THE DYNAMIC ANALYSIS OF THE JOINT TROLLEY MOVEMENT AND HOISTING MECHANISM IN THE TOWER CRANE
Заголовок (англійською):
THE DYNAMIC ANALYSIS OF THE JOINT TROLLEY MOVEMENT AND HOISTING MECHANISM IN THE TOWER CRANE
Автор(и):
V.S. Loveikin
Yu.A. Romasevich
L.S. Shymko
Yu.V. Loveikin
K.I. Pochka
Автор(и) (англ):
V.S. Loveikin
Yu.A. Romasevich
L.S. Shymko
Yu.V. Loveikin
K.I. Pochka
Ключові слова (укр):
динаміка, аналіз, баштовий кран, сумісний рух, підйомний механізм, візок, вантаж, оптимізація
Ключові слова (англ):
dynamic, analysis, tower crane, joint movement, hoisting mechanism, hook blocks, load, optimization
Анотація (укр):
В представленій роботі поставлена задача дослідження сумісної роботи механізмів зміни вильоту та підйому вантажу баштового крану з балочною стрілою. Для проведення досліджень розроблено динамічну модель сумісного руху механізмів, яка враховує основний рух приводних механізмів та коливальний рух вантажу на гнучкому підвісі і ланок механізмів, що володіють пружними властивостями. На базі динамічної моделі за допомогою рівнянь Лагранжа другого роду побудовано математичну модель руху механізмів. Для конкретної стрілової системи баштового крана здійснено динамічні розрахунки за допомогою розробленої математичної моделі. За результатами розрахунків проведено динамічний аналіз сумісного руху механізмів зміни вильоту та підйому вантажу. В процесі проведеного аналізу виявлені значні динамічні та енергетичні перевантаження механізмів під час проходження перехідних процесів (пуск, гальмування) та наявність високочастотних коливань в ланках, що володіють пружними властивостями та низькочастотних коливань вантажу на гнучкому підвісі.
Для зменшення перевантажень кранових механізмів на ділянках перехідних процесів і усунення коливань під час усталеного руху рекомендовано здійснювати оптимізацію режимів руху і розробляти системи керування приводами, щоб реалізувати бажані режими руху.
Анотація (англ):
The dynamic model of joint movement of mechanisms has been developed, which takes into account the main movement of drive mechanisms and oscillating movement of the load on a flexible suspension and links of mechanisms with elastic properties. A mathematical model of the motion of mechanisms is constructed on the basis of a dynamic model. For a specific jib system of the tower crane, dynamic calculations were performed. According to the results of the calculations, a dynamic analysis of the joint trolley movement and hoisting mechanism was carried out. The analysis revealed significant dynamic and energy overloads of mechanisms during transients (start, braking) and the presence of high-frequency oscillations in the links with elastic properties and low-frequency oscillations of the load on a flexible suspension.
Публікатор:
Київський національний університет будівництва і архітектури
Назва журналу, номер, рік випуску (укр):
Опір матеріалів і теорія споруд, 2022, номер 108
Назва журналу, номер, рік випуску (англ):
Strength of Materials and Theory of Structures, 2022, number 108
Мова статті:
English
Формат документа:
application/pdf
Дата публікації:
05 Июль 2022
Номер збірника:
Університет автора:
National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine 15, Heroiv Oborony St., Kyiv, Ukraine, 03041 ,Taras Shevchenko National University of Kyiv 64/13, Volodymyrska Street, City of Kyiv, Ukraine, 01601,Kyiv National University of Constructio
References:
REFERENCES1. Le T.A. Nonlinear controls of a rotating tower crane in conjunction with trolley motion. / Le T.A., Dang V.H., Ko D.H., An T.N., Lee, S.G. // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part I: Journal of Systems and Control Engineering. – 2013. - 227(5). – P. 451–460. doi:10.1177/09596518124724372. Loveikin V. Agrotronics and optimal control of cranes and hoisting machines: monograph./ Loveikin V., Romasevych Y., Shymko L., Ohiienko M., Duczmal W., Potwora W., Titova L., Rogovskii I. //. - Opole: The Academy of Management and Administration in Opole, 2020. 164 p.3. Ju F. Dynamic response of tower crane induced by the pendulum motion of the payload. / Ju F., Choo Y.S., Cui F.S.// International Journal of Solids and Structures. - 2006. - 43(2). – P. 376–389. doi:10.1016/j.ijsolstr.2005.03.0784. Stanišić. M. On a new theory of the dynamic behavior of the structures carrying moving masses, Ingenieur-Archiv . – 1985. - 55(3). – P. 176–185, doi: 10.1007/bf00536412.5. Ju, F. Dynamic Analysis of Tower Cranes. /Ju F., Choo Y.S. // Journal of Engineering Mechanics. – 2005. – 131(1). – P. 88–96. doi:10.1061/(asce)0733-9399(2005)131:1(88)6. Schlott P. Modelling the structural dynamics of a tower crane. / Schlott P., Rauscher F., Sawodny O.// IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM). – 2016. doi:10.1109/aim.2016.75768607. Wu T.S. Anti-sway tracking control of tower cranes with delayed uncertainty using a robust adaptive fuzzy control. / Wu T.S., Karkoub M., Yu W.S., Chen C.T., Her M.G., Wu K.W. // Fuzzy Sets and Systems. – 2016. – 290. – P. 118–137. doi:10.1016/j.fss.2015.01.0108. Loveikin V. Crane motor optimization. / Loveikin V., Romasevych Yu., Liashko A.// Journal of Theoretical and Applied Mechanics. – 2021. – Vol.51. – P. 65-75.9. Reutov A.A. Dynamic Modeling of Lift Hoisting Mechanism Block Pulley./ Reutov A.A., Kobishchanov V.V., Sakalo V.I. // 2nd International Conference on Industrial Engineering, ICIE. Procedia Engineering. 2016. Volume. 150. P. 1303-1310. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.07.30010. Kozakova Alena. Tuning Methods to Attenuate Oscillatory Load-Disturbance Response: A Comparative Study. / Kozakova Alena, Capkova Romana, Bucz Stefan. // 6th International Conference on Advanced Control Circuits and Systems (ACCS) & 2019 5th International Conference on New Paradigms in Electronics & information Technology (PEIT). – 2019. – P. 197–202. doi:10.1109/ACCS-PEIT48329.2019.906284511. Capkova Romana. Experimental Modelling and Control of a Tower Crane. / Capkova Romana, Kozakova Alena, Bucz Stefan. // IEEE 2019 22nd International Conference on Process Control (PC19). – 2019. – P. 97–101. doi:10.1109/pc.2019.881532712. Lovejkin V.S. (2020) Dynamic analysis of roller molding installation taking into account dissipative properties balanced drive mechanism. / Lovejkin V.S., Romasevich Yu.О., Loveikin A.V., Mushtyn D.I. // Machinery & Energetics. Journal of Rural Production Research. –2020. – 11(1). – P. 5-11. DOI: 10.31548/machenergy.2020.01.005-011 (in Ukrainian).13. Lovejkin V. (2019) Optimization of the swinging mode of the boom crane upon a complex integral criterion. / Loveikin V., Romasevych YU., Kadykalo I., Liashko A. // Journal of Theoretical and Applied Mechanics 49 (3).2019. P. 285–296. doi: 10.7546/JTAM.49.19.03.07.14. Romasevych Y. Closed-loop optimal control of a system Trolley – Payload. / Romasevych Y. Loveikin V., Stekhno O. // UPB Scientific Bulletin, Series D: Mechanical Engineering 81(2). – 2019. – P. 3–12.15. Michna M. Mechanical-Level Hardware-In-The-Loop and Simulation in Validation Testing of Prototype Tower Crane Drives. / Michna M, Kutt F, Sienkiewicz Ł, Ryndzionek R, Kostro G, Karkosiński D, Grochowski B. // Energies. 2020. 13(21):5727. https://doi.org/10.3390/en1321572716. Shih-Chung Kang. Numerical Methods to Simulate and Visualize Detailed Crane Activities/ Shih-Chung Kang; Eduardo Miranda. //. Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering. – 2009. – 24(3). – P. 169–185. doi:10.1111/j.1467-8667.2008.00579.x17. Chwastek Stefan. Optimization of crane mechanisms to reduce vibration. Automation in Construction. – 2020. – 119. – P. 103335–103344. doi:10.1016/j.autcon.2020.10333518. Chwastek S. Finding the globally optimal correlation of cranes drive mechanisms. Mechanics Based Design of Structures and Machines. 2021. P. 1–12. doi:10.1080/15397734.2021.1920978 19. Loveikin V. S., Pochka K. I., Prystailo M. О., Balaka M. M., Pochka O. B. Impact of cranks displacement angle on the motion non-uniformity of roller forming unit with energy-balanced drive. Strength of Materials and Theory of Structures. 2021. Issue 106. P. 141–155. DOI: 10.32347/2410-2547.2021.106.141-155.Loveikin V. S., Pochka K. I., Prystailo M. О., Balaka M. M., Pochka O. B. Impact of cranks displacement angle on the motion non-uniformity of roller forming unit with energy-balanced drive. Strength of Materials and Theory of Structures. 2021. Issue 106. P. 141–155. DOI: 10.32347/2410-2547.2021.106.141-155.