Устойчивость мобильных грузоподъемных машин при ненормируемых внешних воздействиях

• Автор: Козлов, Максим Владимирович
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 153 с. : ил.

1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО РАЗВИТИЯ СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ МАШИН
1.1. Обзор существующих устройств для контроля устойчивости
1.2. Устройства контроля установки горизонтального положения крана
1.3. Методы расчета устойчивости стреловых кранов ВЫВОДЫ
2. МЕТОД СТАБИЛИЗАЦИИ ОПОРНОГО КОНТУРА МОБИЛЬНЫХ ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ СРЕДСТВ
2.1. Методы обеспечения динамической устойчивости мобильных грузоподъемных средств
2.2. Метод стабилизации опорного контура
2.2.1. Формирование защитных характеристик мобильных грузоподъемных машин
2.2.2. Мониторинг грузовой устойчивости
2.3. Моделирование процесса стабилизации опорного контура
2.4. Автоматизация контроля устойчивости стрелового самоходного крана
ВЫВОДЫ
3. ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОСАДКИ ГРУНТА ПОД ВЫНОСНЫМИ ОПОРАМИ ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ МАШИН
3.1. Метод расчета нагрузки на опору
3.2. Построение математической модели просадки грунта под опорой с помощью метода конечных элементов

3.3. Расчет состояния грунта под опорой при активном
нагружении
3.4. Прогнозирование просадки грунта при
автоматическом управлении устойчивостью
ВЫВОДЫ
4. ПОСТРОЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОМПЛЕКСА УПРАВЛЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТЬЮ МОБИЛЬНЫХ ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ СРЕДСТВ
4.1. Структура комплекса
4.1.1. У правление исполнительными органами
мобильных грузоподъемных машин
4.1.2. Компенсация просадки грунта под опорами
4.2. Аппаратное построение комплекса
4.2.1. Разработка системы датчиков
4.2.2. Устройства сопряжения
4.3. Модернизация конструкции гидравлического
оборудования
ВЫВОДЫ
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ КРАНА ОТ ОПРОКИДОВАНИЯ
5.1 Метод планирования эксперимента
при исследовании устойчивости
5.2 Выбор плана эксперимента
5.3 Построение регрессионной модели
опрокидывающего момента крана
ВЫВОДЫ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

Актуальность темы. Согласно статистическим данным Ростехнадзора России, производственный травматизм и аварийность на подъемных сооружениях занимают третье место (после травматизма в угольной и горнорудной промышленности) и составляет примерно 90 аварий в год. Приведенная статистика свидетельствует о необходимости поиска дополнительных методов снижения аварийности и повышения безопасности парка грузоподъемных кранов.
Обеспечение устойчивости грузоподъемных машин (ГПМ) является важнейшим условием при разработке систем управления их рабочими операциями. Это связано, во-первых, с тем, что около половины всех аварий мобильных ГПМ связано с их опрокидыванием, во-вторых, с тем, что потеря устойчивости приводит, как правило, к разрушению самой машины без возможности ее дальнейшего восстановления, а также возможным вторичным разрушениям и человеческим жертвам. Особенно это важно, когда по тем или иным причинам грузоподъемная машина в процессе эксплуатации испытывает на себе ненормируемые внешние воздействия, представляющие собой просадку почвы под выносными опорами, ветровые нагрузки, ошибки оператора-крановщика.
В настоящий момент наиболее распространенным устройством, позволяющим контролировать устойчивость установки, является ограничитель грузового момента, работающий в индикаторном режиме, и не влияющий на управление машиной до момента достижения критического значения устойчивости. Использование такой системы может привести, вследствие динамических нагрузок при резком трогании груза, в худшем случае - к опрокидыванию, в лучшем - к остановке работы с грузом, который мог бы быть поднят при более плавном разгоне. В то же время ручное регулирование скорости может привести к тому, что более легкий груз будет перемещаться

С целью учета влияния на устойчивость динамических процессов вместо массы будем рассматривать приведенную к опорам суммарную нагрузку Єх, включающую нагрузки от собственного веса крана, груза, ветровые и инерционные нагрузки. Так как эта нагрузка в результате распределяется по опорам крана, то
где £(7, - сумма нагрузок, приведенных к ьм опорам.
Координаты приложения приведенной нагрузки будут определяться выражениями
X ; у =ЩУ± (2
с щ с щ
где (7, - нагрузка, приведенная к г-й опоре, т.е. (7,,(72,(7з,(74 (см. рис. 2.5). Координаты опор будут равны (см. рис. 2.8)
Координаты пересечения осей симметрии рамы О'(0;0).
Координаты проекции оси вращения на опорную плоскость О(-Х0;0). Тогда, исходя из (2.7), получим
Исходя из этих величин, можно получить информацию о текущих
Х = Х4 = - а; х2 = х3 = а;
У=У2 = Ь;уі = у4 = -Ь.
х А-С + Сг+Съ-СА)а (?! + (72 + (?з + (?4
(2.8)
= (о1+о2-о3-с4)ь с с1+в2+сі+в4
значениях:
- угла поворота стрелы:
(2.9)
- линейной скорости перемещения: