Аннотації

Аналіз процесу пуску механізму повороту баштового крана при усталеному режимі руху вантажного візка

Автор(и):
Ловейкін В.С., Ромасевич Ю.О., Курка В.П., Муштин Д.І., Почка К.І.
Автор(и) (англ)
Loveikin V.S., Romasevych Yu.O., Kurka V.P., Mushtyn D.I., Pochka K.I.
Дата публікації:

27.11.2020

Анотація (укр):

Розроблено динамічну модель процесу повороту баштового крана з балочною стрілою при умові, що вантажний візок виконує рух із усталеною швидкістю. На основі рівнянь Лагранжа другого роду отримано відповідну математичну модель, яка, крім того, описує коливання вантажу на гнучкому підвісі у тангенціальному та радіальному напрямках. Рушійний момент, прикладений до системи, змодельовано за допомогою рівняння Клосса. Отримана математична модель представляється системою чотирьох нелінійних диференціальних рівнянь другого порядку, тому для її інтегрування використано чисельні методи. Для оцінки рівня динамічних та енергетичних навантажень у елементах системи запропоновано комплекс показників, які відображають максимальні та середньоквадратичні величини. Запропоновано розглядати еволюцію системи для двох випадків: положення візка біля башти (візок рухається від неї) та положення візка біля кінця стріли (візок рухається до башти). Для обох випадків було розраховано значення оціночних показників, які разом із відповідними графічними залежностями дозволили виявити найбільш значимі фактори, що мають вплив на енергетичні, динамічні на кінематичні процеси системи. До них, зокрема, належать: відцентрова сила, сила Коріоліса, демпфуюча здатність асинхронного електроприводу механізму повороту крана. Аналіз коливань вантажу на гнучкому підвісі, який проведений на основі фазових портретів у площині руху візка та перпендикулярно їй, виявив їх залежність від початкового положення візка на стрілі. Крім того, від цього фактора значно залежать споживана потужність приводу, частина якої витрачається на подолання відцентрової сили, що діє на візок і вантаж.

Анотація (рус):

Разработана динамическая модель процесса поворота башенного крана с балочной стрелой при условии, что грузовая тележка выполняет движение с установившейся скоростью. На основании уравнений Лагранжа второго рода получена соответствующая математическая модель, которая, кроме того, описывает колебания груза на гибком подвесе в тангенциальном и радиальном направлениях. Движущий момент, приложенный к системе, смоделирован с помощью уравнения Клосса. Полученная математическая модель представляется системой четырех нелинейных дифференциальных уравнений второго порядка, поэтому для ее интегрирования использованы численные методы. Для оценки уровня динамических и энергетических нагрузок в элементах системы предложен комплекс показателей, отражающих максимальные и среднеквадратичные величины. Предложено рассматривать эволюцию системы для двух случаев: положение тележки у башни (тележка движется от нее) и положение тележки у конца стрелы (тележка движется к башне). Для обоих случаев было рассчитано значение оценочных показателей, которые вместе с соответствующими графическими зависимостями позволили выявить наиболее значимые факторы, влияющие на энергетические, динамические на кинематические процессы системы. К ним, в частности, относятся: центробежная сила, сила Кориолиса, демпфирующая способность асинхронного электропривода механизма поворота крана. Анализ колебаний груза на гибком подвесе, который проведен на основе фазовых портретов в плоскости движения тележки и перпендикулярно ей, обнаружил их зависимость от начального положения тележки на стреле. Кроме того, от этого фактора значительно зависит потребляемая мощность привода, часть которой расходуется на преодоление центробежной силы, действующей на тележку и груз.

Анотація (англ):

A mathematical model of the tower crane’s slew is developed under the condition of constant velocity of the trolley motion along the boom. The model is derived from the second-order Lagrange equations, calculates the tangential and radial load oscillations on a flexible suspension. An analysis of the system motion with the trolley movement to and from the tower has been conducted. A set of estimated figures has been proposed, which made it possible to establish the level of dynamic and energy load of the crane slewing mechanism, as well as to analyze the evolution of the load oscillations on a flexible suspension.

Література:

  1. Vaynson A.A. Pod'emno-transportnye mashiny (Lifting and transporting machines)/ A.A. Vaynson. – M. Mashinostroenie, 1989. – 536 s.
  2. Gaydamaka V.F. Gruzopod’emnye mashiny (Hoisting machines)/ V.F. Gaydamaka. – K.: Vishcha shkola, 1989. – 328s.
  3. Gruzopod’emnye krany (Hoisting cranes). Kn. 2 / Sheffler M., Dresig Kh., Kurt F.; [transl. s nemeczkogo M.M. Runov, V.N. Fedoseev]; pod red. M.P. Aleksandrova. – M.: Mashinostoenie, 1981. – 287 s.
  4. Gohberg M.M. Metallicheskie konstrukczii pod`emno-transportnykh mashin (Metal structures of hoisting-and-transport machines) / M.M. Gohberg. – M.: Mashinostroenie, 1969. – 520 s.
  5. Kazak S.A. Dinamika mostovykh kranov (Dynamics of overhead cranes) / S.A. Kazak. – M.: Mashinostroenie, 1968. – 331 s.
  6. Lobov N.A. Dinamika gruzopod`emny`kh kranov (The dynamics of cranes) / N.A. Lobov. – M.: Mashinostroenie, 1987. – 160 s.
  7. Priymakov O.G. Matematichna model` kolivan` vantazhu pri povoroti krana pi`djomno-transportnoyi mashini (Mathematical model of load oscillations when turning the crane of a hoisting machine) / O. G. Priymakov, Yu. O. Gradis`kii // Sil`s`kogospodars`ki mashini. - 2013. - Vip. 25. - S. 111-117.
  8. Kuz`min A.N. Issledovanie kolebanij gruza na gibkom podvese pri povorote krana (Investigation of vibrations of a load on a flexible suspension when turning a crane) / A.N. Kuz`min, V.V. Suglobov, V.I. Fedun // Zakhist metalurgi`jnikh mashin vid polomok: zbirnik naukovikh pracz` / PDTU. – Mariupol`, 2011. – Vip. 13. – S. 141-147.
  9. Loveykin V.S. Nelinijni mayatnikovi kolivannya vantazhu na gnuchkomu pidvsi pri riznikh rezhimakh obertannya (Nonlinear pendulum oscillations of the load on a flexible suspension at different modes of rotation) / V.S. Loveykin, A.V. Boyko, Yu.V. Chovnyuk // Visnik TNTU. – 2010. – Tom 15. – # 3. – S. 41-48.
  10. Bulatov Zh.L. Sostoyanie voprosa dinamiki bashennykh kranov s uchetom bol`shikh peremeshhenij (The state of the art of tower cranes dynamics, taking into account large movements) / Zh.L. Bulatov, A.V. Sinel`shhikov // Vestnik Astrakhanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. - 2014. - #1 (57). - S. 23-29.
  11. Hamid Nalbandian Abhar. Dynamic Analysis of the Tower Crane / Dissertation submitted to the faculty of engineering, university of malaya in partial fulfillment of the requirement for the degree of master of mechanical engineering. ‑ Р 125.
  12. Tower crane Liebherr 140 HC / URL: https://cranemarket.com/specs/liebherr/140-hc (data zvernennya 07.02.2020).
 

References:

  1. Vaynson A.A. Pod'emno-transportnye mashiny (Lifting and transporting machines)/ A.A. Vaynson. – M. Mashinostroenie, 1989. – 536 s.
  2. Gaydamaka V.F. Gruzopod’emnye mashiny (Hoisting machines)/ V.F. Gaydamaka. – K.: Vishcha shkola, 1989. – 328s.
  3. Gruzopod’emnye krany (Hoisting cranes). Kn. 2 / Sheffler M., Dresig Kh., Kurt F.; [transl. s nemeczkogo M.M. Runov, V.N. Fedoseev]; pod red. M.P. Aleksandrova. – M.: Mashinostoenie, 1981. – 287 s.
  4. Gohberg M.M. Metallicheskie konstrukczii pod`emno-transportnykh mashin (Metal structures of hoisting-and-transport machines) / M.M. Gohberg. – M.: Mashinostroenie, 1969. – 520 s.
  5. Kazak S.A. Dinamika mostovykh kranov (Dynamics of overhead cranes) / S.A. Kazak. – M.: Mashinostroenie, 1968. – 331 s.
  6. Lobov N.A. Dinamika gruzopod`emny`kh kranov (The dynamics of cranes) / N.A. Lobov. – M.: Mashinostroenie, 1987. – 160 s.
  7. Priymakov O.G. Matematichna model` kolivan` vantazhu pri povoroti krana pi`djomno-transportnoyi mashini (Mathematical model of load oscillations when turning the crane of a hoisting machine) / O. G. Priymakov, Yu. O. Gradis`kii // Sil`s`kogospodars`ki mashini. - 2013. - Vip. 25. - S. 111-117.
  8. Kuz`min A.N. Issledovanie kolebanij gruza na gibkom podvese pri povorote krana (Investigation of vibrations of a load on a flexible suspension when turning a crane) / A.N. Kuz`min, V.V. Suglobov, V.I. Fedun // Zakhist metalurgi`jnikh mashin vid polomok: zbirnik naukovikh pracz` / PDTU. – Mariupol`, 2011. – Vip. 13. – S. 141-147.
  9. Loveykin V.S. Nelinijni mayatnikovi kolivannya vantazhu na gnuchkomu pidvsi pri riznikh rezhimakh obertannya (Nonlinear pendulum oscillations of the load on a flexible suspension at different modes of rotation) / V.S. Loveykin, A.V. Boyko, Yu.V. Chovnyuk // Visnik TNTU. – 2010. – Tom 15. – # 3. – S. 41-48.
  10. Bulatov Zh.L. Sostoyanie voprosa dinamiki bashennykh kranov s uchetom bol`shikh peremeshhenij (The state of the art of tower cranes dynamics, taking into account large movements) / Zh.L. Bulatov, A.V. Sinel`shhikov // Vestnik Astrakhanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. - 2014. - #1 (57). - S. 23-29.
  11. Hamid Nalbandian Abhar. Dynamic Analysis of the Tower Crane / Dissertation submitted to the faculty of engineering, university of malaya in partial fulfillment of the requirement for the degree of master of mechanical engineering. ‑ Р 125.
  12. Tower crane Liebherr 140 HC / URL: https://cranemarket.com/specs/liebherr/140-hc (data zvernennya 07.02.2020).