Детальная информация

Цель работы - исследование функциональных параметров системы изменения вылета портального крана с учетом деформаций стрелы. Актуальность темы исследования определяется тем, что безопасность и качество погрузки-разгрузки напрямую связаны с путём движения груза, который задаётся системой изменения вылета (СИВ) портального крана. В традиционных решениях стрела крана моделируется как абсолютно жёсткий элемент, что не соответствует действительности — её упругие деформации от веса стрелы и груза не принимаются во внимание. Следствием такого допущения являются: - погрешность позиционирования из-за негоризонтальной траектории груза; - нарушение балансировки вследствие неучтённого изменения длин ветвей грузового полиспаста; - нерасчётное перераспределение усилий в компенсирующем механизме; - риск сбоев кинематики на крайних положениях вылета. Таким образом, исследование деформаций стрелы при определении рабочих параметров СИВ является обязательным условием для достоверного проектирования и безопасной эксплуатации кранов. Для сбора отклика и актуализации данного вопроса, основные цели и задачи данной работы были доложены в рамках XXVIII Московской международной межвузовской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, проводившейся в МГТУ им. Баумана в Москве в 2024 году. По итогам проанализированной обратной связи с конференции, было принято выполнить следующие этапы для достижения цели: -проанализировать имеющиеся методы расчёта СИВ, выявив их недостатки с точки зрения игнорирования деформационных эффектов. -разработать математическое описание стрелы как упругого стержня (балки), воспринимающего распределённую нагрузку от собственной массы и сосредоточенную — от веса груза. -определить величины прогибов и углов поворота сечений хобота в характерных точках по длине (аналитически либо методом конечных элементов). -построить фактическую траекторию груза с учётом упругих деформаций стрелы и провести её сопоставление с теоретической траекторией для абсолютно жёсткой схемы. -оценить, как деформации влияют на кинематику системы: изменение длины ветвей грузового полиспаста и нарушение балансировки. -предложить способы корректировки кинематических параметров, позволяющие снизить отклонения траектории от требуемой.

Purpose of the work: to investigate the functional parameters of the radius change system of a portal crane, taking boom deformations into account. The relevance of the research topic is determined by the fact that the safety and quality of loading and unloading operations are directly related to the load movement path, which is set by the radius change system of the portal crane. In order to collect feedback and update this issue, the main goals and objectives of this work were reported at the XXVIII Moscow International Interuniversity Scientific and Technical Conference of Students, Postgraduates, and Young Scientists, held at Bauman Moscow State Technical University in Moscow in 2024. Based on the results of the analyzed feedback from the conference, it was decided to carry out the following steps to achieve the goal-positioning error due to the non-horizontal trajectory of the load; - imbalance due to the unaccounted change in the lengths of the load hoist rope branches; - uncalculated redistribution of forces in the compensating mechanism; - risk of kinematic failures at extreme radius positions. Thus, the study of boom deformations when determining the operating parameters of the radius change system is a mandatory condition for reliable design and safe operation of cranes. To achieve the purpose of the work, the following steps are required: - analyze the existing calculation methods for the radius change system, identifying their shortcomings regarding the neglect of deformation effects; - develop a mathematical description of the boom as an elastic bar (beam) subjected to a distributed load from its own weight and a concentrated load from the weight of the load; - determine the values of deflections and rotation angles of the boom sections at characteristic points along its length (analytically or using the finite element method); - construct the actual load trajectory taking into account the elastic deformations of the boom and compare it with the theoretical trajectory for an absolutely rigid scheme; - assess how deformations affect the kinematics of the system: changes in the lengths of the load hoist rope branches and imbalance; - propose methods for correcting the kinematic parameters to reduce trajectory deviations from the required one.