Обоснование структуры и выбор рациональных параметров энергонакопительной тормозной системы механизмов передвижения мостовых кранов

• Автор: Ерейский, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 137 с. : ил.

1 Анализ способов, средств торможения и накопления энергии механизмов передвижения мостовых кранов
1.1 Особенности условий, способов и средств торможения механизмов передвижения мостовых кранов
1.2 Анализ накопителей энергии и областей их рационального использования
1.3 Обзор устройств энергонакопительного торможения
1.4 Вопросы управления торможением подъемно-транспортных машин
Выводы по главе 1 и постановка задач исследований
2 Теоретическое обоснование структуры энергонакопительной тормозной системы
2.1. Обоснование способа энергонакопительного торможения и структуры реализующей данный способ
2.2 Анализ кинематики и силового взаимодействия элементов энергонакопительной тормозной системы
2.3 Математическая модель динамики энергонакопительного торможения механизмов передвижения мостовых кранов
Выводы по главе
3 Исследования динамики энергонакопительного торможения механизма передвижения мостового крана
3.1 Анализ динамики энергонакопительного торможения механизма передвижения мостового крана
3.2 Параметрические исследования
Выводы по главе
4 Экспериментальные исследования процесса энергонакопительного торможения
4.1 Обоснование конструкции экспериментального стенда
4.2 Методика проведения эксперимента
4.3 Математическая модель энергонакопительного торможения на экспериментальном стенде
4.4 Результаты экспериментальных исследований энергонакопительного торможения
4.5 Энергетический анализ
Выводы по главе
5 Методика расчета рациональных параметров энергонакопительной тормозной системы и определения закона управления торможением механизмов передвижения мостовых кранов
5.1 Основные положения методики расчета рациональных параметров энергонакопительной тормозной системы и определения закона управления торможением механизмов передвижения мостовых кранов
5.2 Определение параметров элементов энергонакопительной тормозной системы и закона управления торможение тележки мостового крана грузоподъемностью 20т
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Библиографический список
Приложение
Приложение
Актуальность работы
Увеличение темпов развития промышленного производства и сельского хозяйства России обуславливает значительный рост объемов грузоперевозок и погрузочно-разгрузочных работ, что в свою очередь требует повышения производительности грузоподъемных машин и снижения себестоимости их эксплуатации.
В настоящее время в стране общий парк грузоподъемных кранов составляет около 300 тыс. единиц, из которых около 100 тыс. приходится на мостовые краны. Последние обладают значительными массами, относительно высокими скоростями передвижения и частотой рабочих циклов. Так, например, при среднем времени рабочего цикла равном 2 мин, за смену кран может совершить около 240 циклов. При этом краны грузоподъемностью от 5 до 320 т, передвигающиеся со скоростью от 20 до 40 м/мин, обладают кинетической энергией от 5,6 до 73 кДж.
Тормозные средства, используемые в известных конструкциях мостовых кранов, в основном являются энергозатратными, т.е. используют внешнюю энергию для осуществления торможения и преобразуют кинетическую энергию тормозимого объекта в тепловую. Потери кинетической энергии одного мостового крана грузоподъемностью 20 т могут достигнуть 10700 кДж за одну смену при близких по величине затратах энергии на осуществление торможения.
Известны способы торможения, которые в отличие от энергозатратных позволяют полезно использовать кинетическую энергию машин. К таким способам можно отнести инерционное и рекуперативное торможение.
Инерционное торможение основано на использовании кинетической энергии объекта для создания тормозной силы и может применяться на локомотивном транспорте и для торможения грузоподъемных кранов в тупиках.
Рекуперативное торможение может осуществляться переводом тягового электродвигателя в генераторный режим и преобразованием кинетической

Для рассматриваемой схемы кинетическую энергию системы можно записать:
где (ойсомФ2а)ка>р -угловые скорости соответственно двигателя,
маховика, большого солнечного колеса, ходового колеса, выходного вала редуктора;
3й ’ ^м г 5 3к » ^р ’ •Л ’ ^г ~ моменты инерции элементов системы;
V, = со к ■ гк; Уё - скорости тележки и груза; гк -радиус ходового колеса.
Скорости элементов дифференциального механизма связаны зависимостью:
1 1 2 сой=а>М~. 7 ф2 7 > (2-14)
1 - г1,2 1 “ 4,2
где г12 -внутреннее передаточное число.
Из рассмотренного уравнения видно, что основным параметром дифференциального передаточного механизма является передаточное отношение /, 2, которое определяет распределение силовых потоков направленных на торможение объекта и зарядку накопителя.
Управляющим воздействием, определяющим динамические характеристики энергонакопительного торможения данного объекта, является величина тока которая определяет величину тормозного момента на валу двигателя.
После преобразований уравнения кинетической энергии получим дифференциальные уравнения в явной форме