автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.05, диссертация на тему:Повышение технико-эксплуатационных показателей мостовых кранов на базе оптимизации процесса торможения и разработки приборов контроля

УКРА'ГНСЬКА • 1НЖЕНЕРН0-ПЕДАГОГ ¡ЧНА АКАДШ1Я

На правах рукопису

БОЙКО Григор1й 0лекс1йович

П1ДВИЩЕННЯ ТЕХН1К0- ЕКСПЛУАТАЦ1ЙНИХ ГОКАЗНШВ МОСТОВИХ КРАН IВ НА БА31 РАЦЮНАЛЬНОГО ВИБОРУ ГАЛЬ-М1ВНОГО МОМЕНТУ ТА Р03Р0БКИ ПРИЛАДШ КОНТРОЛЮ

05.05.05 - П1дйомно-транспортн1 маипши

Автореферат дисертацП на здобуття наукового ступени кандидата техн1чних наук

Харк1в - 1995

ДисертаиДею е рукопис.

Робота виконана в Сх1дноукра1нс:кому державному ун!верситет1.

Науковий кер1вник: кандидат техн!чних наук, професор Буд1ков Леон1д Якович

0ф1ц1йн1 опоненти: доктор техШчних наук, професор Семемок ВОлодимир Федорович;

Пров1дна орган!зац1я Харк1вський НДПТК1 "Укркраненерго"

слец1ал1эовано! вчено! ради I 02.10.01 при Укра1нськ1й 1нженерно-педагог1чн!й академН, 310003, м.Харк1в, вул. Ун1верситетська, 16. 3 дисертац1сю можна ознайомитися в б1бл1отец! У1ПА

кандидат техн!чних наук, доцент Свиргун Володимир Петрович;

Автореферат роз!слано

¿Е?1995 р.

Вчений секретар спец1ал1зовано1 вчено'1 р'ди

Беспалов

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

йктуадьн!сть роОоти. В умовах переходу до ринково1 економ1ки одним 1а фактор1в ритм1чно1 роботи промислових п!дприемста е ви-сокоефективна та безпечна експлуатац1я вантажоп1дйомиих кран!в. Одним 1з шлях1в п1двищення ефективно! та безпечно! експлуатацИ кран1в е п1двищення продуктивност1 шляхом оптим18ац11 перех1дних режим1в роботи кран1в, зокрема процес1в гальмування механ18м1в пересування кран1в, що стае можливим за рахунок потреби розробки нових методик розрахунку рац!онально1 величини гальм!вного моменту, що дозволяе знизити р1вень динам1чних навантажень в метало-конструкц1ях та механ1амах, покращити умови прац1 машин1ст!в, зменшити коливання вантажу.

Шдвищення над1йност! експлуатацИ кран1в пов'язане а необ-х1дн1стю контролю техн1чного стану устаткування, зокрема гальм!в механ1зм1в пересування кран1в, що стае можливим за рачунок розробки ун1версальних засоб1в контролю та регулювання вих1дних па-раметр1в техн1чного стану гальм1в.

Цьому розробка нових методик розрахунку рац1онально1 величини гальм1вного моменту гальм!в механ!зм1в пересування кран1в, оп-тимальних з критерПв продуктивное^ та р1вня динам1чних навантажень, а також розробка ун!версальних засоб!в контролю та регулювання вих1дних параметр1в техн!чного стану гальм1в е актуальним напрямком досл1джень в галуз1 п1дйомно-транспортного машинобуду-вання.

Ц1ль роботи - розробка !нженерно'1 методики розрахунку рацЮ-нально'1 величини гальм!вного моменту гальм^в механ1зм1в пересування вантажоп1дйомних кран!в, що базуеться на багатокритер1аль-Щй оц1нц! пронесу гальмування з урахуванням зм!нно1 маси вантажу та довжини його п1дв1су, розробка математично! модел! техн1чного стану гальма шляхом досл1дження впливу на вих1дн1 параметри галь-ма структурних параметр]в. а такод розробка прилад1в комплексного контролю та регулювання вих!дних параметр! в гальм!в.

Методи доел 1дження. Для эд1йснення поставлено! ц!л1 в робот! використаш теоретичн! та експериментальн1 методи досл1дження.

[нженерна методика розрахунку рац1онально! величини гальм1в-ного моменту гальм!в механ1зм1в пересування вантажоп1дйомних кра-

л

Шв роароблена на основ1 застосування метод1в теорп плануваннл експер;!мент1в, а такой чисельного метода (Рунге-Кутта) при 1нтег-руванн! систем диференц1йних р1внянь на ЕОМ та методу статисти;-но! обробки реаультат1в експерименту,

Перев!рка теоретичних положень розроблено! методики та екс-периыентальн1 випроСувашш прилада на стенд! та д1ючому краш ви-конувались методом електротензометрирувания з застосувалняы су-часния засоб1в вим!рювання величин та обробки результат!!) експерименту.

Наукова новизна. Роароблена !шкенерна методика розрахунку рац1онально1 величин» гапьм!вно^о моменту гальм!в механ!зм1в р.п-ресування ыостових кран!в. Одержана зале«н1сть величина гальм!с-ного моменту крана в1д прольоту,

Розроблена математична модель техн!чного стану галька. Одержано пол!ном!альн1 модел!, що описують зв'язок вих!дних параметра гальма з1 структурной.

Виконано досл!дження впливу початково! ашл1туди кодиванкл вантажа на початок гальмування на коливання вантака п1сля зупинки крана.

Розроблено та досл!джено пристр!й контролю та регулюваинл вих!дних параметр!в гл.

Практична ц!нн1сть. Виконан! досл1дження доведен! до науково обгрунтовано! та експериментально л1дтверджено! 1шкенерно1 методика розрахунку оптимально! величин« гальм!вного моменту гальм!^ цехан1зм!в пересування мостових кран1в, що враховуе масу транс-портованого вантажа 1 довжину П1дв1су, забезпечуе п!двшцення прс-дутивност1 та эююення динач!чних навантажень на кеталоконструк-ц11. Роароблена методика застосована для розрахунку рац!онального гальы!вного моменту кран!в Северодонецького ВО "Азот" та АТ "Лу-ганський машинобуд1вний завод 1м.Пархоменко", а тачек рекомендована в практиц! проектування та експлуатацН вантажогИдйомт;" кран!и.

Застосування розробленого пристрою контролю та регулюванн,^ вих1дних параметр!в техн!чного стану гаиьм!в д зволить забеапеч!!-ти потрЮну Оеапе'ку та ефективн!сть роботи крана, покращитн умов:! прац! ыашин1спь.

Реад1аац1я результат^ роботи. Запрогонована !нженегна ме.э-

дика розрахунку рац!онально'! величини гальм!вного моменту гальм1в механ!зм!в пересування кран!в упроваджена в практику заводсько! експлуатацП на Северодонецькому ВО "Азот" та на АТ "Луганський машинобуд1вний завод 1м. Пархоменко".

Розроблений пристр1й контролю та регулювання вих1дних пара-метр!в техн1чного стану гальм!в кран1в упроваджений на МСНВП "ШдйомтранссервЮ". Р1чний економ1чний ефект в1д упровадження розробленого пристр1я на одному мостовому кран! складае 3,6 тис.крб. (в ц!нах 1990 р.).

Апробац1я роботи. Основн! положения дисертацП допов1дались та обговорювались на науково-техн!чн1й конференц!1 професорсь-ко-викладацького складу Сх1дноукра'1нського державного ун1версите-та (1987-1994 р. р.); на Всесоюзен науково-техн1чн1й конференц1'1 "Над1йн1сть в технШ!" (м.Калуга. 1988 р., Брянськ, 1990 р.); на Всесоюзн1й науково-техн1чн1й конференцП молодих спец1ал1ст1в М1нважмашу СРСР "Використання САПР 1 мжропроцесоргв при створен-н1 п1дйомно-танспортного устаткування" (м.Москва, 1988 р.); на Всесоюзн1й науково-техн1чн1й конференцП "Нове в ПТМ" (м.Москва, 1991 р.); на М!жнародн!й науково-техн1чн1й конференцП "Проблеми транспорту та шляхи 1х вир1шення" (м.Ки1в, 1994 р); на розширено-зас1данн! кафедри п1дйомно-транспортних машин СУДУ (м.Лу--анськ, 1994 р.); на техн1чн1й рад1 ВО "Азот" (м.Северодонеиьк, 1989 р.) та АТ "Луганський машинобуд1вний завод 1м. Пархоменко" (м.Луганськ, 1994 р.); на зас1данн1 кафедри ПТМ 1 ПМ У1ПА (м.Хар-:1в, 1995 р.), на зас1данн1 техн!чно1 ради Луганського округу 'ДЕРЖНАГЛЯДОХОРОНПРАЦГ (1995 р.).

Особистий внесок дисертанта у розобку наукових результата, исертантом самостийно розроблено 1нженерна методика розрахунку ац!онально'1 величини гальм1вного моменту гальм1в механ1зм1в пе-есування кран1в та математична модель техн!чного стану гальм1в, також запропонован1 основн! положения принципу роботи та конс-зукцП пристрою контролю та регулювання вюидних параметр!в тех-1ЧНого стану гальм!в.

Публ!кац!1. Основн! реэультати дисертац!йно! роботи викладе-в 12 друкованих роботах, одержано 4 авторських св1доцтва на 1нах1д.

Структура та обсяг роботи. Дисертац1я складасться з! вступу,

и'яти роздШв, вак1нчення, списку л1тератури та додатка. Робота складасться в1 118 стор1нок машинописного тексту, 48 CTopiwoK ри-сунк1в, 25 таблиць, списку л1теартури ei 115 найменувань та додатка на 15 стор!нках.

3MICT РОБОТИ

У вступ! обгрунтована актуальн1сть теми досд1джень, визначе-но коло вир1шуваних питань, дана загальна характеристика роботи.

В першому розд1л! надано orляд л1тератури по тем1 дисерта-ц11, окреслен! цШ та задач! досл1джень.

Питаниям п1двищення безпечно! та над1йно'1 експлуатацП п!д-йомно- х'ранспортних машин присвячена вели;« к!льк1сть праць вченых як в УкраШ, так 1 за кордоном, а саме Александрова М.П., Буд1-кова Л.Я., Гайдамаки В.Ф., Гохберга М.М., Григорова О.В., Казака С.А., Ковальського B.C., Кузнецова С.С., Федосеева В.Н., Курта Ф., Пайера Г.", Хартера Р. та 1ншлх.

В роботах иих автор1в вир!шуеться широке коло проблем, пов'язаних з п!двищенням безпечно'! та високоефективно! експлуата-ц!1 п1дйомно-трансортних машин.

Анал1з 'ixHix праць, а також даних по статистиц! в!дмов кра-н!в, показав, що безпечна 1 ефективна робота п!дйомно-транспорт-иих машин в багатьох випадках визначаеться р!внем техн!чного стану гальм!в, основними напрямками пидвищення якого е:

- конструктивне удосконалення механ1чно! частини та приводу 1снуючих гальм!в i розробка kjbhx р!зновид1в;

- розробка та використання нових матер!ал!в з п!двищеними функц!йними властивостями;

- удосконалення методик розрахунку гальм1вного моменту;

- контроль вих!дних параметр1в гальм1в, розробка та використання пристроив контролю.

В робот! розглянут! шляхи п!двищеня р1вня техн!чного стану гальм1в, що забезпечують над!йну к ефективну експлуатаЩю п!д-йомно транспортних машин. Найб1льшо1 уваги в цьому аспект1 заслу-говують роботи М.П. Александрова, Л.П. Бл1нова, Ф.К. Германчука, В.Ф. Гайдамаки, 1.В. Крагелъского, B.C. Ковальського, .С.1. Плясу-нова, Г.В. Сомова, К. Еб!хари, Г. Фазекаса, Т. Ныокомба та 1нших. Р роботах цих автор!в наводяться конструкц!! гальм!в, шляхи !х

удосконалення, розглядаються питания розрахунку гальы!вного мо менту, моделюваиня процес!в тертя та зноиення, Фр1кц1йн1 власти-вост1 р!зноман1тних'пар тертя,* теплов! задач!. Анал!з 1хн!х г.^адь довводив вид1лити два основн! напрямга в п!двищенн1 р1вня над!й-ност! та ефективност1 гальм1в кран1в:

- удосконалення методик розрахунку гальм1вного моменту ыеха-н1зм1в пересування кран!в;

- контроль вих1дних параметр!в гальм!в та розробка прист^Л в контролю.

Недол1ком !снуючих методик розрахунку величини гальм!вного моменту механ1вм1в пересування кран!в е те, що найчаст1ше за все ураховуеться лише який-небудь один !з параметр1в (упов1льнення, час гальмування, шлях гальмування, маса вантажа), 1 не розгля-даеться багатокритер!альна оц!нка процесу гальмування, яка б вра-ховувала параметри продуктивное^, динам!чн! навантаження I те, що в виробничих умовах маса транспортованого вантажа та довжина його Шдв1су е величини не пост1йн1.

Менше вивченим, на даний час, залишасться питания контролю вих!дних параметр!в галъм!п (гальм1вний момент Мг, час спрацюван-ня 1с 1 розмикання час гальмування 1г) та розробка прилад!в для цього, в1дсутн1сть яких практично робить неможливим безпечну та ефективну роботу Шдйошю-транспортних машин. 1Идом! засоби контролю вих1дних пара\!етр1в галыЛв е складн1 та недостатньо на-дШи'.

На основ! викладеного в дисертац!йн1й робот! поставлен! наступи! задач!:

- розробити методику розраху1;ку рац!онально! величини галь-м1вного моменту гальм1в механ!вм!в пересування мостових кран!в, що базуеться на багатокритер!альн!й оц!нц! продеса гальмування з урахуваннян таких фактор!в, як маса транспортованого вантаку та довжина його п!дз1су;

- для кран!в одн!е_ вантажоШдйомност! 1 р!зних прольот!в побудувати пол!нсм!альну модель, що в!добра:хае залезяПсть рац1о-палыюго галыЛвного моменту в!д прольота крана;

. - досл1днти вплив на вих!дн! параметри Гольма (гальм.вний момент, час спрацовашш ! розмгасаяня час гальмування) структур-них параметр!в кпяхом побудови пол!ном1а.*ъних моделей, I нэ с.но-

в1 ix розробити матеыатичну модель техн1чного стану гальыа;

- ^иьробити пристрой для комплексного контролю та регулюван-ня вих!дних параметр!в гальм!в;

- експериментально перев1рити основн! положения розроблено'! методики, правильшсть вибрано'1 розрахунково! схеми, працездат-н1сть та в!рог1дн!сть показань пристр!я контролю.

В другому розд!л1 викладена методика розрахунку рац! оналыю! величини гальм!вного моменту гальма механ!зма пересування крану, що базуеться на використанн1 математичних методiв планування екс-перимент!в в технШ.

На першому етапов! ставиться задача знаходження для кран!в одн!е! вантаногадйомност! та р1зних прольотгв Li таких значень гальм!вного моменту Ыг, при яких узагальнений критер1Й 0 одер&ить найкраще значения. Причому, узагальнений критер!й D прийме найкраще значения п!сля проведения дек!лькох сер!й досл!д!в з ураху-ванням того, що в кожн!й досл!дн1й cepi'i в якост! покращуваного приймаеться середне арифметичне значения узагальненого критер1я Dep.. як найб1льш об'ективно в1дображаюче xifl оптим!зацП. Та величина гальм1вного моменту Ыг при якому узагальнений критер!й Dcp. прийняв найкраще значения, i е рацюнапьною величиною галь-м!вного моменту на який необх1дно настроювати гальмо крана.

На другому етап!, п!сля визначення рад!ональиих значень гадьм1ьного моменту для розглядувано! групи кран!в,.ставиться задача одержання апрокс!муючого пол1нома залежност1 рацЮнального гальы!вного моменту Mf^" в1д прольоту Li крана.

Враховуючи, що nepexiflii! процеси при г альму ванн! мостових кран1в досить точно описуються системами диференЩйних р!внянь руху, для оц!нки впливу величини Мг на характер прот!кання цих процес!в експеримеит на кран! зам!нено експериментом на екв!ва-лентн1й д1нам!чн!й модел!. При цьому доел!дом вважаеться кожне р!шення диференц1йних р1внянь для эаданих аначень вар!йованих фактор!в.

В роздШ викладена методика та приклад вибору оптимального гальм1вного моменту мехаи!эма пересування мое ового грейферного крана в/п 5 т прси&отом 26 м. 0птим!зад!я виконана по узагальне-ноыу критер!ю, що враховуе одночасно 1ехи1ко-сксплуата'4йн1 характеристики крана: максимальне аначення горизоктальних навант t-

день на металоконструкц!ю крана Рм, максимальну ампл1туду в!дхи-лення вантажу п!сля зупинки крана Ав, час гальмування 1Г- При р1-шенн1 тако! багатокритер1ально1 задач! використована залропонова-на Харр!нгтоном узагальнена функц!я бажанност!. Одержан! в результат! досл1д1в значения кожного !з вказаних параметр!в Рм, Ав, Ьг перетворювалкся у в!дпов!дн! безрозкирн! бажанност!, п!сля чо-го формувалась узагальнена функц1я бажанност! О, що являв собою середне геометричне бажанностей окремих параметр!в оптим!зацП:

Б = /

I

В результат! узагальнена функц!я бажанност! 0 виявилась единим параметром опттйзацП зам!сть трьох. Перетворення значень кожного з параметр!в у в!дпов1Дн! бажанност! с1 ^ зд!йснювалось при до-помоз! окали бажанност!, граф!ки яко! мають зображений на рис.1 вигляд в залежност1 в1д обмекення параметр1в оптюйзацП (див. рис.1).

Одним !г важливих етап1в р!шення поставлено! задач! в виб!р розрахунково! схеми ф1зично1 модел! крана, що вивначае точн!сть та в!рог!дн!сть результат!в досл1джень. Анал1з роб!т С.А. Казака, М.С. Комарова, М.М. Гохберга, М.О. Лобова та !нших показав при-датн!сть для розглядання перех1дних процес!в пересування костових кран!в трьохмасово! двозв'язково! динам1чно1 модел! (див. рис.2). На рис.2 позначен!: шк - масса частин привода крану (ротор двигу-на, муфти, ходов! колеса), що обертаються, плюс частина маси моста крана (сума мае к!нцевих та половина прольотних балок), шр приведен! до перем!щення к!нцевих балок; шм* маса середньо! частики моста та порожнього в!зка, що приведена до середини прольоту крана; гпв - маса вантажу (з урахуванням маси грейфера); См- кое-ф!ц!ент корстк1ст! металоконструкц!! крана в горизонтальн!й плотин! ; Ск - горизонтальна складова частина натягу вантажних кана-т!в при |Х,4 - Хв! - 1; Сц - коеф1ц1ент затухания коливань метало-конструкц!! в горизонтальн1й площин1; , Рг - гальм1вна сила, щр приведена до ободу прив!дних ходових колес; - си.-а статичного опо^У пересуванню крану; X«, Хм, Хв - шляхи (перемЩення), щр проходять в!дпов1дн! маси в!д початку "»ординат.

Для р!шення Jиcтeми диференц1йних рп янь, що описують гух

Граф1к узагаяьнено! функц11 бажанност1

d

44

4*

4*

02

a J

'MÛ \lt&?exp С-егр&У)}

</âûé; роте* \erSo-

/7/ох о / idi'&tU -Jí/П

V

S

¿S

4*

Рис.1.

é Г, с

.3,5

40<?

ЛС iL

Розрахункова дияам1чна модель т* См Л?м Са /Г7г

X*

vW

с» х»

-VW

Рис.2.

и

ф1вично1 модел1 (рис.2), э обчисленням параметр1в процесу гальму-вання Рм, Аэ, 1г та узагальненого критер1я 0 розроблено алгоритм та програму.

На першому етап1 досл1дження в якост1 вар1йованого фактора прийнята величина гальм!вного моменту Мг ( Е Рг ) та визначен1 р1вн1 1 1нтервали його вар1свання (табл.1).

Таблиця 1

Р1вн1 фактора та 1нтервал його вар1юваиня

Р1вн1 фактора Кодоване значения р1вн1в Натурально значения р1вн1в, Е Рг (Н)

Код фактора Р1

Основний р1вень Р1 - 0 5800

1нтервал ДР1 1000

Верхи1й р!вень Р1 - +1 6800

Нижн!й р1вень Р1 - -1 4800

Наступним кроком досл1джень стала побудова пол1ном1алъних залежностей критер1я оптим1зац11 й в!д маси ль та довжини п1дв1-су 1 вантажа для кожного 1з р1вн1в фактора Е Рг. Анал1э апр1орно! 1нформац1'1 дозволив визначити облает! визначення та меж1 вм1ню-вання фактор!в цього еталу (табл.2).

Таблиця 2

Облает! визначення та меж! зм1юовання фактор1в

Облает 1 визначення фактор!в 1-(г1), м шв-Сгг), ^

Основний р1врнь * 0) 7,5 3450

1нтервал змшюнанни (ДХх) 2,5 1550

Верхн1й р1вень (?.] - +1) 10 5000

Нижн1й р!вень ' ♦ 1) 5 1900

Лля кожного 1з фжсованих значень р!вн!в Мг ( Е Рг ) були

реад!зован! досл!ди плану повного факторного эксперимента типу 3е та п!сля оСробги резудьтат1в досл!д1в одержан! р1вняння регресП, що пов'язують критер1й оптим1зац!1 0 8 факторами ша 1 1, тобто О = Г • (в>в. 1)» а такоя визначен1 середньоарифметкчн! значения узагальнекого критер!я оптим18ац11 Бср:

3 ц!ллм визначення напрямку руху по поверхн1 в!дгуку, одержан! значения 0ср були прийнят1 в виглад! результат!в проведених досл1д1в плану, шр наведении в табл.3, та сдержана залежн!сть 0ср

Таблица 3

План та результата досл!д!в

Ко д0сд1д& фактор код параметр

£ Рг, Н (Р) Dcp

1 4800 (-1) 0,811

2 5800 (0) 0,866

3 6300 (+1) 0,822

в!д £ Рг, що наведена у виг ляд! дШйно! «одел!

DCp - 0,833 + 0,0055-Е Рг

Знак "+" у другого коеф!ц!ента р1вняння perpecil показав, щс рух до оптимуму (тобто до рац1онального значения гадьм1вного моменту) сл1д виконувати в 6ik верхньо! мож! фактора Мг-(£РГ).

Розрахував крск руху по поверхи1 в!дгуку для р!вня Е Рг = 5900 Н Оула поставлена сер1я досл1д1в для одержання залежност! D - ffma.l) та вивначено Dep. Було прийнято р!шення покращити вначення узагальиеного критер!я олтим!эац!1 Dcp, для чого були спланован1 cepli досл1д!в, побудоваи! нов! р!вняння perpecil та одердан! акачення Dcp для р1вн1в Е Рг » 5950 Н 1 5925 Н.

Рух по град!енту дозволив пс.гращити критер1й оптим1зац11 DCp. Значения гальм1вного моменту Мг « 84,8 Н-м-(£РГ= 5925 Н), при якому одержано максимальне значения критер!я onTHMiaauil DCP, чриймаемо за розрахункове значения, на яке необх!дно налагоджупа-1 гальма крана.

На рис.3 подан! граф!ки Рм, Ав, Хк процесу гальмування крана ращональним гальм!вним моментом, а на рис.4 - гранки цих де величин при гальмуванн1 крана тальмами, що налагодкен! на гальм!э-ний момент, разрохований зг!дно заводсько! методики. Пор!вняшш результат!в та графШв показало, що в результат! оптим!зац!1 величина максимальних горизонталь них навантадень Рм на неталококс-трукц!» крана вменшилась на 30 X, а ампл!туда Ав коливання ваата-да п!сля зупинки крана - в 1,5 ... 3,7 раза при зб!лызенн1 часу гальмування крана в 1,3 раза.

В роздШ наводяться такси досл!даення по визначенш) вшшву фактор!в пь I 1 на параметри Рм, Ав, Ьг процесу гальмування.

Аналог1чна робота по зизначенню розрахункованого (рзц!оналъ-ного) значения гальм1вного моменту (зусилля) була проведена для електромостовх грейферних кран!в в/п 5 т для пролъоПв 18, 20, 22 1 24 м.

Визначивши в результат! досл!дасень, для 1 ран!в внщезгаданнх прольот!в Ьь в!дпов!дн! 1м рац!онапьн! по !фитер!п 0СР гальн!вн1 моментн (зусилля) Шг (£Рг) та прийняв 1х як реаультати "досл1-д!в" наведеного в табл.4 плану для розглянуто'! групп (фал!в одер-

Таблиця 4

План та результата досл!д!в

N0 досл1да фактор код р!вн1в Результат

Ц м Е Рт, Н £ Мт, Н-м

1 18 -2 5200 74,5

2 20 -1 5400 77,3

3 22 0 5500 78,8

4 24 1 5750 82,3

5 28 2 5925 84,8

1ано залежн!сть Е Мт в1д прольота Ц що наведена у вигляд! л!н!й-ю! модел!:

Е Мт » 79,5 +

е 1.1 - кодоване значения прольоту крана.

J и

•Hl иинчгеяиомви |ннеаЛя<пгел nda «®v -»¿ HMj$edj

^ >>

иин<пгетш,ио тшгваЛметвл Hdu ,av *Hd интфесЦ bï

В роадШ також приведен! досл1даення впливу початково! амп-д1туди вантажа на величину максимального в1дхилення вантажу п1сля аупинки крана. Результати досл1джень показали, що для одер -ання м1и1маяъних в1дхилень вантажа п1сля зупинки крана, гаяьнування необх1дно починати при в1дхиленн! (Сажано максимальному) вантажа в б1к, протилежний руху крана.

Трет!й розд!л присвячений експерименталыюму досл1дденна впливу структурних. параметр1в (безпосередньо характеризують пра-цездатн1сть об'екту) на вих!дн1 параметри техн1чного стану галь-ма, зд1йсненому з ц1ллю оц1нки ступени впливу структурних параметр! в на вих!дн1 та розробц1 оптимального алгоритму пошуку причини парачетрично! в1дмови. Об'екюм досл1дження прийнято сер!йно випускасме гальмо ТКТГ-200, як найб1льше част1ше застосовуване в ыехан1змах пересування кран!в мостового типу вантажоп1дйомн1стю 5 - 10 т.

Пропонуеться методика, шр основана на теорП планування екс-перименту зг1дно яко1 значения вих1дних параметр!в Мг, 13,

1Г, 1Д0 характеризують техн1чний стан гальма, алрокс!муються функ-ц!ями, дозволяючими просто 1 з високою точности розрахувати 1х в залежност1 в!д сво1х структурних параметр!в.

Побудова математичних моделей техн!чного стану гальма, включав наступи 1 етапи: виб1р основних структурних параметр!в (факто-р1в), визначення меж! 1хньо'1 зм1ни; виб!р плану експерименту; проведения експерименту та обробка його результат!в; перев1рка адекватност! одержаних пол!ном!альних моделей.

Експериментальн! досл1дження зд1йснювались на спец1альному стенд1, розробленому 1 модерн!зованому на кафедр! ПТМ СУДУ. Стенд I дозволяв вар!ювати момент 1нерц1! з допоыогою диск!в обертання, частоту обертання, число цикл!в гальмування приводу та рег1струе так! вих1дн1 параметри гальма ! приводу; як гальм!вний момент, зусилля в тяз1, час розмикання гальма, ! розгону приводу, час спрацюваккя та гальмуг ння гальма, частоту обертаннг. приводу, температуру поверхонь, що труться.

По результатам обробки натурного експеримента, проведеного

по плану повного факторного експеримента типу 23, методами регрессного анал1ву одержано пол1ном1альн! залежност!, що мають виг-ляд

Мг = 160,6+61,125-Х1+31,375-Х2+11,125-Хз+4,375-Х1-Х2-5,125-Х2-Хз, • 3,18-1,05-Хг-0,76-Х2+0,23-Хз+0,33-Х1-Х2 , > о.об+о.оюв-Ха+о.оозб^+о.ооггб-Х!^ ,

^ ^0,143-0,076-Ха+0,039-Х5+0,021-Х1г-0,009-Х5г-0,006-Х1-Х5 ,

де XI - кодоване значения зусилля Р (довжини) замикаючо! пружини; Хг - кодоване значения р!вня температури Т пар тертя на початок гадьмування; Хз - кодоване значения початово! частоти обертания (оберт!в

шк!ва) и при гальмуванн!; Х4 - кодоване значения маси ш робочо! р!дини в г1дроштовхач1; Х5 - кодоване значения величини зазору 1 м!ж фрикц!йними накладками та шк1вом;

А"екватн1сть одержалих моделей оц!нювалась. з допомогою Р-критер1я (критер1я (Итера).

Одеркан! пол!ном!апьн1 модел1, об'еднан! в одну систему р1в-иянь, що уявляе собою математичиу модель техн1чного стану г альма, дозволяють оц1нити ступ!нь впливу (1 вааемовшшву) фактор1в (структурних параметр!в) на вих!дн1 параметри гальма та розробити алгоритм пошуку м!сдя в1дмови гальма, побудований по принципу структурно сл1дчих зв*язк1в та ступеня впливу структурних параметр^. Пошук м!~ця параметрично! в!дмови гальма необх1дно починати 8 тих структурних параметр!в, ступ!нь впливу яких на вих1дний параметр, во визначаеться абсолютною величиною коеф!ц!ент1в р!внянь регрес11. найб1дьша.

В розд1л1 наводяться д!аграми ступеню валику структурних параметр^ на вих1ди! та граф!ки залежное?! вих!дних лараметр!в в!д одного 1е структурних при ф1ксованих ¡.начекнях 1нших, а також схеии адгоритм!в пошуку м!сця лараметричн-н в!дмоли гальма. Про-

ведений анал!э показав, що суттевий вплив на вих1дн1 параметры гальма робить зусилля замикаючо! пружин». Зм1на температури пар тертя в 1нтервал1 75-100 °С на величину гальм1вного момента практично не позначасться. Втрата робочо! р1дини в г!дроитовхочев1 б1льш 20 X в1д загально! '11 маси призводить до в1дмови гальма.

Четвертий розд1л присвячений розробЩ приладу контроля тех-Шчного стану галъм1в кран!в (ПКТСГ), захищеного трьома автор ь-кими св!доцтвами. В роздШ описан1 конструкц1я та принцип роботи розробденого ПКТСГ, а такод його лабораторн1 1спити на в1рог!д-н!сть контролю.

В розд1л1 наведено загальний вигляд та блок-схема ПКТСГ 1 його блок1в. Розроблений прилад являе собою ун1ф1кований прист-р!й, що складаеться з две:: самост1йних блок1в А 1 В (рис.5), роз-м1цених в одному корпус^ Блок А призначений для вим1рювання величин« гашЛвного моменту, а блок В - часу спрацовання 1 розми-кання гальма та часу гальмування крана. На рис.5 показан1: 1 - прилад контроля; 2 - датчик гальм1вного моменту (тензок!ль-це); 3 - прилад реПстацИ величини гальм!вного моменту (аиоло-го-цифровий перетворювач В7-35); 4 - датчик зак1нчення гальмування (тахогенератор типу ТГП-5); 5 - датчик початку гальмування (м!кроперемикач кнопкового типу); 6 - датчик включения приладу контроля; 7 - блок живлення приладу.

Величини гальм1вного момента вим1рю»ться наступним чином. При замиканн1 гальма в тяз1 виникае зусилля, пропорц1йне гальм1в-ному моменту, сприймаеме датчиком 2 гальм1вного момента. П1сля п1дсилення сигнал з датчика надходить до приладу рег1страц11 3 де 1ндиц1руеться на св1тловому табло.

Час розмикання 1 спрацьовування гальма вим1рюеться за допо-мсгою датчика 5 початку гальмування, датчика б включения приладу контроля та вим1рювача часу, що ф!ксуе, в1дпов1дно, час а моменту подання напруги на прив.11 до початку в1дходу галыЛвни; колодок в1д шк1ва 1 час э моменту припинення подання напруги на прив1д до торкання колодками шк1ва.

Час гальмування крела вим1рюеться при допомс.Л датчик1в ^ 1 4 - початку 1 зак1нчення гальмування, в1дпов1днь, та вим1рювача часу, що ф1ксуе час з моменту першого тоокання I ¿лодок г п^че^х-нею гальм!вного шк1ва до п.вно! зупинки останнього.

Блок-схема приладу контроля техн1чного стану гальм!в. 4 / 7

Г

I •

А I &

I

1 - прихад контроля 2 - датчик' гальм!вкого ышенту

3 - прклад рег1страцП 4 - датчик еакЮТезпш гадьмування

5 - датчик початку гальыування 6 - датчик включения приладу 7 - блок иивдення приладу

Рис.5.

Лабораторн! 1спити ПКТСГ проведен! на спец!альному стенд! а використанням рег1струючо! апаратури, наведено анал!з результата, заф!ксованих приладом. Наведена методика контролю вих!дних параметр1в техн!чного стану гальм1в.

ПКТСГ може бути використаний при експериментальних досл1д-жешшх, регулюванн! ! настройц! гальм!в в виробничих умовах.

П'ятий розд!л дисертац!! присвячено експериментальним дос-л1дженням процесу гальмування крана та випробуваниям приладу контроля техн1чного стану гальм1в в виробничих умовах, що проведен! з Щллю оц!нки точност1 результат1в теоретичних досл1джень по розробц1 методики розрахунку рац1онально1 величини гальм!вного моменту гальма механ!зма пересування крана, а також перев!рц! працездатност! прилада контроля техн!чного стану гальм1в та в1ро-г1дност1 ф1ксованих ним результат1в.

Експериментальн! досл!дження процесу гальмування проводились на мостовому грейферному кран1 з розд!леним приводом пересування в/п б т прольотсм 18,6 м виробництва ВО "Шдйомник" (м.Ташкент, Узбек1стан), встановленому в склад! п!ску сталеплавильного цеху Луганського виробничого об'еднання "Луганськтепловоз".

В розд!л1 викладена методика експериментального досл!дження процесу гальмування, описан! вим!рювальн1 прилади та рег1етруюча апаратура.

В результат! експериментального досл!д.иення одержан! осц!-лограми, що в1дображах)ть процес гальмування крана для р!зноман!т-них умов навантаження. Наведено к1льк!сний та як1сний анал1з ос-ц!лограм, зроОлено пор1вняння значень основних параметр!в процесу гальмування крана, одержаних експериментально та теоретично, дана оц!нка погр1шностей розрахунк1в, що не перевершують 9 X.

Натурн1 випробування прилада контолю техн1чного стану галь-м1в проведен! на цьому ж кранов!. В роздШ описан! методика експериментальних досл1джень, подан1 результати вим1рювання конт-рольованих приладом величин, проведений анал1з результат!в випро-Оувань. Випробування розробленого прилада контроля техн1чного стану гальм!в показали його працездатн!сть та ефективн!сть знко-ристання при експериментальних досл1дженяях та налагодженн! гальма.

В зак!нченн! викладен! основн! результат» та висновки по ро-

оот!.

1. Анал1з в!домих метод1в розрахунку величини гальм!вного момента механ1ом1в пересування кран!в показав, що в них врахо-вуеться який-небудь один 1з параметр!в (упов!льнення, час гальму-вання, шлях гальмування, маса вантажа), 1 не розглядаеться бага-токритер1альна оц!нка процесу гальмування,

2. Розроблена методика розрахунку рац!онально! величини гальм!вного момента механ!зм!в пересування мостових кран!в 8 ура-хуванням зм1нно! маси транспортованого вантажа та довжини його л!дв!су. На приклад1 мостового грейферного крана в/п 5 т прольотом 26 м показана ефективн!сть практичного використання методики, що доаволила зменшити дииам!чн! навзнтаження на металоконс-труюию на 30 %, а ачпл1туду коливання вантажа п1сля зупинки крана - в 1,5...3,7 раза.

3. Виб1р рац1онально'1 величини гальм!вного моменту гальм!в механ!зм1в пересування мостових кран1в необх1дно зд1йснювати по узагальненому критер1ю, що врахов/е ампл1туду в!дхилення вантажа В1Д вертикая1 п1сля зупинки крана, максимальн! динам!чн1 наванта-ження на металоконструкц1ю та час гальмування крана.

4. Встановлено зв'язок, у вигляд! пол!ном!ально! залежност!, величини гальм!вного моменту з одним 1з параметра техн1чно! характеристики крана - прольотом (для кран1в в/п 5 т прольотами 18...26 м виробництва ВО "Шдйомник" (Узбекистан, м.Ташкент).

5. Одержано пол1ном1альн1 модел1 залежност1 параметр1в процесу гальмування в1д маси танспортованого вантажа та довжини його п!дв1су на приклад1 мостовог грейферного крана в/п 5 т прольотом 26 м.

6. На основ! експериментальних досл1джень, проведених з ви-користанням математично'1 теорП планування експеримент1в, та нас-тупно! обробки результат!в методами математично'1 статистики, одержана математична модель техн!чного стану гальма ТКТГ-200, що являе собою систему р1внянь, як1 описують зв'зки вих1дних параметр^ з1 структурними параметрами та дозволяв оц!нювати ступ1нь впли'у остани1.( на вих1дн1 параметри гальма та будувати алгоритм пошуку несправност1 при параметричн1й в!дмов1.

7. Анал1з в1домих констуктивних р1шень пристро1в д1агносту-•нпя гальм1в кран!в показав, що в даний час не 1снуе достатньо

простих та над1йних пристро1в, що дозволяють контролювати техн1ч-ний стан гальм!в по 1 х вих!дних параметра;:.

8. Розроблено та випробувано на в!рог1дн1сть вим!рювання прилад контролю техШчного стану для вс!х типорозмер!в гальм1в типу ТКТГ та аналоНчних н<

9. Лабораторн1 та виробнич! випробування розробленого придала контролю техн!чного стану гаяьм!в кран1в показали його працеа-датн1сть та ефективУпсть використання при експерименталышх дос-л1дженнях та регулюванн! гальм!в. Похибки при вим!рюванн1 не пе-ревершують <3

10. Проведен! експериментальн1 досл1дження на мостовому грейферному кран! в/п 5 т прольотом 18,6 м на основ! анал1зу характера зм!нювання та величини основних параметр!в гальм!вного процесу, одержаних експериментально та теоретично, п1дтвердшш можливЮть прим1нення трьохмасово! двозв'язково'1 динам!чно! моде-л1 при досл!дженн! та оптим!зац11 процес1в гальмування мостових кран!в. Похибки разрахунку значень д!нам!чних параметр!в не перевершили 9 ~

11. Розроблений прилад контролю техн!чного стану гальм!в кран!а упроваджений в СНВМП "П!дйомтранссерв1с" для використаннл при д!агностуванн! гальм1в вантажоп1дйомних KpaiiiB. Р1чний екоко-м1чний ефект в!д упровацження пристр1я контролю на одному мостовое врал! в/п 5 т складаз 3,5 тис.крб. в ц!нах 1990 р.

12. Методика розрахунку рац!онадьно1 величини гальн!вного момента гальм1в механ1зм!в пересування мостових кран1в передана для упровадження в Северодонецькому ВО "Азот" та AT "Луганський машинобуд!вний завод !м. Пархоменко'.

Основн! положения дисетацИ опубл!кован! в сл!дуючих роботам;

1. Бойко Г.О., Мороз М.Г. Д!агностувания гальм1в вантажоп!д~ йомних крашв // Шдйом.-траисп. облад.: Респ. Ml.taij,. нау.-техн. Зб. - 1989. - Вип. 20. - С. 45-47.

2. Бойко Г.О., Буд!ков Л.Я. Застосування метод!в плалузаинл експеримент, при д!агностуваин! гальм!в" п 1 дйомно-транспортник ма-шш // У зб. Констру: вання та виробництво трг_!слортних ырнии. - Харкав, 1989. - Вип. 21. - С. 127-12«.

3. A.c. 1РЯ6552, СРСР, МКВ3 В 66 IR/08, Кг годкове гальк. ) / Будшов Л.Я., Бойко Г.О., "ежокГ.В., Б!лоусов 1.Я. /СРСР/. -°3 с.

4. A.c. 1458265, СРСР, МКВ3 3 60 Т 17/: .1. ПрИСТ1Й ДЛЯ д!аг-

ностуваиня гальм1в п iдйомно-траяспортно! машини / Буд1ков Л.Я., Бойко Г.О. /СРСР/. - 2 с.

б. А.с. 1549908, СРСР, МКВ3 В 66 Д5/08. Прист1й для д!аг-ностування гальм1в вантажоп!дйомних кран1в / Бойко Г.О., Мороз У.Г., Буд1ков Л.Я., Нсженцсв О.Б. /СРСР/. - 4 с.

6. Бойко Т.О., Буд1ков Л.Я. Стенд для д1агностування гальм1в иантажо-Шдйомних машин // Експрес-1нфорыад1я. Конструювання та експлуатац1я обладнання. Сер. 6. - Вип. 9. - М.: ЦНД1ТЕДВАКМАШ, 1988. - 6 С.

7. Бойко Г.О., Буд1ков Л.Я. Досл1диення залежност1 часу спрадавання гальм1в в1д струтурних параметр1в. - К., 1989. - 24 с. - Деп. В УкрНД1НТ1 02.11.89, No 2401 - Ук 89.

Ь. Бойко Г.О., Стоянов Л.А., Еуд1ков Л.Я. Методика роэрахун-ку оптимально! величини гальм1вного момента гальма приводу пере-сування крана.- К., 1989. - 24 с. - Деп. в УкрНД1НТ1 02.11.89, No 2401 - Ук 89.

9. Бойко Г.О., Стоянов Л.А., Буд1ков Л.Я. Експериментальн1 досл1дження процесу гальмування мостового крана грейферного типу.

- К., 1990. - 18 с. - Деп. В УкрНДЖТ] 26.11.90, No 1887 - УК 90.

10. Бойко Г.О., Медведев Г.М.. Буд1ков Л.Я. 0ц1нка ступени впливу фактор1в навантаженост1 гальма на величину гальм1вного момента. - К., 1990. - 10 с. - Деп. в УкрНДШ! 13.12.90, No 2045

- Ук 90.

11. Бойко Г.О., Буд1ков Л.Я. Методика розрахунку та гасоби контролю гальм1вного моменту гальм1в механ1вм1в пересування мос-тових кран1в // Проблеми ~АПР та м1кропроцесор1в при створенн1 падйомно-транспортного обладнання: Тез. доп. Всесоюз. наук.-техн. конф. молодих спец1ал1ст1в М1нважмашу СРСР. 2С-27 травня 1989 р.

- М.. 1989. - С. 17-18.

12. Бойко Г.О., Буд1ков Л.Я. Техн1чне д1агностування - один 1з фатор1в, до визначае над1йн1сть вантажоп1дйомних кран1в в екс-плуатацГ! // Проблеми п1двищення якост1, над1йност1 та довгов1ч-ност! машин: Тез. доп. Всесоюз. н ук. конф. 19-21 лютого 1990 р.

- Bpi.rfCbK, 1990. - С. 143.

АН0ТАЦ1Я

Bojko G.A. Improvement of technical and operational indices cf bridge cranes on the base of braking process optimization and working out of control divices.

Dissertation for competition of scientific degree of candidate of technical scienlec on speciality 05.05.05 - hoisting-transport machines, Kharkov engineering-pedagogical Institute, Kharkov, 1995.

12 published works and 3 author's certificates are being.defended. Ther describe: theoretical Investigations and practical working out of calculation method of optimum value of brake moment In bridge crane brakes, taking into account load transporting mass and Its suspension length; investigations on working out mathematical model of technical state of a brake and the results of experimental Inverstlgatlones. Industrial introduction of the given method of calculation of brake moment önd control device of technical state of brakes have been made.

Бойко Г.А. Повышение технико-эксплуатационных показателей мостовых кранов на базе оптимизации процесса торможения и разработки приборов контроля.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.05 - подъемно-транспортные машины, Харьковский инж.-педаг. ин-т, Харьков, 1995.

Защищается 12 печатных работ и 3 авторских свидетельства, которые содержат теоретические исследования по разработке методики расчета оптимальной величины тормозного момента тормозов механизмов передвижения мостовых кранов, учитывающей массу транспортируемого груза и длину его подвеса, исследования по разработке математической модели технического состояния тормоза, а также результаты экспериментальных исследований. Осуществлено промышленное внедрение предложенной методики расчета тормозного момента и прибора контроля технического состояния тормозов.

КЛЮЧ0В1 СЛОВА: гальмо, момент, метод, безпека, фактор, екс-

перимент, оптим1зац!я, рух, стенд, кран. пристр!й, контроль.

Шдшоанй до друку 10.02.95 р. Формат 60x84 1/16 я.л.1 Тирах 100 Заказ 71

Ротапринт СУД/, м.Луганськ, кв.Молод!яи:ий, 20-&