Научная статья на тему 'Исследование математической модели объемного гидропривода с релейным управлением применительно к грузовой лебедке крана'

Исследование математической модели объемного гидропривода с релейным управлением применительно к грузовой лебедке крана Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
0
0
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
грузовая лебедка / объемный гидропривод / релейное управление / рекуперация. / cargo winch / volumetric hydraulic drive / relay control / recovery.

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Заярный С.Л., Баранов К.А.

Рассмотрены и проанализированы известные варианты объемных гидроприводов грузоподъемных и технологических механизмов. Рассмотрены области применения насосных и аккумуляторных гидроприводов, с различными видами регулирования, и варианты их реализации в качестве приводов грузовой лебедки мостового крана. Показано, что управление работой объемного гидравлического приводов грузовой лебедки, наряду с объемным и дроссельным регулированием, может быть выполнено релейным способом. Отмечено, что цикличность работы грузоподъемных механизмов при подъеме и опускания груза, позволяет осуществить механическую и гидравлическую рекуперация энергии, в пределах рабочего цикла, что является перспективным способом существенного повышением эффективности их работы. Проведен анализ существующих конструкций гидравлических приводов технологических машин, позволяющих рекуперировать потенциальную энергию рабочих органов с грузом. Предложен в качестве альтернативы известным гидроприводам грузовой лебедки мостового крана, гидропривод с релейным управлением. Показана эффективность такого привода, по показателям коэффициента использования номинального давления и энергоемкости рабочей жидкости, в случае реализации в нем механической и гидравлический рекуперации энергии в рабочем цикле. Рассмотрена механическая и гидравлическая схемы такого привода. Предложен алгоритм математической модели его работы с рассмотрением различных фаз движения груза и проведено ее исследование. Проанализирована возможность выполнение условий безопасности работы гидропривод с релейным управ-лением, в части обеспечения требований к равномерности движения груза.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Заярный С.Л., Баранов К.А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Investigation of the mathematical model of volumetric hydraulic drive with relay control as applied to the cargo crane winch

The known variants of volumetric hydraulic drives of lifting and technological mechanisms are considered and analyzed. The areas of application of pumping and accumulator hydraulic drives, with various types of regulation, and options for their implementation as drives of a cargo winch of a bridge crane are considered. It is shown that the operation of the volumetric hydraulic drives of the cargo winch, along with volumetric and throttle control, can be performed by a relay method. It is noted that the cyclical operation of lifting mechanisms during lifting and lowering of cargo allows for mechanical and hydraulic energy recovery within the working cycle, which is a promising way to significantly increase the efficiency of their work. The analysis of the existing designs of hydraulic drives of technological machines, allowing to recover the potential energy of working bodies with cargo, is carried out. It is proposed as an alternative to the known hydraulic drives of the cargo winch of the bridge crane, a hydraulic drive with relay control. The efficiency of such a drive is shown, according to the indicators of the nominal pressure utilization coefficient and the energy intensity of the working fluid, in the case of the implementation of mechanical and hydraulic energy recovery in the working cycle in it. The mechanical and hydraulic circuits of such a drive are examined. An algorithm of mathematical model of its operation with consideration of different phases of cargo movement is proposed and its investigation is carried out. The possibility of fulfilling the safety conditions of operation of a hydraulic drive with relay control, in terms of ensuring the requirements for the uniformity of cargo movement, is analyzed.

Текст научной работы на тему «Исследование математической модели объемного гидропривода с релейным управлением применительно к грузовой лебедке крана»

ИССЛЕДОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОБЪЕМНОГО ГИДРОПРИВОДА С РЕЛЕЙНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ ПРИМЕНИТЕЛЬНО

К ГРУЗОВОЙ ЛЕБЕДКЕ КРАНА

INVESTIGATION OF THE MATHEMATICAL MODEL OF VOLUMETRIC HYDRAULIC DRIVE WITH RELAY CONTROL AS APPLIED TO THE CARGO WINCH CRANE

Заярный С. Л., Баранов К. А. Zayarny S.L., Baranov K.A.

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана «Национальный исследовательский

университет», Калужский филиал (Калуга, Россия) Moscow State Technical University named after N.E. Bauman, Kaluga branch (Kaluga, Russian Federation)

Аннотация. Рассмотрены и проанализированы известные варианты объемных гидроприводов грузоподъемных и технологических механизмов. Рассмотрены области применения насосных и аккумуляторных гидроприводов, с различными видами регулирования, и варианты их реализации в качестве приводов грузовой лебедки мостового крана. Показано, что управление работой объемного гидравлического приводов грузовой лебедки, наряду с объемным и дроссельным регулированием, может быть выполнено релейным способом. Отмечено, что цикличность работы грузоподъемных механизмов при подъеме и опускания груза, позволяет осуществить механическую и гидравлическую рекуперация энергии, в пределах рабочего цикла, что является перспективным способом существенного повышением эффективности их работы. Проведен анализ существующих конструкций гидравлических приводов технологических машин, позволяющих рекуперировать потенциальную энергию рабочих органов с грузом. Предложен в качестве альтернативы известным гидроприводам грузовой лебедки мостового крана, гидропривод с релейным управлением. Показана эффективность такого привода, по показателям коэффициента использования номинального давления и энергоемкости рабочей жидкости, в случае реализации в нем механической и гидравлический рекуперации энергии в рабочем цикле. Рассмотрена механическая и гидравлическая схемы такого привода. Предложен алгоритм математической модели его работы с рассмотрением различных фаз движения груза и проведено ее исследование. Проанализирована возможность выполнение условий безопасности работы гидропривод с релейным управлением, в части обеспечения требований к равномерности движения груза.

Abstract. The known variants of volumetric hydraulic drives of lifting and technological mechanisms are considered and analyzed. The areas of application of pumping and accumulator hydraulic drives, with various types of regulation, and options for their implementation as drives of a cargo winch of a bridge crane are considered. It is shown that the operation of the volumetric hydraulic drives of the cargo winch, along with volumetric and throttle control, can be performed by a relay method. It is noted that the cyclical operation of lifting mechanisms during lifting and lowering of cargo allows for mechanical and hydraulic energy recovery within the working cycle, which is a promising way to significantly increase the efficiency of their work. The analysis of the existing designs of hydraulic drives of technological machines, allowing to recover the potential energy of working bodies with cargo, is carried out. It is proposed as an alternative to the known hydraulic drives of the cargo winch of the bridge crane, a hydraulic drive with relay control. The efficiency of such a drive is shown, according to the indicators of the nominal pressure utilization coefficient and the energy intensity of the working fluid, in the case of the implementation of mechanical and hydraulic energy recovery in the working cycle in it. The mechanical and hydraulic circuits of such a drive are examined. An algorithm of mathematical model of its operation with consideration of different phases of cargo movement is proposed and its investigation is carried out. The possibility of fulfilling the safety conditions of operation of a hydraulic drive with relay control, in terms of ensuring the requirements for the uniformity of cargo movement, is analyzed.

Ключевые слова: грузовая лебедка, объемный гидропривод, релейное управление, рекуперация.

Дата получения статьи: 10.12.2023

Дата принятия к публикации: 11.03.2024

Дата публикации: 25.06.2024

Сведения об авторах:

Заярный Сергей Леонидович - кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Подъемно-транспортные системы» Калужского филиала ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана», e-mail: texnakon@yandex.ru.

Баранов Кирилл Александрович - студент кафедры «Подъемно-транспортные системы» Калужского филиала ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана», e-mail: kir.aaa@yandex.ru.

{ Keywords: cargo winch, volumetric hydraulic drive,

î relay control, recovery. î

î Date of manuscript reception: 10.12.2023

î Date of acceptance for publication: 11.03.2024

î Date of publication: 25.06.2024 î

î Authors' information:

î Sergey L. Zayarny - Candidate of Technical Sci-

î ences, Associate Professor, Associate Professor of De-

î partment «Lifting and transport systems» at Kaluga

î Branch of Bauman Moscow State Technical Universi-

Î ty, e-mail: texnakon@yandex.ru. î

î Kirill A. Baranov - student of Department «Lift-

î ing and transport systems» at Kaluga Branch of Bau-

î man Moscow State Technical University,

î e-mail: kir.aaa@yandex.ru. î

1. Введение

Объемные гидроприводы широко используются в дорожных, строительных и специальных грузоподъемных машинах [1 - 3]. Их применение объясняется рядом преимуществ, к которым относятся[4,5]:

- простота управления;

- возможность плавного разгона;

- бесступенчатое регулирование передаточного числа в широком диапазоне;

- возможность создания больших передаточных отношений;

- малая удельная масса (0,2...0,3 кг/кВт).

В качестве основных способов регулирования объемных гидроприводов применяются дроссельное и объемное регулирование. В некоторых случаях регулирование производится изменением скорости приводящего двигателя.

Большая группа различных машин и технологического оборудования с объемным гидроприводом при перемещении выходного звена реализуют в процессе своей работы только две функции: изменение направления перемещения; фиксацию конечного положения. Это существенно снижает требования к их регулированию, которое может быть обеспечено релейным способом [6, 7].

Особенности функционирования объемного привода грузовой лебедки крана также позволяют рассмотреть релейный вариант его управления. Исследованию математиче-

ской модели объемного гидропривода с релейным управлением применительно к грузовой лебедке крана с учетом особенностей его функционирования посвящена настоящая статья.

2. Особенности функционирования объемного гидропривода

Работа крана может происходить по различным технологическим схемам, моделируемых характерными технологическими циклами, которые формируются на основании анализа грузопотоков и размещения оборудования в зоне работы крана на различных производствах [8 - 10].

Работу механизма подъема грузовой лебедки крана можно определить тремя характерными режимами:

- работа с продолжительной постоянной нагрузкой в течении значительного времени, соизмеримым с временем нагрева двигателя;

- работа с кратковременной нагрузкой, при которой время ожидания несоизмеримо больше времени работы под нагрузкой;

- работа с повторно-кратковременной нагрузкой с чередованием соизмеримых во времени периодов работы под нагрузкой и ожидания.

Одной из характеристик характерного технологического цикла является коэффициент распределения значений его параметров:

n m _

Х/'Х^Л,- (1)

J=1 ¿=1

где Cj — относительное число циклов работы;

^ ■ - k -й параметр с i -м относительным значением в ] -ом характерном технологическом цикле; ц - весовой коэффициент характерного технологического цикла при ус-

п

ловии X Ц - 1 .

}=1

Режим ЗЛ/

QVh 1,000

0 0,4 0,7 1 t/T

Рис. 1. Гистограмма нагружений механизма подъема крана.

Работа механизма подъема грузовой тележки крана определяется чередованием подъема и опускания груза с большими энергетическими затратами привода и потерей потенциальной энергии положения груза при его опускании. По данным ВНИИП-ТМАШа [11], приведенным на рис. 1, максимальный груз краном поднимается только в 40% случаев.

При существенно неравномерной загрузке механизма подъема крана рекуперация энергии положения и движения груза в форме гидростатической энергии или накопителя механической энергии системой маховиков является перспективным способом повышением эффективности его работы.

В [12] проведен анализ существующих конструкций гидропривода портовых кранов, гидравлических экскаваторов и погрузчиков, позволяющих рекуперировать потен-

циальную энергию рабочих органов с грузом в форме гидростатической энергии.

В [13 - 15] рассматривается вариант рекуперации механической энергии в импульсном бесступенчатом приводе системой маховиков и представлен анализ его динамических характеристик применительно к современной малогабаритной транспортной технике. Особенностью такого метода является неизменность формы энергии при ее трансформации.

Применение импульсных передач на транспортных средствах повышает их эффективность [16], а именно:

- устраняет необходимость в дополнительной коробке передач за счет более широкого диапазона трансформации момента;

- обеспечивает постоянный полный привод без циркуляции паразитной мощности с автоматической компенсацией кинематического несоответствия;

- повышает маневренность и проходимость за счет внутренней автоматичности импульсной передачи (саморегулирования передаточного отношения);

- упрощает и удешевляет трансмиссию за счет применения простой конструкции, реализуемой на доступном технологическом уровне.

Преимущества импульсного привода реализуются и в случае предлагаемого авторами импульсного гидропривода с механическим рекуператором энергии применительно к механизму подъема грузовой лебедки крана. Регулирование такого привода обеспечивается релейным управлением, частотой чередования рабочих импульсов движущего момента гидромотора. В случае аккумуляторного привода время ожидания в пределах характерного технологического цикла может быть использовано на зарядку питающего аккумулятора, а в случае опускании груза, при котором гидромотор работает в режиме гидронасоса, может быть включен режим гидравлической рекуперации энергии положения груза.

Необратимые потери, возникающие в системе импульсного гидропривода, компенсируются внешним источником небольшой мощности, не более 10% мощности привода,

состоящим из вспомогательного гидронасоса постоянного объема с электроприводом.

3. Функционирование объемного гидропривода с релейным управлением

Принципиальная гидравлическая схема объемного привода с релейным управлением показана на рис. 2. Управляющий сигнал смещает гидрораспределитель 6 в левую позицию. При этом гидроцилиндр 7 смещается вправо, а рабочая жидкость из его штоковой полости через путевой гидрораспределитель 8, распределитель 6 и подпорный клапан 10 вытесняется в бак 1. После перемещения штока гидроцилиндра 7 в крайнее положение гидропривод выключается путевым гидрораспределителем 8, запирающим штоковую полость гидроцилиндра 7. При отсутствии управляющего сигнала гидрораспределитель 6 устанавливается в среднюю позицию, запирая полости гидроцилиндра 7. Реверсирование выходного звена гидропривода выполняется после поступления управляющего сигнала на гидрораспределитель 6, смещая его в правую позицию, после чего рабочая жидкость через обратный клапан 9 поступает в штоковую полость гидроцилиндра 7, вытесняя рабочую жидкость из его поршневой полости, через гидрораспределитель 6 и подпорный клапан 10 в бак 1. Равновесные скорости штока гидроцилиндра 7 при его прямом и обратном ходе устанавливаются настройкой подпорного клапана 10.

В зависимости от цикличности управляющего сигнала и настройки подпорного клапана 10 тахограммы движения выходного звена двухпозиционного привода при релейном управлении могут различаться по форме, в частности: треугольной, прямоугольной, трапецеидальной.

В этом случае рассматриваемый привод приобретает свойства импульсных передач со всеми ее характерными преимуществами и особенностями.

4. Схемы привода грузовой лебедки крана

Рассмотрим предлагаемый авторами привод грузовой лебедки крана, состоящий из

взаимодействующих между собой гидравлической и механической частей.

Рис. 2. Принципиальная схем гидропривода с релейным управлением: 1 - бак; 2 - нерегулируемый насос;

3 - предохранительный клапан;

4 - фильтр; 5 - обратный клапан; 8 - трёхпозиционный четырехлинейный гидрораспределитель; 7 - гидроцилиндр;

8 - путевой гидрораспределитель;

9 - обратный клапан; 10-подпорный клапан

В качестве гидравлической части привода грузовой лебедки, работа которого характеризуются кратковременным рабочими циклами с их ограниченным числом, рассмотрим объемный аккумуляторный гидропривод с релейным управлением, представленном на рис. 3.

Объем гидравлической энергии аккумуляторного гидропривода определяется параметрами зарядки гидравлического рекуператора 10, обеспечивающего работу приводного гидромотора 2. Пополнение периодически

Рис. 3. Схема гидравлического привода: 1 - гидробак; 2 - гидромотор; 3 - клапан предохранительный; 4 - фильтр;

5 - гидронасос; 6 - гидравлический демпфер; 7 - клапан обратный;

8 - гидрораспределитель;

10 - гидравлический рекуператор; 11 - механический рекуператор

расходуемой гидравлической энергии гидравлического рекуператора обеспечивается питающим гидронасосом 5, параметры и периодичность включения которого определяется потенциальной энергией положения груза. Особенностью рассматриваемой системы является существенно большая номинальная мощности приводного гидромотора 2, работающего в кратковременном режиме, по сравнению с мощность питающего гидронасоса 5, работающего в длительном режиме. В пределах цикла релейного управления гидроприводом грузовой лебедки при отсутствие управляющего сигнала гидрораспределитель 8 находится в среднем положение. При этом гидравлический рекуператор 10 заряжается, а приводной гидромотор 2 под-питывается от бака 1, что соответствует работе гидропривода в фазе «выбег». После поступления управляющего сигнала, гидрораспределитель 8 переключается в левую по-

зицию, соединяя напорную линию от пнев-могидравлического аккумулятора 10 с приводным гидромотором 2, что соответствует работе гидропривода в фазе «разгон». При этом обеспечивается ускоренное движение механического привода до заданной скорости Утах, а гидравлический демпфер 6 заряжается, снижая динамические нагрузки в приводе. При достижении заданной скорости управляющий сигнал прерывается, гидрораспределитель 8 возвращается в среднее положение, питающий пневмогидравличе-ский аккумулятор 10 заряжается, а демпфирующий гидравлический аккумулятор 6 разряжается, исключая разрыв потока и снижая динамические нагрузки в приводе, приводной гидромотор 2 подпитывается от бака 1, что соответствует его работе в фазе «выбег». При достижении заданной скорости УтП и

поступлении управляющего сигнала рабочий цикл повторяется.

В режиме опускания груза после поступления управляющего сигнала гидрораспределитель 8 переключается в правую позицию, соединяя напорную линию поршневой полостью мультипликатора 11 с приводным гидромотором 2, работающим в реверсивном режиме, что соответствует его работе в фазе «торможение».

Механическая часть привода грузовой лебедки крана, схема которой представлена на рис. 4, является абсолютно жесткой динамической системой, функционирование которой определяется взаимодействиями

Мдв ^ (Л + Л) ^ MG . Значения Мде изменяются дискретно, что определяет рассматриваемую динамическую систему как импульсную динамическую с абсолютно жесткими связями.

5. Моделирование и анализ движения груза в рабочем цикле

Переходные процессы, возникающие в приводе при движении с чередующимися постоянными скоростями, проанализированы в [17]. Рассматриваемый привод работает по циклической схеме: разгон и замедление

до заданных скоростей vmax; ут;п . Его динамическая характеристика формируется во взаимодействие гидравлической и механической частей, в режимах подъема и опускания груза.

Рис.4. Схема механизма подъема с механической рекуперацией энергии: М - приводной гидромотор; Мде - движущий момент

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

гидромотора; аде - угловая скорость двигателя; 1Г - момент инерции маховика - рекуператора; - приведенный моментами инерции механизма подъема, включая момент инерции груза; Ма -грузовой момент; об -угловые скорости грузового барабана.

При перемещении груза в режиме подъема целесообразно рассматреть две фазы.

Фаза 1 «разгон», временной промежуток . Движение элементов привода будет равноускоренным и при неизменной величине Мде определится условием

Мде -Мг (ю) -МмП (ю) -МпрС = 0, (2)

Л/Г , ч г Ас

где Мг (с) = 1Г--инерционный момент

Аг

при равноускоренном движении маховика -рекуператора в промежутке времени

Аг;ММП (ю) = IМрП АюС - инерционный мо' ' Аг

мент при равноускоренном движении привода и груза в промежутке времени Аг; Мпр с - приведенный статический момент груза.

Приращение угловой скорости за промежуток А^ с учетом □ п составит

_ . Möe -MnpG А,

VGmin ^ VGmax; А^1 =---- At1 ,

1 r

а временной промежуток At1 определится из соотношения

L

Atx =

Möe - MnpG

А^.

(3)

Фаза 2 «выбег», временной промежуток Аг2. Движение элементов привода будет равнозамедленным при Мгд = 0 и определится условием

Мг (ю)-МпрО = 0 (4)

Изменение угловой скорости за промежуток Аг2 составит

VGmax ^ VGmin; Afö2 =

M

npG

i.

AU

а временной промежуток At2 определится из соотношения

At2 = -1— Аю2 .

M,

(5)

npG

Условия перехода фаз движений привода:

- от фазы 1 к фазе 2 <а1 = omax;

- от фазы 2 к фазе 1 со2 = omin .

При движении механизма подъема груза, необходимо выполнение условия:

Möb > MnpG (6)

Gr

где M G =-— [Н-м] - приведенный к

Р *маПм

валу гидромотора грузовой момент;

^Огм Ргм min Лг.

М0в =

2п

[Н ■ м] - момент гидро-

мотора [4]; О - вес груза, [Н]; гб - радиус грузового барабана, м; Iм - передаточное число механической передачи; а - кратность полиспаста грузовой подвески; ¥0гм - объем гидромотора, мм ; цгм - коэффициент полезного действия гидромотора и механической передачи, включая канатную систему; Ргмшп - минимальное давление в гидравлической системе привода.

Здесь условие «равно» определяет равномерное движение груза, а условие «больше» его равноускоренное движение.

С учетом (6) объем гидромотора опреде-

ляется из соотношения _ 2жГб kv А

V 0гм ~

г,Д

м

G

V Ргм штЛгм J

103

или

77 _ VG max kV Г0гм ~

n

гд тах

G„

P.

гм min

Лгд

103

(7)

где % - скорость подъема груза, м/с; Пде -скорость вращения вала двигателя, об/с; ку = 1,2...1,4 - коэффициент запаса (определяет динамические характеристики привода и условие обеспечения равноускоренного движения груза).

Изменение рабочего гидравлического давления в системе (у) определяется линеаризованной характеристикой гидравлического аккумулятора в виде:

0,3Ршсх ^ Рг (^ Pm

1 -

Av

Л

(8)

где: Ау{ - текущий расход аккумулятора; Уа -

рабочий объем аккумулятора.

Соотношения (2) - (8) определяют математическую модель работы грузовой лебедкой крана с объемным гидроприводам при его релейным управлении. Реализация этой модели была выполнена в среде LabVIEW с использованием алгоритмов, приведенных в [18, 19]. Расчетные значения параметров та-хограмм первой и второй фаз перемещения груза, а также высоты его подъёма приведены в табл. 1 - 3. Принято: Утах = 0,2м/с, Ут;п = 0,1м / с, /м. = 50, а = 4, ку = 1,4. Варьируемыми параметрами являются 1Г , Уа и О . Параметры маховика-рекуператора выбраны по данным [14].

"a J

Таблица 1

Расчетные значения тахограмм первой фазы перемещения груза

Итерация 1 2 3 6 8 10 11 15 16 17 21 25

Ir =0,3кгм2; Va =20 л; G =10000 Н

At1 ,с 1,17 1,29 1,44 2,37 2,53 2,71 2,82 3,43 3,66 3,94

Ah1i ,м 0,18 0,19 0,22 0,36 0,38 0,41 0,42 0,52 0,55 0,59

Ргм ,МПа 32,00 29,18 26,09 16,13 15,21 14,22 13,70 11,37 10,71 10,00

Ir =0,3кгм2; Va =20 л; G =80000 Н

At1 ,с 1,38 1,58 1,89 3,66 4,29 5,38 6,34

Ah1i ,м 0,21 0,24 0,28 0,55 0,64 0,81 0,95

Ргм ,МПа 32,00 28,67 24,86 15,53 14,06 12,33 11,29

Ir =0,3кгм2; Va =30 л; G =10000 Н

At1 ,с 1,17 1,25 1,34 1,80 2,36 2,46 2,51 2,76 2,84 2,92 3,34

Ah1i ,м 0,18 0,19 0,20 0,27 0,35 0,37 0,38 0,41 0,43 0,44 0,50

Ргм ,МПа 32,00 30,12 28,12 21,10 16,23 15,62 15,30 13,97 13,62 13,25 11,68

Ir =0,3кгм2; Va =30 л; G =80000 Н

At1 ,с 1,38 1,51 1,68 2,95 3,61 3,99 4,22 5,86 6,66 7,88

Ah1i ,м 0,21 0,23 0,25 0,44 0,54 0,60 0,63 0,88 1,00 1,18

Ргм ,МПа 32,00 29,78 27,36 17,94 15,65 14,70 14,19 11,77 11,02 10,16

Ir =0,5кгм2; va =20 л; G =10000 Н

Л^ ,с 1,95 2,30 2,90 4,37 4,99 5,96 6,71

ЛИЬ ,м 0,29 0,34 0,43 0,66 0,75 0,89 1,01

Ргм ,МПа 32,00 27,31 21,78 14,67 12,94 10,94 9,79

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Ir =0,5кгм2; va =20 л; G =80000 Н

Л^ ,с 2,31 2,92 4,39 7,84 13,83

ЛИЬ ,м 0,35 0,44 0,66 1,18 2,08

Ргм ,МПа 32,00 26,45 19,43 13,31 9,93

Ir =0,5кгм2; va =30 л; G =10000 Н

Л^ ,с 1,95 2,17 2,47 4,02 4,32 4,69 4,92 6,32

ЛИи ,м 0,29 0,33 0,37 0,60 0,65 0,70 0,74 0,95

Ргм ,МПа 32,00 28,87 25,39 15,89 14,84 13,71 13,10 10,35

Ir =0,5кгм2; va =30 л; G =80000 Н

Л^ ,с 2,31 2,68 3,30 6,31 7,65 10,39 13,43

ЛИЬ ,м 0,35 0,40 0,50 0,95 1,15 1,56 2,01

Ргм ,МПа 32,00 28,30 24,00 15,19 13,50 11,39 10,06

Таблица 2

Расчетные значения тахограмм второй фазы перемещения груза

Таблица 3

Расчетные значения высота подъема груза

Результаты расчета, приведенные в табл. 3 позволяют установить возможность реализации предлагаемого механизма подъема груза грузовой лебедкой с объемным гидроприводом с релейным управлением и системой механической и гидравлической рекуперации энергии применительно к различным техническим характеристикам кранов.

6. Заключение

Особенность функционирования объемного привода грузовой лебедки крана определяется чередованием подъема и опускания груза. Такой режим функционирования характерен для работы объемного гидропривода при его релейном управлении. Он также предполагает целесообразность рекуперации энергии положения и движения груза, что может быть реализовано в импульсном гидростатическом приводе, работа которого определяется взаимодействием его гидравлической и механической частей с частотой чередования импульсов движущего момента и позволяет обеспечивать рекуперацию энергии в гидростатической и механической форме в различных фазах своей работы.

Рассмотрение функционирования объемного привода с релейным управление в качестве привода грузовой лебедки позволило разработать его математическую модель, исследование которой, реализованное в среде программирования ЬаЬУШ'^ позволило получить тахограммы работы механизма подъема груза и выявить особенности его функ-

П ара-метры Ir [кгм2]; G [кН]

0,3; 10 0,3; 80 0,5; 10 0,5; 80

Л2, с 53,2 6,65 88,6 11,1

Âh2i, м 7,98 1,00 13,3 1,66

H, м Ir [кг м2]; G [кН]

0,3; 10 0,3; 80 0,5; 10 0,5; 80

Va = 20л 125,07 21,868 167,869 28,241

Va = 30л 124,358 22,655 208,924 34,017

ционирования, а также определить алгоритм расчета основных параметров.

Результаты расчета позволяют установить возможность реализации предлагаемого

механизма подъема груза применительно к различным техническим характеристикам кранов.

Список литературы

1. Справочник по кранам: В 2 т. Под общ. ред. М.М. Гохберга. М.: Машиностроение, 1988. Т. 1. 536 с.

2. Александров М.П. Грузоподъемные машины. М.: Изд-во МГТУ. 2000. 552с.

3. Вершинский А.В. Специальные грузоподъемные машины: в 8 кн. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2005.

4. Никитин О.Ф. Гидравлика и гидропневмопривод. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. 414 с.

5. Даршт Я.А. Гидропривод и средства автоматики. Ковров: КГТА им. В.А. Дегтярева, 2012. 108 с.

6. Навроцкий К.Л. Теория и проектирование гидро- и пневмоприводов. М.: Машиностроение, 1991. 384 с.

7. Автушко В.П. Теория и проектирование гидропневмоприводов: в 6 ч. Минск: БНТУ, 2015. Ч. 1. 163 с

8. Галдин Н.С., Курбатская О.В., Еремина С.В. Влияние основных параметров механизмов мостового крана на его производительность / Вестник СибАДИ. 2015. №4. С. 15-18.

9. Справочник по кранам: В 2 т. Под общ. ред. М.М. Гохберга. М.: Машиностроение, 1988. Т.2. 559 с.

10. Соколов С.А. Металлические конструкции подъемно-транспортных машин. СПб.: Политехника, 2005. 423 с

11. Расчеты крановых механизмов и их деталей подъемно-транспортных машин: в 2 т. Т. 1. М.: Машгиз, 1993. 187 с.

12 Никонов В О., Посметьев В.И., Козлов Е.В., Бородкин В.О. Анализ конструктивных особенностей гидрофицированных технологических машин с рекуперацией потенциальной энергии рабочего органа с грузом // Воронежский научно-технический вестник. 2019. № 1. С. 4-19.

13 Сладковский А., Ханишевский Т., Матыя Т. Динамика мостового крана. Ч.2.

J References

J 1. Gokhberg M.M. Spravochnik po

J kranam v 2 t. T. 1 [Crane Reference in 2 vols.

J Vol. 2] Moscow, Mashinostroenie, 1988. 520

J p. (In Russian)

J 2. Aleksandrov M.P. Gruzopodemnye

J machiny [Lifting-transport machines]. Mos-

J cow, MGTU imeni N.E. Baumana, 2000. 552

J p. (In Russian)

J 3. Vershinskiy A.V. Spetsialnye gruzo-

J podyemnye mashiny: v 8 kn [Special lifting

J machines]. Krasnoyarsk, IPTs KGTU, 2005.

J (In Russian)

J 4. Nikitin O.F. Gidravlika i

J gidropnevmoprivod [Hydraulics and hydrau-

J lic pneumatic drive]. Moscow, MGTU imeni

J N.E. Baumana, 2010. 414 p. (In Russian) J 5. Darsht Y.A. Gidroprivod i sredstva

J avtomatiki [Hydraulic drive and automation

J equipment]. Kovrov, KGTA im. V.A.

J Dyagtereva, 2012. 108 p. (In Russian) J 6. Navrotskiy K.L. Teoriya i proektirova-

J nie gidro- i pnevmoprivodov [Theory and de-

J sign of hydraulic and pneumatic actuators].

J Moscow, Mashinostroenie. 1991. 384 p. (In

J Russian)

J 7. Avtushko V.P. Teoriya i proektiro-

J vanie gidropnevmoprivodov. Ch. 1 [Theory

J and design of hydraulic pneumatic actuators.

J Ch. 1]. Minsk: BNTU. 2015. (In Russian) J 8. Galdin N.S., Kurbatskaya O.V.,

J Eremina S.V. The influence of the main pa-

J rameters of the bridge crane mechanisms on

J its performance. Vestnik SibADI, 2015, No.4,

J pp.15-18. (In Russian) J 9. Gokhberg M.M. Spravochnik po

J kranam v 2 t. T. 2 [Crane Reference. Vol. 2]

J Moscow: Mashinostroenie, 1988. 559 p. (In

J Russian)

J 10. Sokolov S.A. Metallicheskiye kon-

J struktsii podyemno-transportnykh mashin

J [Metal structures of lifting and transport ma-

J chines]. Sankt-Peterburg. Politekhnika. 2005.

J 423 p. (In Russian)

Моделирование процесса подъема груза с постоянной скоростью // Вестник Восточно-украинского национального университета им. В. Даля. 2010. № 10. С.159-168.

14. Баранов К.А., Заярный С.Л. Исследование параметрической модели импульсного гидропривода подъема груза // Наукоемкие технологии в приборо- и машиностроении и развитие инновационной деятельности в вузе: Мат. регион. научно-технич. конф., 18-20 апреля 2023 г. Т. 2. Калуга: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2023. С. 8-12

15. Худорожков С.И., Захлебаев Е.А. Механическая бесступенчатая импульсная передача для современной малогабаритной транспортной техники // Глобальная энергия. 2015. №4.

16. Худорожков С.И., Галышев Ю.В. Динамика рекуперативного механического бесступенчатого привода транспортного средства // Глобальная энергия. 2013. №3.

17 Лагерев И.А., Лагерев А.В. Оптимальное проектирование подъемно-транспортных машин. Брянск: Издательство БГТУ, 2013. 228 с.

18. Блюм П. LabVIEW: стиль программирования. М.: ДМК Пресс, 2008. 400 с.

19. Трэвис Д. LabVIEW для всех. М.: ДМК Пресс, 2011. 904 с

J 11. Raschety kranovykh mekhanizmov i

J ikh detaley podyemno-transportnykh mashin

J [Calculations of crane mechanisms and their

J parts of lifting and transport machines]. Mos-

J cow, Mashgiz. 1993. 187 p. (in Russian).

J 12. Nikonov V.O., Posmetyev V.I.,

J Kozlov E.V., Borodkin V.O. Analysis of the

J design features of hydrofected technological

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

J machines with recovery of potential energy

J of the working body with a load.

J Voronezhskiy nauchno-tekhnicheskiy vestnik,

J 2019, No.1, pp. 4-19. (in Russian).

J 13. Sladkovsky A., Hanishevsky T., Matya

J T. Dynamics of a bridge crane. Part 2. Model-

J ing the process of lifting a load at a constant

J speed. Vestnik Vostochno-ukrainskogo

J nationalnogo universiteta im. V. Dalya, 2010,

J No.10, pp.159-168. (in Russian)

J 14. Baranov K.., Zayarny S.L. Investiga-

J tion of a parametric model of a pulsed hy-

J draulic drive for lifting cargo. In:

J Naukoemkiye tekhnologii v priboro- i

J mashinostroenii i razvitie innovatsionnoy

J deyatelnosti v vuze: Materialy regionalnoy

J nauchnotekhnicheskoy konferentsii. 18-20

J aprelya 2023 g. Vol. 2. Kaluga: Izdatelstvo

J MGTU im. N.E. Ba-umana, 2023. Pp. 8-12.

J (In Russian)

J 15. Khudorozhkov S.I., Zakhlebayev E.A.

J Mechanical stepless pulse transmission for

J modern small-sized transport equipment.

J Globalnaya energiya, 2015, No.4. (In Russian)

J 16. Khudorozhkov S.I., Galyshev Yu.V.

J Dynamics of the regenerative mechanical

J stepless drive of the vehicle. Globalnaya

J energiya, 2013, No.3. (In Russian)

J 17. Lagerev I.A., Lagerev A.V.

J Optimalnoe proektirovanie podemno-

J transportnykh mashin [Optimal design of lift-

J ing and transport machines]. Bryans,

J Izdatelstvo BGTU, 2013. 228 p. (In Russian)

J 18. Blyum P. LabVIEW: stil

J programmirovaniya [LabVIEW: Programming

J style]. Moscow, DMK Press, 2008. 400 p. (In

J Russian)

J 19. Trevis D. LabVIEW dlya vsekh [LabVIEW for everyone]. Moscow, DMK Press, 2011. 904 p. (In Russian)

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.