Оптимізація режиму пуску механізму підйому вантажу мостового крану

Abstract

В магістерській кваліфікаційній роботі розроблено та розраховано конструкцію механізму підйому вантажу мостового крана. Проведений розрахунок механізму підйому вантажу є важливою складовою підвищення ефективності і надійності мостового крана. Метою роботи було створення надійного і ефективного механізму підйому вантажу, який забезпечує підвищення продуктивності мостового крана при зниженні витрат на експлуатацію і обслуговування. В роботі проаналізовано сучасні тенденції розвитку конструкцій мостових кранів та, зокрема механізмів підйому вантажу. Виявлено, що значні резерви для підвищення ефективності мостового крана полягають у вдосконаленні конструкції механізму підйому шляхом покращення перехідних процесів руху, а також впровадженні автоматизованих систем керування. Проведені розрахунки основних параметрів механізму підйому вантажу, зокрема, рушійного моменту приводу, режиму руху приводного механізму підйому та гальмівні характеристики. Ці розрахунки дали можливість визначити оптимальні конструктивні рішення та параметри для запропонованої конструкції механізму підйому вантажу. Крім того, в роботі здійснено моделювання динаміки руху механізму підйому вантажу. Механізм підйому представлено двомасовою динамічною моделлю, де враховано основний рух приводу та деформацію канату поліспаста. На основі динамічної моделі побудовано математичну модель, яка представлена двома диференціальними рівняннями другого порядку. На основі розрахунку математичної моделі проведено динамічний аналіз механізму підйому вантажу, який виявив значні коливання елементів приводу та вантажу на гнучкому підвісі. Також мають місце значні динамічні навантаження в елементах конструкції та тягового органу. Особливо небезпечними ці навантаження стають на ділянках перехідних процесів пуску та гальмування. Для усунення коливань та зменшення динамічних навантажень в роботі здійснено оптимізацію режиму пуску механізму підйому вантажу. В якості критерію оптимізації використано середнє за час пуску значення динамічної складової потужності механізму підйому. В результаті проведеної оптимізації було усунуто коливання в елементах механізму та зменшено динамічні навантаження. Для реалізації оптимального режиму пуску механізму підйому вантажу запропоновано впровадження системи автоматичного керування підйомним механізмом, яка включає в себе датчики навантаження, положення та швидкості. Це дозволяє підвищити точність та безпечну роботу механізму підйому, а також забезпечити оптимальний режим руху, що знижує енергетичні витрати на експлуатацію та обслуговування мостового крана. Результати дослідження показали, що впровадження запропонованих рішень дозволяє досягти значного підвищення ефективність роботи мостового крана.