Грузоподъемные машины Александров (1004169), страница 68
Текст из файла (страница 68)
е. для так называемой безударной системы; как показано ниже, в системе с соударяющимися массами упругое динамическое усилие существенно зависит от жесткости упругого звена. Таким образом, можно сделать общий вывод о том, что учет упругой податливости механизма приводит в рассмотренном случае к уточненной (в 2 раза) динамической нагрузке в соединительном звене. Рассмотрим абсолютное движение масс при пуске системы. Так как под действием постоянной результирующей силы центр масс системы движется с постоянным ускорением, массы ит, и иа совершают сложное движение, которое представляет собой равномерно-ускоренное движение центра масс и относительное колеба- Рнс. 12.!О. Движение двукмвссовой системы при пуске: а — скорость центра масс: а, — скорость массы ти ат — скорость массы мт тельное движение около траектории движения центра масс (рис.
12.10). Постоянное движущее усилие двигателя не является характеряым признаком привода механизмов грузо- подъемных машин. В действительности оно изменяется в функции угловой скорости ротора (см. гл. 3). Для многих систем электрического приво- 0 да механизмов применяют ступенча- тый пуск двигателей при помощи пускового реостата, при котором момент двигателя изменяется по линейному закону от скорости (привод от асинхронного двигателя с фазным ротором, шуитового двигателя постоянного тока и т.
д.): (12.14) Р Ре В» где  — коэффициент пропорциональности; Ра — движущее усилие при неподвижном роторе; д — угловая скорость ротора (все величины приведены к псстугательному перемещению груза). Определим динамические усилия в упругом элементе двухмассовой системы (см. рис. 12а8) при пуске, если усилие двигателя изменяется по зависимости (12.14). Для решения этой задачи используем уравнение (12.12). Для этого найдем приближенное выражение зависимости Р (1) следующим образом.
Предположим, что усилие двигателя Р зависит линейно не от угловой скорости ротора (масса лг1), а от скорости центра масс системы (это допущение дает очень малую погрешность для кранов с обычной высотой подъема груза порядка нескольких десятков метров, так как скорость массы тт по абсолютному значению мало отличается от скорости центра масс).
С учетом этого допущения уравнение движения центра масс системы принимает вид lп»1 + В»1 = Рв — 1ггрт где лт = ть + гпв. Первый интеграл этого уравнения прн нулевых начальных условиях имеет вид » Ра — ыгр 1 В е — вглв) Подставляя эту формулу в уравнение (12.14), получаем зависимость движущего момента двигателя во времени: (1) = ыгр+(~ в ыгр)е Подставляя это уравнение в формулу (12.12), получаем дифференциальное уравнение для определения динамических усилий в упругом элементе В + )РЗ = Р9„+ ~ е-з"'л (12.15) ач Решение уравнения (12.15) при начальных условиях 5, з =- = б„з и Бс~ имеет вид Зависимость, построенная по этому уравнению, показана на рис. 12.9 штриховой линией. Исследование уравнения (12.16) показывает, что при применяющихся в кранах системах пуска двигателей н соотношениях параметров механизмов (8, тн т, с) максимальное усилие в упругом элементе мало отличается (на 2 — 5 ~А) от максимального усилия, найденного в предположении постоянного движущего усилия двигателя.
Отсюда следует, что за постоянное усилие Р, следует принимать не среднее значение усилия при пуске, а его значение при вклю« чеиии двигателя или при переходе на новую ступень пускового реостата. Используя изложенную методику, можно определить динамические нагрузки в упругом элементе безударной двухмассовой системы при торможении механизмов. Если в качестве расчетной динамической схемы принять трехмассовую систему„состоящую из трех масс, соединенных между собой двумя упругими звеньями, то можно получить более точное значение динамических усилий в упругих элементах.
Однако это уточнение, кзк показали исследования 110), весьма мало по сравнению с двухмассовой системой, которую следует принимать в качестве основной расчетной динамической системы крановых механизмов. Значительно точнее динамические нагрузки механизмов можно получить, если учесть реальные случаи пуска и торможения механизмов, при которых наблюдается ударное воздействие одного элемента механизма на другой. К таким случаям ударного воздействия элементов механизма относятся пуск илн торможение при наличии зазоров в кинематической цепи, подъем груза с опоры, удар крана или тележки об ограничивающий буфер н т.
п. Рассмотрим один из таких случаев ударного воздействия. 12.З. ДИНАМИКА ПОДЪЕМА ГРУЗА С ОПОРЫ МЕХАНИЗМОМ, УСТАНОВЛЕННЫМ НА ЖЕСТКОМ ОСНОВАНИИ Этот расчетный случай является более сложным и менее определенным, чем предыдущий, поскольку на динамические нагрузки при подъеме груза с опоры оказывают влияние такие дополнительные факторы, как тип контроллера механизма подъема и ззз способ управления двигателем (последовательность операций управления), вид основания (опоры), с которого поднимается груз, конфигурация (форма) груза, его монолитность и т. п., качество строповки груза и зависимость жесткости подвески груза от натяжения канатов. После зачаливания груза перед его подъемом в канатах всегда есть некоторая слабина, которая выбирается кратковременным включением двигателя либо постоянным включением двигателя для работы на подъем груза.
Поскольку нагрузка на двигатель при выборе слабины каната очень мала, его разгон до установившейся скорости происходит очень быстро. Поэтому при выборе очень незначительной слабины каната двигатель практически имеет частоту вращения, как при холостом ходе. Такой подъем груза с опоры, при котором усилие в канатах начинает возрастать при частоте вращения холостого хода двигателя, принято называть режимом подъема груза чс подхватом». Подъем груза с опоры, при котором включение двигателя происходит при натяжении каната, меньшем усилия от массы поднимаемого груза, принято называть режимом подъема груза чс упругим подхватом». Подъем груза с подхватом может происходить при работе двигателя на естественной и искусственной механических характеристиках.
Подъем груза иа естественной характеристике более вероятен при управлении двигателем с помощью силового (кулачкового) контроллера, а подъем груза на искусственной характеристике более вероятен при управлении двигателем с помощью магнитного контроллера. Вид опоры, с которой поднимается груз, влияет на динамику процесса подъема следующим образом. Если опора весьма жесткая (бетонный пол), то в момент отрыва груза от основания его скорость близка к нулю. Если опора обладает некоторой ощутимой податливостью (деревянный пол нли деревянные брусья на бетонном полу), то в момент отрыва груза от основания его скорость сильно отличается от нулевой, что в конечном итоге приводит к уменьшению максимальных динамических нагрузок. При подъеме груза возможен одновременный отрыв всех опорных точек груза от основания (опоры) либо последовательный отрыв этих точек.
Одновременный отрыв возможен при подъеме монолитного жесткого груза при строгом соблюдении центральной строповки. Если груз состоит из отдельных элементов (связка сортового проката), обладает малой жесткостью (рулон листового проката) н имеет нецентральную строповку, отрыв груза происходит путем последовательного уменьшения числа точек контакта с опорой. При анализе влияния дополнительных факторов на динамические нагрузки экспериментально и методом сравнительных расчетов было установлено, что максимальные динамические нагрузки возникают при подъеме жесткого монолитного груза с жесткого основания с подхватом при центральной строповке груза, при работе двигателя на самой жесткой механической характеристике.
Подъем груза прн других условиях приводит к снижению динамических на- к! с/сн с фг фе фс фс рсс,е„ Рис. !2.!2. Зависимость казффицнента жесткости канатов от степени их на- тяжения 5/бн Рис„!2.! !. Расчетная двухмассовая схема для определения усилий механизма подъема при подъеме груза с опоры грузок. Учитывая этот фактор, максимальные расчетные динамические нагрузки в элементах механизма подъема гножно определять по зависимости !2 и. П. Анененндрен н др. ~р — ~д смъйтйз (12.17) где Зима„ вЂ” максимально возможная для данного механизма подъема динамическая нагрузка; йт ( ! — коэффициент, учитывающий податливость осооазння; Аз «! — козффициейт, учитывающий немонслитносгь груза.
Максимальную динамическую нагрузку Яд „механизма подъема, установленного на жестком основании, можно определить, используя расчетную схему на рис. 12.1!. Механизм подъема можно считать установленным иа жестком основании тогда, когда при расчете можно пренебречь энергией упругих колебаний крановой металлоконструкции по сравнению с энергией упругих колебаний механизма подъема.
К таким случаям относится подъем груза при расположении грузовой тележки крана мостового типа вблизи опоры и в других случаях. Возникновение динамических усилий в канатах при подъеме груза с опоры происходит в две стадии. В первой, доотрывной стадии происходит нарастание усилии в канатах до величины ьг,р при неподвижной массе гпа, после чего начинается вторая, послеотрывиая стадия, которая начинается с движения массы гпе (груза), оторванной от опоры.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
