автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.05, диссертация на тему:Усовершенствование рабочих характеристик крановых механизмов

УКРАТНСЬКА 1НЖЕНЕРН0-ПЕДАГ0Г1ЧНА АКАДЕМ1Я

На правах рукопнсу

ГРИГОРОВ Отто Володимирович

УДОСКОНАЛЕННЯ РОБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК КРАНОВИХ MEXAHI3MIB

05.05.05. Шдйомно-транспортШ машини

АВТОРЕФЕРАТ дисертацй' на здобуття наукового ступеня доктора техшчних наук

XAPKIB 1995

Дисертащею е рукопис.

Робота виконана в Харк1вському державному пол1техн1ч-ному ушверситетЧ на кафедр! „Шдйомно-транспортн! ма-шини та обладпання".

ОфЩнЧш опоненти: Заслужений д!яч науки 1 технжи

УкраТни, доктор техн1чних наук, професор КОВАЛЬСЬКИЙ Борис Самойлович

доктор техн!чних наук, професор ОРЛОВ Олекс1й Миколайович доктор техшчних наук, професор ЛОВЕЙК1Н Вячеслав СергШович

Провщне Шдприемство — Украшсько-Угорське Шдприем-

ство ,,Титан-Ев1г"

Захист в1дбудеться * -¿-Я ъ 1995 р#

о *бо гопин 1 на засщанш спещал!зованоТ вчено! ради Д 02.10.01 в Харк1вськШ шженерно-педагопчн!й академИ за адресою: 310003 Харюв, вул. УШверситетська, 16, корпус 2, ауд. 220.

3 дисертацдею можна ознайомитися в б1блютеш Харк1в-сько! шженерно-педагопчно! академП за адресою:

310003 Харк1в, вул. Ушверситетська, 16, корпус 2.

Автореферат роз1сланий « /2Ю/7?(?ро тодл р,

Вчений секретар спещал1зованоТ вчено! рад ;. М. БЕСПАЛО!

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальн!сть робота . В1тчизняна наука мае серйозн! наробки Г галуз! удосконалення металоконструкц1й кран!в, конструкция кра-гавнх мэхан!зм!в та 1х привод!в, елемэнтно! бази систем квруван-ш. Проте, далекою в!д вир1шення залишаеться проблема оптимально! з1дпов1дност1 кранових махан1зм!в конкреткин умовам вксплуатацИ фан!в. РозроОка наукових основ створення ор!ентованих на конфета! умови вксплуатацИ крановнх механ!зм!в та систем !хнього сарування у значим м!р! покликае усунути ряд вад у назван!й троблем!.

У залежност! в!д типу крану у конкретных умовах вксплуатацИ лохе бути ефэктивним' механ!зм з електромехан1чним ордшзарним, злектромехан!ч1Шм плавно регульованим, г1дродинам1чним або .^дростатичним приводом. В той »0 час при будь-якому вар!ант! триводу у конкретных умовах моке бути ефективнкм вшористання зистем оптимального керування рухом, що забезпечуе л!кв!да;;!ю ко-иивань вантаку на канатному п!дв!с!. В окремих випадках выявляться доц!льною повна автоматизац!я (роботизац!я) крану. Названий жмплекс питань складас предмет наукових досл!джвиь, що викладен! у дан!Я дисертац1Ян1й робот!. У робот! наведена розробка теоре-' гичних полокень, совокупн!сть яких мокна розглядати як досягнення / розвитку п!дйомно-транспортно! науки. .

Мета робота . Матою виконаного досл!джекня е розробка тео-ютичних положенъ п!двищення ефективност! вксплуатацИ вантако-Идйошмх кран!в за рахунрк оптим!зац!1 робочих характеристик фанових м0хан!зм!в та систем 1х керування в ув'язц! з конкретни-*.и умовами вксплуатацИ.

Для досягнання поставлено! мети у дисертацП иеобх!днс) вир!-!ити так! задач!:

-розробити науков! основи створення ор!ентованих на кон-ротн! умови вксплуатацИ кранових механ!зм!в та 1х систем керу-ання - головным чином мехаи!зм!в пересування та обертання;

-розробити тооретичн! основи оптимального керування мехен!з-ами пересування та обертання кран!в, основи давно! автоматизацИ ран!в;

-розробити математичн! модел! роботи механ!зм!в пересування

г

та обертання кран!в, в'изначити на Хх основ! опгимальн! робоч! характеристики кранових механ!зм1в з електромехан!чним, г!дродана-м1чним, г!дростатичним приводом;

-провести комплекс теоретичних та експериментальних досл!д-жейь, спрямованих на визначення рац!ональних та оптимальних конс-труктивних параметра кранових М9хан1зи1в пересування та обертання;

-створити конкретн! зразки кранових механ1зм!в пересування та обертання, та провести 1х натурн! вилробування у промислових умовах;

-розробити методику !нженерних розрахунк!в • рац!ональних параметр!в кранових механ!зм1в.

Наукова новизна. Розроблена значна наукова проблема оптимального керування механ!змами пересування та обертання кран!в, що забезпечують достатку вантажу у точно визначону координату в найкоротший терм!ч за можливост! обмеження коливань вантажу на гнучкому п!дв!с! у процес! його транспортувания. Розв'язана • проблема субоптимального керувзння г!дростатичним крановим приводом, що забезпечуе на заданому р!вн! стаб1л1зац!Е моменту у валопроводах механ!зм!в нересування та обертання. РозроОлен! теоретичн! положения безперекосного руху мостових кран!в з г1дростатичним та г!дродинам1чним приводами, обмежень та гас1ння коливань вантажу на гнучкому п!дв1с!. Сформульован! теоретичн! положения синтезу г!дродинам1чнкх та • г1дростатичних привод!в, як! до м!н1мума зводять енергетичн! витрати, дозволяють встановлювати приводи м!н!мально! потужност!, значно знижують дянэм1чн! навантаження на'валопроводи та мэталлоконструкцИ.

На захист виносяться так! конкретн! результата розроблон! особисто автором:

-теоретичн! положения оптимального дискретного керування крановими механ!змами горизонтального пересування вантажу що забезпечують гас!ння коливань вантажу одночасно з доставкою вантажу у задану координату, визначене обмеження коливання вантажу на гнучкому п!дв1с1 у Процесс! транспортувания;

-метод практичного забезпечення оптимального дискретного керування механ!зчом горизонтального .пересування вантажу на гнучко-

му п1дв1с1, метод 1мпулъсного керування механ1змом з г!дродина-м!чким приводом;

-математичн! модел! кранових механ!зм!в пересування та обер-тання з електромехан!чним, г!дростатичним, г!дроданам!чним приводом, що враховують р1зноман!тн! фактори;

-метод проектування автоматизованого механ1зму пересування крану з розд!лъним г!дростатичним приводом, що забозпечуе задане обмежевдя навантажень та автоматичне пентрування моста крану в межах м!жребордного зазору:

-принцип« конструювання г!дродинам!чних приьод!в механ!зм1в пересування та обертання кран!в р!зного призначення: мостових, портальних, баштових;

-результати експериментальних досл!джень та натурних випро-бувань механ!зм1в пересування та обертання.

Практична значения полягае в тому, що розроблен! теоретичн! положения синтезу р!эноман!тних привод!в дозволили значно п!дви-щити Гх як!сть 1 е|1ективн!сть.

За розробленою методикою синтезован! оптимальн! режими руху механ!зм!в пересування та обертання. Розроблен! р!зноман!тн! кон-струхцИ г!дростатичних та г!дродинам1чних привод!в мостових, баштових, портальних кран!в та систем оптимального керування ь1д ы!кропроц9сор1в, як! забезбечують раал!зац!ю оптималышх режим!в руху та пЩвищують експлуатац!йну продуктивн!сть та над1йн!сть.

Геал1зац!я роботи. На баз! виконаних досл!джень розроблен! орнг1нальн1 конструкцИ кранових механ1зм!в та систем автоматизованого керування:

19С8, 1981 рр. - на Харк1вському турб1нному завод! проведен! випробування та здано в експлуатац1ю мостобий кран в/п 30/5т, оснащений розд!лышм регульованим об'емним г!дроприводом, низькомо-ментними Пдродвигунами та ори^налъною системою дистанЩйного автоматичного керування.

1969р. - в КиХвському р!чковому порту випробувано портальний кран "К1ровець" в/п Ют з високомоментним об'емиим г1мроприводом механ!зму обертання та системою дистанцШюго автоматичного керування .

1971р - на завод! ПТО !м. В.1.Лен!на проведен! винробування

мостового крану в/п Ют з розд!лышм тиристорним приводом меха-н!зму пересування крану.

1972, 1973 рр. - на Узловському кранобуд!вному завод! проведен! випробування та здано в експлуатац!» мостов! крани в/п 15/Зг з'розд1льним г1дродинам!чшм та розд!льним об'емним г!дроприводо1 мехая!зму пересування.

. 1984р - на Харк1вському ДБК-1 п!сля усп!шних випроСуваш здано в експлуатаЩю бантовий кран КБ405.2 з г!дродинам!чним при водом мехаШзму обертання.

1987р - в Клайтадському морському рибному порту пройшов вил-робування портальний кран "ГАНЦ" з г1дродинам!чним приводом меха н!зму обертання.

,1988р - створена та успйшо лройшла випробування в ХП1 система оптимального керування в!д м!кропроцесора електротал! ванта-жоп!дйомн!стю 0,5т.

1989р - на Харк1вському ДБК-1 п!сля вилроСувань здано в екс плуатац!ю грейферний кран в/п 5т з системою автоматичного кору-вання вс!ма механ!змами в!д м!кропроцесора.

1989-1990 рр. - на завод! "Ржевбашкран" пройшов усп!шн! випробування г!дродинам!чний привод для багатоблочних механ!зм!в пересування ! обертання баштових кран!в.

1991р - розроблено робочий проект та створена модель систем! керування групою кран!в для Харцизського сталедротового заводу.

1992, 1994 рр. - створен! д!юч! модел! мостового грейферноп та кабельного кран!в з керуванням в!д м!кропроцесора.

Багадьний економ!чний ефект в!д вт!лення результат!в науко вих досл!дюнь по дан!й робот! склав в стаб!льному масштаб! ц! 123 тис.крб.

' Апробац!я робота. Окрем! етапи ! основний зм!ст допов!далис на конференц!ях, техн!чних парадах, сем1нарах: на конференц! "Проблеми важкого кранобудувашя" в м.Красноярську в 1976р.; н науково-техн!чн!й конференц!! в Казахському шл!техн!чному !нсти тут! (м.Алма- Ата) в 1978 роц1; на науков!й конференц!! в Краснс ярському пол1техн!чному !нститут! в 1980 роц!; на науков!й конфе ренц!.Тэ проблем зб!льшення над!йност! ! довгов!чност! п!дйомнс транспортних машин в МВТУ 1м.Баумана (м.Мосйза) в 1980 роц!; 1 науков!й конференц!! "Нове в п!дйомно-траиспортн1й технШ!"

1нститут! водного транспорту (м.Горький) в 1980 роц1; на науковМ конференцП "Проблеми створення та експлуатацИ п!дйомно-транспортних машин в умовах Далекого Сходу í Сиб!ру" (м.Артем) у 1983 роц1; на юв!лейн1й науково-техн1чШй конференцП ЮТУ 1м.Баумана у 1985 р.; на науковйй конференШ! "Проблеми розвитку í удосконалення Шдйомно- транспортно! техн!юГ (Красноярсысий по-л!техн!чний !нститут) у 1986 роц1; на ВсесоюзШй науково-техн!чн1й конференцП "Проблеми розвитку та вдосконалення п!дйом-но-транспортно! техн1ки" (м.Красноярськ) у 1988 роц1; на зас!дан-н! науково-методично! Ради по ШдЯомно-транспортному машииобуду-ванню при М1нвуз1 СРСР в м.Харков! (ХП1.1989 р!к); на науково-tqxhíhhíí! конференцП "ТехШчи! засоби рац!онального морсыюго та океан!чного промислу риби" (м.Севастополь) у 1990 роц!; на науко-в!й конференШ! "ТехШчн! засоби окегШчного промислового рибаль-ства" (м.Севастополь) у 1992 роц1; на м!жнародн1й науково-техн1чн!й конференцП "Проблеми ПТМ" (м.Алушта) у 1993 роЦ1; на м1инародн1й науково-техн!чн!й конференцП "MlcroCAD Sy3tera'93"(M.m.XapKlB - Мйнкольц) у 1993 роц1; на м!жнародн!й конференцП "Миагольськ! еп1вбес1ди" (м.Мйнкольц) у 1993 роц1; на, зас1данн! кафедри Шдйомно-транспортних машин ХП1 у эв'язку з об-ранням на посаду профэсора ц1е! кафедри у 1993 роц1, на м1кнарод-н!й науково-техн!чн1й конференцП "Комп'ютер, наука, техн1ка, технолог1я, осв1та, здоров'я" (м.м.Харк!в-М!школьц) у 1994 роц1; на науково-техШчному сем!нар1 "Висок! технолог!! в машинобуду-ванн!: моделювання; оптим!зац!я; д1агност!ка" 1нтерпартнер - 94, Харк1в - ХГПУ - Алушта у 1994р.; повн1стю дисертаШю докладено: 'на науково-техн!чному сем1нар! завода ПТО м. Харкова у 1995р.; на науково-техШчному сем1нар! у в1дд1ленн! "Проммехан! ,ац!я" у 1995р.; на оас!данн1 науково-методично! Ради по пШомно-транспортному маишюбудува1шю при М1носв1ти Укра1ни у м.Харков! у 1-995 роц1.

Публ!кацИ . За материалами дясертацП в наукових виданнях опубл!кована 101 робота, э тому числ! 3 монограф!!. Одержано 7 авторських св!дотцтв на винаходи. Список основних публ1кац!й приведено в к1нШ реферату.

Обсяг робота-. ДисертаЩя складаеться з вступу, п'яти розд!-

л!в, висновку, списка л!тератури 1 додатка. Мае 265 стор!нок машинописного тексту, 112 рисунк1в, 3 таблиц!, 222 найменувань 616-л!ограф11.

ЗШСТ РОБОТИ

У вступ! в1дображвна ситуац1я, що склалася у п!дйомно-транспортному машинобудуванн! за сучасних надзвичайних умов в!т-чизняно! економ1ки, визначена позиц!я в!дносно в1дродження та розбудови галуз±, зокрема г.тпг.гтип г.тппряння мйуянТпм1в для ван-тажоШдйомню кран!в. Сформульован! критерИ оптимальност! меха-н!зм1в, введено показники вицого та нижчого р!вн!в: показник по-зиц!ювання та показник над!йност1.

У першому роздШ "Анал1тичний огляд досл!джень. Постановка задач" проанал1зован1 результата досл!джень, що стосуються проб-леми удосконалення робочих характеристик кранових механ!зм1в пе-ресування та обертання. Анал1з проводився в основних аспектах:

1)рац1ональн! та оптимальн! пуско-гальмов! характеристики привод!в кранових мэхан!зм1в.

Широко в1дом! прац! М.П.Александрова, Л.Г.К1фера, М.Ф.Руден-ка, О.В.Вершинського (Московська школа), ОЛ.Дукельського,

B.Ф.Сиротського, М.М.Гохберга, О.М.Орлова (Лен1нградська школа),

C.А.Казака, П.З.Пэтухова, В.0.Шубенка (Уральська школа), Б.С.Ко-вальського, БЛ.Жермунського, В.Ф.Гайдамаки ,(Харк1вська школа), МЛ.Ерофеева, К.О.Заблонського, М.Ф.Глушка, В.Ф.Семэнюка (Одеська школа);

2)л1кв1дац1я коливань 1 точне позиЩювання пЩв!шеного ван-тажу у пусковому та гальМовому режимах руху.

Внесок у р!шення питань оптимального пересування каретки з п1дв1шеним вантажем внесли вчен! та фах!вц1 Л.Д.Акуленко, Я.Л.Ге-рон!мус, МЛ.брофеев, О.М.Орлов, О.Т.Заремба, А.А.Зарецький, М.Ф.Зубко, Л.1.К1бр1к, М.М.Перельмутер, Л.М.Поляков, МЛ.Портной, В.С.Ловейк1н, П.М.Стрельцов, В.М.Соколов, Ф.Л.Чорноусько, МЛ.Хрисанов, Л.Д.Крук, болгарськ! фах!вц1 П.Ексаров, В.Григоров;

3)стал1сть руху прогоново1 споруди крану. Значний внесок у р!шення проблеми эроблено Ф.Л.Ан1кеевою, Б.С.Ковальським, 0.С.Коноплею, ЮЛ.Кулаковим, Х.Г.Марквардтом, Л.М.Стьопочкиним, В.М.Со-болсвим, В.0.Трутнем;

4)г!дродинам!чний та г!дростатичний привод - як зас!б забез-печення рац!ональних та оптимальних пуско-гальмоЕих характеристик, кранових механ1зм1в пересування та обертання.

Велика плеяда вчених та фах!вц!в була зайз)ята питаниям ство-рення, удосконалення г!дродинам!чного приводу для п!дйомно-транспортних машин: Д.Я.Алексопольський, К.А.Абасов, В.М.Берман, Б.А.Гавриленко, О.П.Гаврилов, А.В.Леусенко, 10.В.Коваль, О.В.Кру-тик, е.Ф.Кусов, Н.К.Нагорна, Ю.Ф.Пономаренко, Б.0.Скородумов,

A.В.Техмищян, В.М.Чуканов, О.В.Яременко.

Питаниям досл!дження кранового. г!дроприводу присвячен! прац!

B.!.Мел!к-Гайказова , М.В.Ромашк!на, В.Ф.Гайдамаки, б.Ф.Чекулае-ва, БЛ.Жермунського, П.Г.Лосева, С.0.Пашк!но1, М.1.Ягн!на, Ю.П.Гендл!на, Б.Г.Миколаева, М.М.Колесника, В.М.Повзика, КЛ.Геб-гардт, В.О.Коваленко, ГЛ.Луненко, Г.В.Вишневецького, Н.О.Петренко.

На основ! критичного огляду р!шень з гас!ниям в!льниг коливань п1дьш1еного вантажу визначено доц!льний напрям досл!джень стосоыю специф1чши умов в!тчизняного виробництва. Специф!ка по-лягаа у висок!й ьартост! складних машин (у пор!внянн! з бисоко-розвиноними кра!ннми), низькою варт!стю звичайних кран!в, низьким р!внем оплати прац! персоналу. У них умовах вимальовуеться вар!-ант доц!льно1 структури краново-переванташого парку для масог.их наситшх вантак(в, що ор1«нтовнно на ординарн! грейфера! крани, а не на ун!кальн! перевантакувич!. Для цих кран!в е доц!льним ство-рення нидорогих* систем'автоматичного керування на баз Г м!кропро-цосорних контроллер!в.

Одним з найголовн1ших фактор!в зниження над!йност! кран!в мостового типу е снрацювання ходових колес - насл!док перекосюг' навантажень при пересуванн! прогоново! споруди. 1снуе багато про-позиц1й та конкреткчх розробок, що до вир!шення цього питания. Ол!д зазначити, що жодне з реал1зованих' р!шень не дозволяв радикально усунути перекоси! навантаження. Виняток можэ скласти лише пропозиц!я створення сиетеми автоматичного регулювання м!жреборд-ного зазору, що висловлено, зокрема, Б.С.Ковальськимта М.О.Лобо-вим. Така система може бути створена на баз! розд!льного Пдрооб'емного приводу, що плавно регулюеться.

Иагальна потреба пол!пшення робочих характеристик кранових механ!зм!в пересування та обертання визначила пошук нових ириво-

д!в для них, зокремэ, г!дродинам!чного та г!дростатичного. Було зроблено ряд спроб вт!лення цих привод!в у кранах мостового та байтового тип!в. Практика 1х експлуатацИ виявила безл!ч власти-востей, як! послужили початком радикального опанування ц!е! сфори школою автора роботи, що реферуеться.

. У другому розд!л! "Динам!ка кран!в з р!зшши приводами" вик-ладен! досл!дження иуско-гальмових режим!в кранових механ!зм1в

г!дростатичним та

г!дродинам1чним приводами.

Приведен! загальнотеоретичн! передумови побудування матема-тичних моделей з урахуванням нетрадицШних для ТОМ фактор!в;

-олектромагн!тна 1нерц!я обмоток двигуна, яка виявляеться у тому, що електромагн!тний момент не миттево формуеться на р!вн!, в!дпов1дно ковзанню за паспортними механ!чннми характеристиками;

-комутац!йн! явища При п!дкл]оче}ш1 двигуна до мереж!, що ха-рактор!зуються пульсац!ями моменту, внасл!док чого максимально значения електромехан!чного моменту у 2-3 рази пвревицуе момент короткого замикання двигуна;

-характер зниження моменту двигуна у зв'язку 1з зменшенням напруги на його займах внасл!док недостатньо високо! жорсткост! мереж! живлэння;

-г!дродинам!чна !нерц!я формування моменту, який передаеться г!дромуфтою при розгон!, внасл!док чого момент Пдромуфти при за-даному заповненн! не визначаеться однозначно величинами ковзання та кутоьою швидк!стю насосного колеса;

-нов! поправочн! фунгаШ при величин! статичного- моменту г!дромуфти, зокрема, фунКц!я заповнення робочо! полост!;

-характер зм!ни моменту г!дромуфти у вс!х режимах: двигуно-вому, мультшл!каториому, противовмикання з урахуванням знака ку-тово! швидкост! насосного колеса;

-1нерцШн!сть формування г!дростатичного моменту силово! системи "регульований насос - г!дромотор".

Розроблвна 1 япробована шляхом з!ставлення з експерикенталъ-ними. даними математична модель механ!зму пересування з плавноре-гульованим об'емним г!дроприводом, яка базуеться на чотирьохмасо-в1й даиам!чн!й пружно-в'язн!й систем! з варИжаиням деяко! к!ль-кост! тимчасових законов кирування. Одержан! палелшост! сили у

ьалопроьод1 та металоконструкцП в1д закону зм1шивання функцП коруьання. Дсжодено, що л!н1йне зм1нюваннй параметру регул&ьаиня иор1ьняно з 1ншими вар1антами закон!в керування забе^печуе най-М01Ш1 наьантгшшня.

Розн'язана задача синтезу закон!в керування при конкретних заданих умовах ннвантажышя вмлопроьода та моталоконотрукцН 1 на II баз! роэроблени 1д^я стаб1л1эац11 мехнн!чних наьантажень у ва-лопроьод! та маталоконотрукцИ при иуско-гальмоних режимах, без спрацюыжня запоб!жного клапану.

На п{дстяв1 р!внянь руку чотиримасово! вкМьялмнтно1 слотами з урнхуианням оооблиноетой ллаьнорогульованого г!дрооб'емного

де а- коефЩ1снт зведення; Т^ - механ1чна стала часу; к^-койф!-' ц!снт п!дсиления г1дроприьоду; коеф1ц!ент жорсткост1 меха-н!чноГ характеристики ИдронриБоду; 1- довкина п!дв!су вантаау; А- стала величина (параметр).

Аналогично розв'язане питания обмеження у иуско-гальмових рекимах кута в1дхилення вантажного канату.

Го.чроблена структурна схема системи автоматичного керува^шя г1дрооб'емним приводом,-на баз! яко! виявляеться можливим забаз-почити досягнення задано! швидкост! крану за м!н1мальний час з урахувтшям оСнеиень, як! накладаються на перепад таску у робочй! порокнин! г!дромотору 1 на керуючий сигнал при умов!, що п!сля зпк1нчнния перех!дних процес1в вантаи будо рухатись 1з швидк1стю каретки без вШилення канату.

Досл1джон1 пуско-гальмов! резкими кранових мэхан1зм1в обер-тиннк та пересування з г1дродашам1чтм приводом. Найб!льш загаль-ниЯ випадок стосуеться механ!зму обертання баштового крану. Маго-матична модель побудована на баз'' шестимасово! динам1чно! пружно-в'язко! системи. Проведена оер1я експеримент1в, результата осци-лографувиння сп1вставлен1 з результатами моделювання. Застосуван-ня г!дродинам1чного приводу знижуе динам!чн1 навантакення у стр1-л! 1 башт! на 1Б-20Ж, а на вкх!.цному вал! редуктора на 10-16%, що п!двищуе доъгов1чн1сть трансм!с1! 1 крана в ц!лому.

Розглянуте питания довгов1чност! двигун!в кранових механ!з-

привода одержаний .^чкон керування у ьигляд!:

(п

М>р. Дана методика визначення енерг!Т пгр1ючих" втрат 1 величина в!дносноЗ довгов!чност! двигуна.

В1дносна довгов!т!сть двигуна:

' ' I г Т-Т ,

7— = е1Р [в ;—} • (2)

де: Л,терм1н робота !золяц!1, досл!джуваного та базового двигуна, год; Т,Те- середня температура обмоток досл!дауваного 1 базового двигуна, К°: В- рмп1ричиа величина у в1дпов1дност! з реко-

мендац!ями М1жнародно1 електротехн1чно! ком!сс!1 (МЕК).

Потужн!сть "гр!ючих" витрат Рп у двигун! пропорцШня переви-щенню температури:

л_ _

де 1,тв,Рпв- перевищення температури у досл!джуваному 1- базовому двигун!, потужн!сть "гр!ючих" втрат.

Потужн1сть втрат у двигун! механ!зму пересування 2Е + 2Е + 2Е

рн = —^—, о:

и

де: Епп,Елт,Еоу- енерг!я витрат у пер!оди пуску, гальмувашш, сталого руху, Дж.

'Маючи закони зм!нювання у час! навантнжуючого моменту при розгон! М[Ш(г) I при гальмуванн! Мтя, можна визначити енерг!» "гр1ючих" втрат:

Р г" I (г) ' I"

Е„пV тГ I -17-« - \ Ч.»> « 5 (4>

Р гт I (П г Е„_= ^гр ] -р—- ] ш (I) « ;

т)

(5)

де: Тп,Тт- тривал!сть процессов розгону ! гальмування; 1н- ном!-нальний ток двигуна; 1пШ,1тШ,ипШ,ыт(1)- поточив значение тока двигуна у кутбв!й швидкост! у процесс! розгону 1 гальмування.

Протягом 1983-1994рр. була проведена сер!я спостережень зг роботою досв!дчених машин!ст!в р!зних кран/в, як! працюють ; грейферами, у числ! яких були мостов! грвйферн! крани, грейферы: перевантотувач! та портальн! крани. Спостереженням встановлено

и

що досв!дчен! оператор« виконують процеси розгону та галъмувашш з гас!нням коливань протягом часу, яке близьке до пер!оду в!льних коливань грейфера на п!дв!с1 довюшою 1 з вар!ац1сю 5-10%, тобто

Т а Т = 2%

1_ &

Рух при цьому близький до р!вноприскореного (р!вноупов!льне-ного).

На баз! величин Рп,тб,Рпб визначена в!дносна довгов!чн1сть двигуна - сп!вв!дношення реально! довгов!чност! двигуна до дов-гов!чност1 базового даигуна.

Проведен! експериментальн! досл!даення пуско-гальмових режи-м!в механ!зму пересування мостового крану з тирнсторним приводом. Експерименти проведен! на Харьк!вському завод! ПТО на мостовому кран! в/п Ют з тиристсрним та електромехан!чним приводам. Показано, що середне значения моменту тиристорного приводу у 1,8 рази мэнше, н!ж у в!дпов!дного механ!зму з сер1йним приводом. У ц!лому комплекс техн!чних показник!в у тиристорного приводу ви-1кий, н!ж у базового.

Проведено комплекс досл!джень г!дродинам!чюго приводу меха-, н1зму повороту портального крану "Ганц". На спец!алыюму стенд! проводились' вкпробування г!дродинамичяаго приводу з г!дромуфтою ГП - 395, з р!знши приводами двигунами та двома вар!антами слс-теми обдувания г!дромуфти (з в!дцентровнм та осьовим вентилятора-ьп). Теоретячн! i експериментальн! досл!дкення показали:

-екв!валентне значьння потуиНст! споживання двигуном Пдро-динамим!чного приводу за один екв!валентний цикл переввнтазшння на 3-12J нижче, н1* при електромехан!чному привод!;

-твплов! утрата у двигун! електромэхан!чного приводу у 2-4 рази б!лыие утрат при г!дродинам!чнсму привод!;

-зм!ни-в!трового навантаження при електромехан!чному привод! ликликають у двигун! значн! зм!ни теплових втрат, при г!дродина-м!чно;лу привод! ц! втрати пракипно на змйшаться;

Проводен! сп!вставленн.1 досл!джень втрат енэрг!! у регульо-ваному г!дростатичнсму ! електромехан!чному приводах. Встановле-но, що в ц!лому енергетичн! показники г!дрооб*ешого приводу у пуско-гальмових режимах .вице, н!м у електромехан!чному. Це пов'язане з тим, що зшгаганий загальний к.п.д. трьохмагаинного г!д-рооб'емного агрегату мае м!сце лише на ном!нальн!й швидкост! 1

Рис.1.5>ункц1я ■ Об'СМНОМу та приводах в1д наввнтажен.ч! 1 - ?3,7 Км; 3 - %,о Км;

к.п.д. в г1дро-вмвктромех ан1чному 1(1/1р;П/По),а" при

?•- 4Т,5 Нм; 3 - 158,0-Им

кн'п^нг,учться Фактором рекуперэцИ енергП та в!дсутн!стю необ-х1диост1 бдгятораэового вв!мкнення двигуна (рис.1,2).

За одшкових умов робота бкв1ьалентна потужн!сть г!дро~ обемного приводу за цикл робота електродвигуна меше, н!ж у електромехан!чного приводу. ПотрМна установлена лотукн?-тте ьмн т^лиигуна—гйрообем— ного приводу визначаеться пе-ревантажувальною моюшв!стю 1 не заложить в!д ГО». При ви-сок!й 1нтенсипност1 розгону потрЮна установлена потужи 1-сть двигуна г!дрооб'емкого приводу у 2,5 рази менше, н1ж електромехан1чного. Сн1ьв!дно-штяя екв!валентних потужно-стей не залежить в!д Ш% 1 в заложност! в!д характеру протыкания . переходного процосу коливасться у можах 1,3-1,65. НаЯкраще сп1вв1даошешт екв1-валенгних потужностей досяга-тться при незнэчному викорис-танн! швидк!сних можливостей приводу 1 може досягати дек1~ лькох десятк!в.

На баз! теоретичних та експериментальних досл!джонь визначен! математичн! формули, як! ьстановлюють припустим! меж! темпу зм!ни продуктивнос-т! насосу за показником тепло-во1 напруженост!. У третьему розд!л! проведен! теоретичн! ,:,досл!джвння з метоп розробки оптимальних закон!в керування при р!зних обмвжешшх.

Розглядчеться двомасова модель крану (рис.3), що складаеться

сп!вв!дно-енергИ • в

Рис.2.Граф!ки щення ьитрат едектромехан!чному* А»« та г!дрооб'емкому А™ приводах в!д тривалост! р!вно-м!рного руху. 1,3,5 - га-льмування противмикненням; 2,4,6 - гальмування меха-н!чним гальмом

1.3 - гр=бс; 1;т=3,1с;

3.4 - гР=13с; 1;т=3,1с; 5,6 - tp=tт=13c

i з каретки масою m1 та вантажу масою п^, по-чепленого на гнучкому канат! довитою 1. На ^ I каретку д!е руш!йна сила P(t) та сила статич-v ного опору И.

Використовуючи р!вняння Лагранжа 2-го роду, рух досл!джувано! модел! для випадка малих коливань вантажу описуеться( системою дифервндШних р!внянъ:

Рис.З.Розрахун-кова схема крану (каретки)

т.- -—-+ m^'g- (у1-у1)/1 = T(t)- W-slgn у2;

(6)

+ nij-g-(у,-уэ)/1 = 0 .

df

iL dt2

де у4- пересування каретки; у2- швидк!сть каретки; уэ- пересування вантажу; у4- швидк!сть вантажу; в - прискорення в!льного па-д!ння.

Параметр керування:

■ иц) « (?Ш - у^/ю, . (7).

.Для встановлення вигляду оптимально! функци и(г) викорис-товуеться принцип максимума Л.С.Понтряг!на, зг!дно до якчго 0(1) - оптимальна за шввдкод1Ян1стю, коли функц!я Гам!льтона Н нас максимум

+ <|>4(y1-y„)g/i.

да i|)v - координата сполучено! системи р!внянь. л ¿»у

(8)

(9)

Отже, сптнмальний закон керування U(t) мае вигляд релайно! функц!!.

U(t) = |Ue|slgnj^0i+C2t+03sln(Xt+a}j , (10)

дэ С4, Сг, Сз, a - пост!йн! коеф!ц!ентй; .

IT =

(12)

(K-W-slgn y,)/má - при розгон! ^jj

-(N+ff'Slgn y2)/mt - при гальмуван!

да К - максимально допустима рушМна сила; N - максимально допустима гальм!вна сила.

0ск1льки на кожному етап! . керування U(t)=Ue=conot, розв'язання системи диференц!йних р!внянь можна записати у вигля-Д1:

Щ-Ша---g-v-f_-у

у*= bt+bat—Ь3—• 00B\t-b„—BÍnAt+|l--J- j l-ooeAt I;

m¿ m¿ 1-Х1 L J

ma ra,

ya= Ь3+Ь3Я—• BÍnA.t-b„Á— ooe\t+ BI1 Bi4

0o rg-t , g , ,

+ — Г + fl- -^l-einA-t 1 ;

Я I 1-Я 1 . 1-Я J J

y3= b1+b2t+ba-oosXt+b»'BÍiiXt+

g-Ü0 r t* 1 -

4 .—g'----- / 1-oooVt] I ;

1-Я l 2 Я •'J

л g-üD f- siiAt,

y„= Ья-Ь,Я- вШЯг+Ь.Я- оовЯ1+ -í-|t- ■— / .

* дТя1 I Я j

да: <31=(m1-yD1+m,-yD3)/m; Ь2=(тА-у0а+ш2-у0„)/т;

b3=(yD3-yD1)4n1/ra; Ьч=(Уоц-Уоз)'**'т1/п>: » =iVma.

yot(l = 1-4)- початков! фазов! координата для кожного етапу. Для визначення оптимального закону керування використовував-ся метод фазово! площини.1 весь перевантажувальний цикл розгляда-еться у систем! координат (?,,?„), да ^»(У.-У^-Я; С2=У4-У,>

к" Граектор!ями, що описують пврех1дн! процеси системи "карет-ка-вантаж" е кола, центри яких зм!щен! в!дносно ocl £, на величину ия, р!вняння яких записуються таким чином:

=íb%b^íi^]%b;^riA%2.t;0ba.r1+^] (13) Я > Ч } ■ u iv v mtJ

Отке, розгону каретки буде в!дпов!дати с!мейство к!л з цен-

f-K-w »

--а0[ (рис.4), а процесуАгальмування каретки

' , H+W .

буде в!дпов!дати с!мейство к!л з центром 0а| —— ,0].

На визначен!й стад!! переван-тажувального циклу можливий рух каретки у зворотньому напрямку. У цьому випадку розгону каретки у зворотньому напрямку в!дпо-в!дае с1мейство к!л з центром

, к-я .

0,1 - ,01, а гальмуванню - с!-

1 го^Х J мейство к 1л з центром

1 ШД 1

Рад1уси цих к!л залежать

в1д початкових фазових координат 1 рух по ним вШуваеться у напрямку годинниковоТ стр!лки р!вно-м1рно з кутовою ювидк!стк> X. Час руху по будь-як!Я д!лянц! фазо-во! траекторИ визначаеться за формулою tj=(pj/X, дэ (р. - центральный кут, на який спираеться дуга кола.

При сталому рус! каретки, коли II швидк!сть . дор!вшое ном1-нальн1й, а ьантаж зд1йснюе в!льн! коливання, оптимальний закон керування мав вигляд:

и

рояЫ /у* lOiwiyiaHxt

сталий руж

vMc ¡34 * ь

Рис.4.Тюти фазоьих кривих

)-сощП+ ц (у -у }-oiii(iU

(14)

да

H=rg/1

На фазов]й площин! режиму сталого руху в1дпов!дае ел1пс: С2 ■

ъ 1 »2

Г с

"IO

* С!

= 1

(15)

1о г " ' 3 го

да ^ю' С- початков! фазов! координата.

0итим1зяц1йна задача у загальному вигляд! фориулюеться таким чином: визначити закон керування, що мае м!н!мальну к!льк!сть леремакань, при якому каретка з почепленим на канат! вантаием перем!ститься на задану в!дстань Б за найкоротчий час з остаточним ушжненням коливань вацтажу у к!нц! руху. При цьому можуть бути накладен! так! обмеження:

-Ш+ИГ-э!^ у^/т, 5 11(1;) 5 У^/п^ . (16)

|уг| £ уо- ном!нальна швидкЮть пересування каретки |у.-у,| 2 До максимально допустиме в!дхилення вантажу в!д вертикал!.

Розглядаючи процес руху на фазоп!й площин!

визначаамо опти-мальн! траекторП, що за-довольняють вимогам поставлено! задач!.

Так, наприклад, якщо врахувати т!льки обмеиан-ня на Щ).), то оптимальна

Рис.Б.Фазова д!аграма. при оптимальному керуванн! без урахування фазових обме-жень

■5.

траектория буде типу ОАВСО або ОАБЕРСО (рис.Б).Термйш переми-кашя корувмшя визнача-ються анал1тичнмм шляхом.

Наприклад:

(аггде тгтщ— + ттт^гг)

ь =

агосоэ

Г1

ТГ

)

(IV) (18)

враховуються

Якщо

обмеиання на и (1; > та уг, то оптимальна фазова траектор!я буде ОАВСБО або ОАБЕГСНО, або ОАВЕШШРО (рис.6). Тип траекторП залежить в!д параметр!», крану, а такой в!д фазового стану вантажу на початку гальмування каретки. Граф!ки перех!д-них нроцес!в для цього випадку зображен! на рис?.7. Також роз'вязана задача э урахуванням ущу-хання коливань вантажу. При врахуванн! обмеження на вДОлоняя вантажу велика сп1вв!дношешш маси каретки 1 вантажу, а також

_______I

Рис.6.Фазова д!аграма при оптимальному керуванн! з урахуванням фазових обме-жань

значения мае

Рис.7.ГраФ1ки первх1д!шх прсцес!в при оптимальному керува!ш! з ура-хуванням обмеження у* т»=10,Зт;т*=0,6т;К=6кН;Н=1кН;5=8м; У»=1м/с; 1-5м;

лм Ш

Рис.8.Граф!ки пер9х1дних процес!в мостового крана в/п 30/5т. .

величина Ао. При врахуванн! обможання на Ао процес розгону та гальмувашш крану (каретки) в!дбувасться з ут-римшшям вантажу у в!дхиле-ному стан! на величину Д0. Однак, як встановлено, такий зас!б керування моклипий,

к - И

коли А £ -—— на етап! ° т X

н + IV

розгону або Ао< , при

гальмуванн!. В !ниому виппд-ку для утримання вантажу у " • в!дхг(Лоному стан! руш!йна сила повинна бути б!льше допустимо!. Граф!ки перех!ддах процос!в при урахуванн! об-межоня на в!дхилег'1Я вантажу зображен! на рис.8 з яких ¿/4 видно, що на етапах розгону та гальмувашш каретки мае м!сце утримання вантажу у в!дхиленому стан! на величи-, ну Ав.

При вирПиенн! задач! !з зм!нною довжиною п!дв!су розроблено алгоритм визна-"каретка-вантак" п!сля зм!нювання

чення фазового стану системи довжини п1дв!су, пот!м використовувався вжэ в!домий алгоритм по-шуку оптимального закону керування при стал!й довжин! п!дв!су.

У четвертому розд!л! розглянуто комплекс питань багатопри-водно! компоновки кранових мэхан!зм1в з елвктромехан!чним, г!дро-цинам!чним та регульованим г!дростатичним приводом.

Досл!даен! фактори асиметрН ходу ("заб1гу" стор!н) прогоно-во! конструкцИ крана, зв'язано! з наявн!стю допущения на фактич-з! величини опору обмоток та зовн!шн!х резистор!в фазнороторних эсинхронних двигун!в. Визначено процес форм'ування "заб!гу" при

при пускових режимах, знайден! шляхи його зниження.

Визначана величина эаб1гу стор1н крана, зв'язана з роз01гом параметр!ь приводних блок!в з фазнороторними двигунами м1воХ та право! оторони при пускових режимах.

г;=

[( К" - )

I

Вл

хг

а-г"

В"

■к

Ап

Ал

1 .1-1" > ] п н&ч I

УМ

(19)

Л12

де А-,—А^. Вл,—Вп—-—ннраметри—троксимацИ; Ми час початку лроцксу та ничитког»! значения кутоьоТ шьидкост! дви-гуна; V ,и - ном1нальн1 значения л1н)йноТ шьидкост! крана та ку-тово! шьидкост1 дмигуна.

КИщокий заб(г Н])И гальмуьанн! за допомогою гольмових пристрой:

4 г Г

1ТГ- I

м - м

I

Рис.9.Функцк>нальна схема керу-вання гидроприводу мнхан!зму пересуьання

лоь! досл!дження на кран! вантажн1стъю 30/5 над1йн1оть систоми керування (рис.9).

-) Н-(20)

до г , Аи> - початков! знп-

мч * иач

чоння заб!гу на р1:ишц! кутоьих швидкостей двигуна; Мтя -

гальмоь! моменти право! та л!во! схорони; М^, Мсп - введен! момента сил опору праьо! та л!во! сторони.

При эйотооуванн! г!дроста-тичного розд1лышго приьиду ме-хан!зму пересуванпя крану специальна система керування дозволяй значно зниэити величину "заб1гу" при пуско-гальмоьих реяимах. Систем« эабезлечуе не т1льгн синхронн1сть оберташш елемен-т!ь ходоьих част-н приыдши блок1ь, а також практично поьну !дентичн1сть характеру зм!ни шьидкост1 у режимах пуску та гальмування. Стендов! та промис-т показали достатню

ы

ч

и» ч

Досл!джена можлив1сть забезпечення безперекосиого поресуван-ня мосту крана шляхом застосування системи автоматичного регулю-вання (САР) розд!льного г!дростатичного приводу мохан!зму пересу-вання крана. Розроблена спец1альна САР .яка зпбозпочуе практично !деальне центрування крана в межах "м1жребордного зазору". Випро-бування мостового крана вантажн!стю 30/5 т з розд1лышм плавноре-гульованим приводом механозб!рного виробництва показали високу ефективн!сть, над!йн!сть системи.

Поеднання систем!!. синхрон!зац!1 з системою усуноння перекосу моста у план! забезпечуе фактичю 1деальн! умови пересування крану з розд!льним приводом механ!зму пересувашм як у пуско-гальмових, так 1 при сталому режим!, збор!гаючи при цьому можли-в!сть забезпечення мало! нав!дно1 швидкост! (глибина регулювпння до 300), обмекення на заданому р!вн! наьантажвнь у водопроводах та металоконструкцН, обмеження в!дхилень вантажних канат!в при пуско-гальмових режимах.

Особлив!стю багатоприводно! компоновки г.1дродинам!чного приводу е моклив!сть коригування механ!чних характеристик приводних блок!в, зокрема, шляхом зм!ни ступеня заповнення робочих порожнин г!дромуфт.За рахунок цього е можлив!сть звести до м!н!муму "за-' б!г" стор!н крану. При багатоприводн!й компоновц! механ!зм!в з г!дродинам!чними приводами, звд1яними на один вал (механ!зм обертання), чи рознесеними на невелику в!дстань (механ!зми пересу вання баштових кран!в), с можли-в!сть за допомого» набору единих ун!ф!кованих приводних блок!в забез-печити всю гаму кран!в, як! в!др1з-

НЯЮТЬСЯ М1Ж СОбОЮ К!ЛЬК1СТЮ С0КЦ1Й

башт та 1н. за рахунок зм!ни силових характеристик приводу шляхом вар!ю-вання к1лькост! блок!в та ступеня заповнення робочих порожнин г!дро-муфт. Розроблена модель механ!зму пересування (обертання) байтового крану з двоблочним г!дродина-м!чним приводом (рис.10).

Пересування розгядаемо! системи огасане диференц!йними р!в-няннями:

Ни' /и-

Мг$

Рис.10.Розрахункова схема приводного блоку

I ф = М - М ;

' I Д» Г1 *

Т М + М - М Р

а г| п го 1

I ф = Н - М „ ;

»2 л2 гЯ '

Т М » М М Р

2 г* Г2 П. 2 2

(21)

шх » с (и - х > ^ к (X ~ X ) = М --- ;

т I I о | а "V

п) х + с (х, -*) т (*, - л ) =~1Г7

гп х + с(х - х,) + с(х - х ) + к(Х - х ) + к(х - х_)

-Г

Тут: кутоь! перноуьання насосних частин гидромуфт; х(,

Х2.Хо- нрийнят! ни уаигальнин! координат» инндан! л!н1йн! порасу-вання турб1нних частих Ндромуфт та агригату; Т , Тг- стал! часу г1дродинам!чшТ 1т)рц1Т форму вшшя момннт1в Ндромуфг; М , М -елоктромагнМний моминт дьигун1ь;М , Мгсг - г1дродинам!чний мо-монт Ндромуфг; М , М - г1дродинам1чн1й моминт г1дромуфт в!дпоь1дно отмтичними характеристиками; с, к - жорсткИстъ та Коеф!ц1ент нонрукних ьтрит прукно! ланки и(ж турб!нною чаетиною та йгрогатг>м;и , - ном1нальн1 значения кутоьоТ швидкост1 г!д-родинам(чного приводу; I - момент 1нерц1У наеоеноТ частини г!дро-динам1чш>го приводу; шт - зъедона маса турб!нно! частини г!дроди-нам1чного приводу; т^ - маса агрегату (крану); Р - поправочн! функц!Т.

II баз! результат [в бигатовар1антного моделювання г!дромуфт привод^ мохан1зм!и пвресування баштових кран!в п!дгтриемств£ "Ржовбашкран" вианачен! парамотри: активный д!аметр, об'ем те конф!гурац1я буферной Лсткоит!, розм!ри обшжуючого порогу робо-чо! порс...:ниии г!дромуфти. Дьоблочний г1дродинам!чниЯ привод мех .-н1зм!в обертання та чотирьохблочний мвхан!зму таресування баштових кран!в усп1ншо нройшли випробування на пол!гош п!дприемств) "Ржевбашкран" у 1990 роцх.

У п'ятому розд1л!_"Рац!ональн! р!гаання кранових механ!зм1: та систем коруваиня" описан! створен! на баа1 гчагально! концепту альноТ !деТ конкретн! приотроИ кранових механ!зм!в та систем 1 керування.

V

Описана конструкц1я снпц1ального стенду для досл!джш1ь робо-ти г1дродинам(чного та г1дростатичного плапнорогульованого з низькомоментним г1дромотором приьол(в кряншшх механ!зм!в. Цой стенд дозволив моделюпати пуско-гальмовГ рпжими та стплий режим роботи; в1дпрацювяти систоми дистянцШюго та ттрогрпмпого керу-вшшя приводами.

Описана конструкц!я спгщ1альног.о стенду для досл1джеиь рогу-льованого г1дростлтичного-приводу з високомомоитним г!дромотором. Визначоно ржЦональний д1аппзон регулювпння швидкост! г1дромотору при р!зних завантяжчннях, досл!джена система дистпнцШюго м.ру-вання. Приведено онис конструкц1й та основн! характеристики ство-рених привод!в кранових механ1зм!в - рац!оналышх у конкрчтних умовах експлуатацИ р1зномнн!тних кран1,.:

-об'емний рояд!лышй плавнорогульовалий г!дропривод механ1з-му пересування мостових кран 1в з низькомоментним г!дромотором, в якому передбачен! система оинх]юнного керування безперекосним пе-ресуванннм крана у план!, система забезпочення заданого стаб!ль-ного р!вня обертальних момчнт!в у трансм!с!1 та напружппь у мета-локонструкцИ, гас1ння коливань вантажу (рис.11);

-об'емний плавнорегульова- ' ний г!дропривод з високомомонт-ним г!дромотором для мехаШзму пересування мостового крану, що забезпечуе рекуперативне галь-мування, глибину р.,гулювання 1:30. Виключоно редуктор та гальмо. Динам!чн! навантаження у трансм!с!Т пор!вняно з базо-вим електромехан!чним приводом знижен! у 1,5 рази (рис.12);

-об'емний г!дропривод з високомоментним ' г!дромотором механ!зму обертзння портального крану "К!ровець" в/п Ют, ус-п!шно пройшов випробування у КиХвському р!чковому порту. Виключен! редуктор та гальмо. Глибина регулювання 1:30. За-

Рис.11 .Ро;)д!.льний регульоваиий об'емний г!дропривод механ!зму пересування мостового крану в/п 30/5т:

1-ходове колесо;2-трансм!с!йний вал;3-пружна муфта з гальмовим шкивом;5-кронштейн кр!плення г!дромотору;6-г!дромотор 11М N5; 7-дренажнии трубопров!д;8-короб-кч запоб1жних клапан!в;9-трубо-проводи;10-додатковий бачок;11-насос 11Д И5;12-пру--на муфта;13-електродвигун А0-ь2-4;.14-рама

РИС. 1?..MnMi!lbM Ili'J.'Hl'y -ВНН1Ы Mi'CTiJhul'O Крипу

ь/и 1г"'зт ijimium

ПрИПОДиМ V.'l ЫК'иКСМч-

монтними j'l.it]» «M.m>jxiMn:

1-ХОД14.С kiMivi'ii;;? -iui.«yx;

3-My>I'r:i;4 -uiivkum- •Mi'iiT -uufl г1л]'сми'1(||' ГКл';Г<-iioiiobiin>i<¡uii'Hii!l c'i'i4i рнгульои.'ший нас«>i* ПД N5;7- муфта;;'- ¡|]Чч«>диий

ОЛОК'1'^ч>Л1чИ I "у 11

Рис.13.гицч>д1тим1чниа 11р1'1ч>д механ t.-му сч"'.-]1Тнпин iqvitiy: 1-олект|к.)ДНИ1'уч-г (дичмуфта; З-гнлыуь 1;4 --кронштейн ¡Б-редук-тор

бшяючино ннижишш "инамИших наианта-жинь на 30.. .40%.

- г1дродинам1чний привод мнхан!зму обиртання байтового крану КБ 4Л5.2 а Идромуфтом ориг lhHJibiioY koHC.TpyKHtY. Привод пройшчь yoiituiHo ьипробуьання t бун зданий ь еке.плуатац|1и на Хнрк1нсы<о-му ЛПК -1 (рие.13);

-—Утйф?квьаний-ч4пр»чингш 1 чний блпк-

ириноду дли м»хан1нму обертання та íiupo-г.уьання (рис. 14) биштоьих кран!ь п1днри-смотьа "Ржи ьбаш кран". .Yoiifnmo пройшчь мшробуышня на пол1гон1;

-1'1д]>с1динам1чний привод мохнн1яму чбортання портального крану "Гннц" для

КлайПнДСЬКОГО МорсКШ'О рйбНОГО llup'jy

(Литва) з i'L'pífliiow моднрШзоьани») г!дро-муфтчы ГП-395 Хн])ьк1нськ0|\'1 заводу "Clil rJIO ыахтнри". Привод Мао с.иотиму 1,и-в1тряно1Ч) примуажого охолчджшшя. Миха-nlL-M ycntlHHÍ) Ы11Ч '<"1уЯ;-1ЧН м У

ipyiíl рг-УИМу ГМ |"М (pHl'.lfi).

Гоад1ЛЬИИЙ 1'1Д]А)ДйНЯМ1ЧНИЙ привод махшЦзму поросуьашш мостового крану в/п 1Г>т здано ь ;<кеплуа-тац1»1 на Узлонському машш1обуд(ыю-му заьод1. Обартнлымй момннт у о.Чс'ментах TpaHCMÍi'lT зникено на 25...30Ж у пор1ышт1 з ордииарним приводом.

Описана система керувашш для механ!зму кируваннн элнктро^л!, яка була сконструйовина на баз t м1крчкинтроллерн МКП-1--48-2. Пог-p.IiuníCTb гк1зиц1.н'вання 20...30мм при ход! 8м t довжин1 п!дв1су 3,5м.

Система нагЦьаьтоматичного ки-рування роз'кднаним г!дрооб'емнш

Рис.14.Г!дродинам!чниЙ привод дових кол*с 3 рчяквни - у

мех«н!зму пчрес.уьання бяшто- ----- ■ " -

кого крану в/п Ют.: 1-редуктор;2-иускова спец!-ельна г1д!хздинам1чна муфта; 3-електродвигун

приводом механ!зму пересування мостового крана в/п ЯП/5 т усп!лто бйпробуванп на НПО "Харк1пськнй _ Турб!шшй занод". Декрпмчнт гяс!н-ня в1льних' коливннь п1дп!шоного вннтажу яб!лыиився в 4-5 рнз!в, ЗНИЖВШ1Я боконих сил в контакт! хо-

1,2...2,2

рвзя, знижен! нннаитаження в еле-ментах трансм!с1Т та металоколс-трукцН у 1,5... 1,7 раза.

В сировинному цеху Харк!вського ДБК-1 на мостог.ому грейферному кран! в/п 5т змонтована комплексна система керу-вання краном. Система створена на баз! м!кроконтроллера МКП-1-48-2. Забезпечу-сться позиц1ювання з гас1нням коливань грейфера по площ! навантаконн.''.

Кран повн!стю автоматизований, пристосований до крокового безперервного ' в1дроблення площиии наваитажоиия з дос-таг-коп у заданий бушгар. Моклива диспет-черизац!я групи кран.!в,.що в!дробляють едину складську плотину.

Для Харцизського сталедробового канатного заводу розроблено та виготовлено у метал! систему керування мостовими кранами, розроблено д!ючий макет ц!е! системи, розташований у ХГПУ.

Рис.15.Механ!зм обертан-ня портального крану "Ганц* з г1дроданам!ч-ним приводом: 1-9лектродвигун;2-систе-ма охолодження;3-г!дро-муфта;4-гальмовий шкив; 5-редуктор

Створено у метал! стенд для досл!джень системи оптимального керування кабельним краном в!д м!кропроцесора МКП 1-48-2.

Основн! результати та висновки по робот! ■ 1.В результат! теоретичних узагальнень 1 проведених стьлдо-вих та промислових досл!дкень розв'язана науково-техн!чна проблема в галуз! створення вантажоп!дйомних машин з б!льш досконалими техн!чними та експлуатац1йними характеристиками, яка розвивае перспективний науковий напрямок оптимального синтезу кранових ме-

хан1зм!в 1 базуоться на визначених критар!нх мптимальност! параметр!» та на оптимальному коруванню рухом м1>хан!зм1ь. Розробдена уаагальнена математична модель руху краноього мчхан!зму з р1зно-ман!тними типами привод!в, зокрема олектромехан!чним, г!дродина-м1чним, г!дростатичним.

У робот! наведена рои]юбка теоретичних положень, сукупн1сть яких можна розглядати як нагоме досягнення у розвитку п!дйомно-транепортно! науки.

мант1в на стендах 1 в умовах експлуатацП виев1тлен1 осноьн! за-коном1рност1 робочих характеристик михан1зм1в, необх1дних для 1х проектування: рнц!ональн! щхюктн! параметр» та закони керування механизмами а розд!лышм г1Д]кк:тнтичшщ приводом; рац1ональн! проекта! параметра г1дродинам1чного приводу за гюказннками иози-ц1ювання та над1йност1, а урахуванням енергетичних характеристик; оптимапьн! закони к»руьання мохан!змами перевантажувалышх кран1ь.

3.Проьеднн! пор1вняльн1 ексиериминтальн! досл1д»;пння меха-н!зм!в пересування кран1и з ординарним та тирнсторннм приводом, визначона о{»>ри рнн!оналнь.>го викориотнты .тирнсторного приводу в кранових мохнн1змах.

4.Пройми д0с.п1д1и'ння екеиориминтадьного эразка мохан1зму обертання порталышх кран1в з Ндростятичннм та г!дродинам1чним приводом. Визначена доц1льна е^мря унстосуьаннл 1 голова! напрям-ки удосконнлиння привод!».

5.Проведен! доел Жжения та вштробуьання експеримонтальногс зразку г1дродмтм1чн<.ио приводу мехам !зм!в пересуьаннн мостоьчгс крану 1 йш'о вантажно! каретки. Визначен! перспектив« застосуван-ня та напрямки удоскон.лення Ндро динам 1чного приводу.

6.С.вореаий, досл!джений у промислових умовах механ!зм пер -сування мостового крана з розд1льним г!дроотатичним приводом, с системою автоматичного обмеженнн навантажень У валопроьод! 1 ме-талоконструкцН, в!дхилень канатов. Застосована сл!дкуыча систем! автоматичного центрування мосту, обметания перекосу крана в пла н!, що забезпечила центрування крана в зон! середини м1ж{юбордно го д1апазону.

7.Створений, досл!дкений 1 випробуваний у промислових умова механ1зм обертання баштовопо крана КБ 40Г>."А з г1дродинам1чни

чриводом на баз! спегЦально розроблоноХ г.1дродинпм1чноГ муфти з зктивним д1пметром 300 мм.

8.На, баз! теоретичних та -«'ксперименталышх досл!джонь роз-роблена система оптимального керувяння механ1пмами перосування постового грейферного крана та вантажно! каретки, що забезпечус л1кв1дац1ю коливань вантажу одночасно з точним позиц!юванням.

Э.Роароблен! пауков! основи та проведений комплекс поредпро-5ктних досл!джень механ!зм!в пересувоння та обертання кран!в з гелавнорэгульоватм приводом; з системою !мпульсного керування процесом позиц1ювпння вантажу ттри нерогульованому привод!.

Ю.Розроблен! науков! основи створёння багатоприводних (ба-гатоблочгаи) мехпн!зм!в, зад1:яних на один вял.

Розроблений ун!ф1кований г1дродин8м1чний привод для багато-блочних механ!зм1в пересування 1 обертання баитових кран!в. В за-«чешост! в!д висотно! комплектност! крана перадбачена вар!гц1я к!лькост! приводних блок!в.

11.Техн1ко-економ1чна ефективн!сть результата роботи .дося-гаеться за рахунок значного знижешш динам!чних навантажень, ско-рочэния терм!ну робочого циклу, пменшення енерговитрат, встанов-лення привод!в меншо! потукност!, що приводить до п1двгацэння про-' дуктивност! ! надШюст} вантакоп!дйомних машин.

Основний зм!ст дисертацН опубл!ковано в таких роботах: 1.Григоров О.В. Гидравлический привод подъемно-транспортных машин: Учебное пособие для вузов.- К.: УШ ВО Украина.- 1993.176 с. '

й.Григоров О.В. Микропроцессорные системы управления грузоподъэм-шми кранами:- N.4 ЦНИЙТЭИтяжмаш, 1989.- 420, (подъемно-транспортное оборудование). З.Григоров О.В. Гидравлические привода грузоподъемных машин:-М.: ЩОТТЭИтяжмаш, 1990.- 40о. (Подъемно-транспортное оборудо-ванио, Сер. 6. Вып.1). ^.Григоров О.В: Сравнительные экспериментальна» исследования гидростатического и электромеханического привода механизма передвижения мостового крана г/п 30/Бт. Труда республиканской научно-технической конференции по применению гидравлических приводов и других средств повышения качества и надежности ПТМ. Харьков, 1969, с. 16-21.

Б.Жермунский Б.И., Григоров О.В. Исследование электромехяничвгко ГО И ГИДрОСТаТИЧеСЖОГО ПрИЬОДоЬ МмХИНИЗМа ПерЧДЬИЖеИИИ моотоьо

го крана при переходных процессах. НИИИНФОРМТЯЖМАШ сборник N 6 70-24, Р.Москва, 1970, о.4-7.

б.Жирмунский Б.И., Григории О.В. Гидростатические приводи меха низма изменения вылета укосины и попорота портальных кранов НШШФОРМТЯЖМАШ, сборник N в-71-4, г.Москва, 1971, с.6-12.

Т.Жермунокий Г>.I!., Григоров О.В. Динамические нагрузки в мохшши

приводом. Журнал "Извнегин By:iOb", N 9, серия машиностроение г.Москва, 1971, с.3-6.

8.Жирмунский Б.И., Григо]"он О.В. Динамика гидравлического и влек тромоханического приводов механизма передвижения мостового кра на. Издит-ьо ВНИШ1ТМАШ, сборник научных трудов, N 1, выпуск N2 г.Москва, 1971, 0.3-6.

9.Григорои О.В. Переходные режимы работы гид]юприьодн механизм: передвижения мостового крана. Журнал "Вестник машиностроения' N5, 1971 ,т.Москва, е.11-17.

10.Григоров О.В. Особливост! -виникнення та усунвннн нерекос1в : мостових кранах а роэпод1лкним рнгульованим гидро1фиводом ма хнн1зму пересуиання. Видаьництво "Техн1ка".Сб1рник п1дйомно транспорте устаткувнння N 3, 1972, м.КиТв, с.69-73.

11.Жнрмунекий Б.И., Григоров О.В. Гидравлический привод механизм поворота портального крана о автоматическим управлением НШШФОГМТЯЖМЛШ сборник N 6-72-22, г.Москва, 1972, с.6-12.

12.Жер'.ушжий Б.И., Григоров О.В., Гебгардт К.И. Гидростатически привод с высокомоментным гидродвигателем и автоматическим у» рлвлониом. ИИИИНФОРМТЯЖМАШ, сборник N 6-72-22, г.Москва, 1972 с.2-6.

13.Жерм\чС.кий Б.И., Гебгардт К.И., Григ~>ров О.В. Стенд для иаь. талия привода с внсокомоментними гидродвигателями и автомата ческим управлением. ШИШФОРМТЯЖМАШ сборник N 6- 2-28, г.Мое ква, 1972, с.2-6.

14.Григоров О.В., Пашкина С.А. Стенд для испытания турбомуфч НШИНСОРМЯЖМАШ, сборник N 6-72-21, г. Москва, 1972, с.3-5.

1Б.Григоров О.В. Затраты энергии в регулируемом гидростатическс и электромеханическом приводах. Журнал "Вестник машинострое ния", N 4, 1?"3, г.Москка, с. 40-45.

?1.Г|'Иго]юн O.B. Сравнения крановых гидравлических и электрических приводов по мощности электродвигателей. Журнал "Вестник мячщноптронния", N II, Г'75, р.Москва, с.41-45.

¡\Prof.nr. nc.lechri. В.Т. ShermmieM, Dipl. - Ing.O.W.Grlgorow Polytechnische ' HoctiHchule "V7.I.T,en1n" Charkow Fahi-werkme-chanliiim-n von Bnickenkranwi mit IiikIi'oiUhI iHchen nnil elektrome-rliarilfjohm Antrieb Im nlohttjtal lonäreri BetrlebfszuatanJ "ïïe-bi-y,engt; und Fördermittel" 15 (1Q75) 9pp 270-27Г,.

3.Григории O.B. Выбор электродвигателя криноього гидропривода, журнал "Вестник машиностроения", N 1, 197R, г.Москва, о. 17-"в.

Э.Григоров О.В. Критерий качества приводов механизмов передвижения мостовых кранов. Сборник "Критерии качества эффюктивнос-ти механических систем", г.Кимы. Общество "Знание", 1978, с.2.

р.Григории О.В., Коваленко В.А. Система -'правления механизма передвижения мостового крана с разделышм гидростатическим приездом. Сборник "Подъемно-транспортное оборудование", ГЩттеИТЯЖМАШ, 1G-79-12, Н., 1979, с.2-4.

1.Григоров О.В., Коваленко В.А., Коваленко П.А. Переходные процесс» в механизме передвижения мостового крана с гидрообъемным приводом. Известия ВУРов, машиностроение, г.Москва, сборник ' H«, 1980, с.2-G.

2.Григ<>]|ОК О.В., Коваленко В.А. Снижение динамических нагрузок при передвижении мостового кряна. Тезисы докладов на Всесоюзной конференции "Перспективы развития ПТМ, средств комплексной механизации и явтомяти.чяции ПГТС-рчбот" Красноярск,1РЯ0,с.2-40. Григории'0.В. Тепловой режим кранового регулируемого гидростатического приводя. Межвузовский сборник "Динамика и надежность погрузочных и грузоподъемных машин", Новочеркасск, 1982.

1.Григо|юв О.В., Вишнчцецкий Г.В., Петренко H.A. Динамика привода механизма поворота крана. Республиканский . межведомственный н-т сборник "Подъемно-транспортное оборудование", вн- пуск 15, Киев, Техника, 1984, с.1-3.

>.Григоров О.В. Гезультчтн сравнительных испытаний гидродинамического и олектромеханического привода механизма поворота башенного крана. Тезисы юбилейной научно-технической конференции МВТУ им. Баумана, М., 1985, с.24. . . ' .

5.Григоров О.В., С-иргун В.П. Повышение производительности технологических крчнов путем оптимального Управления движения,

Машннонедштв, 1986, N 6, с.2-5.

27.Григоров О.В., Свиргун В.П. Синтез оптимальных по быстродей-ет» законов управления движением грузовой тележки крана мостового тшш.Известия ВУЗов. Машиностроение, 1986, N 11, с.2-Б.

28.Григорон О.В., Сниргун В.П. Об оптимальном управлении механизмами крана при фазовых ограничениях. Сборник "Теория механизмов и машин", 1987, вып. 43, о.3-7.

ЙЭ.Григоров О.В., ВишнавнцкиЙ Г.В., Петренко Н.А. Экспериментальные исследования гидродинамического приьода.механизма поворота башенного крана. Известия ВУЗон. Строит«льстьо и архитектура, 1987, N 5, с.1-4.

30.Григоров О.В., Коваленко В.А. Пути снижения динамических нагрузок при передвижении мостового крана с гидроприводом Подъем-но-тринспортнон оборудование. Республик. межнед. н-т сборник. Киев, 1987, N 18, с.4-8. '

31.Григоров О.В., Кузнецов R.H. Методика гашения колебаний груза при работе башенного крана. Сборник Т!.Я>! N 92, Харьков, 1991.

32.Григоров' О.В., Свиргун В.П., Фибричников А.В., Скородвлоь В.Г. Система управления кранами для транспортировки проволоки при производстве траловых канатов. Технические средства океанического промышленного рыболовства, Севастополь, 1992, с. 24-26.

33.Григории О.В., Вишнеьоцкмй Г.В., Петренко Н.А. Охрименко А.В. Гидродинамический привод механизма поворота башенного крана. Проблемы подъемно-транспортной техники. Печатные материалы ' научно-технической конференции с международным участием. Секция 1. Алушта. 1993. с. 1-3.

34.Григоров О.В. Разработка САПР объемного регулируемого гидропривода . Научное иьдяние. Компьютер: наука, техника, техноло гин, здоровье. Тезисы докладов международной научно технической конференции 8-13 июня 1993г., Харьков- Мишкольц часть 2, с.18.

35.Grlgorow O.W. Optimal control о.Г Welght liXtIng Ci-ans. Mis kolct Besaélgeték, 1993 alogtsiatlkárol, p.103-112.

36.Grlgorow O.W. RaUonal control of group crânes. Internationa conférence. Resulta oí tlie Soient If1 с coopération between tti Folyteolmlcal Universlmy of Charkow and Unlvernlty of Mlskolc Mtskolo, 2 Me 1994,' p.37-42.

37.Григоров O.B., Св'иргун В.П. Результаты натурных испытания микропроцессорной системы управления краном. Компьютер: наука, техника, технология, образование, здоровье. ■Тезисы .докладов международной научно-тохническоЛ конференции 3-5 мая Часть 1. Харьков-Мишкольц, 1994, с. 5S.

ЗЗ.Григоров O.B. Совершенствование рабочих характеристик приводов крановых механизмов.- Тезизы доклада межд. н-т конф."'Шго CAD - System' 95", Харьков-Нигакольц, 1995.

ЗЭ.Григоров О.В., Жирмунский Б.И. Управляемая муфта, преимущественно для гидронасосов подъемных машин. A.c. H 3RP.P5R.Официальный бюллетень Госкомитета СМ СССР по долам изобрётеннй и открытий, N 14, М., 1973.

40.Григоров О.В., Жерчунекий Б.¡Т. Устройство для управления и синхронизации движения раздельных регулируемых гидростатических приводов механизмов передвижения грузоподъемных кранов. A.c. N 4?,4803. Официальный бюллетень Госкомитета от СССР по делам изобретений и открытий. Открытия. Изобретения. Промыш-лпшше образцы. Товарные знаки. N 15, М., 1974.

41.Григоров О.В., Коваленко В.А., Викторов Ю.А., Савченко В.Н. Устройство для управления гидроприводами механизмов переднике- ' ния крана мостового типа. A.c. N 901241. Бюллетень изобретений N 4, 1933.

42.Григоров О.В., коваланко В.А., Викторов ¡O.A., Савченко В.Н. Устройство для управления гидроприводами механизмов передвижения крана мостового типа. A.c. N 901245. Бюллетень изобретений N 4, 1982".

43.Григоров О.В., Коваченко В.А. Викторов Ю.А. и др. Устройство для измерения угла наклона грузового каната. A.c. N 927727. Бюллетень изобретений N 18, 1982.

•М.Григоров О.В., Свиргун В.П., Фабричников A.B. Способ управления грузовой тележкой с грузозахватным органом на гибком под. весе. Л.с. N 1564102. Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений СССР 15 января 1990 г.

Grigorov O.V "Improvement of Operational Requirements of Сгале Mechanisms".

Thesis on the speciality 05.05.05. - lifting and transport machines is presented for doctor's degree, Ukrainian Pedagogical Academy, Kharkov, 1995.

94 scientific works and 7 authors certificates containing theoretical researches of carrying and swinging crane mechanisms with electromechanical hydrodyniuicai, riuently variable, hydro-statical drives and and optimal drive control systems are an object of defense. Theoretical basis for Improvement and creation of crane mechanisms with giving project parameters are worked out. ThlB work embraces numerous theoretical studies the whole complex of which can be considered an Important achievement of lifting and transporting science development. Rational hydrostatlcai, hydrodynamlcal, electromechanical drive control principles are determined. Results of research inculcated In process of manufacturing production on dlferent cranes.

Григоров O.B. Усовершенствование рабочих характеристик крановых механизмов.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.05.05. - подъемно-транспортные машины, Украинская инженерно-педагогическая академия, Харьков, 1995.

Защищается 94 научные работы и 7 авторских свидетельств, которые содержат теоретические исследования крановых механизмов передвижения и поворота с электромеханическим, гидродинамическим, плавнорегулируемым гидростатическим приводами, системы оптимального управления приводами. Разработаны теоретические основы усовершенствования и создания при заданных проектных параметрах крановых механизмов. В работе приведены мне-•очисленные теоретические проработки, совокупность которых можно рассматривать как важное достижение в развитии подъемно- транспортной науки. Определены рациональные законы управления гидростатическим, гидродинамическим, электромеханическим приводами. .Результаты исследований реализованы в производственных условиях на различных кранах.

Ключов! слова:

кран, механ!зм, привод, електромехан1чний, г1дрооб'емний, г1 дродинам1чний, зптим1зац1я параметр1в, оптим1зац!я керування.

Шдп. до лрукуЛ'Сх'-формат 60х84'/и. Пашр друк. Друк офсетний. Умовн.-друк. арки,С Уч.-итд. л л,!,1 Тираж /<£;эк1. Зах. № ХУЛ. Бесплатно.

АТ пол!граф1чна (¡н'рма -Прштал" 310093, Харкт, вул. Свердлова, 115.