ВСТУП

Основним завданням при проектуванні підйомних машин є створення таких машин, які були б досить продуктивними і надійними в роботі, спожи­вали незначну кількість енергії і виконували підйомні операції із заданою то­чністю. Усі перераховані характеристики можуть бути досягнуті за рахунок вибору їхніх оптимальних конструктивних параметрів, а також оптимальних режимів і параметрів руху приводного механізму.

Під підйомною машиною розуміється електромеханічна система, що служить для підйому вантажу або людей, має канати, орган навивання (бара­бан чи шків тертя), підйомні посудини (скіпи, кліті, вагони, кабіни й ін.) чи причіпні пристрої, електропривод, гальма і системи керування.

Одним із шляхів підвищення продуктивності підйомних операцій є ін­тенсифікація періодів розгону, зупинки і сталого руху підйомної машини. Однак при цьому в її елементах різко зростають додаткові динамічні наван­таження коливального характеру, які необхідно зменшувати до мінімально можливої величини. Для вирішення поставленої задачі необхідні теоретичні й експериментальні дослідження з вивчення силових перехідних процесів у головній лінії передач підйомних машин і розробка методів і способів, що забезпечують створення динамічно досконалих підйомних машин.

Одним із шляхів вирішення цієї проблеми є введення в головну лінію передач підйомної машини різних поглиначів і гасителів коливань і вибір оп­тимальних параметрів жорсткості, інерційності і дисипації, за рахунок яких мінімізуються динамічні навантаження у валопроводі і канатопроводі. Останнє дозволяє підвищити загальний рівень стаціонарних навантажень і реалізувати ступінчасті зовнішні збурення від приводного механізму і підви­щити швидкодію підйомних машин.

Іншим напрямком зниження динамічних навантажень у валопроводі і канатопроводі підйомної машини є вибір режимів руху приводного механіз­му і режимних параметрів. Цілеспрямований вибір режимів руху і режимних параметрів дозволяє знизити енергетичні витрати і використовувати привод меншої потужності.

Для оптимізації режимів руху і режимних параметрів необхідна кількі­сна оцінка перехідних процесів і сталого руху за весь період підйому у ви­гляді одного критерія чи системи критеріїв. В такому разі слід використову­вати локальні й інтегральні динамічні критерії, отримані на основі функціо­нала дії і варіаційних принципів механіки. Ці критерії відображають небажа­ні властивості, якими характеризується підйомна машина в період руху, тому мають мінімізуватися. Інтегральні функціонали (критерії) залежать від різних функцій і параметрів режимів руху. Відповідний вибір цих залежностей і параметрів дозволяє мінімізувати функціонали і поліпшити ті чи інші властиво­сті машини.

ЗМІСТ

Розділ 1. Аналіз науково-технічної інформації……………………………….4

1.1 Аналіз інформації за літературними джерелами……………….………....4

1.2 Аналіз інформації з інтернету…………………………………….………..6

Висновок………………………………………………………….…….……….10

Розділ 2. Опис об’єкту дослідження…………...………………..…………….10

2.1 Будова і принцип дії…………………………………………….………….10

2.2 Циклограма роботи пристрою………………………………………..……14

2.3 Технологічна система застосування пристрою……………….…………..15

Розділ 3. Моделювання функціонування пристрою…………….……...…….17

3.1 Методико-математична модель…………………………….…….……..…17

3.2 Розрахунки та побудова графіків…………………………….…………….25

Висновки……………………………………………….……………….………..36

Перелік посилань…………………………………..…………………………….37

РОЗДІЛ 1. АНАЛІЗ НАУКОВО – ТЕХНІЧНОЇ ІНФОРМАЦІЇ

1.1 Аналіз інформації за літературними джерелами

У підйомних машинах розглядаються силові процеси, що включають: зовнішні збурення, силові стаціонарні сталі і несталі (коливальні) процеси, що діють у головній лінії передач. Ці силові процеси взаємозалежні, однак для кожного процесу можуть бути виділені найбільш характерні критерії якості, що повною мірою характеризують той чи інший процес. За цими кри­теріями може проводитися оптимальний техніко-економічннй синтез підйо­мних машин. Оптимальним силовим процесам відповідають оптимальні ре­жими руху і конструктивні параметри підйомних машин. Під оптимальними силовими процесами будемо розуміти такі, яким відповідає екстремальне (мінімальне чи максимальне) значення деякого критерію, представленого у вигляді функціонала (функції, що залежить від функції) цілі.

Нестаціонарні силові процеси в головній лінії передач підйомної ма­шини можуть бути визначені декількома показниками якості [5]: темпом за­гасання коливань - критерії узагальнений декремент коливань" і швидкість загасання коливань"; максимальною амплітудою коливань - кри­терії коефіцієнт динамічності" і максимальне відхилення; ступенем на­ближення коливального процесу до бажаного процесу — критерії інтегральне квадратичне відхилення і абсолютне максимальне відхилен­ня"; тривалістю загасання коливань - критерій час загасань; ступенем впливу на працездатність різних вузлів - критерії втрата втомної міцності і зниження довговічності; витратами механічних засобів - критерії у вигляді дій [12], що можуть бути представлені критеріальними діями, пи­томими діями, безрозмірними питомими діями і коефіцієнтами корисної дії за різними мірами руху чи впливу.

Стаціонарні силові процеси в головній лінії передач оцінюються за різницею припустимого і дійсного навантажень у ланках критерієм "резерв міцності" [1].

Аналіз проведених досліджень за допомогою розглянутих критеріїв по­казує, що останні досягають мінімальних значень усередині чи на границі об­ласті припустимих значень варійованих параметрів [3].

Від закону зміни зовнішніх впливів, що діють на головну лінію передач з боку електродвигуна, залежить вартість електроустаткування і споживаної електроенергії, час циклу роботи підйомної машини й ін. і, як результат, про­дуктивність, надійність і економічність підйомної установки. Зовнішні збу­рення оцінюються декількома показниками якості: вартістю однієї тонни ва­нтажу, що піднімається, — критерій "питомі приведені витрати"; тривалістю роботи підйомної установки - критерій "час циклу"; величиною ефективної потужності електродвигуна — критерій "ефективна потужність"; темпом за­гасання коливань — критерій " швидкість загасань"; максимальною ампліту­дою коливань - критерій " коефіцієнт динамічності" [10] і ін.

При встановленні закону зміни зовнішніх впливів апріорі приймається, що сучасний електропривод може реалізувати такі керування підйомною ма­шиною, що забезпечують у часі і діаграму швидкості V у вигляді криволіній­ної трапеції (рис. 1.1). При цьому бічні сторони цієї трапеції можуть бути представлені прямими лініями 1, параболами 2 чи кривими більш високих порядків 3. У свою чергу, одному із зазначених законів зміни швидкості у ви­гляді прямолінійної трапеції відповідають постійні, прикладені ступінчасто зовнішні збурення (рис. 1.2), що задовольняють при обмеженнях на режимні, параметри умові максимальної швидкодії механічної системи по керуванню

[5, 7,8, 12].

Рис. 1.1. Можливі діаграми швидкості підйомної машини

Рис. 1.2. Постійні, прикладені ступінчасто, зовнішні збурення

Можливість реалізації такого типу збурень визначається у першу чергу можливістю зменшення коливань силового перехідного процесу в ланках лі­нії передач за рахунок підбору оптимальних динамічних параметрів (жорсткісних, інерційних і дисипативних), що відповідають мінімальному коефіціє­нту динамічності і максимальній швидкості загасання коливань [5].