Повышение эффективности использования портовых кранов при ветровых нагрузках

• Автор: Подобед, Виталий Александрович
• Шифр специальности: 05.22.19
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Мурманск
• Количество страниц: 357 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.
Глава 1. Анализ приказов портов, нормативных актов и выполненных научных работ. Задачи исследований.
1.1. Анализ приказов портов и нормативных актов по эксплуатации портовых кранов и безопасности труда работающих

1.2. Анализ нормативных актов по расчету кранов на ветровую нагрузку.

1.3. Анализ выполненных научных работ и задачи исследований Глава 2. Воздействие ветровой нагрузки на кран с грузом

2.1. Характерные технологические схемы работы портовых кранов.

2.2. Расчетная схема крана и принимаемые допущения.

2.3. Основные параметры ветрового воздействия

2.4. Вероятностная оценка динамической составляющей ветровой нагрузки по существующим источникам

2.5. Вероятностная оценка ветровой нагрузки по метеоданным морских портов.

2.5.1. Исследование скорости ветра по записям на метеостанции Ильичевскпорт.
2.5.2. Статистические характеристики динамической составляющей ветровой нагрузки.
2.5.3. Вероятностная оценка устойчивости направления ветра.
2.6. Ветровая нагрузка на портальный кран с грузом.
2.7. Ветровая нагрузка на кран с грузом с учетом влияния скоростей движения крановых механизмов
2.8. Аналитические зависимости ветровой нагрузки на кран с грузом.
2.9. Влияние местности и портовой застройки на ветровую нагрузку кранов в эксплуатационных условиях
2 Выводы.
Глава 3. Теоретические исследования основных показателей работоспособности портальных кранов при динамическом воздействии ветра
3.1. Обобщенная математическая модель работы портальных кранов при динамическом воздействии ветра
3.1.1. Исследуемые показатели работоспособности кранов
3.1.2. Математическая модель режима работы кранов при ветре
3.2. Численные методы исследования режима работы кранов при ветре
3.2.1. Метод решения и блоксхема вычислений.
3.2.2. Коэффициенты уравнений и исходные данные для портальных кранов Альбрехт и Кировец.
3.3. Максимальные эксплуатационные нагрузки в механизмах вылета стрелы и поворота кранов при воздействии ветра
3.4. Эквивалентные нагрузки в механизмах вылета стрелы и поворота кранов при воздействии ветра
3.5. Влияние ветра на скорости движения механизмов и груза
3.6. Углы раскачивания груза в пространстве при воздействии ветра.
3.7. Управляемость кранов при воздействии ветра.
3.8. Влияние динамического воздействия ветра на грузовую устойчивость портальных кранов
3.9. Выводы.
Глава 4. Экспериментальные и натурные исследования воздействия
ветровой нагрузки на портальные краны.
4.1. Задачи и методы исследований.
4.2. Модели крапов и оборудование для измерений.
4.3. Аэродинамический модельный эксперимент.
4.4. Методика обработки результатов модельного эксперимента
4.5. Сравнительная оценка расчетных и экспериментальных данных полученных в результате модельных испытаний. Основные следствия
4.6. Методика натурных исследований воздействия ветра на основные показатели работоспособности портальных кранов
4.6.1. Объекты исследований и приборы измерений.
4.6.2. Последовательность проведения натурных испытаний
4.7. Анализ полученных результатов, сравнительная оценка расчетных и экспериментальных данных.
4.7.1. Нагрузки в механизмах вылета стрелы и поворота крана
4.7.2.Управляемость крана и углы раскачивания груза в пространстве .
4.8. Результаты натурных испытаний кранов Альбрехт
Глава 5. Обоснование допустимых ветровых нагрузок для рабочего
состояния портовых кранов и разработка методов повышения эффективности их использования
5.1. Результаты исследований основных показателей работоспособности портальных кранов типа Сокол, Альбатрос, Кондор, Ганц и Форель при ветровых нагрузках.
5.1.1. Основные характеристики кранов и исходные данные
5.1.2. Влияние ветра на максимальные эксплуатационные нагрузки в механизмах вылета стрелы и поворота крана Сокол
5.1.3. Влияние ветра на нагрев электродвигателей механизмов крана Сокол.
5.1.4. Влияние ветра на поведение груза в пространстве
5.1.5. Влияние ветра на управляемость крана Сокол.
5.1.6. Выводы.
5.2. Методы повышения эффективности использования портовых кранов при ветровых нагрузках
5.2.1. Классификация методов повышения эффективности использования портовых кранов при ветровых нагрузках
5.2.2. Использование кранов при скорости ветра свыше мс, но в пределах паспортных значений ветровых нагрузок с ограничениями, накладываемыми на технологические схемы перегрузочных работ и парусность грузов
5.2.3. Использование портовых кранов при ветровых нагрузках свыше паспортных значений с ограничениями, накладываемыми на технологические схемы перегрузочных работ, геометрические параметры циклов работы кранов и парусность грузов
5.2.4. Использование портовых кранов с учетом ветрового режима порта в ветровых тенях.
5.3. Эксплуатация крановых анемометров
5.4. Результаты опытной эксплуатации портовых кранов при повышенных ветровых нагрузках.
5.5. Выводы.
Глава 6. Техникоэкономическая эффективность результатов выполненных исследований
6.1. Определение убытков от простоев транспорта в морских портах по причине сильного ветра
6.2. Расчет эффективности использования портовых кранов в зонах ветровых теней
6.3. Расчет эффективности использования портовых кранов при паспортных значениях ветровых нагрузок
6.4. Расчет эффективности использования портовых кранов при ветровых нагрузках свыше паспортных значений
6.5. Расчет эффективности использования портовых кранов при паспортных значениях ветровых нагрузок с участием рабочих в строповке отстроповке грузов в морских рыбных портах
6.6. Дополнительные требования к техническим условиям на проектирование портальных кранов с учетом их эксплуа 2 тации при повышенных ветровых нагрузках .
6.7. Результаты внедрения выполненных исследований
6.8. Выводы.
Заключение
Литература


В статье 7 описан датчик потенциометрического типа для измерения углов отклонения грузового каната мостового крана, а в статье предлагается метод измерений относительных углов закручивания груза на канатах с помощью гироскопических датчиков и специализированного аналогового вычислителя. В перечисленных работах достаточно полно изложена методика испытаний основных показателей работоспособности различных типов кранов, од
нако, испытания портальных кранов с целью изучения воздействия сил ветра на основные показатели их работоспособности до настоящих исследований не производились. Конструктивные особенности портальных кранов и расчеты механизмов изложены в различных монографиях и пособиях 4, , , , , , , , 6, 1, 4, 5, а вопросы их эксплуатации , , 8 и в других источниках. Вопросам аварийных ситуаций портальных кранов при ветре и приборам безопасности посвящены труды , , , , 8. В перечисленных научных работах и исследованиях не изучались реальные параметры ветровой нагрузки применительно к их воздействию на портовые краны. Не проводились аэродинамические испытания моделей портальных кранов с целью уточнения аэродинамических коэффициентов сопротивления крановых конструкций и получения аналитических зависимостей ветровой нагрузки на кран в функции обобщенных координат движения крановых механизмов. Отсутствуют математические модели режима работы портальных кранов, как материальной системы с пятью степенями свободы с учетом динамических характеристик крана, электропривода и динамического воздействия ветра. Не исследовались вопросы влияния ветровой нагрузки, включая динамическую составляющую на основные показатели работоспособности кранов, не учитывались типы кранов, их паспортные характеристики и технологические схемы перегрузочных работ. При этом не исследовалось влияние ветровой нагрузки на поведение груза в пространстве в зависимости от его массы и наветренной площади, не учитывалась векторная природа ветровой нагрузки при исследовании работы механизмов. При определении скорости ветра и назначении рабочих режимов работы кранов и производства погрузочноразгрузочных работ не учитывалась защищенность от ветра причалов и рабочих участков порта естественными и искусственными препятствиями и сооружениями. Отсутствуют научно обоснованные рекомендации по типам и месту установки ветроизмерительных приборов в портах. Не производились натурные испытания кра
нов при вегре, а также опытная эксплуатация кранов при скорости ветра свыше мс. Не производись анемометричсскис съемки в портах с целью составления ветровых карт портов. Настоящая работа посвящена исследованию резервов работоспособности портовых кранов и разработке научно обоснованных методов повышения эффективности использования портовых кранов при повышенных ветровых нагрузках. Исследование резервов работоспособности портовых кранов и обоснование методов повышения эффективности их использования при ветровых нагрузках. Исследование основных параметров ветровой нагрузки и разработка методики расчета портальных кранов на ветровую нагрузку с учетом защищенности причалов и рабочих участков порта естественными и искусственными препятствиями и сооружениями. Разработка математической модели работы портальных кранов при динамическом воздействии ветра. Теоретические исследования основных показателей работоспособности портальных кранов при динамическом воздействии ветра. Обоснование допустимых ветровых нагрузок для рабочего их состояния в зависимости от технологических схем перегрузочных работ, геометрических параметров циклов работы кранов и парусности грузов. Проведение экспериментальных испытаний моделей портальных кранов в аэродинамической трубе. Проведение натурных испытаний и опытной эксплуатации портовых кранов при скорости ветра свыше мс. Разработка методики составления ветровой карты и исследование ветровых режимов портов с помощью анемометрических съемок. Разработка нормативных актов и документов, регламентирующих использование портовых кранов при ветровых нагрузках. Определение техникоэкономической эффективности результатов выполненных исследований.