Оптимизация параметров механизмов передвижения многоколесных козловых кранов

• Автор: Зотов, Дмитрий Анатольевич
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Балаково
• Количество страниц: 154 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Обзор и анализ исследований в области оптимального проектирования грузоподъемных кранов на рельсовом ходу
1.1.1. Выбор математической модели и критерия оптимальности механизмов передвижения многоколесных тяжелых кранов
1.1.2. Анализ методов оптимального проектирования и выбор метода оптимизации многоколесных механизмов передвижения кранов
1.2. Обзор и анализ исследований силового взаимодействия ходовых колес с рельсами при движении кранов мостового типа
1.3. Анализ исследований силовых факторов в пятне контакта упругих тел при качении с трением
1.4. Постановка задач исследования
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Оптимальное проектирование механизмов передвижения
кранов специального назначения
2.1.1. Механизмы передвижения тяжелых кранов на рельсовом ходу
2.1.2. Целевая функция оптимального проектирования многоколесных крановых механизмов передвижения
2.1.3. Назначение весовых коэффициентов составляющих затрат
2.1.4. Разработка системы ограничений на параметры механизма передвижения

2.1.5. Оптимальное проектирование механизмов передвижения кранов специального назначения
2.1.6. Автоматизация расчета механизмов передвижения многоколесных тяжелых кранов
2.1.7. Снижение суммарных приведенных затрат на многоколесные крановые механизмы передвижения
2.2. Повышение ходовых качеств многоколесных кранов при их установившемся движении
2.2.1. Снижение боковых нагрузок при установившемся движении многоколесных кранов по двухрельсовому пути
2.2.2. Снижение боковых нагрузок при установившемся движении многоколесных кранов по четырехрельсовому пути
2.2.3. Снижение изгибающих напряжений в рельсе при установившемся движении многоколесных кранов
2.3. Выводы
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ УСТАНОВИВШЕГОСЯ ДВИЖЕНИЯ МНОГОКОЛЕСНЫХ КОЗЛОВЫХ КРАНОВ С ШАРНИРНОЙ ОПОРОЙ
3.1. Задачи экспериментального исследования
3.2. Основные параметры тяжелых козловых кранов для гидроэлектростанций
3.3. Методика проведения экспериментального исследования
3.4. Обработка и оценка достоверности результатов измерений
3.5. Выводы
ГЛАВА 4. ЦЕТОДИКА ОПТИМАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ МНОГОКОЛЕСНЫХ КРАНОВЫХ МЕХАНИЗМОВ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы
Акты о внедрении результатов НИР

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Проектирование, изготовление и эксплуатация многоколесных козловых кранов и других специальных кранов на рельсовом ходу имеют ряд специфических особенностей. Краны являются сложными пространственными конструкциями с различной жесткостью опор, имеют значительный собственный вес и большую грузоподъемность, отличаются многоколесными механизмами передвижения и балансирной установкой движителей по сложным схемам. Единичность исполнения и технические характеристики кранов ставят их в раздел уникальных машин. В связи с этим изготовление и тщательное испытание опытных образцов невозможно или требует больших материальных затрат.
В диссертационной работе исследуются механизмы передвижения многоколесных кранов. Суммарные приведенные затраты на механизмы передвижения являются значительными, учитывая высокое качество материалов деталей и узлов механизмов, требования по долговечности, энергозатраты при эксплуатации кранов. Снижение затрат достигается на основе оптимизации многоколесных механизмов передвижения с применением теории и методов оптимального проектирования, которые получают все большее распространение в технике. Кроме того, по России эксплуатируются около 80 % грузоподъемных кранов с истекшим нормативным сроком службы, что требует сокращения сроков проектирования, а поэтому необходима разработка гибких систем автоматизированного проектирования механизмов.
Задача проектирования механизмов передвижения усложняется тем, что для многоколесных тяжелых кранов требуется проверка и уточнение положений теории силового взаимодействия ходовых колес с рельсами, полученных в основном для железнодорожных скатов и кранов с малым

мируются полупространствами, микрогеометрия контактирующих поверхностей учитывается только в мере косвенного влияния на коэффициент трения скольжения. Упругие постоянные материалов ходового колеса и кранового рельса принимаются равнозначными, поскольку тела изготавливают из сталей с близкими физическими свойствами.
Наиболее распространенным подходом к математическому описанию сил трения в теории влияния подвижного железнодорожного состава и в динамике передвижения кранов является использование решения Ф. Картера (Carier) [101], которое определено для случая стационарного обкатывания двух бесконечно длинных цилиндров с равными радиусами и параллельными осями. При проскальзывании в направлении качения на линейном пятне контакта цилиндров реализуется продольное усилие трения, Н
Р - нормальная нагрузка, Н;
/ - коэффициент трения скольжения;
Ух - относительное продольное скольжение.
Допуская аналогичной зависимость поперечного усилия от поперечного скольжения, Ф. Картер [102] на основе натурных экспериментов с
Fx ро-р2)
(1.20)
где Е - модуль упругости материала цилиндров, МПа; - коэффициент Пуассона материала цилиндров; Г - радиус цилиндра, мм;
I - длина цилиндра, мм;