РАСЧЕТНЫЕ ДИНАМИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ МАШИН

  Главная      Учебники - Краны     Грузоподъемные машины (М.П. Александров, Л.Н. Колобов) - 1973 год

 поиск по сайту           правообладателям

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..   100  101  102  103  104  105  106  107  108  109  ..

 

 

ГЛАВА 12 ДИНАМИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ МАШИН

 

 


12.1.

РАСЧЕТНЫЕ ДИНАМИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ МАШИН

Установлено, что около 80 % отказов современных грузоподъемных машин в основном связано с динамическими нагрузками, которые приводят к повышенному изнашиванию трущихся элементов, усталостному разрушению несущих металлоконструкций и деталей механизмов, появлению недопустимых остаточных деформаций и т. п. Это свидетельствует о важности динамических расчетов, без которых невозможно создание машин с высокими технико-экономическими показателями.

Характерная особенность грузоподъемных машин — значительные нагрузки на механизмы от веса поднимаемого груза и собственного веса крановых металлоконструкций и низкие (по сравнению, например, с транспортными машинами) скорости движения механизмов. Кроме того, для этих машин характерна большая масса движущихся частей, работа в повторно-кратковременном режиме, гибкий подвес груза на канатах и ударное нагружение. Эти и другие факторы повышают роль динамических расчетов при проектировании грузоподъемных машин.

Динамические расчеты необходимы не только для определения нагрузок в грузоподъемных машинах. Главное состоит в том, чтобы на основе этих расчетов изменить конструкцию машины и выбрать ее параметры такими, чтобы снижались динамические нагрузки, уменьшалась изнашиваемость трущихся элементов, повышалась долговечность металлоконструкции и механизмов.

Динамический расчет начинают с составления расчетной динамической схемы машины и уравнений движения масс, входящих в эту схему. Реальные машины состоят из большого числа соединенных между собой определенным образом элементов, обладающих массой и упругостью, к которым приложены различные по значению и характеру действия внешние нагрузки. С точки зрения динамического расчета грузоподъемная машина представляет собой единую динамическую систему, состоящую из механизмов, несущей металлоконструкции, приводов, кранового рельсового пути и строительной части здания, в котором работает машина. Учесть все взаимодействующие элементы машины в динамическом расчете весьма сложно, а во многих случаях их не следует учитывать, поскольку на формирование динамических нагрузок не все факторы влияют одинаково.

 

От реальной машины к расчетной динамической схеме переходят, пренебрегая теми физическими факторами, которые для конкретного расчетного режима имеют несущественное значение. В общем случае при составлении расчетных динамических схем следует учитывать определяемые свойствами грузоподъемных машин и их расчетных режимов следующие физические факторы: сосредоточенные массы, распределение масс по длине силового элемента, упругую податливость силовых элементов, зависимость движущихся и тормозных усилий двигателей от скорости, изменение усилий механических тормозов во времени, изменение приведенных масс механизмов, зависимость сил трения от скорости и т. д. В каждом конкретном случае динамического расчета одни физические факторы являются главными определяющими, а другие — второстепенными. С одной стороны, это обусловливается объектом расчета, с другой — задачей динамического расчета (его целью).

Расчетная динамическая схема, т. е. модель реальной системы, должна удовлетворять двум главным требованиям: во-первых, она должна быть в известной мере адекватна реальной системе и насколько это возможно отражать с большой подробностью основные физические свойства рассчитываемой системы; во-вторых, расчетная схема должна быть не очень сложной, чтобы решение динамической задачи оказалось бы не слишком трудоемким. Любое усложнение расчетной схемы должно быть оправдано получением более точного решения. С другой стороны, упрощение расчетной схемы не должно приводить к искажению реального физического процесса, который изучается с помощью принятой расчетной схемы.

Критерием достоверности принятой расчетной схемы является опыт, сравнение теоретического расчета с результатами эксперимента. Следует подчеркнуть, что эксперимент должен быть поставлен правильно, т. е. отражать те условия работы машины, которые изучаются и сравниваются с результатами теоретического решения. Это касается, например, режимов управления механизмами грузоподъемных машин, физических параметров поднимаемых краном грузов, состоянием рельсового пути крана и т. д.

Выбор расчетной схемы—одна из основных задач прикладной динамики. Выбрать наиболее рациональную расчетную схему помогает опыт инженера, его интуиция и умение сопоставить расчетные варианты.

Выбор той или иной расчетной схемы определяется также и задачей расчета. Если, например, задачей расчета кранового механизма является определение общих закономерностей движения его в периоды неустановившихся движений, мощности двигателя, времени разгона и торможения механизма, а также ориентировочное определение динамических усилий, передаваемых валами, канатами и т. д., то крановый механизм можно представить как одномассовую вращающуюся или поступательно движущуюся систему, к которой приложены все внешние нагрузки. В такой расчетной схеме не учитываются упругие перемещения отдельных элементов относительно друг друга (двигателя, барабана, муфт, груза и т. д.), т. е. она позволяет определить закон движения центра масс механизма.

 

 

 

Расчетные динамические схемы, составленные с учетом упругих деформаций отдельных элементов механизмов, содержат несколько сосредоточенных масс, соединенных между собой упругими связями. Эти схемы могут содержать элементы, масса которых не сосредоточена в какой-то точке, а распределена- по его длине. Отдельными сосредоточенными массами можно считать груз, крановую тележку, ротор двигателя, ходовые колеса и др., а упругими связями — валы, канаты, стержни, балки, стрелы.

В расчетных динамических схемах реальные параметры машин (масса, коэффициенты жесткости, податливости и демпфирования скорости и т. п.), э также внешние нагрузки заменяют приведенными величинами для упрощения расчетных уравнений и соотношений.

Приведение параметров и нагрузок производят на основании равенства общей энергии реального механизма и энергии приведенной системы. Приведение производится либо к поступательному движению, либо к вращательному движению одной из масс механизма.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..   100  101  102  103  104  105  106  107  108  109  ..