ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.07.2024
Просмотров: 72
Скачиваний: 0
или путь движения поворотного механизма и среднесменный под нимаемый груз Qcp.'cm, но при этом среднесменное время цикла будет иное, чем в любой фактической скоростной диаграмме. В расчетной оптимальной диаграмме максимальная скорость цик ла v2, ускорение аь замедление п3 должны быть максимально допустимые. Исходя из того, что Я ор.см и Qcp.CM определяются общей технологией работ стреловых самоходных кранов, их кон кретные значения не могут быть изменены, если не изменена тех нология строительных работ на площадке. Наиболее радикаль ным средством была бы специализация кранов по видам выпол няемых работ. При ручном управлении краном величины а\, аз
Рис. 7. Скоростная диаграмма и = {(():
а— среднесменная и расчетная; б — пятигтернодная; в — шестнпернодная
иVi зависят от машиниста и обычно бывают меньше максималь ных. При максимальных значениях v2, а\ и аз время Тр будет меньше времени цикла среднесменной скоростной диаграммы. Исходя из площади среднесменной скоростной диаграммы, рав
ной среднесменной высоте # ср.см, имеем # ср.см = h\ -Ь /г3 + |
vzp.zJi |
и Яср.см = h\ + Нз + Vito> причем hi + /г3 = Уср.см/2аср.см |
и hi + |
+ h3 — v2j2aM, поэтому аср.сы!аср.ш + vcp.zut2 = v2laK+ v 2ti.
Отсюда легко определить время равномерного хода расчет ной скоростной диаграммы
f |
— |
д м + рср.см h |
|
|
tlo |
Параметр t"2 при максимальном значении v2 определяет h2, а й1, а3 и v2 обусловливают параметры tlt t2, hi и h2 расчетной
скоростной диаграммы. |
|
|
На рис. |
7, а изображена расчетная среднесменная .скоростная |
|
диаграмма, |
а также время t\ и £Ср.см- |
Нагрузочная диаграмма |
определяется исходя из значений Qср.см, |
и а3. |
Среднесменная расчетная скоростная диаграмма является ос новным критерием качества работы крана. Однако когда кран является универсальной машиной и может работать на предель-
14
ных нагрузках, при проектировании кранов надо исходить из его максимальных возможностей.
Фиктивная скоростная диаграмма отличается от расчетной тем, что подъем максимального груза QMпроизводится на макси мальную высоту # м при паспортной (максимальной) скорости v2 и минимальном вылете стрелы. Число фиктивных подъемов за смену
= Q s /Q M ^действ»
где Qs — масса груза, фактически поднятого краном за смену, Причем ДдействЛгф 2,2 -т- 3,0 И ПдействМор.см = 1,2 — 1,8.
Фиктивная диаграмма не соответствует расчетной средне сменной диаграмме. Она необходима лишь для проверки работы привода на особых режимах (при максимальном грузе и макси мальной высоте # м) .
Нами за исходное принята среднесменная расчетная скорост ная диаграмма, обоснованная экспериментальными данными, ко торые через определенное время (каждые 3— 5 лет) должны кор ректироваться. Она является основой для учета ряда принципи альных положений. Время цикла работы стрелового самоходного крана, равное Тр + П = Тц, резко разделяется на паузу Я, кото рая целиком зависит от организации работ на строительной пло щадке и обусловливает характер циклограммы работы крана, и на собственное время работы электропривода крана Тр, на кото рое воздействуют многие параметры, в том числе и возмущаю щие внешние факторы. Однако в основном, как легко доказать, Тр = H/v2 + v2ja и при Я = const и v2 = const Тр — есть функция ускорения (замедления). Математические ожидания ускорения и скорости должны быть увеличены до оптимальных (среднесмен ных расчетных) значений, а сам процесс разгона и замедления должен быть обусловлен системой управления так, чтобы он был оптимален (см. § 6, гл. 1). Автоматические системы управления могут изменять произвольные скоростные диаграммы разгона и замедления и обеспечивать жесткий заданный график скорости.
С увеличением ускорения и замедления, а также среднесмен ной скорости производительность крана возрастает. Эксплуата
ционная производительность крана в т за смену |
|
Дэсм = 6,82kQn = 6,826(360/7^ = А 1/Гц, |
(1) |
где 6,82 — усредненная продолжительность работы крана |
в те |
чение смены в ч: 6 — 6Г6В— обобщенный коэффициент; 6Г и 6В— коэффициент использования крана соответственно по грузоподъ емности и по времени; Q — грузоподъемность крана в т при дан ном вылете стрелы; п = 60/Тц— количество циклов за 1 ч рабо ты; Гц — время одного цикла в с; А — постоянный коэффициент,
равный 6,82 X 60 6Q. |
механизма крана |
Время цикла подъемного (поворотного) |
|
ГЦ= Г Р + Я = 7 > . |
(2) |
15
Для трехпериодной скоростной диаграммы, если |
= |
а3 = а, |
|
Тр= H/v2+ v2/a.. |
|
(3) |
|
При постоянных для 'данного' цикла значениях Н и v2 время |
|||
Тт>= f (а), поэтому Д = f (а), где |
= 60 X 6,82kQ -------- . |
|
|
|
|
аН /v2 |
|
Таким образом, производительность крана зависит от ускоре |
|||
ния н замедления (от периода замедления и ускорения), |
от на |
||
чертания скоростной диаграммы |
электропривода и |
механизма |
крана. Однако это будет полностью верно, если величина Я от носительно соизмерима с величиной пути ускорения и замедле ния. При максимальном значении Я максимальный груз подни мают при минимальном вылете стрелы крана. Время ускорения /1 и замедления t3 (торможения) и время равномерного хода t2 далеко не одинаковы. При работе крана грейфером время разго на и замедления больше, чем to. Например, для крана К-255 вре мя разгона (7 с) и торможения (7 с) от времени равномерного хода (6,33 с) составляет 221%. В общем случае время разгона и
замедления не превышает 20% |
времени равномерного хода, а ес |
ли учесть, что подъемная лебедка лишь в отдельных (не более |
|
15% случаях) поднимает груз на высоту Я, равную максималь |
|
ной, то отношение (ti + iz)/t2 X |
100 будет еще больше и достиг |
нет 50—70%. |
|
Соотношение между временем (/1 + t3) и U и анализ этого со отношения являются основными при решении вопросов повыше ния производительности и качества работы крана. Очевидно, что сокращать время позиционирования (t1 + t3) вряд ли целесооб разно при весьма продолжительном времени t2. С другой сторо ны, при малом значении t2 и большой паузе уменьшать время (t1 + t3) также не всегда рекомендуется.
Определить производительность стреловых самоходных кра нов довольно сложно. Для этого должно быть использовано зна чительное количество экспериментального статистического мате риала. Среднее время цикла позиционирования для серии подъ емных и поворотных операций может быть вычислено как мате матическое ожидание случайной величины времени цикла пози ционирования для одной операции.
Значения tu t2 и U (щ, а3 и vu v2 и vz), рассматриваемые с точки зрения процесса позиционирования, являются результатом совместного действия весьма большого количества случайных факторов. Случайные колебания указанных величин описывают ся нормальным законом распределения, плотность вероятности которого
|
1 |
(х—а)2 |
fix) |
2аг |
|
а /2 л |
|
|
|
|
где а — значение х, при котором f (х) имеет максимальную ве личину.
16
Эти случайные ф,акторы влияют на форму кривой скорости, начертание ускорения и замедления, на тормозные режимы, мо менты и зависят в основном от работы машиниста и организации работы крана на строительной площадке. Однако организация работы крана отражается в основном на паузе, уменьшение ко торой здесь не рассматривается, так как исследуется производи тельность цикла крана npri наименьшей возможной паузе.
На время Тр влияют многие факторы, в том числе и внешние, но как доказано, Гр является функцией ускорения и замедления. В этой связи конкретные предельные значения этой величины и ее производных (рывка, ощущения) имеют принципиальное зна чение. Скорость подъема установлена ГОСТом 9692—71. Время разгона 11 для кранов поэтому обусловливает в конечном итоге величину ускорения и является функцией следующих парамет ров: перегрузочной способности двигателя, резкого изменения числа оборотов дизеля при нагрузке, выбранной мощности дизе ля, перегрузочной способности основных деталей крапа. Перегру зочная способность двигателей постоянного тока для больше грузных кранов у ~ 2, Для крановых двигателей переменного то ка у ~ 2 -н 2,5. Следовательно, максимально допустимые ускоре ния можно определить из выражения ГПд = Q + am, откуда а = = {Fx>y)lm — Qlm, где Гпд = yFn = уГ3; F3, Fu, Гд — пусковое, но минальное и эквивалентное усилия, развиваемые двигателем. За менив Гэ = Qtp, где ф — коэффициент, характеризующий превы шение эквивалентной мощности над статической, получим мак симально допустимое ускорение груза, определенное по перегрузочной способности двигателя, а = Q/тпф (у — 1). Приняв
Y = 2, ф = 1,2, получим а = 1,4 Q/m.
Масса вращающихся элементов привода, приведенная к гру-
зу;
где GDznр-— приведенная маховая масса; й — передаточное число редуктора; г2 — передаточное число полиспаста; D6— диаметр ба
рабана лебедки; g — ускорение свободного |
падения. |
m2) = |
0,116, |
Для крана К-255 при й = 44 и н = 6 |
Q /(m s + |
||
где пг2— масса груза. Для крана К-63 при й = 87,6, i2 = |
6 Q = |
= 63 000 кг, Q/(mi + m2) = 0,27. Для крана К-1001 при й = 87,6,
k = Ю Q/(/7i! + |
m2) = 0,064. Поэтому для.крана К-255 а — 1,4 X |
X 0,116 = 0,116 |
м/с2, для крана К-63 а —0,39 м/с2 и для крана |
К-1001 а ~ 0,1 м/с2. Таким образом, для большегрузных кранов предельное ускорение равно 0,1—0,4 м/с2.
При нагрузке число оборотов дизеля уменьшается примерно на 20%, т. е. линейная скорость снижается до 0,8 ар, а ускорение
до 0,8ар, где ор и и р — расчетные значения скорости и ускорения.
17
Для большегрузных кранов отечественного производства, ра ботающих на постоянном токе, ускорение обусловливается мощ
ностью дизеля. Динамический момент для крана К-255 |
Мдин = |
||
_ |
Q£)2n |
|
” |
-----пуст_^ |
где ^ ПрИНЯТ0 равным 7, с. При GD2 = 5,82 кг •м2 |
||
|
375 |
|
|
и /густ = |
1460 об/мин ЛГдан = 3,24 кгс •м или РД|Ш= |
^Д|1Н'гус1 х |
X 1,36 = |
8,55 л. с., причем т] = Т1д = 0,88 и Р при Рст= |
975г)ГЛд |
72,63 рав |
на 81,18 л. с. Если /| = 2 с, МД1Ш=11,3 кгс-м и РД1Ш= 30 л. с.,
что обусловливает при Рот = 72,63 л. с. мощность Р = 102,63 л. с.,
в то время как дизель выбран типа АМ-41 |
мощностью 85 |
л. |
с. |
|
при 1700 об/мин; при |
этом ускорение |
а = v/t = 0,127 |
: 7 |
= |
= 0,0183 м/с2, ti = 2 с а = |
0,064 м/с, т. е. в 3,5 раза больше |
рас |
||
четного. |
|
|
|
|
Для крана, работающего на переменном токе, грузоподъем ностью 63 т максимальная скорость подъема 0,15 м/с (9 м/мин). При времени разгона 3,1 с ускорение а = 0,0485 м/с2. При мини мальной скорости опускания груза v — 0,0275 м/с (1,65 м/мин) замедление а — 0,00886 м/с2. Для крана К-162 скорость подъема
равна 7,9 м/мин (0,131 м/с), |
время разгона 1,2 с, |
ускорение |
0,11 м/с2. Математическое |
ожидание ускорения |
составляет |
0,006 м/с2. Таким образом, линейные ускорения при подъеме гру зового каната с номинальным грузом лежат в пределах 0,02— 0,05 м/с2 для большегрузных кранов, а для кранов таких как К-162 они достигают 0,15 м/с2. Это подтверждается также на рис. 1. При грейферной работе для кранов на постоянном токе
(К-255) v = 45 м/мин и а = 0,11 -=- 0,15 м/с2.
Необходимо подчеркнуть, что величины ускорения, рывка и ощущения являются сугубо средними (в проектах принято, что ускорение есть максимальная скорость, разделенная на время всего периода разгона). В действительности же значения их ко леблются около средней величины и в период пуска в 1,3— 1,5 ра за превышают средние (см. рис. 1). Отработка цикла Тр путем оптимизации режимов электропривода и автоматизации системы управления — одна из задач, которая вытекает из рассмотренных положений и экспериментальных данных.
В связи с тем, что высота подъема груза для кранов не яв ляется значительной (при высоте подъема 10— 18 м) по сравне нию с отрезками пути при разгоне и замедлении (для электро привода поворота она вообще конкретно определена), то увели чением ускорения и замедления, а также среднесменной скорости уменьшается время Гр, повышается к. п. д. цикла г), снижается удельный расход электроэнергии и увеличивается производитель ность крана. Следует подчеркнуть, что задача об увеличении среднесменного значения Я или среднесменного груза QCp.cM здесь не ставится.
Важнейшим элементом цикла является также скорость под хода груза к точке его останова. Необходимо различать некото-
18