БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ КОНФЕРЕНЦИИ

<< ГЛАВНАЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 47 |

«Министерство образования и науки Российской Федерации Российская академия архитектуры и строительных наук (РААСН) Правительство Омской области Министерство природных ресурсов и ...»

-- [ Страница 5 ] --

ПЕРЕДВИЖЕНИЮ МОСТОВОГО КРАНА

С. В. Курбацкая, аспирантка;

О. В. Курбацкая, аспирантка Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия Под приводом понимается система, состоящая из двигателя, аппаратуры управления и промежуточной передачи от двигателя к рабочему механизму. Привод можно разделить на силовой, при помощи которого приводятся в движение рабочие органы машины, и привод управления, осуществляющий управление двигателями, тормозами, муфтами и т. п. По виду энергии, используемой для создания движущего момента или усилия, привод бывает ручной, электрический, гидравлический, пневматический, от двигателей внутреннего сгорания, паровой. Кроме того, в грузоподъемных машинах часто используют комбинированный привод: электрогидравлический, электропневматический, привод от двигателей внутреннего сгорания в сочетании с электроприводом и др. Тип привода выбирают с учетом его особенностей и конкретной грузоподъемной машины [1].

Механизмами передвижения называются механизмы, обеспечивающие, как правило, горизонтальное движение грузоподъемной машины или ее части (тележки). В зависимости от типа грузоподъемной машины различают механизмы передвижения для рельсового, безрельсового и канатного путей.

Рельсовый путь имеют мостовые, козловые, консольные, велосипедные, портальные, башенные и железнодорожные краны, мостовые перегружатели, а также передвижные тали и тележки. Для безрельсового пути предназначаются стреловые краны на пневмоколесном, гусеничном и редко на шагающем ходах. Канатный путь имеют тележки кабельных и поворотных кранов [2].

Для рельсового пути используют два типа механизмов передвижения: с приводными колесами - первый тип и с канатной или цепной тягой - второй тип. Все элементы механизма передвижения первого типа размещены на движущейся раме грузоподъемной машины или тележки. Механизм передвижения второго типа отличается установкой двигателя и передач за пределами тележки. Механизмы передвижения с приводными колесами в свою очередь подразделяются на механизмы для двухрельсовых путей и механизмы для однорельсовых путей. Большинство кранов и тележек передвигается по двухрельсовым путям. Однорельсовые пути имеют консольные и велосипедные краны, подвесные тележки и тали.

Вследствие непрерывно возрастающих требований к качеству, экономичности, надежности, быстродействию, снижению материалоемкости оборудования, современные инженерные расчеты все более усложняются. Они должны учитывать все факторы, оказывающие совокупное влияние на работу современных машин и аппаратов: режимы эксплуатации, свойства материалов, условия нагружения и т.п. При этом необходимо соблюдение основных показателей надежности, прочности и долговечности.

Поэтому в расчетах все шире применяются теоретические результаты, строго математически описывающие задачу, и все меньше используются ориентировочные, приближенные зависимости.

Решение математических задач, возникающих перед инженером, невозможно без умелого применения вычислительной техники и ее программного обеспечения. Существенно облегчить расчеты в инженерных задачах, повысить их качество и быстроту может универсальный математический пакет Maple компании Waterloo Maple [3].

Сопротивление передвижению при установившемся движении рельсового механизма в общем случае зависит от сочетания следующих факторов:

грузоподъемной силы Q, собственного веса крана G, нагрузкой уклона Fу, по которому перемещается кран, ветровых нагрузок Fв, геометрических размеров ходовой части, типа подшипников, качества пути и качества монтажа [1].

В качестве программы определения статического сопротивления передвижению крана использована система математического пакета Maplesoft Maple v9.5.

Расчетная схема механизма передвижения приведена на рисунке 1.

Общее сопротивление передвижению крана определяется по формуле [4]:

где Fт сопротивление, необходимое для преодоления сил трения при передвижении крана;

Fу сопротивление движению от уклона пути;

Fв сопротивление от ветровой нагрузки. Поскольку мостовой кран работает в помещении, то Fв 0.

Рисунок 1 – Схема действия нагрузок на механизм передвижения крана Сопротивление, необходимое для преодоления сил трения при передвижении крана, выражается формулой [4]:

где k р коэффициент, учитывающий трение реборд и ступиц колес;

mк масса крана, включая массу тележки;

f коэффициент трения качения стального колеса по рельсу;

коэффициент трения подшипника, приведенный к цапфе колеса;

d ц диаметр цапфы ходового колеса;

Dхк диаметр ходового колеса крана.

График зависимости сопротивления Fт от грузоподъемности Q и диаметра ходового колеса Dхк представлен на рисунке 2.

Сопротивление движению от уклона пути находится по формуле [4]:

где уклон пути (ввиду малой разницы между значениями и sin принимают численное значение 0,001...0,005 в зависимости от типа крана).

График зависимости сопротивления Fу от грузоподъемности Q представлен на рисунке 3.

Рисунок 2 – Зависимость сопротивления Fт от грузоподъемности крана Q и диаметра ходового колеса Dхк ( при коэффициентах k р 2,5, f 0,006, 0,015 ) Рисунок 3 – Зависимость сопротивления Fу График зависимости общего сопротивления F от грузоподъемности Q и диаметра ходового колеса Dхк представлен на рисунке 4.

Представленные на рисунках 2, 3, 4 зависимости, рассчитанные по формулам (1), (2) и (3) показывают, что с увеличением грузоподъемности крана значения сопротивления от сил трения, а также сопротивления от уклона пути пропорционально возрастают. И, наоборот, с увеличением диаметра ходового колеса сопротивление передвижению крана уменьшается.

от грузоподъемности крана Q и диаметра ходового колеса Dхк Система Maple позволяет решать в диалоговом режиме огромное число математических задач, от простых расчетов и задач численного моделирования до сложнейших аналитических преобразований и вычислений. Большие возможности в сочетании с прекрасно выполненным и удобным пользовательским интерфейсом и мощной справочной системой делают Maple первоклассной программной средой для решения самых разнообразных математических задач, способной оказать пользователям действенную помощь в решении учебных и реальных научно-технических задач.

1. Гохберг М. М. Справочник по кранам: В 2 т. Т. 2. Характеристики и конструктивные схемы кранов. Крановые механизмы, их детали и узлы. Техническая эксплуатация кранов/М.П. Александров, М.М. Гохберг, А.А. Ковин и др.;

Под общ. ред. М.М. Гохберга. – М.: Машиностроение, 1988. – 559 с.: ил.

2. Александров М. П. Подъемно-транспортные машины: Учеб. для машиностроит. спец.

вузов/М.П. Александров – М.: Высш. шк., 1985. – 520 с.: ил.

3. Дьяконов В. П. Maple 9.5/10 в математике, физике и образовании/В.П. Дьяконов – М.:

СОЛОН-Пресс, 2006. – 720 с.: ил.

4. Ремизович Ю. В. Транспортно-технологические машины: Методические указания /СибАДИ;

сост. Ю.В. Ремизович. – Омск: СибАДИ, 2011. – 160 с.

УДК 64.011.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРАВНЕНИЙ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ

N-ЗВЕННОГО МАНИПУЛЯТОРА

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия Пусть манипулятор представлен многозвенником и у каждого сочленения одна степень свободы – вращательная ( что находит место в большинстве строительной техники на данный момент).

Рисунок 1 - Обобщенные координаты манипулятора Пусть каждое звено характеризуется длинной : L1, L2…Ln, а все степени свободы отражаются обобщенными координатами q1,q2…qn (рисунок 1). Если на манипулятор не наложены никакие ограничения по перемещению звеньев, то его рабочая область представляет собой круг с центром в начале первого звена и радиусом равным сумме длин всех звеньев. Но в большинстве механизмов подобные ограничения имеются. Обозначим их как ограничение на обобщенные координаты : q1max, q1min;

q2max, q2min … qnmax. qnmin [1].

Таким образом можно систематизировать все начальные условия в таблице 1. Ее можно считать исходными данными для построения рабочей области. [2] Рабочая область в плоскости ограничивается некоторым количеством секторов (при условии наличия только вращательных степеней свободы), а в пространстве ограничивается поверхностями шаровых сегментов. Для начала рассмотрим рабочю зону манипулятора в плоскости, для описания секторов ее ограничивающих, требуется знать начальную и конечные точки сектора), условно назовем их Ssm и Sem, центром сектора Om и радиус Rm с которым сектор построен (рисунок 2). Таким образом зная все эти данные для каждого сектора мы можем однозначно его задать. Предлагаемый метод построения базируется на 2-х факторах – обобщенные координаты изменяются от -180 до 180 градусов, секторы должны быть построены с максимальным/минимальным допустимыми радиусами. Возьмем за первый сектор с центров в точке крепления 1ого звена манипулятора, построенный с максимально допустимым радиусом. Для поиска максимального радиуса предлагается воспользоваться векторной алгеброй.

Если бы не ограничение на обобщенные координаты, то максимально возможный радиус представлял собой сумму всех длин звеньев манипулятора, а в связи с ограничением его вычисления усложняются. Для его вычисления построим вектор r1(k0;

k1) при одном из крайних положений первого звена, т. е. q1=q1max (рисунок 3). Следующим построим вектор g2(k1,k2) соответствующий второму звену манипулятора, угол между r1 и g2 должен стремится к 0, в данном случае (g2,r1)=q2, но если в интервал q2max, q2min не входит 0, то q2 берется равным ближайшему к 0 значению из этого интервала.

Для следующего угла нужно построить вектор r2(k0,k2) и вектор g3(k2,k3) соответствующий третьему звену манипулятора q3=(g3,r1). Для максимального радиуса требуется что бы вектор g3 был соноправлен с вектором r2, но из-за ограничений обобщенных координат на q3, не всегда можно этого достигнуть. Ограничение накладываемые на q3, а оперировать необходимо с векторами g3 и r2, таким образом необходимо перейти от ограничения на q3, к ограничению на угол между r2 и g3, это можно сделать прибавив к интервалу q2max, q2min значение (g2,r2), тем самым получим ограничение g2max, g2min. Таким образом значение (g2,r2) должно стремиться к 0, учитывая вышевыведенное ограничение. Аналогично с последующими звеньями.

После рассмотрения всех звеньев мы получим точку К4, максимально удаленную от начала координат (К0), так как мы принимали q1=q1max, то точка К4 соответствует одной из крайних точек сектора и R0=Рас(K0,Kn), O0=K0, Ss1=Kn(q1). Изменив q1 с q1max до q1min, мы получим значение точки Se1=Kn(q1). Таким образом мы полностью опишем первый сектор нашей рабочей зоны.

Далее, при фиксированном значение q1, рассматриваем таким же образом сектор составляемый вторым звеном, т.е. повторяем алгоритм для n звеньев и добираемся до положения, где все значения обобщенных координат равны минимальным значениям. Для построения части рабочей области далее, придется изменить алгоритм, что бы (gn,rn) стремился к значению 180 или -180 градусов.

На основании этого алгоритма были построенные рабочие зоны представленные на рисунке 4. Подобные алгоритм можно применять и для более сложных ограничение накладываемых на манипулятор, в том числе и для построения рабочей области не на плоскости, а в изометрии, выводя уравнения шаровых сегментов, что будет рассмотрена в следующей статье.

1. Комаров Д. Б. Обоснование конструкции и параметров строительного манипулятора для монтажа раструбных трубопроводов: Дисс. … канд. техн. наук: 28.11.89 – Омск, 1989.

– 201 стр.

2. Динамика управления роботами / Под ред. Юревича. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы. – 1984 – 209 с.

УДК 621.878.

ПЕРЕХОДНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СКРЕПЕРА-ПЛАНИРОВЩИКА,

ОСНАЩЕННОГО СИСТЕМОЙ УПРАВЛЕНИЯ

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия Объем земляных работ, выполняемых скреперами в России составляет 7от общего объема земляных работ, а в США около 60 %. На строительстве автомобильных дорог скреперами выполняются следующие работы:

удаление растительного слоя;

перемещение грунта в отвал;

возведение земляного полотна;

возведение насыпей (при комплексной работе с бульдозерами);

разработка выемок;

вскрышные работы на карьерах;

планировочные работы.

По сравнению с другими землеройно-транспортными машинами скреперы имеют следующие преимущества:

1. Осуществляют тонкослойное резание грунта, что позволяет механизировать планировочные работы по заданным отметкам.

2. Могут послойно отсыпать доставляемый грунт при возведении насыпей, дамб, плотин с одновременным уплотнением этих слоев колесами скрепера.

3. Значительно снижают стоимость разработки, транспортирования и укладки грунта в насыпь по сравнению с одноковшовыми экскаваторами и автосамосвалами, которые выполняют эти работы при небольшой дальности транспортирования грунта.

4. Простота конструкции и управления (обслуживание агрегата одним машинистом).

5. Высокая производительность с возможностью выполнения законченного цикла земляных работ.

6. Небольшие расходы по эксплуатации.

7. Быстрота ввода в эксплуатацию после перебазирования на новое место работы.

8. Полное использование рабочего времени (отсутствие времени ожидания транспортных средств).

В статье рассматривается скрепер с дополнительными гидроцилиндрами, которые позволяют регулировать поперечным уклоном рабочего органа, поэтому в работе машина названа скрепер-планировщик.

Структурная схема математической модели скрепера-планировщика, содержащая систему автоматического управления рабочим органом, представлена на рисунке 1.

Структурная схема реализована в программе Matlab, расширения Simulink. Эта программа позволила построить переходные процессы (рисунок 2) и временные характеристики (рисунок 3, 4) [1].

Рисунок 2 - а) Переходный процесс, изменения вертикальной координаты центральной точки рабочего органа при наезде передним колесом на неровность высотой 0,1 м;

б) Переходный процесс углового отклонения рабочего органа при наезде задним колесом на неровность высотой 0,1 м Рисунок 1- Структурная схема математической модели скрепера-планировщика По полученным переходным характеристикам можно сделать вывод, что система автоматически выравнивает рабочий орган при наезде скреперапланировщика на неровность.

Рисунок 3 – Временные характеристики изменения вертикальной координаты центральной точки рабочего органа при движении машины по микрорельефу: 1-микрорельеф;

2-спланированная поверхность Рисунок 4 – Временные характеристики углового отклонения рабочего 1-наклон оси колес под воздействием микрорельефа;

2-наклон рабочего органа в поперечной плоскости Данные графики показывают, что благодаря системе автоматического управления происходит выравнивание рабочего органа, что позволяет осуществлять планировку земляного полотна.

1. В. С. Щербаков, А-й А. Руппель, И. В. Лазута, С. А. Милюшенко. Автоматические системы управления в среде Matlab-Simulink: методические указания к выполнению лабораторных работ. – Омск: СибАДИ, 2010. – 49с.

УДК 629.

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ РЕКУПЕРИРОВАНИЯ ЭНЕРГИИ

ГИДРОПРИВОДА ДОРОЖНЫХ И СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия;

Северо-Казахстанский государственный университет им. М. Козыбаева Большой объем строительных работ в России и Казахстане обуславливает интенсивную эксплуатацию дорожных и строительных машин (СДМ), что ужесточает требования к их надежности и долговечности с минимизацией затрат на эксплуатационные расходы.

Большинство СДМ эксплуатируется в комплекте, и потеря работоспособности одной из машин приведет к нарушению всего технологического процесса. Тяжелые условия эксплуатации СДМ, удаленность от баз и режимы циклически изменяющейся нагрузки отрицательно сказываются на эффективности их использования по причине снижения долговечности узлов и агрегатов, работающих в напряженном состоянии.

Например, время работы гидроприводов СДМ под нагрузкой составляет 75-85 % от общего срока службы. При этом доля выполнения наиболее энергоемких операций, выполняемых СДМ, представлена на рисунке 1.

В дорожных машинах взаимодействие узлов и агрегатов формирует сложную конструктивно-технологическую систему, эффективность которой характеризуется несколькими показателями – это КПД и энергоемкость.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 47 |
 







 
© 2013 www.kon.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»