Система автоматизированного моделирования стрелового крана Монография Омск

В качестве примера на рис. 4.21 и 4.22 представлены переходные процессы при подъеме стрелы длиной 8 м с грузом массой 3 т., длине троса h=3 м. Грузоподъемный кран КС-3577 располагался на горизонтальной опорной поверхности, стрела поднималась от 20 до 50 °.

Сравнительный анализ теоретических и экспериментальных зависимостей показал, что относительные погрешности для разности давлений в выносных опорах составляют: по максимальной амплитуде колебаний А<11 %; по периоду колебаний Т<8 %; по декременту затухания колебаний <6 %; по математическому ожиданию относительно предела измерения датчика давления М<0.3 % (менее 0,2 МПа).

Степень расхождения зависит, с одной стороны, от точности параметров расчетной схемы, с другой стороны, – от технического состояния реальной машины, прежде всего люфтов в шарнирных сочленениях.

Подтверждение адекватности математической модели гидропривода СГК проводилось сравнительным анализом основных параметров переходных процессов включения и отключения гидроцилиндра подъема стрелы. Переходный процесс, полученный при расчете на ЭВМ, сравнивался с процессом, записанным на ленту шлейфового осциллографа. Сравнивались следующие параметры: время чистого запаздывания при включении и отключении, время разгона и остановки штока гидроцилиндра, скорость штока гидроцилиндра в установившемся режиме.

LЦ 10-2, м

8

4

2

Рис. 4.23. Переходные процессы включения и отключения гидропривода стрелового оборудования

100

В качестве примера на рис. 4.23 приведены экспериментальные переходные процессы включения и отключения гидропривода стрелового оборудования, где τв, τo – время чистого запаздывания начала движения штока гидроцилиндра соответственно при включении и отключении гидропривода; tв , tо – время разгона и торможения гидроцилиндра; Lц– ход штока гидроцилиндра.

Расхождение теоретических и экспериментальных значений по времени чистого запаздывания τв и τo не превышает 8 %, расхождение значений времени разгона и торможения менее 9 %; расхождение скорости штока гидроцилиндра Vц Lц не превышает 9 %.

Полученные значения погрешностей позволили сделать вывод о том, что построенная модель стрелового самоходного гидравлического крана с помощью САМ СГК является адекватной реальному грузоподъемному крану.

101

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей монографии подводится промежуточный итог научным исследованиям, проводимым в СибАДИ, по моделированию сложных динамических систем, таких как СГК, с учетом влияния конструктивных и эксплуатационных факторов.

Авторами определена структура стрелового грузоподъемного крана как сложная динамическая система, состоящая из неоднородных подсистем: механической подсистемы, подсистемы гидропривода и подсистемы контроля устойчивости; разработаны математические модели подсистем сложной динамической системы стрелового грузоподъемного крана.

Разработаны методики автоматизированного моделирования подсистем стрелового грузоподъемного крана: механической подсистемы

– методом однородных координат с использованием уравнений Лагранжа второго рода; подсистемы гидропривода – методом гидравлических динамических многополюсников; предложена методика контроля устойчивости стрелового грузоподъемного крана, основанная на вычислении критерия оценки устойчивости по нормальным реакциям опорных элементов.

Разработан программный комплекс автоматизированного моделирования СГК, позволяющий проводить моделирование подсистем с целью исследования рабочих процессов, статики, кинематики и динамики СГК, анализа устойчивости СГК. Система автоматизированного моделирования СГК позволяет оперативно оценивать с помощью ЭВМ функционирование систем СГК и составляющих их подсистем и устройств.

102

Библиографический список

1.Александров М. П. Грузоподъемные машины / М. П. Александров, Л. Н. Колобов, Н. А. Лобов, Т. А. Никольская, В. С. Полковников. – М.: Машиностроение, 1986. – 400 с.

2.Александров М. П. Подъемно-транспортные машины. – Новосибирск: Высш. шк., 1985. – 520 с.

3.Андриенко Н. Н. Пути повышения несущей способности стреловых самоходных кранов: Обзорная информация / Андриенко Н. Н.,

Волчек Н. В., Хасилев В. Л. Серия 1. «Строительные машины» М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1987. – Вып.1. – 48 с.

4.Бенькович Е. С. Практическое моделирование сложных дина- мичес-ких систем / Бенькович Е. С., Колесов Ю. Б., Сениченков Ю. Б.

СПб: БХВ, 2001. – 441 с.

5.Брауде В. И. Справочник по кранам: В 2 Т. Т.1. Характеристики материалов и нагрузок. Основы расчета кранов, их приводов и металлических конструкций / В. И. Брауде, М. М. Гохберг, И. Е. Звя-

гин и др.; Под общ. ред. М. М. Гохберга Л.: Машиностроение, 1988.

–536 с.

6.Васильченко В. А. Гидравлическое оборудование мобильных

машин: Справочник. М.: Машиностроение, 1983. 302 с.

7.Грузоподъемные краны. В 2-х кн: сокр. пер. с нем. / Пер. М. М. Рунова, В. Н. Федосеева; Под ред. М. П. Александрова. М.: Машиностроение, 1981. – Кн.1. – 216 с.; Кн. 2. – 287 с.

8.Иванов В. А. Математические основы теории автоматического регулирования, Т.1. / В. А. Иванов, В. С. Медведев, Б. К. Чемоданов,

А. С. Ющенко; Под ред. Чемоданова Б. К.: Учеб пособие для втузов. М.: Высшая школа, 1977. – 518 с.

9.Иванченко Ф. К. Расчеты грузоподъемных и транспортирующих машин / Ф. К. Иванченко, В. С. Бондарев, Н. П. Колесник, В. Я. Барабанов. – К.: Вища шк. Головное изд-во, 1978. – 290 с.

10.Карасев Г. Н. Методика испытаний при обязательной сертификации экскаватора на устойчивость // Строительные и дорожные

машины. – 2004. № 8. – С. 39-42.

11.Коробочкин Б. Л. Динамика гидравлических станков. М.: Машиностроение, 1976. 240 с.

12.Корытов М. С. Использование нормальных реакций в опорных элементах автокрана для оценки его устойчивости / Корытов М. С., Зырянова С. А. // Межвузовский сборник трудов студентов, аспи-

103

рантов и молодых ученых. – Омск: СибАДИ, 2005. – Вып. 2. – Ч.1. – С. 22-25.

13.Лобов Н. А. Динамика грузоподъемных кранов. М.: Машиностроение, 1987. – 160 с.

14.Медведев В. С. Системы управления манипуляционных роботов / Медведев В. С., Лесков А. Г., Ющенко А. С. – М.: Наука, 1978. – 416 с.

15.Пантюшин С. В. Робототехника и гибкие автоматизированные производства: В 9-ти кн. Кн. 5. Моделирование робототехнических систем и гибких автоматизированных производств: Учеб. пособие для втузов / С. В. Пантюшин, В. М. Назаретов, О. А. Тягунов и др.; Под ред. И. М. Макарова. – М.: Высшая школа, 1986. – 175 с.

16.Приборы и устройства безопасности: (автомобильные краны на спец. шасси автомоб. типа): Учеб.-справ. пособие. – СПб.: СОПАС, 2000. – 320 с.

17.Щербаков В. С. Математическая модель гидравлического привода одноковшового экскаватора // Гидропривод и системы управле-

ния землеройно-транспортных машин: Сб. науч. тр. 2. Омск: СибАДИ, 1974. Вып. 50. С. 11-14.

18.Щербаков В. С. Управляемые делители потока гидрообъемного привода хода дорожно-строительных машин / Щербаков В. С., Бирюков С. Т., Попов А. М., Колмогорцев Б. С.; СибАДИ. Омск, 1984.

8 с.: Деп. в ЦНИИТЭСтроймаше 16.07.1984, № 74сд-84.

19.Щербаков В. С. Математическое моделирование гидроприводов на ЭВМ методом многомерных объектов / Щербаков В. С., Бирюков С. Т., Раац В. Ф. // Проектирование и эксплуатация промышленных гидроприводов и систем гидропневмоавтоматики: Тез. докл. зо-

нальн. конф. Пенза, 1986. С. 18-19.

20.Щербаков В. С. Статическая и динамическая устойчивость фронтальных погрузчиков: Монография / Щербаков В. С., Корытов М. С. Омск: СибАДИ, 1998. 100 с.

21.Юревич Е. И. Теория автоматического управления: Учеб. для студ. высш. техн. учебн. заведений. Изд. 2-е, перераб. и доп. Л.: «Энергия», 1975. – 416 с.

22.Schossan P. Horizontalbewegung schwerer Autocrane durch die Fluidtechnick // Hebereuge und Fordermittel. – 1985. – № 9. – С. 208.

23.Safety in lifting // Cranes today. – 1982. – Jan. – С. 28-29.

24.Тайц В. Г. Безопасная эксплуатация грузоподъемных машин: Учеб. пособие для вузов. – М.: Академкнига, 2005. – 383 с.

104