Розроблено оптимальну систему мікропроцесорного керування механізмами поступального руху, яка забезпечила гасіння коливань підвішеного вантажу до кінця пуску та гальмування механізму. Оптимізацію проведено за допомогою принципу максимуму за критерієм швидкодії. Одержано закон керування електроприводом механізму в три етапи. Обгрунтовано можливість аналізувати та досліджувати систему як двомасову. Розглянуто вплив різних факторів на роботу оптимальної системи керування. Доведено, що існує таке значення довжини линви, за якого час перехідного процесу та відповідно гасіння коливань вантажу щонайменший. Наведено рекомендації щодо бажаної довжини линви в процесі експлуатації. Проведено порівняння за швидкодією запропонованого способу керування з іншими, які сприяли гасінню коливань. Викладено умови, за яких даний спосіб мав суттєві переваги. Запропоновано окремі варіанти алгоритмів мікропроцесорного керування.

  Скачати повний текст

Розглянуто теоретичні підстави застосування методу скінченних елементів щодо розрахунку динаміки механічних систем змінюваної геометрії. Проаналізовано систему рівнянь скінченних елементів , що рухаються у просторі. Розроблено математичну модель роботи портального крану з урахуванням податливості головних елементів конструкції, особливостей роботи провідних механізмів та особливостей робочої операції. Модель реалізовано у вигляді пакета прикладних програм для ПЕОМ. Наведено методику оцінки динамічної якості спроектованого портального крана з використанням поняття базового робочого циклу, засобів математичної статистики та теорії випадкових процесів. Встановлено вплив особливостей конструкції на динаміку крана: параметрів гідромеханічного демпферу у рейці механізму зміни виліту, жорсткості відтяжки та порталу.

  Скачати повний текст

Визначено область взаємодії динамічного погашувача коливань на основі хвильової ланцюгової передачі з металоконструкцією кранового моста за несталого руху. Відзначено, що використання регульованого динамічного погашувача коливань у механізмі підйому вантажу в періоди несталого руху значно зменшує коефіцієнт динаміки мостових кранів. Розроблено математичні моделі мостового крана з динамічним погашувачем коливань для операцій підйому - опускання вантажу.

  Скачати повний текст

Розроблено засоби зменшення коефіцієнта динамічності під час пересування мостових кранів нерівностями підкранової колії шляхом встановлення пружних амортизаторів в опорній частині крана. Запропоновано твердотільні моделі для дослідження напружено-деформованого стану мостових кранів методом скінченних елементів. Встановлено найбільш напружені ділянки металевої конструкції крана. Проведено аналіз руйнувань металоконструкції та визначено фактори, які впливають на їх появу. Проаналізовано результати статистичного аналізу роботи мостових кранів. Досліджено вплив додаткових навантажень, які виникають під час пересування мостових кранів нерівностями рейкової колії, на довговічність кранів різної вантажопідйомності. Розроблено математичні моделі для дослідження коливань прогінних балок мостового крана з урахуванням амортизувальної та демпфірувальної здатностей металоконструкцій, роботи пружних амортизаторів і впливу нерівностей підкранової колії. Проведено теоретичні й експериментальні дослідження використання пружних амортизаторів з метою амортизації та демпфування динамічних навантажень. Розроблено нову конструкцію буксового вузла з демпфірувальними елементами, що дозволяє знизити коефіцієнт динамічності в опорній частині крана з 4,2 до 1,7.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано необхідність за оптимального керування електроприводом механізму обертання одночасного керування електроприводом механізму зміни вильоту стріли як другої керувальної дії. Запропоновано закони керування обома електроприводами, які забезпечують максимальну швидку дію механізму обертання за обмеження коливань підвішеного вантажу. Вперше запропоновано та використано спосіб керування асинхронним двигуном, який обмежує динамічні навантаження в податливих кінематичних ланках за оптимального керування. Розроблено методи мікропроцесорного оптимального керування асинхронним електроприводом механізму обертання.

  Скачати повний текст

Розглянуто електромеханічну систему (ЕМС) механізму підйому з двомасовою механічною частиною та асинхронним електроприводом зі зворотнім зв'язком за швидкістю. Показано, що у звичайному стані коливальність системи велика, гасіння коливань залежить від коефіцієнта зворотнього зв'язку за швидкістю. Запропоновано для демпфування коливань ввести додатковий зворотній зв'язок за різницею швидкостей обох мас. Отримано вирази для розрахунку оптимального значення коефіцієнта передачі цього зворотнього зв'язку, за якого забезпечується найкраще гасіння коливань. Рекомендовано діапазон значень даного коефіцієнта з метою забезпечення надійної роботи ЕМС. Вивчено поведінку ЕМС механізмів підйому в режимі гальмування, обгрунтовано можливість значних динамічних перевантажень ЕМС за певних співвідношень моментів інерції та за умов гальмування електромеханічним гальмом вантажу, що підіймається. Виведено вираз для розрахунку жорсткості пружного зв'язку (довжини линви) ЕМС у разі таких перевантажень. Надано рекомендації щодо електричного гальмування в системі тиристорний перетворювач напруги - асинхронний двигун, за умов якого навантаження знаходяться в допустимих межах. Розроблено функціональну схему системи мікропроцесорного керування ЕМС механізмів пійому, а також два варіанти алгоритмів керування перехідними процесами пуску та гальмування.

  Скачати повний текст

На основі статистичного багатофакторного аналізу встановлено залежність пошкодження підкранових колій від ряду негативних факторів і визначено їх значимість. Розроблено та досліджено методику визначення перекосів мостів кранів на основі удосконаленої мережі мікротрілатерації та її математичної обробки. На базі геометричного моделювання мережі визначено необхідну точність вимірювання її параметрів. Запропоновано методику визначення розворотів мостових кранів під час руху у горизонтальній площині з застосуванням лазерних приладів. Наведено методику визначення розворотів мостових кранів під час руху за допомогою електромеханічного пристрою, принцип дії якого базується на порівнянні відстаней, пройдених співвісними ходовими колесами. Розроблено та досліджено автоматичний апаратно-програмний комплекс для безперервного визначення розворотів кранів під час руху, що дозволяє оцінювати стан крану у процесі його експлуатації з метою попередження аварій.

  Скачати повний текст

Установлено взаємозв'язок між власними частотами бокових коливань несучої системи та типом профілів рами портальної підйомно-транспортної машини на пневмоколісному ходу, урахування якого дозволяє зменшити її металомісткість на 15 %. Обгрунтовано вплив жорсткісних характеристик елементів несучої системи на її власні частоти, що дозволяє підвищити експлуатаційну швидкість руху підйомно-транспортної машини до 20 км/год. З'ясовано геометричні параметри двотаврових профілів рами несучої системи даної машини за критерієм її мінімальної крутильної жорсткості з урахуванням умов міцності у разі вигину.

  Скачати повний текст

Виведено аналітичні залежності для визначення динамічних навантажень в лебідках, встановлених на гвинтові опори під час переміщення вантажів і натягування канатів з урахуванням пружних деформацій канату та його зв'язку з гвинтовою опорою із використанням числового методу розв'язку диференціальних рівнянь Рунге - Кутта. Встановлено, що збільшення жорсткості опори значно збільшує динамічну складову навантажень, зменшення параметрів в'язкості зменшує коливний процес. Обгрунтовано конструкцію п'яти типорозмірів гвинтових опор з зовнішніми діаметрами 22 - 100 мм і внутрішніми циліндричними опорами діаметром 12 - 46 м, довжиною 300 - 800 мм. Визначено максимальні значення навантажувальної здатності опор, які знаходяться в межах 200 - 400 кг. Досліджено вплив конструктивних і технологічних параметрів, величини заглиблення опори в грунт з урахуванням його властивостей на зусилля натягування канату.

  Скачати повний текст

Вперше розроблено метод визначення залишкового ресурсу металоконструкцій кранів, що відпрацювали свій нормативний строк служби, який базується на залежностях пошкодженості металу від твердості та коефіцієнта варіації твердості його поверхневого шару, коерцитивної сили і напружень у небезпечному вузлі. Вперше одержано емпіричні залежності величини пошкодженості кранових металоконструкцій від коефіцієнта варіації твердості та коерцитивної сили як одних з найбільш важливих характеристик, які використовуються для оцінювання залишкового ресурсу з урахуванням напружень, що діють у вузлі. Уточнено емпіричну залежність втомної пошкодженості від коефіцієнта варіації твердості завдяки врахуванню спектра напружень, які діють у небезпечному вузлі кранової металоконструкції. Набув подальшого розвитоку алгоритм трансформації залежностей пошкодженості від коерцитивної сили та коефіцієнта варіації твердості, одержаних для лабораторних зразків, який дозволяє застосовувати їх для оцінювання пошкодженості небезпечних вузлів металевих конструкцій вантажопідіймальних машин. Встановлено норми дефектації кранових металоконструкцій, що експлуатуються у зоні багатоциклової втоми, які грунтуються на параметрах коерцитивної сили та коефіцієнта варіації твердості, стосовно низьколегованих марок сталі (на прикладі поширеної кранової сталі 09Г2С), що не було відображено у традиційних методах.

  Скачати повний текст

Проведено аналіз визначених оптимальних законів руху, які характеризуються високою плавністю руху візка. Розроблено систему керування для реалізації оптимальних законів руху візка з урахуванням всіх параметрів процесу. Визначено характер зміни кута відхилення канату з вантажем за ручного та оптимального керування. Встановлено причини залишкових коливань вантажу. Запропоновано структуру та загальні алгоритми роботи мехатронної системи керування рухом кранового візка.

  Скачати повний текст

Наведено математичну модель зміни вильоту врівноваженої шарнірно-зчленованої стрілкової системи портального крана. Запропоновано та проаналізовано режими зміни вильоту існуючих систем. Обрано критерій оптимізації, на базі якого наведено методику оптимізації енергетичного режиму зміни вильоту врівноваженої шарнірно-зчленованої стрілкової системи крана. Розраховано конструктивні параметри приводних механізмів, які забезпечують оптимальний енергетичний режим на ділянці усталеного руху та розроблено конструкції приводних механізмів, що реалізують цей режим.

  Скачати повний текст

Одержано аналітичні залежності для моделювання об'ємного температурного стану фрикційної накладки, з використанням яких установлено характер зміни температурних полів за об'ємом фрикційного матеріалу у разі повторно-короткочасного режиму роботи гальмівних пристроїв піднімально-транспортних машин з урахуванням втрат тепла з бічних поверхонь фрикційної накладки та відмінності теплофізичних параметрів фрикційного матеріалу під час гальмування. Введено додаткові показники роботи гальма, а саме: щільності теплового потоку за дійсного розподілу питомого тиску у зоні контакту поверхонь і вектора підвищення температури вздовж поверхонь тертя, що дозволяє з більшою точністю оцінювати теплову навантаженість гальмівної накладки за різних умов експлуатації гальм піднімально-транспортних машин. На базі розробленої математичної моделі об'ємного температурного стану поверхонь виявлено раціональні теплофізичні показники нового фрикційного матеріалу, завдяки яким можливо знизити теплову навантаженість гальмівних пристроїв піднімально-транспортних машин на 15 %. Установлено вплив швидкості відносного ковзання тертьових поверхонь, температури та сили притискання фрикційної накладки даних пристроїв на зміну коефіцієнта тертя вуглець-вуглецевого фрикційного матеріалу.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена питанням підвищення ефективності захисту вантажопідйомних кранів від руйнування при угоні вітром. Встановлені закономірності руху вантажопідйомних кранів при угоні вітром, на основі яких визначені параметри угону. Виконаний статистичний аналіз та встановлені стохастичні параметри вітрового навантаження стосовно до умов Донбаського регіону. Досліджена структурна стійкість козлового крану в умовах інтенсивного вітру. Розроблена методика, що дозволяє виконати порівняльну оцінку надійності захисних систем вантажопідйомних кранів. Запропонована нова захисна система кранів, що має більш високі показники надійності і ефективності.

  Скачати повний текст

Вирішено науково-технічну задачу підвищення техніко-експлуатаційних показників стрілових самохідних кранів встановленням гідравлічних гасителів коливань в систему підвіски вантажу, в яких сила опору змінюється за заданим законом. Розглянуто стан парку стрілових самохідних кранів і виявлено, що частка кранів, які відпрацювали свій термін служби в середньому складає 75 % від загальної кількості, а основною причиною їх списання є пошкодження від втомленості елементів металоконструкції, які виникають в результаті динамічних навантажень. Встановлено, що основну частину динамічних навантажень сприймає та розповсюджує стрілова система самохідного крана. Розроблено еквівалентну схему та математичну моделі з урахуванням гідравлічних гасителів коливань в стріловій і вантажній підвісках, а також їх робочих характеристик. Запропоновано нове технічне рішення гасителя коливань і методику визначення його основних параметрів. Виконано техніко-економічне обгрунтування застосування даного гасителя коливань і встановлено, що впровадження даного пристрою зменшує масу металоконструкції стріли на 500 кг або збільшує строк її служби в середньому на 4 роки.

  Скачати повний текст

Розроблено автоматизовану лазерну систему, удосконалено методику визначення геометричних параметрів підкранових колій, яка забезпечила підвищення точності та оперативності геодезичних робіт за умов безперервного технологічного процесу. Викладено алгоритм та автоматизовану технологію обробки фотознімків на персональному комп'ютері з використанням пакета програм. Встановлено зміни просторового положення підкранових колій від терміну їх експлуатації, динамічних, а також статистичних навантажень. Розроблено та удосконалено методи, що базуються на використанні приладів та пристроїв, які підвищують точність геодезичних вимірювань геометричних параметрів системи кран - підкранових колій.

  Скачати повний текст

Розроблено мікропроцесорну систему керування електроприводом механізму підйому, яка дозволяє знизити коливальність, тривалість перехідного процесу та динамічні навантаження в режимі підйому з підхопленням. Розглянуто електромеханічну систему механізму підйому з електроприводом ТПН-АД і тимчасовою механічною частиною, в якій за третю масу прийнято металоконструкцію крану (стрілу або міст). Показано, що перехідні процеси в такій системі характеризуються підвищеною коливальністю та динамічними перевантаженнями. З метою збільшення демпфірувальної здатності електропривода запропоновано застосувати від'ємний зворотний зв'язок за різницею швидкостей трьох мас з коефіцієнтом Кк. Встановлено, що існує оптимальне значення коефіцієнта корекції, за якого демпфування коливань максимальне. Запропоновано два методи для одержання оптимального значення Кк. Для реалізації корегувального зворотнього зв'язку за різницею швидкостей розроблено два типи спостерігаючих пристроїв - повного та зниженого порядків. Одержано вирази для коефіцієнтів модального зворотнього зв'язку спостерігаючих пристроїв. Надано рекомендації щодо вибору значення середньогеометричного кореня характеристичного рівняння спостерігача, що визначає його швидкодію. Досліджено чутливість спостерігачів до розкиду реальних і розрахункових параметрів системи, вистановлено припустиме значення параметричної похибки. Розроблено функціональну схему мікропроцесорної системи керування електроприводом. Запропоновано алгоритм формування перехідного процесу пуску та алгоритм розрахунку оптимального коефіцієнта корекції. Надано рекомендації щодо вибору мікроконтролера та реалізації програмного забезпечення.

  Скачати повний текст

Одержано наближену математичну залежність висоти підйому конструкції пневмогумових підіймачів (ПГП) від його розмірів, тиску повітря, яке подається в середину підіймача, та маси вантажу. За цією залежністю ПГП представлено як оболонку, що складається з рівномірно навантажених мембран. Одержано наближений метод розв'язання задачі нестаціонарної теплопровідності щодо прогріву оболонки ПГП під час проведення рятувальних робіт, який передбачає введення еквівалентного багатошаровій структурі однорідного шару ізолятора та вирішення начально-крайових задач для рівняння теплопровідності за методом Лапласа. Розроблено спосіб застосування ПГП під час проведення рятувальних робіт, ща якого доцільно використовувати одержані залежності керівниками рятувальних робіт, що не мають достатнього досвіду.

  Скачати повний текст

Розроблено модель процесу гальмування механізму гальмовим пристроєм з самопідсиленням, що дозволяє за заданими вхідними характеристиками гальмівного моменту визначати геометричні параметри гальмового пристрою, спроможного їх забезпечити. Визначено раціональні гальмівні характеристики механізму пересування, обладнаного гальмовим пристроєм з самопідсиленням.

  Скачати повний текст