Детальная информация

Объект исследования - система изменения вылета (СИВ) портального крана. Ключевой параметр - грузоподъемность 32 тонн; Актуальность темы исследования обусловлена тем, что точность и безопасность погрузочно-разгрузочных работ напрямую зависят от траектории перемещения груза. Система изменения вылета (СИВ) портального крана является ключевым механизмом, формирующим эту траекторию. При традиционном проектировании часто используется идеализированная модель «жёсткой стрелы» (хобота), что не учитывает реальные упругие деформации металлоконструкции под действием собственного веса и веса груза. Игнорирование этих деформаций приводит к следующим негативным эффектам: – отклонению траектории груза от горизонтали (ошибки позиционирования); – изменению длины ветвей грузового полиспаста, что влияет на балансировку системы; – перераспределению нагрузок в уравновешивающем устройстве; – возможным нарушениям кинематики при крайних положениях вылета. Таким образом, учёт деформаций хобота при исследовании функциональных параметров СИВ является важнейшей инженерной задачей, позволяющей повысить точность проектирования и эксплуатации грузоподъёмных машин. Цель работы — исследовать влияние деформаций хобота на функциональные параметры системы изменения вылета и разработать уточнённую методику расчёта траектории груза с учётом прогибов. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: 1. Провести аналитический обзор существующих методов расчёта системы изменения вылета и выявить их недостатки в части учёта деформаций. 2. Построить математическую модель хобота как упругой балки, нагруженной собственным весом и весом груза. 3. Выполнить расчёты прогибов и углов поворота сечения хобота в характерных точках по длине (с использованием аналитических методов или метода конечных элементов). 4. Исследовать реальную траекторию перемещения груза с учётом прогибов стрелы и сравнить её с «идеальной» траекторией жёсткой стрелы. 5. Оценить влияние деформаций на кинематику системы (изменение длины грузового полиспаста, балансировку). 6. Сформулировать рекомендации по корректировке кинематических параметров для минимизации отклонений от требуемой траектории. 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.

Object of the Research: the outreach change system (OCS) of a portal crane. Key Research Features: – Key Parameter: lifting capacity of 32 tons; – Analysis Specificity: consideration of boom deformations (elastic deflections); – Analysis Objective: study of functional (kinematic and force) parameters. Objective of the Work: to investigate the functional parameters of the outreach change system (OCS) of a 32-ton portal crane, taking into account boom deformations, for improving the accuracy of load calculations and ensuring safe operation of the mechanism. To achieve the stated objective, the following tasks were addressed in the work: 1. To analyze the structural schemes and requirements for the outreach change system of portal cranes, and to identify the shortcomings of existing design methods (based on the assumption of element rigidity). 2. To investigate the influence of deformations (deflections and elongations) of boom system elements (boom, jib, guying) on the change in the geometric scheme and the trajectory of cargo movement. 3. To develop an algorithm for complex calculation considering deformations, including: – obtaining deformation dependencies from unit forces using the finite element method (FEM); – recalculating the coordinates of hinges and cargo position considering deflections; – iterative refinement of loads. 4. To perform a load calculation for OCS elements, including cargo unbalanced moment, cargo swing moment, and wind moment, with consideration of variable outreach capacity. 5. To synthesize the scheme of the balancing device and to evaluate its effectiveness for compensating the boom moment at all working outreaches. 6. To determine the kinematic and force parameters of the outreach change mechanism for grab and hook operating modes. The main goals and objectives of this work were presented at the XXVIII Moscow International Interuniversity Scientific and Technical Conference of Students, Postgraduates, and Young Scientists, held at the Bauman Moscow State Technical University in Moscow in 2024.