Методология проектирования гидравлических подъемных механизмов разводных мостов

• Автор: Ащеулов, Александр Витальевич
• Шифр специальности: 05.05.04, 05.02.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 378 с. : ил. + Прил. (125 с.: ил.)

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

1. Гидравлические приводы подъемных механизмов разводных

МОСТОВ РАСКРЫВАЮЩЕГОСЯ ТИПА И СУЩЕСТВУЮЩИЕ МЕТОДЫ ИХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

1.1. Общая тенденция строительства мостов раскрывающегося типа

1.2. Особенности конструкций гидравлических приводов.

1.2.1. СанктПетербургские мосты.

1.2.2. Зарубежные мосты

1.3. Основы проектирования объемных гидроприводов

1.3.1. Нормативные технические требования

1.3.2. Нагрузки на разводной пролет при разводке и наводке моста

1.3.3. Анализ кинематических схем гидроприводных механизмов
1.3.4. Методика инженерного расчета гидравлических приводов
1.4. Проблемы эксплуатации и проектирования, определяющие цели и задачи исследования.
1.5. Основная концепция и пути совершенствования методов проектирования объекта исследования.
2. Систематизация расчетных САЕ и конструкторских
АЛГОРИТМОВ автоматизированного проектирования гидравлических ПОДЪЕМНЫХ МЕХАНИЗМОВ РАЗВОДНЫХ мостов.
2.1. Основы построения электронного документооборота конструкторской документации гидроприводов, и общие требования для разработки I I.
2.2. Анализ промышленных Есистем.
2.3. Алгоритм организационного и техштческого оснащения конструкторского бюро при внедрении С А С А Нс истем.
2.4. Функциональная схема САПР.
2.5. Алгоритм программного модуля электронного приложения технического задания.
2.6. Выводы по 2 главе
3. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПА СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ БЕЗОТКАЗНОСТИ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПОДЪЕМНЫХ МЕХАНИЗМОВ РАЗВОДНЫХ МОСТОВ МЕТОДОМ ДЕРЕВЬЕВ ОТКАЗОВ
3.1. Обоснование метода расчета безотказности.
3.2. Адаптация метода деревьев отказов к расчету безотказности гидроприводов по принципиальным гидравлическим схемам
3.2.1. Корень дерева отказов
3.2.2. Разбиение сложной системы на отдельные подсистемы
3.2.3. Параллельное соединение двух фильтров
3.2.4. Моделирование гидравлических блоков
3.2.5. Деревья отказов отдельных гидравлических устройств и учет в
них особых событий
3.2.6. Уточнение диаграмм Парето распределения отказов в гидроприводах и схемы Исикава отказов гидравлического оборудования
3.3. Математическое моделирование безотказности сложных гидравлических систем методом деревьев отказов.
3.3.1 Метод иерархически направленного перебора как основа построения деревьев отказов сложных гидравлических систем
3.3.2 Методы формальной логики как основа для формализации
деревьев отказов сложных гидравлических систем
3.3.3. Обоснование правомочности использования неформальных логических операторов при моделировании деревьев отказов сложных гидравлических систем
3.3.4. Математическая модель безотказности блока двух параллельных
фильтров
3.4 Анализ интенсивностей отказов гидравлического оборудования
3.5. Синтез гидравлических схем по критерию безотказности.
3.6. Анализ гидравлических схем на безотказность.
3.7. Нормирование безотказности гидросистемы разводного моста на основе анализа безотказности системы разводных мостов речной транспортной магистрали.
3.8. Выводы по 3 главе.
4. Имитационное моделирование режимов работы
4.1. Физические основы динамических процессов объекта исследования
4.2. Построение обшей структурной схемы и математической модели объекта исследования
4.3. Численные решения математической модели, исследование отдельных ее частей и достижение адекватности с экспериментом
4.4. Имитационное моделирование режима разводки Троицкого моста.
4.4.1. Исследование и оптимизация управляющих параметров привода
при разгоне крыла
4.4.2. Динамическое конструирование гидропривода или исследование и оптимизация конструктивных параметров.
4.4.3. Исследование влияния нагрузочных параметров на динамику процессов разгона крыла.
4.4.4. Оптимизация алгоритма управления режима разгона крыла
4.4.5. Расчет и анализ кинематических параметров привода.
4.4.6. Содержание нерастворенного воздуха в гидросистеме и имитация
его отсутствия.
4.5. Выводы по 4 главе.
5. i 1ИТОРИНГ ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВА1ШЯ КАК СИСТЕМА ОБРАТНОЙ СВЯЗИ
ЭТАПА ЭКСПЛУАТАЦИИ И ЭТАПА ПРОЕКТИРОВАНИЯ
5.1. Сег ментация периода годовой навигации по метеоусловиям эксплуатации
5.2. Контроль нагруженности подъемных механизмов.
5.3. Методика вычисления составляющих нагрузки на разводной пролет
по экспериментальным данным
5.4. Выявление потери устойчивое гидропривода при наводке Троицкого моста, поиск причин возникновения и принятие проектных решений но ее устранению
5.5. Подтверждение данными мониторинга эффекта защемления механизмов Большого Охтинского моста и принятие новых нроскгных решений по его устранению.
5.6. Результаты пусконаладочных работ но гидроприводу подъемных механизмов Троицкого моста
5.7. Выводы по 5 главе.
6. Экономическое обоснование технических решений, влияющих i i
БЕЗОТКАЗНОСТЬ РАЗВОДНЫХ МОСТОВ.
6.1. Общие положения.
6.2. Учет ожидаемых потерь при отказах гидравлических механизмов в методике экономического обоснования технических решений.
6.3. Исследование ущербов при отказе механизмов разводного моста
6.4. Экономическое обоснование затрат на корректировку гидравлической схемы подъемных механизмов Большого Охтинского моста в году.
6.5. Экономическое обоснование выбора варианта конструкции разводного пролета для проектируемого моста на Малой Неве через
о. Серный
6.6. Выбор исполнения Троицкого моста с учетом возможности редких аварий с восстановительным ремонтом большой продолжительности
6.7. Выводы по 6 главе.
Заключение
Список использованных источников


Трение при движении крыла разводного раскрывающегося мосга с неподвижной осью вращения и жестким прикреплением противовеса, согласно руководству , необходимо учитывать лишь в конструктивных элементах, непосредственно нагруженных весом крыла с противовесом. Так элементами являются только оси поворота крыла. Нагрузка на ось вращения, строго говоря, складывается из веса пролетною строения с противовесом, силы от ветрового давления, веса льда и снега и тягового усилия механизма движения, и, следовательно, зависит от конструкции привода, которая на этапе расчета внешних нагрузок на механизм еще не определена. Лав коэффициент трения при движении, в цапфах подшипников. В случае двукрылого раскрывающегося моста функцию центрирующего устройства выполняет ригельный самозакрывающийся центральный замок, схема работы которого приведена на рис. Рис 1. Расчетная схема самозакрывающегося центрального замка двукрылого
Трение в данном устройстве имеет место только при еммканииразмыканин крыльев вблизи наведенного положения. Согласно 9, трение в центрирующих устройствах рассчитывается по общим формулам, приведенным в машиностроении. В работах 8 и также не содержится какихлибо конкретных методик или указаний по расчету сопротивлений, обусловленных силами фения. Ицу плечо силы трения в центрирующем устройстве относительно оси поворота крыла. V 7,1i. О , 1. К сила трения в зоне контакта частей центрирующего устройства. Л 1. Кдин Кг г 1 вт у 1. Настоящая методика апробирована, результаты расчетов по ней совпадают с результатами проектных расчетов но разводным мостам выполненных другими проектными организациями . В полном объеме алгоритм расчета нагрузок можно найти в работах автора 7, . Разработана компьютерная программа, позволяющая выполнять количественный и качественный анализ нагрузок на разводной пролет как действующего, так и вновь проектируемого моста. Результаты таких анализов представлены в 5 главе данной диссертации и частично в работе . Анализ кинематических схем гияроприводных механизмов проводился на примере механизмов подъема крыльев разводных раскрывающихся мостов с неподвижной осью вращения и стационарно закрепленным противовесом, поскольку данные конструкции имеют наибольшее распространение. По конструкции, рассматриваемый тип приводного механизма относится к неполноповоротным кривошипным механизмам. В теории машин и механизмов их называют коромысловыми. Существующие схемы можно разбить на три группы коромысловые с однорядным расположением силового гидроцилиндра со стороны противовеса рис. Последнюю группу, в свою очередь, можно разделить на две подгруппы коромысловые с двухрядным расположением гидроцилиндров и нулевым эксцентриситетом рис. Охтинского, Литейного и Ладожского к коромысловым схемам с двухрядным расположением гидроцилиндров, при этом привод Большого Охтинского моста имеет ненулевой положительный эксцентриситет рис. Литейного и Ладожского не имеют эксцентриситета рис. Кинематические схемы приводов перечисленных мостов представлены на рис. Лба, б, в. Рис. Расчетные параметры мостов, относящихся к группе коромыслового типа с однорядным расположением тидроцилнидров представлены в таблице 1. Таблица 1. ММ 1 1з,ММ град Г. Д ЛОВ. ИЮИ всгмни . I коромил. ОД г ирлоьи к. V УО. V
Г. У УГОШ н пе Ощ ААОВи ЛЛОВ. АПГМТСГЯТП пояожа пг . I Я ИИ,КМИЧ ЧМиИ Г. УП . ОАОЛ г. ЛВи Л. Варв. ОВОВ с. МОрОТ крил. ССГСаюшнс п аохс иич армл ваассмаги осюамав. ПрООО. ЬММГ ОС ДрОвМЛЛрО. Рис. Важным этапом кинематического анализа приводного механизма является определение зависимости между плечом Л движущей силы и углом 1У поворота крыла. Для получения вышеуказанной зависимости из анализа кинематической схемы см. Очевидно, что величина А является функцией перемещения х штока гидроцилиндра угла поворота крыла. Определим А как высоту треугольника АОВ см. Следовательно, с учетом 1. Зависимости величины А и для рассматриваемых мостов представлены на рис. Запишем искомую зависимость в безразмерной форме. Разделим обе части равенства 1. В таблице 1. АНеесхого 0. Воподэрский 0. Гренадсрскла 0. На рис. А ix. Рис. Кинематические параметры рассмотренных мостов практически совпадают, несмотря на то, что мосты проектировались в разные годы.