Нагрузочная способность привода механизма поворота груза с гибкой связью

• Автор: Сухинина, Екатерина Валериевна
• Шифр специальности: 05.02.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 209 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Обзор литературы. Постановка задач исследования
1.1. Основные типы приводов механизма поворота груза с гибкими связями и их анализ
1.2. Расчетные модели приводов механизма поворота с гибкими связями
1.3. Анализ методов исследования динамических нагрузок в приводах механизмов поворота с гибкими связями
1.4. Анализ отказов, возникающих при эксплуатации механизмов поворота груза
1.5. Выводы и задачи исследований
2. Исследование динамических процессов, возникающих в механизме поворота груза с гибкими связями
2.1. Основные предпосылки динамического исследования механизма поворота с гибкой подвеской груза
2.2. Динамические модели системы “механизм - подца - груз” при исследова-нии крутильных колебаний
2.3. Дифференциальные уравнения движения системы “механизм - подвеска - груз” при крутильных колебаниях
2.4. Динамическая и математическая модели системы с гибкой подвеской при подъеме (опускании) груза с применением вертолета
2.5. Динамическая и математическая модели при исследовании маятниковых колебаний
груза, возникающих при его транспортировании вертолетом
Выводы
3. Статические и динамические нагрузки, действующие на элементы механизма поворота груза
3.1. Статические нагрузки в элементах гибкой подвески груза и в приводе
3.2. Динамические нагрузки вследствие крутильных колебаний груза при пуске и торможении механизма
3.3. Динамические нагрузки от действия вертикальных колебаний при подъеме (опускании) груза

3.4. Динамические нагрузки от действия маятниковых колебаний груза
Выводы
4. Исследование методов повышения нагрузочной способности механизма поворота груза
4.1. Методика расчета гибкой подвески груза на прочность с учетом динамического режима нагружения
4.2. Методика расчета элементов привода на прочность и жесткость с учетом коэффициента динамичности нагружения
4.3. Рекомендации по выбору оптимальных параметров механизма поворота и системы гибкой подвески груза
4.4. Конструктивные способы повышения нагрузочной способности элементов
привода и гибкой подвески
Выводы
5. Экспериментальные исследования
5.1. Экспериментальные исследования частоты крутильных колебаний и динамических нагрузок в приводе на стенде №
5.2. Экспериментальные исследования частоты крутильных колебаний на стенде №2
5.3. Экспериментальные исследования динамических нагрузок при пуске и торможении привода на стенде №
5.4. Методика и результаты экспериментальных исследований в производственных условиях
5.5. Экспериментальное определение коэффициента затухания крутильных колебаний при работе привода механизма поворота с гибкой связью
Выводы
Заключение
Литература
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Основной задачей, стоящей перед отечественным машиностроением, является создание современных высокопроизводительных, надежных, экономичных и конкурентноспособных машин и механизмов. Для повышения надежности машин, снижения их массы необходимо использование современных методов динамического расчета на стадии проектирования с учетом всех специфических особенностей машины.
Для механизации подъемно-транспортных и монтажных операций на большой высоте, в труднодоступных горных условиях (монтаж высотных сооружений, радиорелейных вышек, опор ЛЭП и др.) используются вертолеты. При монофилярном подвесе груза (на штатном тросе внешней подвески) поворот груза осуществляют монтажники с помощью расчалок. Однако участие людей в операции поворота груза не всегда возможно из условий их безопасной работы.
Современная технология монтажа оборудования с применением вертолетов должна предусматривать систему азимутальной ориентации груза, включающую в себя гибкую связь (тросовую бифилярную внешнюю подвеску) и механизм поворота (МП), установленный в фюзеляже вертолета. При этом способе монтажа вертолет находится в режиме "висения", а разворот груза в требуемое положение по азимуту осуществляется с помощью МП. Это существенно повышает производительность труда и снижает затраты при монтаже оборудования, исключает или уменьшает применение ручного труда при установке оборудования в проектное положение.
При пуске и торможении привода МП с гибкой связью возникают крутильные колебания, усложняющие установку груза в проектное положение и вызывающие дополнительные динамические знакопеременные нагрузки на элементы привода МП, приводящие к поломкам деталей механизма

1.4.2. Первый отказ был связан с разрушением тихоходного вала червячно-планетарного редуктора в месте его соединения с муфтой, служащей для передачи вращения на промежуточный вал привода МП. Поломка произошла при повороте верхней секции опоры ЛЭП массой щ=4500кг, моментом инерции 1У-11560 кг-м2 вследствие значительной величины начального угла (р0 "закрутки" груза относительно выходного вала МП при отрыве груза от земли. Параметры МП, подвески и груза, а также необходимые данные для анализа причин разрушения вала приведены в Прилож. 1.
Крутящий момент, вызвавший разрушение тихоходного вала мотор-редуктора в опасном сечении, определяется из выражения
Мразр = Рнегго ' О -4-2)
где тв - предел прочности материала вала при кручении;
]¥р нетто - полярный момент сопротивления опасного сечения вала с учетом ослабления двумя шпоночными пазами [21, 46, 90].
Расчеты, приведенные в Прилож. 2, с использованием теоретических зависимостей, полученных в разделах 2, 3 настоящей работы, позволили установить следующее:
- ослабление опасного сечения тихоходного вала мотор - редуктора двумя шпоночными пазами приводит к снижению полярного момента сопротивления сечения вала в 1,3 раза;
- максимальный крутящий момент на выходном валу МП при торможении привода (Мгта.у -69,8 Нм) оказался меньше, чем крутящий момент на этом валу при отрыве груза от земли со значительным начальным углом "закрутки" груза ((ро=Ъ$°',М(сро) =661 Н-м);
- максимальный расчетный крутящий момент на тихоходном валу мотор-редуктора (М = 88,8 Нм) из-за начальной "закрутки" груза превысил величину разрушающего, крутящего момента (Мрзр=80,7 Н-м) на этом валу;