Совершенствование процесса автоматической защиты гидрофицированного крана от перегрузки и опрокидывания
Диссертация
Автор: Турышева, Евгения Сергеевна
Название: Совершенствование процесса автоматической защиты гидрофицированного крана от перегрузки и опрокидывания
Справка: Турышева, Евгения Сергеевна. Совершенствование процесса автоматической защиты гидрофицированного крана от перегрузки и опрокидывания : диссертация кандидата технических наук : 05.05.04 / Турышева Евгения Сергеевна; [Место защиты: Сиб. федер. ун-т] - Красноярск, 2009 - Количество страниц: 135 с. ил. Красноярск, 2009 135 c. :
Объем: 135 стр.
Информация: Красноярск, 2009
Содержание:
Введение
1 Состояние вопроса
11 Анализ состояния производства грузоподъемных работ
12 Анализ систем автоматического управления защитой гидрофицированных кранов
13 Обзор существующих методов управления ограничителями грузоподъемности
Выводы и задачи исследований
2 Теоретические исследования процессов защиты гидрофицированных кранов
21 Описание процесса подъема груза
22 Моделирование динамических процессов при подъеме груза
23 Влияние работы гидропривода на надежность работы ограничителя грузоподъемности
Выводы
3 Экспериментальные исследования процессов при подъеме груза
31 Задачи, методика проведения экспериментальных исследований
32 Результаты экспериментального определения характеристик процесса подъема груза
33 Оценка параметров заградительной характеристики ограничителя грузоподъемности^
34 Результаты исследований ограничителя грузоподъемности при низких температурах^
Выводы
4 Разработка автоматической системы защиты крана
41 Разработка программного комплекса оценки состояния заградительной характеристики ограничителя грузоподъемности
42 Разработка управляющего модуля для защиты крана от опрокидывания
43 Внедрение результатов исследований
44 Выводы
Введение:
Актуальность темы. Работа стреловых грузоподъемных кранов связана с потенциальным источником опасности, который возникает в случае нарушения работоспособного состояния. Динамическая нагруженность является определяющим фактором при работе грузоподъемного крана. Перегрузка крана ведет к потере устойчивости и опрокидыванию. Это связано с недостаточностью соблюдения соответствия силовых параметров подъемных механизмов с динамическими свойствами привода механизмов подъема, а также погрешностями, возникающими при срабатывании ограничителя грузоподъемности.
Для обеспечения требуемого уровня безопасности эксплуатации гидрофицированных кранов следует повысить уровень надежности срабатывания ограничителя грузоподъемности за счет снижения погрешности отключения крана. Для решения этой задачи требуется совершенствование системы защиты крана, учитывающей влияние времени работы гидротолкателя привода ограничителя грузоподъемности и быстродействие срабатывания.
Это определило необходимость совершенствования системы защиты крана от перегрузки и опрокидывания путем разработки программного комплекса, позволяющего выполнять автоматическую оценку параметров и отработку заградительной характеристики ограничителей грузоподъемности с высокой степенью достоверности, а также обеспечить быстродействие отключения механизмов крана при перегрузке.
Цель работы: повышение надежности работы ограничителя грузоподъемности и безопасности эксплуатации гидрофицированных кранов в условиях перегрузки.
Задачи исследования:
• предложить систему защиты, обеспечивающую безопасность эксплуатации крана при перегрузке, вызывающей потерю устойчивости;
• установить в ходе теоретических исследований, лабораторных и производственных экспериментов закономерности протекания колебательных процессов при подъеме груза, а также критерии для оценки быстродействия отключения крана;
• уменьшить составляющую погрешности отключения крана за счет стабилизации направления потока рабочей жидкости в полости гидротолкателя, выполненной с профилем поверхности по архимедовой спирали;
• разработать управляющий модуль автоматической оценки заградительной характеристики и отработки параметров ограничителей грузоподъемности кранов.
Методы исследования включают методы информационного поиска, теорию колебаний, численные методы решения систем дифференциальных уравнений, в том числе методы компьютерного моделирования и анализ результатов. При экспериментальных исследованиях применялись методы статистической обработки результатов, а также лабораторное оборудование и программное обеспечение.
Основные научные положения, защищаемые автором:
• результаты математического моделирования по определению амплитудно-частотных характеристик процесса подъема груза и выявлению параметров, влияющих на быстродействие срабатывания ограничителя грузоподъемности крана;
• многофакторные регрессионные уравнения, устанавливающие взаимосвязь, динамических параметров процесса подъема груза, а также зависимости влияния низких температур на точность срабатывания ограничителя грузоподъемности и параметров проточной полости гидротолкателя привода на стабилизацию гидродинамической силы;
• алгоритм и программа автоматической оценки параметров и отработки заградительной характеристики ограничителей грузоподъемности кранов.
Достоверность научных результатов
Достоверность и обоснованность научных положений и выводов обеспечивается соответствием результатов расчета лабораторных и промышленных образцов с экспериментальными данными и результатами моделирования на ЭВМ. Достоверность полученных результатов, в частности при определении параметров колебательного процесса, достигается использованием современных методов испытаний, средств измерения и испытательного оборудования, обеспечивающих достаточную точность требуемых параметров, а также применением ЭВМ для обработки экспериментальных данных.
Научная новизна результатов:
• усовершенствована математическая модель процесса подъема груза с подхвата при аварийном отцепе с грузового крюка, учитывающая деформации грузового каната, стрелы крана и зазоров в механизме подъема;
• впервые получены многофакторные регрессионные уравнения, устанавливающие взаимосвязь, расчетного и допустимого усилия в канате и грузового момента;
• впервые определены зависимости по стабилизации гидродинамической силы потока рабочей жидкости за счет выполнения профиля полости гидротолкателя, обеспечивающей постоянство углов давления потока рабочей жидкости;
• разработан алгоритм и программа автоматической оценки параметров и отработки заградительной характеристики ограничителей грузоподъемности кранов.
Практическая значимость:
• новый управляющий модуль грузоподъемности кранов, позволяет выполнить автоматическую оценку параметров и отработку заградительной характеристики ограничителей грузоподъемности с высокой степенью достоверности, а также обеспечить быстродействие отключения механизмов крана при перегрузке;
• разработанный программный комплекс, позволяет организовать работу по визуализации состояния заградительной характеристики ограничителя грузоподъемности, что дает возможность использовать его в качестве тренажера в учебном процессе.
Реализация работы.
Стенд автоматической оценки параметров ограничителей грузоподъемности внедрен в производство объединением ООО «Стройгарант».
Апробация работы.
Материалы диссертации докладывались и обсуждались на заседании кафедры «Механизация и автоматизация строительства», на научных конференциях, совещаниях, семинарах, в том числе на: V Всероссийской научно-практической конференции «Красноярск. Эффективность: достижения и перспективы» 2004г.; XXII - XXVIII региональных научно-технических конференциях. «Красноярск: Проблемы архитектуры и строительства»: 2004 — 2009 г.г.
Публикации. Основное содержание работы опубликовано в 9 работах, в том числе 3 статьи в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения. Всего 135 страниц, 41 рисунок и 9 таблиц. Список литературы — 106 наименований.
|
