Диссертация (Обоснование параметров металлоконструкций грузовых тележек кранов мостового типа на основе универсальной компоновочной схемы), страница 2

Одной из основных сборочных единиц кранамостового типа является грузовая тележка с установленными на ней механизмами, в комплексе осуществляющими функцию подъёма-опускания груза, а такжеего горизонтального перемещения вдоль моста крана.Ряд нормативных документов [30, 31, 32, 33, 34, 35, 101, 114, 116] регламентирует основные этапы проектирования и расчёта элементов грузовых тележек, вчастности соблюдение технических требований при проектировании механизмов,установленных на тележке, выбор материалов и подтверждение несущей способности металлоконструкций.

При этом вопросу компоновки элементов указаннойнесущей металлоконструкции уделено недостаточное внимание как в нормативной, так в научной и методической литературе, в связи с чем в существующихпроектных подходах преобладает принцип компоновки несущих металлоконструкций тележек, в котором главным компоновочным ограничением являетсяположение опорных точек механизмов без общей алгоритмизации проектныхдействий.

Результатом применения таких подходов в настоящее время являетсяэксплуатация большого количества модификаций крановых тележек, металлоконструкции которых крайне сложно систематизировать и выделить их наиболее рациональные схемы компоновки, что дополнительно создаёт проблемы при реконструкции тележек, а также их проектировании [21].Стоит также отметить, что описанные выше подходы к компоновке приводят к значительному увеличению массы несущей металлоконструкции, и, какследствие, стоимости грузовых тележек. В связи с этим разработка новых универсальных конструктивных решений и развитие методов и подходов в проектировании металлоконструкций грузовых тележек кранов мостового типа общего назначения является актуальной задачей.7Степень разработанности темы.

Вопросы проектирования металлическихконструкций грузоподъёмных машин освещаются в трудах И.И. Абрамовича,М.П. Александрова, П.Е. Богуславского, В.И. Брауде, А.В. Вершинского, М.М.Гохберга, С.А. Казака, А.В. Лагерева, И.А. Лагерева, Н.А. Лобова, В.П. Семёнова,С.А. Соколова, П.З. Петухова. Работы указанных авторов содержат результатытеоретических и экспериментальных исследований напряжённо - деформированного состояния металлоконструкций пролётных строений кранов мостового типав различных условиях эксплуатации, методы и методики их расчёта, рекомендации по оценке нагруженности и выбору сочетаний нагрузок.В то же время, в научно-технической литературе недостаточно вниманияуделено вопросам проектирования и расчёта несущих металлоконструкций грузовых тележек кранов мостового типа общего назначения, что указывает на недостаточность научной проработки данного направления конструкторской деятельности и требует проведения соответствующих исследований.Объектом исследования является грузовая тележка крана мостового типаобщего назначения.Предметом исследования является структурно-параметрический синтезнесущей металлоконструкции грузовой тележки крана мостового типа общегоназначения на основе универсальных компоновочных схем комплексной и модульной конфигурации.Цель исследования – совершенствование грузовых тележек кранов мостового типа общего назначения за счёт применения новых конструктивных решенийи проектных подходов при определении параметров их несущих металлоконструкций.Задачи исследования.

Для достижения указанной цели необходимо решитьследующие задачи.1. Разработать принципиальные универсальные компоновочные схемы несущих металлических конструкций грузовых тележек кранов мостового типа общего назначения комплексной и модульной конфигурации, позволяющие реализовать единый подход к их проектированию.82.

Исследовать особенности формирования сочетаний нагрузок, действующих на металлоконструкции грузовых тележек, с учётом современных системуправления приводами расположенных на них механизмов.3. Разработать математическую модель структурно-параметрического синтеза металлоконструкции грузовой тележки крана мостового типа общего назначения на основе универсальной компоновочной схемы комплексной конфигурации.4. Разработать математическую модель структурно-параметрического синтеза металлоконструкции грузовой тележки крана мостового типа общего назначения на основе универсальной компоновочной схемы модульной конфигурациис возможностью её структурной рекомбинации в процессе эксплуатации.5.

Разработать методику проектирования металлоконструкции грузовой тележки крана мостового типа общего назначения на основе универсальной компоновочной схемы комплексной и модульной конфигурации.Научная новизна работы:1. Разработана математическая модель структурно-параметрического синтеза несущей металлоконструкции грузовой тележки крана мостового типа общегоназначения на основе универсальной компоновочной схемы комплексной конфигурации.2. Разработана математическая модель структурно-параметрического синтеза несущей металлоконструкции грузовой тележки крана мостового типа общегоназначения на основе универсальной компоновочной схемы модульной конфигурации с возможностью её структурной рекомбинации в процессе эксплуатации.3.

Установлены закономерности влияния положения механизмов грузовойтележки, спроектированной на основе универсальных компоновочных схем, нараспределение опорных нагрузок между её ходовыми колёсами.Теоретическая значимость работы:1. Разработаны принципиальные универсальные компоновочные схемы несущих металлоконструкций грузовых тележек кранов мостового типа общегоназначения комплексной и модульной конфигурации, позволяющие снизить об-9щую металлоёмкость тележек при сохранении показателей прочности, устойчивости и жёсткости.2. Экспериментально исследованы особенности применения частотнорегулируемого электропривода при его эксплуатации в режимах работы крановыхмеханизмов.

На основе исследования даны рекомендации по формированию расчетных сочетаний нагрузок, действующих на металлоконструкцию грузовой тележки. Дополнительно сформированы рекомендации по настройке систем частотно-регулируемого электропривода крановых механизмов с учетом динамическихи энергетических эксплуатационных показателей в разных режимах их работы.Практическая значимость работы:1. Разработана методика проектирования металлоконструкции грузовой тележки крана мостового типа общего назначения на основе универсальной компоновочной схемы комплексной и модульной конфигурации.2. На основе предложенных универсальных компоновочных схем разработаны конструктивные решения несущих металлоконструкций грузовых тележеккранов мостового типа общего назначения, защищённые патентами РФ № 175918,№ 178169, № 185448.Методология и методы исследования.

Теоретические исследования проводились на основе положений и методов строительной механики, численногомоделирования напряжённо-деформированного состояния, основ конструирования, расчёта и проектирования грузовых тележек кранов мостового типа общегоназначения.Положения, выносимые на защиту:1. Математическая модель структурно-параметрического синтеза несущейметаллоконструкции грузовой тележки крана мостового типа общего назначенияна основе универсальной компоновочной схемы комплексной конфигурации.2. Математическая модель структурного-параметрического синтеза несущейметаллоконструкции грузовой тележки крана мостового типа общего назначенияна основе универсальной компоновочной схемы модульной конфигурации с возможностью её структурной рекомбинации в процессе эксплуатации.103.

Закономерности влияния положения механизмов грузовой тележки, спроектированной на основе универсальных компоновочных схем, на распределениеопорных нагрузок между её ходовыми колёсами.4. Результаты практических исследований формирования сочетаний нагрузок, действующих на металлоконструкции грузовых тележек, с учётом современных систем управления приводами расположенных на них механизмов.Достоверность полученных результатов подтверждается корректным использованием апробированных методов строительной механики, численного моделирования напряжённо-деформированного состояния несущих металлоконструкций грузовых тележек кранов мостового типа, результатами экспериментальных исследований сочетаний нагрузок в различных режимах работы.Апробация результатов работы.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на конференциях:1. Международной конференции-конкурсе «Новые горизонты» (Брянск, 2016 г.);2. I, II, III, IV всероссийской научно-практической конференции «Инновационноеразвитие подъёмно-транспортной техники» (Брянск, 2015 г., 2016 г., 2017 г., 2018 г.);3. Международнойнаучно-техническойконференции«Энерго-ресурсосберегающие технологии и оборудование в дорожной и строительных отраслях» (Белгород, 2017 г., 2018 г.);4. II международной очно-заочной научно-технической конференции «Проблемы исследования систем и средств автомобильного транспорта» (Тула, 2017 г.);5. Международной научно-технической конференции «Инновации и перспективы развития горного машиностроения и электромеханики» (Санкт-Петербург, 2017 г.);6.