АНАЛІЗ ТА ОПТИМІЗАЦІЯ ДИНАМІЧНИХ НАВАНТАЖЕНЬ У ПРУЖНИХ ЕЛЕМЕНТАХ/КАНАТАХ БУДІВЕЛЬНИХ КРАНІВ

Анотація

Проведений аналіз динамічної моделі механізму підйому вантажу будівельних кранів, запропонованої професором В.С. та ін. Задля визначення динамічних навантажень у пружному канаті використовується динамічна модель, у якій усі ділянки валів вважаються жорсткими, а лише канат − пружним. Приведення мас ротора двигуна, гальмівного шківа, зубчастих коліс, барабана і вантажу до гілок канату, які намотуються на барабан, дозволяє вихідну складну багатомасову технічну систему звести до спрощеної (т. з. двомасової) динамічної моделі механізму підйому вантажопідйомного крана, котра всебічно й детально проаналізована у режимах перехідного типу (зокрема, у режимі пуску). 

Встановлений і обгрунтований критерій якості руху механізму підйому вантажу краном, за якого у режимі пуску мінімізовані динамічні напруження у канатній системі, як і динамічний коефіцієнт для різних способів підйому вантажу: 1)“з ваги”; 2)“з підхватом”/“з основи” − типові при реальній експлуатації кранів у операціях підйому/спуску вантажів (навантажувально-розвантажувальні роботи). 

Використання методів класичного варіаційного числення (рівняння Ейлера-Пуассона) дозволяє визначити умови, за яких вказаний вище критерій якості руху механізму підйому вантажу може бути реалізований.

Визначені також закони руху вантажу і приводного механізму крана, а також закон зміни у часі (t) динамічного коефіцієнта, для яких відсутній коливний характер часової залежності, а вказані функції часу мають монотонно зростаючий у часі характер. 

Отримані у роботі результати дозволяють (за умови використання мехатронних систем керування процесом підйому вантажу) запобігати перевантаженням системи канатів крану і можливим аварійним ситуаціям, які призводять до розривів пружних елементів механізму підйому вантажу (тобто канатів), а також уточнюють і вдосконалюють існуючі інженерні методи розрахунків подібних складних технічних систем у режимах їх реальної експлуатації.