Исследование параметров телескопических стрел самоходных кранов (1221411), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

80 % грузоподъемных кранов выработали свой нормативный срокслужбы), а у владельцев нет достаточных финансовых средств для его обновления или модернизации.Грузоподъемные машины эксплуатируются в условиях циклическихнагружений, воздействия внешней среды, которые приводят в результате коррозии и накопления усталостных повреждений к постепенной деградациипрочностных характеристик материала и появлению развивающихся макроскопических трещин в наиболее нагруженных зонах крановых конструкций.

Впроцессе эксплуатации подъемных сооружений, независимо от их конкретного назначения, возможны три типа деградации: структурная (металл), геометрическая (конструкции и их элементы) и структурно-геометрическая. Анализ её закономерностей важен для оценки реальных сроков безотказной эксплуатации оборудования, разработки мероприятий по обеспечению его надежности.Существует несколько подходов к безопасной эксплуатации кранов сточки зрения прочности их конструкций с учетом развивающихся в опасныхзонах деградационных процессов. Термин "деградация" предполагает ухудшение каких-либо свойств, определяющих эксплуатационную надежность объекта.

Интенсивность деградации зависит от условий эксплуатации, глубина от наработки. На оборудовании, подконтрольном Ростехнадзору, при постоян-ЛистИзм. Лист№ докум.ПодпсьДата27ных условиях эксплуатации деградация - монотонный процесс, при резком изменении условий работы металла монотонный процесс круто меняется, иногдадо взрывного.Первый подход - с позиции статистической теории надежности - используют, когда нет ретроспективных данных об условиях и истории эксплуатациикрановой конструкции, но имеются сведения об отказах и о ресурсах ее аналогов.

В данном случае остаточный ресурс, вероятность безотказной работы,риск оценивают на заданном этапе работы конструкции на основе статистической обработки данных об отказах и о ресурсах ее аналогов. Для этого послеразбора соответствующей документации проводят экспертный анализ металлоконструкции данного вида крана в зависимости от назначения, технологииизготовления и монтажа, условий эксплуатации, режимов работы, обслуживания и ремонта. Затем устанавливают критерий отказа (возникновение трещин,достижение трещиной критической длины, утонение стенок в результате коррозии и т.д.) и предельные состояния конструктивных узлов, приводящие квозникновению опасных аварийных ситуаций.

Определяют требуемый объемнаблюдений для вычисления остаточного ресурса и вероятности возникновения отказа с заданной точностью и достоверностью, собирают и анализируютданные об отказах и предельных состояниях металлоконструкций исследуемого класса (аналогов), эксплуатировавшихся в сходных (по причинам, характеру, виду и последствиям отказов и предельных состояний) условиях. На основании сформированных выборок наработок до отказов или предельных состояний подбирают статистическую модель оценки остаточного ресурса,строят гистограмму плотности функций распределения и выбирают аппроксимирующий ее закон распределения. Найденный закон распределения используют для групповой, точечной и интервальной оценок остаточного ресурсакрановой конструкции, вероятности ее безотказной работы за заданную наработку и степени риска.ЛистИзм.

Лист№ докум.ПодпсьДата28Второй подход основан на эксплуатации металлоконструкции по ее фактическому техническому состоянию с использованием текущей оценки поврежденности материала опасных зон конструктивных узлов неразрушающимиметодами контроля и моделирования доминирующих механизмов деградацииматериала (усталость, коррозия) для каждой опасной зоны по фактической истории эксплуатации крановой конструкции для установления на основанииданных расчетов обоснованных межконтрольных интервалов, гарантирующихв данном временном интервале достаточную остаточную прочность конструкции при наличии конкретного дефекта. Если дефект (трещина заданных размеров) не может быть обнаружен применяемыми методами контроля, то предполагают, что максимальный не обнаруживаемый дефект находится в опаснойзоне, и на базе расчетов его развития по фактической истории эксплуатациикрановой конструкции определяют соответствующий временной интервалосвидетельствования конструкции.

Очевидно, что максимальный необнаруживаемый дефект не должен превышать размера повреждения в предельномсостоянии. При этом моделируют как процесс зарождения макроскопическойтрещины в результате накопления усталостных рассеянных по объему повреждений, так и рост конструктивного или зародившегося в ходе эксплуатациитрещиноподобного дефекта до критического состояния.

Такой подходуспешно применяется, например, для продления ресурса ответственных систем реакторных установок атомных ледоколов, отработавших назначенныйсрок службы. Данный подход позволяет организовать индивидуальный эксплуатационный мониторинг ресурса крановой металлоконструкции, т.е. ееэксплуатацию по фактическому техническому состоянию. Для этого необходимо провести анализ конструкции (материалов, режима эксплуатации, воздействия внешней среды, технологии изготовления, начальной дефектности иее контроля, возможности контролирования дефектности конструкции в процессе эксплуатации, допустимых напряжений, коэффициентов запаса, требуемого срока службы и т.д.). Цель - максимальный учет всех основных факторовЛистИзм. Лист№ докум.ПодпсьДата29эксплуатационных воздействий на конструктивные элементы, которые обусловливают реальные процессы накопления повреждений (деградацию материала) и, следовательно, фактический ресурс.Третий подход состоит в составлении эталонной математической моделиисправной металлоконструкции крана на базе соответствующей расчетнойсхемы и в сопоставлении расчетных перемещений в наиболее чувствительныхточках конструкции с замеряемыми на натурной конструкции при эксплуатации.

Разница между этими значениями - диагностический параметр, по эволюции которого можно следить за процессом старения конструкции. Выход этогопараметра за заданное поле допусков свидетельствует о наступлении предельных состояний и позволяет идентифицировать появляющиеся аномалии.Предлагаемые подходы могут быть успешно применены для надежнойэксплуатации и продления ресурса крановых конструкций различного типа иназначения.2.2 Элементная модель накопления повреждаемости в базовых элементахкрановых телескопических стрелЭлементная модель состоит из всех возможных вариантов накопления повреждений, т.е. суммируются все возможные составляющие отклонения отпрямой линии оси стрелы крана:f max   f1  f 2  f 3  f 4  5  f 6  f 7  f 8(2.1)Составляющие отклонения от прямой приведены на рисунке 2.2, на примере двухсекционной телескопической стрелы.ЛистИзм.

Лист№ докум.ПодпсьДата30Ось корневойсекцииа)1212Ось выдвижнойсекцииОсь корневойсекцииdвf1hкhвб)dнlmaxОсь выдвижнойсекцииlпlкlс221f2в)qвqкqв+qкf3Рг/ц121212121212hг/цвhг/цкf3г)Ось гидроцилиндра3Прямая линияОсь гидроцилиндраlн4f4д)э5f5е)6f7f6ж)з)Rf8и)RРисунок 2.2 Составляющие отклонения вершины стрелы от прямой линии.ЛистИзм.

Лист№ докум.ПодпсьДата31На рисунке 2.2 обозначено:а, б - отклонение оси из-за непараллельности осей секций, вызваннойнарушением проектной толщины опорного башмака; в - отклонение оси, вызванное конструктивным зазором между секциями для возможности сборкистрелы; г - отклонение оси от веса гидроцилиндра телескопирования и весасекций стрелы; д - отклонение оси, вызванное местной деформацией верхнегопояса в вершине корневой секции над верхними опорными роликами выдвижной секции; е - отклонение оси, вызванное начальным искривлением выдвижной секции; ж - отклонение оси, вызванное начальным искривлением корневой секции; з - отклонение оси, вызванное остаточной деформацией выдвижной секции; и - отклонение оси, вызванное остаточной деформацией корневойсекции.Рассмотрим каждую составляющую в отдельности.Отклонение оси из-за непараллельности осей секций f1, вызванной нарушением проектной толщины опорного башмака.

Это отклонение может быть,как положительным, так и отрицательным т.к. зазор между верхней образующей нижних опорных роликов и нижним поясом выдвижной секции составляет 10 мм, а толщина опорного башмака 12 мм, что делает оси секции не параллельными.Отклонение оси, вызванное конструктивным зазором между секциямидля возможности сборки стрелы f2. На заводе секции изготовляют с зазоромоколо 14 мм для возможности сборки стрелы без особых на это усилий, темсамым этим зазором мы получаем больший вклад в отклонение вершины отпрямой линии.Отклонение оси от веса гидроцилиндра телескопирования и веса секцийстрелы f3.

Это постоянно действующая нагрузка на стрелу, которую невозможно исключить из расчетов.Отклонение оси, вызванное местной деформацией верхнего пояса в вершине корневой секции над верхними опорными роликами выдвижной секцииЛистИзм. Лист№ докум.ПодпсьДата32f4. Это отклонение появляется при длительной нормальной эксплуатациикрана, при максимально выдвинутой стреле.Отклонение оси, вызванное начальными искривлениями выдвижной икорневой секций f5 и f6 соответственно.

Начальные искривления появляютсяпри изготовлении секций из-за сварных соединений или непрямолинейностиуголковых поясов, а также начальные искривления секции могут получить притранспортировке к месту заказчика или месту изготовления крана.Отклонение оси, вызванное остаточной деформацией выдвижной и корневой секций f7 и f8 соответственно. В процессе эксплуатации стрела получаетостаточные деформации, которые со временем работы крана растут и являются одним из основных параметров деградации стрел.2.3 Методика деформационного расчета телескопической стрелы2.3.1 Общие положения методикиВ общем виде телескопическая стрела нагружена изгибающими моментами в двух плоскостях, сжимающей силой и крутящим моментом.

Характеристики

Список файлов ВКР