветер. Магаданская область и Чукотский национальный округ. Л. : Гидрометеоиздат, 1968. - 348 с.

156. Справочник по кранам : в 2 т. / под ред. А. И. Дукельского. -Л. : Машиностроение, 1971- 1973. 2 т.

157. Тимошенко, С. П. Колебания в инженерном деле / С. П. Тимошенко. М. : Наука, 1967. - 444 с.

158. Труды конференции по аэродинамике и аэроупругости высоких строительных сооружений. М. : Изд. отд. ЦАГИ, 1976. - 208 с.

159. Указания по расчету на ветровую нагрузку оборудования колонного типа и открытых этажерок. М. : Стройиздат, 1965. - 60 с.

160. Ушаков, П. Н. Краны и лифты промышленных предприятий : справочник / П. Н. Ушаков, М. Г. Бродский. М. : Металлургия, 1974. -352 с.

161. Хинкус, С. С. Электрооборудование и автоматика подъемно-транспортных машин / С. С. Хинкус и др.. М. : Транспорт, 1965. -378 с.

162. Шеффлер, М. Основы расчета и конструирования подъемно-транспортных машин / М. Шеффлер, Г. Пайер, Ф. Курт ; пер. с нем.

163. A. П. Сисекина ; под ред. И. И.Абрамовича. М. : Машиностроение, 1980.- 156 с.

164. Шиманский, Ю. А. Динамический расчет судовых конструкций / Ю.А. Шиманский. JI. : Судпромгиз, 1968. - 444 с.

165. Шурыгин, В. П. Исследование конструкций контактной сети и методов их расчета / В. П. Шурыгин и др. // Труды ВНИИ транспортного строительства. М., 1969. - Вып. 73. - С. 6-17.

166. Экспериментальное определение гидродинамических усилий, действующих на боновые заграждения : отчет (тема № 126) / Одес. ин-т инж. мор. флота ; А. А. Костюков. Одесса, 1973. - 23 с. - Инв. № Б444172.

167. Юрьев, Б. Н. Экспериментальная аэродинамика. Ч. I. / Б. Н. Юрьев. М. : Оборонгиз, 1939. - 340 с.

168. Baines, Douglas W. Effects of velocity distribution wind loads and flow patterns on buildings / W. Douglas Baines // Wind Effects Build, and Struct. London : H.M.S.O., 1965. - Vol. 1. - P. 198-223.

169. Davenport, A. G. The application of statistical consepts to the wind loading of structures / A. G. Davenport // Proc. Inst, of Civ. Engineers. -1961. Vol. 19. - P. 449-472.

170. Davenport, A. G. Gust loading factors / A. G. Davenport // Inst, of Structural Division. Proc. / A.S.C.E. 1967. - Vol. 93, № 3. - P. 11-34.

171. Davenport, A. G. A comparison of theoretical and experimental determination of the response of elastic structures / A.G. Davenport,

172. B. J. Vickery // Simposium of Wind on Structures. Ottawa, 1967. - P. 210224.

173. Davenport, A. G. Approaches to wind loading on structures / A. G. Davenport // Aero-hydro-elast. Cycle Conf., Ermenonville. 1972.1. Paris, 1973. P. 51-132.

174. Harris, R. I. Ehe response of structures to gusts / R. I. Harris // Wind Effects Build, and Structures. London : H.M.S.O., 1965. - Vol. 1. -P. 394-421.

175. Melbourne, W. H. Modelling of structures to measure wind effects / W. H. Melbourne // Struct. Models Conf, Sydney. Sydney, 1972. -P. 88-96.

176. Pris, Raymond. Preparation des essais sur maguettes de batiments au laboratoire aerodynamigue et applications a la vraie grandeur / Raymond Pris // Wind effects Build, and Struct." London : H.M.S.O., 1965. - Vol. 1. - P. 228-253.

177. Vickery, B. J. On the aerolastic modelling of structures in wind / B. J. Vickery // Struct. Models Conf, Sydney. Sydney, 1972. - P. 156-164.

178. Vickery, B. J. On the Assessment of Wind Effects on Elastic Structures / B. J. Vickery // Civil Enging Transactions Inst. Engrs., Austral. -Austal, 1966. Vol. 8. - P. 183-192.

179. Wyatt, T. A. The ultimate load behaviour structures under wind loading / T. A. Wyatt, H. L. May // Proc. 3-rd Int. Conf. Wind Eff. Build, and Struct. Tokyo, 1971. - P. 501-510.

180. Whitbread, R. E. Model simulation of wind effects on structures / R. E. Whitbread // Wind Effects Build, and Struct. London : H.M.S.O., 1965. - Vol. 1. - P.284-302.

181. Zuranski, Jerzy A. Obciazenia wiatrem w normach zagranicznych / A. Lerzy Zuranski // Inzynieria i budownictwo. 1971. - № 3. - P. 113-117.

182. ПИСЬМА МОРСКИХ ПОРТОВ О ПРОСТОЯХ СУДОВ ПО МЕТЕОПРИЧИНАМ

183. МИНИСТЕРСТВО МОРСКОГО ФЛОТА СССР Архангельский морской торговый порт1. Архангельск-61

184. Набережная В.И. Ленина, 69 Телефон 3-90-40

185. ГД-13/9 22 февраля 1973 г.

186. Заведующему научно-исследовательским отделом ОИИМФа Панибратец Н.А.270029, г. Одесса, ул. Мечникова, 34

187. На Ваш № 7/258 от 31 января 1973 года сообщаем следующее:

188. Одновременно высылаем копию распоряжения начальника порта о работе кранов с учетом ветрового воздействия.

189. Главный диспетчер порта .КГ Стратеев1. СССР

190. Министерство морского флота ВАНИНСКИЙ

191. Ордена Трудового Красного Знамени морской торговый порт

192. Адрес: п. Ванино Хабаровского края Расчетный счет № 42301 в Ванинском отделении Госбанка

193. ОМ-25/56 8 февраля 1973 г.

194. Заведующему научно-исследовательскимотделом ОИИМФа Панибратец Н.А.270029, г. Одесса, ул. Мечникова, 341. На Ваш № 7/258

195. Простой судов под грузовыми операциями за период 1969-72 г.г. составил соответственно:1969 г. 44598 судо/час, 1971 г. - 50194 судо/час,1970 г. 53449 судо/час, 1972 г. - 56334 судо/час.

196. Простой судов по метеоусловиям за тот же период составил соответственно:1969 г. 6600 судо/час, 1971 г. - 10497 судо/час,1970 г. 5237 судо/час, 1972 г. - 6650 судо/час.

197. Учет простоя судов отдельно из-за воздействия ветра свыше 7 баллов в порту не ведется.