CC BY
36
УДК 621.86
В.Г. Крупко, канд. техн. наук, доц., (0626) 41-47-45,
(Украина, Краматорск, ДГМА),
Р.Н. Дихтенко, асп., (81038095) 052-47-84, dihtruslan@yandex.ru (Украина, Краматорск, ДГМА)
ОБОСНОВАНИЕ СИСТЕМЫ ПОДВЕСКИ СТРЕЛЫ СО СНИЖЕННЫМИ ДИНАМИЧЕСКИМИ НАГРУЗКАМИ
Рассмотрен процесс динамического нагружения металлоконструкции и механизмов стрелового грейфера, создана и проанализирована математическая модель динамических нагрузок и разработана система, поннжающая динамические нагрузки.
Ключевые слова: грейфер, металлоконструкция, динамические нагрузки, математическая модель.
Вопрос использования стреловых кранов с грейфером на бае универсальных экскаваторов при строительстве каналов, очистки водоемов, разработке шламовых отстойников и т. д. на данный момент актуален.
Целью работы является поиск путей снижения динамических нагрузок на металлоконструкцию и главные исполнительные механизмы крана за счет разработки параметров подвески стрелы на основе установленных закономерностей взаимодействия системы подвеска - стрела -груз.
Во время подъема грейфером (рисунок) вязкого (влажного) вещества происходит явление так называемого «подсоса», которое вызывает значительные динамические нагрузки на рабочее оборудование и металлоконструкцию грейфера. При этом появляется явление «запрокидывания» стрелы, что также вызывает увеличение динамических нагрузок на металлоконструкцию.
По существующим методикам [1, 2]? в основу которых положены уравнения Лагранжа II порядка, разработаем математическую модель для нахождения колебаний нагрузок в системе.
Уравнение Лагранжа II порядка [ 1]
&
&
где Т- кинетическая энергия системы; Q - обобщенна координата;
Я - обобщенна координата; Я = ф = ® - угловая скорость стрелы.
Дифференциальное уравнение колебаний системы подвеска - стрела - груз имеет вид
Г л \
ҐдТЛ
дТ
(1)
1
-т + т
,3 У
ф — Рї + щ, + ЬМ,
пр 1 ^зат,
где 1 - длинна стрелы; т 1 - вес стрелы; т2 - вес блоков; Ф - угол наклона стрелы; ^ - усилие от подъемного каната.
Расчетная схема: 5 — грейфер; 3 - главные боки; 4 — стрела;
2 - система подвеса стреы; 1 - база
Общее дифференциальное уравнение приведенное к движению стрелы:
где а,Р,а, Ь, с - геометрические рамеры надстройки; С - жесткость системы; к - коэффициент затухания колебаний.
Аналитическое решение этого уравнения очень сложное, поэтому используем числовой расчет в среде Мар1е 11.
Используя уравнение (1), рассмотрим расчет динамических усилий для различных конструктивных схем (табл. 1):
1. система подвеса стрелы вантова, л-образна стойка крепится к поворотной платформе жестко;
2. система подвеса стрелы баочна, л-обраная стойка крепится к поворотной платформе жестко;
3. система подвеса стрелы баочная, в систему вводим элемент, который понижает жесткость;
4. до системы подвеса стрелы, используемой третьим экспериментом добавляем демпфирующее устройство.
Для снижения динамического эффекта от явления запрокидывания стрелы вантовую систему подвески стрелы заменяем на баочную [2].
Таблица 1
Результаты численного эксперимента по приведенной методике
№ эксперимента
Схема системы подвеса стрелы
Ограниче-
ния
Результаты
при 0 < ф < +о, С = С ■
сист’ при - о< ф < 0, С = 0,
2
при - о< ф < +о,
С — Стгт;
при -О < ф < +о, С = С сист +соп^
4
при - О< ф < +о С = С
^ ^сис к =к + к,
С Ссист +
'-аморт
1
3
Так как увеличилась жесткость системы: [3], то, как видно со второго эксперимента, увеличились частота, амплитуда и время затухания колебаний. Для избавления от большой частоты: колебаний в балочную систему подвеса стрелы1 устанавливаем на передней опоре л-обраной стойки пружинный элемент, который уменьшает жесткость системы!, а для снижения
времени затухния колебаний в систему вводим демпфирующее устройство, которое устанавливаем паралельно пружинному элементу.
Для проверки теоретических исследований была разработана физическая модель крана (табл. 2) с упругими элементами в подвеске стрелы, что позволило провести экспериментальные исследования и сравнить их с результатами численного эксперимента. Информационно измерительна система для определения усилий, действующих на механизмы и металоконструкцію, состоит из тенз о датчиков, присоединенных к аналоговоцифровому преобраователю (ЬТЯ-и-1).
Таблица 2
Результаты экспериментов, проведенных на модели
№ экс-пери-мента
Схема системы подвеса стрелы
Результаты
2
1
Результаты сравнительного анаиза теоретических и экспериментальных исследований покааи, что применение упругодемпферного устройства в системе подвеса стрелы позволило снизить эффект запрокидывания стрелы и в значительной степени понизить динамические усили на металлоконструкцию крана и соответственно снизить до 1,5 коэффициент динамики, учитываемый при проектирован и таких кранов.
Список литературы1
1. Волков Д.П. Динамика и прочность одноковшовых экскаваторов. М. : Машиностроение, 1965. 463 с.
2. Панкратов С.Л. KoнcтрyкЦля и основы расчета главных узлов экскаваторов и кранов. М. : МЛШГИЗ, 1962. 539 с.
3.Иванченко ФХ., KрacнoIпaпкa В. Л. Динамика металлургических машин. М. : Металурги 1983. 468с.
4. Гоберман Л.Л., СтeпaнянK. В., ЯркнЛ. Л. Теори конструкци и расчет строительных и дорожных маши. М. : Машиностроение, 1979. 406 с.
V. Krupko, R. Dihtenko
Substantiation of boom suspension bracket system with the lowered dyamic loadings
Process of dynamic loading of metalware and mechanisms of boom clamshell is considered. The mathematical model of dynamic loads is created and analysed. The system lowering dynamic loads is developed.
Получено 07.04.09
УДК 621.867
О.А. Лускань, канд. техн. наук, доц. кафедрой, (8453)68-12-21, kafpsm@bittu.org.ru (Росси, Бааково, БИТТУ),
В.И. Кутейкин, студент, 8-927-121-99-39, kafpsm@bittu.org.ru (БИТТУ)
АНАЛИЗ ПРИВОДОВ
ИНЕРЦИОННЫХ РОЛИКОВЫХ КОНВЕЙЕРОВ ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ШТУЧНЫХ ГРУЗОВ
Рассмотрены разновидности цикловых механизмов для их возможного применения в качестве приводов инерционных^роликовых конвейеров.
Ключевые слова: привод инерционных роликовых конвейеров, штучные грузы, цикловые механизмы.
В современных условия производства при периодическом изменении номенклатуры выпускаемых изделий, интенсивности совершенствова-ни технологий появляется необходимость в раработке новых типов транспортных средств, сочетающих универсаьность применения, регулирование производительности, быструю перенаадку, маые затраты на монтаж и демонтаж, а также простоту конструкции наряду с низкими эксплуатационными расходами. Укаанные характеристики позволят обеспе-
