Файл: Контейнерная транспортная система..pdf

линейный вариант системы, так как сухое трение, как установле­ но исследованиями, способствует стабилизации системы.

Путем приведения линеаризованных уравнений системы к ка­ нонической форме выбираются переменные, существенно влияю­ щие при варьировании кд на переходный процесс. Затем, рас­ сматривая уравнения для этих существенных (переменных, выби­ рается значение кя из условия максимального значения степени устойчивости ц;

г) = m in ( R c л, ),

где Хг—г'-ый корень характеристического уравнения системы. Решение линеаризованных уравнений дает возможность по­ лучить окончательные формулы, определяющие параметры гид­

равлического демпфера:

где г — радиус цилиндрического канала дросселя гидродемп­ фера;

L— длина канала;

ц— коэффициент динамической вязкости (кг-сек/см2). Предложенная методика расчета использовалась при проек­

тировании поворотного механизма с гидравлическим демпфером. Поворотный механизм (рис. 112) рассчитан на использование в комплексе с автостропами для контейнеров и другими грузоза­ хватными устройствами. Он состоит из электродвигателя, плане­ тарного редуктора, электромуфты, траверсы с блоками, откры­ той зубчатой передачи и гидравлического демпфера. При вклю­ чении электродвигателя одновременно включается электриче­ ская муфта, обеспечивая соединение несущего вала с выходным

валом редуктора. Одновремен­ но через открытые зубчатые передачи с одинаковой ско­ ростью вращаются корпус и вал демпфера. По окончании поворота электродвигатель и муфта отключаются, причем вал демпфера оказывается со­ единенным с несущим валом поворотного механизма, а кор­ пус жестко связан через ре­ дуктор и электродвигатель с траверсой. При вращении гру­ за, находящегося на выходном валу, вращается лопасть гид­ родемпфера, благодаря чему

254

В ЦНИИ МПС были .проведены испытания поворотного ме­ ханизма в комплексе с захватом для контейнеров. В процессе испытаний менялась высота подвески механизма, масса груза на выходном валу, заданный угол поворота, величина открытия перепускного отверстия, вязкость масла в гидродемпфере. Кро­ ме того, испытаны пружины кручения различной жесткости. Для сравнения при тех же условиях замерялось время естественного затухания колебаний груза при отсутствии демпфирования (с по­ стоянно включенной электромагнитной муфтой). Время гашения колебаний груза с помощью поворотного механизма с гидро­ демпфером по сравнению с временем естественного затухания колебаний сокращается в 6—15 раз. Особенно эффективна рабо­ та гидродемпфера при малых углах поворота (до 15—20°), что

•практически особенно важно при наводке автостропа и установ­ ке груза в требуемое место. В этом случае время естественного затухания колебаний не уменьшается по сравнению с большими углами поворота, напротив, оно несколько возрастает, . так как при малых углах поворота отключение двигателя происходит, как правило, в момент наибольшего закручивания троса. Про­ должительность же колебаний при использовании демпфера уменьшается в 10—15 раз.

Столь же эффективно использование демпфера при работе поворотного механизма в импульсном режиме, под которым под­ разумевается включение двигателя через некоторые интервалы

не менее сложной, чем гашение'крутильных колебаний, а'ее ре­ шение создает условия для стабильной работы кранов оборудо­ ванных механическими и автоматическими захватами.

Комплексное решение проблемы демпфирования крутильных и маятниковые колебаний является также необходимым услови­ ем автоматизации технологических операций на контейнерных пунктах и других грузовых объектах.

ВЦНИИ МПС на простых моделях были проведены экспери­ ментальные исследования характера колебаний и возможных способов их демпфирования.

Вкачестве основного принципа гашения колебаний делалась попытка применить новый способ, основанный на том, что во время колебаний ветви тросов меняют свою длину. Поставив до­

полнительные блоки, связанные с основной блочной подвеской, и приняв меры к увеличению трения в этих блоках, очевидно, можно за счет этого гасить энергию колебаний.

На моделях исследовались два основных варианта размеще­ ния Демпфирующих блоков (схемы / и II на рис. 113) при изуче­

2 5 5

нии способов демпфирования колебаний в направлении, совпа­ дающем с направлением перемещения крана, и один вариант (схема III) — в направлении, совпадающем с направлением пе­ ремещения тележки (тельфера) крана. В дополнение к этим схе­ мам проверялись также схемы, где жесткие связи 4 были заме­ нены упругими связями в виде пружин.

При проведении эксперимента менялся ряд параметров мо­ дели; высота подвески hi, расстояние по высоте между демпфи­ рующими и несущими блоками /г2, расстояние между осями демп­ фирующих блоков а и расстояние между точками закрепления тросов Ь. Размерные параметры модели следующие: диаметр .не­ сущих блоков 60 мм, диаметр демпфирующих блоков 30 мм, мас­ са груза 20 и 25 кг, длина подвески от 690 до 1140 мм, величина h менялась от 0 до 175 мм (через каждые 25 мм), величина а принималась равной 40 и 60 мм. В процессе эксперимента замерялось число полных колебаний груза и время их зату­ хания.

Анализ полученных экспериментальных данных показал, что на время гашения колебаний влияют следующие факторы.

Величина разноса тросов в месте их крепления (расстояние b на рис. 113). Причем с увеличением этого расстояния время гашения колебаний существенно уменьшается.

Изменение длины подвески hi (с увеличением hi время гаше­ ния колебаний увеличивается).

Изменение расстояния между демпфирующим и несущими блоками по высоте (уменьшение /г2 способствует гашению ко­ лебаний).

Рис. 113. Схемы моделей для исследований маятниковых колебаний груза:

/ — несущие блоки; 2 — демпфирующие блоки; 3 — тросы; 4 — жесткие тяги; 5 — груз

256

Изменение расстояния между демпфирующими блоками а. Лучший эффект гашения колебаний достигается при затор­

моженных демпфирующих и свободных несущих блоках. Допол­ нительное торможение несущих блоков ведет к увеличению .вре­ мени гашения колебаний.

Эксперименты позволили получить лишь качественную кар­ тину, характеризующую влияние различных условий на степень демпфирования колебаний. Однако она дает возможность опре­ делить принципы создания гасителя колебаний. В основе этого принципа лежит применение демпфирующих 'блоков с сухим тре­ нием, гасящим в них энергию колебаний. Естественно, более ра­ циональным является замена сухого трения на вязкое, однако это приводит к усложнению устройства.

На основе указанных принципов ПТК.Б ЦП МПС разработа­ ло конструкцию поворотного механизма, объединяющую гидро.- демпфер для демпфирования крутильных колебаний и гаситель маятниковых колебаний. Его поворотный механизм (рис. 114). состоит из: цапфы 2 с двумя блоками вертикального вала 6, элек­ тромагнитной муфты 4, планетарного редуктора 3, электродви­ гатели 1. К цапфе при помощи фланцев с одной .стороны крепит­ ся демпфирующее устройство, с Другой стороны присоединен пла­ нетарный редуктор с вертикально прифланцованным к нему элек­ тродвигателем. Выходной вал редуктора оканчивается шестер­ ней 5, входящей в зацепление с колесом 9, выполненным как од­ но целое с корпусом электромагнитной муфты 4. С другой сторо­ ны колесо 9 входит в зацепление с шестерней 12 корпуса гпдроцнлппдра. На вертикальный вал 6 насажено колесо 8, входящее в зацепление с шестерней 11, сидящей на выходном валу 10 демп­ фирующего устройства. Вертикальный вал через упорный ша­ риковый подшипник опирается на цапфу. Нижний утолщенный

Для обеспечения гарантированного соединения на вал наде­

смонтирован на вертикальном валу 10. На нижний конец вала насажена шестерня 11, на верхний конец — две пружины кру­ чения 14 для установки лопасти гидроцилиндра в нейтральном (среднем) положении. На цапфе 2 крепится нижний гаситель 18, в основном гасящий колебания груза и поворотного устрой­ ства, возникающие при торможении крана в направлении его движения.

На тельфере вместо уравнительного блока подвешивается верхний гаситель колебаний 19, предназначенный в основном для гашения колебаний, направленных вдоль балки и возникающих при торможении тельфера.

Нижний гаситель ко­ лебании (рис. 115) состо­ ит из двух кронштейнов 20, укрепляемых на хво­ стовиках валов цапфы 2. На каждом кронштейне смонтировано по два вра­ щающихся ролика 16, связанных со звездочка­ ми 21 через шпонки. В верхней части кронштей­ на установлен шлицевой вал 24 со смонтированны­ ми на нем двумя тормоз-

ными электромагнитаыми

муфтами 23 типа ЭМ-32. С дисками каждой из муфт связаны втулки, на которых укреплены брон­ зовые шайбы и между ними звездочки 22, зажи­ мающиеся шайбами с помощью тарельчатых пружин и гаек. Звездочки 21 и 22 связаны между собой втулочно-роликовой цепыо 17.

Верхний гаситель колебаний 19 монтируется

вместо уравнительного блока тельфера. Он состоит из двух кронштейнов, между кото­ рыми на валиках посажены два блока, тормозящихся бронзо­ выми шайбами и тарельчатыми пружинами. Регулировка нажа­ тия пружин обеспечивается регулировочными болтами.

Питание электродвигателя головки производится от сети крана кабелем через верхний штепсельный разъем 15. Питание электромагнитных муфт 4 и 23 производится также от сети кра­ на, но через выпрямительное устройство и тот же верхний штеп­ сельный разъем 15, минуя токосъемник.

Питание подвешенных к головке приспособлений осуществ­ ляется от этого же штепсельного разъема через токосъемник с шестью контактными кольцами.

От токосъемника ток по проводам, пропущенным через ка­ нал в вертикальном валу, подводится к нижнему штепсельному разъему, откуда обеспечивается питание приспособлений пере­ менным и постоянным током.

При включении приводного электродвигателя одновременно включается и электромагнитная муфта 4, передавая вращение

258

муфты 4 шестерня 5 останавливается, тормозя через колесо 9 шестерню 12 корпуса гидроцилиндра, а продолжающийся вра­ щаться вал 6, вращая вал' 10 гидроцилиндра, поворачивает его вместе с лопастыо 13 относительно корпуса гидроцилиндра и закручивает одну из пружин 14. Масло, находящееся внутри гидроцплиндра, перетекает из одной полости в другую через ка­

обжимающие обе ветви грузового каната при спуске или подъ­ еме груза, свободно вращаются на осях вместе со втулкой. В это время электромагнитные муфты 23 выключены. По оконча­ нии подъема или спуска муфты 23 автоматически включаются и стопорят втулки с шайбами. В момент появления колебаний

о бронзовые шайбы быстро тормозят ролики 16, гася тем са­ мым возникшие колебания.

В верхнем гасителе энергия колебаний гасится торможени­ ем самих блоков путем трения о неподвижные шайбы.

9* 259’

4. Дроблены комплексной автоматизации перегрузочных операций

Прогресс в области разработки средств автомати­ ки, телемеханики и вычислительной техники, а также внедрение

систем. Для этой цели необходимо создание новых типов подъ­ емно-транспортных машин с регулируемым приводом, обеспечи­ вающим точную остановку их в заданном месте; захватных устройств с автоматической наводкой; комплекса управляющих устройств, включая средства связи, для программного управ­ ления подъемно-транспортными машинами; устройства для ав­ томатического считывания номеров контейнеров, а также реше­ ние проблем демпфирования крутильных и маятниковых коле­ баний, автоматического определения координат контейнеров, находящихся на подвижном составе, относительно координат контейнерной площадки и получения предварительной информа­ ции о прибывающих на контейнерную площадку контей­ нерах.

Перечисленные проблемы связаны с существующими спо­ собами перегрузки .контейнеров с помощью известных типов подъемно-транспортных машин. Однако в принципе возможны другие, коренным образом отличные решения с применением принципиально новых технических средств, обеспечивающих комплексную автоматизацию операций. Так, за рубежом для железнодорожных и автомобильных контейнерных пунктов раз­ работаны проекты высотных автоматизированных складов, схе­ ма одного из которых приведена на рис. 116.

Склад, названный «Multi — Rolostore», представляет собой башню с ячейками, расположенными по ее окружности и вы­ полненными из предварительно напряженных бетонных конст­ рукций. Установка контейнеров в ячейки осуществляется с по­ мощью автоматического лифта, снабженного передаточным уст­ ройством. Конструктивно отдельные башни могут объединяться в комплексы из нескольких складов, что приводит к значитель­ ной экономии складской площади. Нижний этаж башни сделан открытым для въезда автомобильного и железнодорожного транспорта. Все процессы на складе полностью автоматизиро­ ваны, причем управляющие команды для исполнительных уст­ ройств выдаются ЭВМ.

Концентрация контейнеропотоков в ограниченном количест­ ве морских портов, ввод в действие сверхмощных судов-контей­ неровозов требуют коренного изменения технологических схем переработки контейнеров с созданием полностью автоматизи-

2 6 0