Дослідження впливу робочих характеристик гасителя коливань на динамічні навантаження

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

¦а о
В роботі досліджуються закономірності взаємодії гідравлічного гасителя коливань з елементами стрілової системи самохідного крану при підійманні вантажу з урахуванням його робочих характеристик
Ключові слова: гаситель коливань, стріла, вантаж, канати
?--------------------------------------?
В статье исследуются закономерности взаимодействия гидравлического гасителя колебаний с элементами стреловой системы самоходного крана при поднимании груза с учетом его рабочих характеристик
Ключевые слова: гаситель колебаний, стрела, груз, канаты
?--------------------------------------?
In the article occurrence of influence of hydraulic vibration dampener with boom system elements of mobile crane by load hoisting with taking into account his operating performances Key words: vibration dampener, boom, load, ropes
--------------------? ?-----------------------
УДК 621. 874−531. 7
ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ РОБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГАСИТЕЛЯ КОЛИВАНЬ НА ДИНАМІЧНІ НАВАНТАЖЕННЯ
О. С. Подоля к
Старший викладач* С.І. Шевченко
Старший викладач Кафедра «Автомобілі» Східноукраїнський національний університету ім. В. Даля кв. Молодіжний, 20 а, м. Луганськ, Україна Контактний тел. (0642) 41−80−22 Г.І. Фесенко Старший викладач* *Кафедра металорізального обладнання і транспортних
систем
Українська інженерно-педагогічна академія вул. Університетська, 16, г. Харків, Україна Контактний тел.: (057) 733−78−18
1. Актуальність роботи
Зменшення динамічних навантажень, виникаючих при перехідних процесах під час підіймання вантажу, являється актуальною задачею. Одним із способів зменшення цих навантажень є включення в силовий ланцюг стрілової системи демпферів і гасителів коливань.
В більшості випадків дослідники розглядають застосування гасителів коливань і демпферів в вантажопідйомних машинах з позиції поглинання енергії або корекції пружно-інерційних параметрів системи [1, 2]. При цьому не враховується вплив робочих характеристик гасителів коливань на тривалість перехідних процесів.
Слід також зазначити, що некоректне розміщення цих пристроїв може не дати бажаного ефекту, а іноді призвести до збільшення амплітуди динамічних коливань.
2. Постановка задач
Основною задачею досліджень є пошук закономірностей взаємодії гасителів коливань з елементами металоконструкції і механізму підйому.
3. Основний матеріал
Для оцінки впливу робочої характеристики (лінійної, прогресивної, регресивної) гасителя коливань включеного в систему підвіски вантажу на перехідний процес був змодельований рух стрілової системи на цих режимах. Диференціальні рівняння руху записані згідно [3].
Другий етап руху d2y
т_____+ р _ р _ р — о-
Шп 2і2 К2 Гп ґач _
2 (1)
т ¦ 2 Ус _(р _р) + к ¦2ус + с ¦ у = 0
22 V К2 Гп /с 2^
РК2 = Св (Уп — Ус)+ '-(У п — У с)= О
Третій етап руху d2y
тп ¦ + Ркз — Рт — Рач = 0,
тс ¦ -(ркз -рГп) + кСс ¦ ^ + Сс ¦ ус = ° (2)
т, ¦ -(Ркз -рт) + тв ¦ g = °
З
РК3 — Св (Уп — Ус — Ув)+ kDв '-(у п — У с — У в)
Початкові умови для другого етапу руху мають вигляд:
% =
Початкові умови для третього етапу руху:
% =
0 '- Уп = Х-
0,16 у п = ^
0 Ус = Х-
0, У с = х.
Уі Уп=Х-
У 2 У п = Х2-
Уз Ус=Х-
У 4 У с = Хт& gt-
0 Ув = Х5-
0, ВУ' = 05 ^
сГ — жорсткість пружного елементу гасителя коливань-
уп, ув — шляхи пройдені масами тп, тв від початку координат-
у — коефіцієнт гідравлічного тертя (опору) —
Q — вага вантажу.
Введемо наступні позначення:
Уп = X- уп = у2'-
Ус = Х- ус = V-
Ув = Х'- У в = ^
Тоді замість системи диференціальних рівнянь другого порядку (1, 2) отримана система рівнянь першого порядку:
— другий етап руху:
В диференціальні рівняння (1), (2) введено робочу характеристику гасителя у вигляді сили опору Рт, яка відповідає лінійній, прогресивній і регресивній характеристиці:
ргі = сг (у" - Ув)+у (у п- у в) —
РГ 2 = Сг (У" - Ув) + У (У п — У в)2-
РГ 3 = Сг (У" - Ув) + У (У п — У в)½.
З метою визначення сили опору гасителя РГп побудована розрахункова схема (рис. 1).
у п=х2-
уп = (Рач + ргп — рк2) /тп-
у с = Х-
Ус =[(Рк2 — Ргп)-Рс ]/тс.
третій етап руху: у п=Хг-
Уп = (Рдч + РГп — Рк3)/тп'--
у с = Х-
Ус =[(РЬ3 — Ргп)-Рс ]/тс-
у 2 = Х-
Ув = (Рк3 — РГ3) — тв ¦ ^тв
(3)
(4)
Рис. 1. Розрахункова схема для визначення сили опору гасителя коливань
4. Обговорення результатів рішення диференціальних рівнянь руху
Підставивши в рівняння (3), (4) початкові умови для другого і третього етапу руху [3] отримано залежності, які характеризують перехідний процес підйому вантажу (рис. 2 — 3) з урахуванням робочої характеристики гасителя коливань.
З рис. 2 видно, як змінюється амплітуда коливань зусиль в вантажних канатах, стрілі і приводі механізму підйому при різних робочих характеристиках (закон зміни опору) гасителя коливань. Так в порівнянні з графіком (рис. 2, а) коли гаситель коливань відсутній видно, що закон зміни опору гасителя суттєво впливає на амплітуду і час загасання коливань зусиль. Очевидно, що найбільш ефективно на ці показники впливає регресивний закон (рис. 2, г) в відмінності від лінійного (рис. 2, б) і прогресивного (рис. 2, в).
Графіки зміни швидкості приведених мас при різних характеристиках гасителя коливань показано на рис. 3. З рис. 3 видно, що застосування різних робочих характеристик гасителя коливань приводить до зміни розмаху і часу загасання коливань швидкостей зведених мас стрілової системи. Застосування гасителя коливань з регресивною робочою характеристикою (рис. 3, г) приводить до загасання коливань вже на першій секунді підйому.
?
О 05 1 15 2 О 05 1 15 2 с
Рис. 2. Графіки зміни зусиль в часі при різних робочих характеристиках гасителя коливань: а — без гасителя- б — лінійна характеристика- в — прогресивна характеристика- г — регресивна характеристика- 1 — зусилля в вантажних канатах (Рк) — 2 — зусилля в стрілі (Рс) — 3 — зусилля приводу (Рд)
Рис. 3. Графік швидкостей при різних робочих характеристиках гасителя коливань: а — без гасителя коливань- б — лінійна характеристика- в — прогресивна характеристика- г — регресивна характеристика- 1- швидкість зведеної маси вантажу (ув) — 2 — швидкість зведеної маси стрілі (ус) — 3 — швидкість зведеної
маси приводу (уп)
З…
Висновки
Отже з порівняльного аналізу графіків зусиль і швидкостей елементів стрілової системи при підйомі вантажу «з підхватом» і застосуванні гідравлічного гасителя коливань з різними робочими характеристиками видно, що найбільш ефективним є включення в силовий ланцюг підвіски вантажу гасителя коливань
з регресивною робочою характеристикою. Так графік зусиль показав (рис. 2), що коефіцієнт динамічності металоконструкції стріли при відсутності гасителя (рис. 2, а) становить 1,7, при застосуванні гасителя з лінійною характеристикою (рис 2, б) 1,35, гасителя з прогресивною характеристикою (рис 2, в) 1,22 і гасителя з регресивною характеристикою (рис. 2, г) 1,11. Суттєве зменшення амплітуди коливань зусиль спостерігається і в вантажних канатах.
Слід також зазначити, що застосування гасителя коливань з регресивною робочою характеристикою приводить до значного згасання коливань зусиль, і швидкостей елементів стрілової системи на першій секунді руху.
Література
1. Семенюк В. Ф. Математическая модель процесса гашения колебаний металлоконструкции козлового крана / В. Ф. Семенюк, А. П. Марцин-кевич // Підвищення ефективності технології та техніки для виконання вантажно-розвантажувальних, будівельних і колійних робіт на залізничному транспорті / Харк. держ. акад. залізн. трансп. — Х., 1999. — № 36.
— С. 3−11.
2. Дорохов Н. Ю. Динамическое гашение колебаний мостових кранов с применением волновых цепных передач: дис. … канд. техн. наук / Н. Ю. Дорохов. — Краматорск, 2006.
— 135 с.
3. Подоляк О. С. Математична модель процесу гасіння коливань металоконструкції стрілових самохідних кранів / О. С. Подоляк, Л. А. Родіо-нов, А. О. Павлова // Вісн. Нац. техн. ун-ту «ХПІ». — Х., 2009. — Вип. 28.
— С. 88−99.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой