Виявлення причин зміни зазору між частинами барабана в процесі роботи підйомника. Розробка алгоритмів визначення зміни зазору від дії різних навантажень. Визначення раціональних параметрів розрізного барабана підйомника на основі проведених досліджень.
Аннотация к работе
Через конструктивні особливості ПРБ необхідною умовою їх стабільної, безаварійної роботи є забезпечення такої припустимої величини зазору між частинами барабана, що змінюється під час підйому вантажу, яка виключає можливість затиснення каната в щілині при його переході через розріз. Таким чином, виникає необхідність виявлення нових закономірностей впливу навантажень у механічній системі ПРБ і параметрів барабана на зазор між його частинами, що змінюється під час роботи, для раціонального проектування і безаварійної експлуатації підйомників даного типу. Дисертаційна робота відповідає науковим напрямкам кафедри проектування та експлуатації технологічних систем машинобудування (до 2000 р. кафедра підйомно-транспортних машин і прикладної механіки) Української інженерно-педагогічної академії (УІПА), кафедри будівельних, колійних і вантажно-розвантажувальних машин (БКВРМ) Української державної академії залізничного транспорту (УКРДАЗТ) за пріоритетним напрямком науки і техніки "Екологічно чиста енергетика і ресурсозберігаючі технології" (програма "Підвищення надійності та довговічності машин і конструкцій" приведена в постанові Верховної Ради України №2705 від 16.10.92 з наступними доповненнями). Робота також виконувалася відповідно до плану тематичних держбюджетних науково - дослідних робіт УІПА: “Експериментальні дослідження деформації елементів органів навивання на фізичних моделях” (1996 р.), “Визначення деформації органів навивання натурних зразків підйомників на основі теорії подібності” (1997 р.), “Визначення деформації елементів органів навивання підйомників аналітичним і чисельним методами” (1998 р.), УКРДАЗТ: “Дослідження динаміки підйомника з розрізним барабаном” (1995, 1996 р.р.). Методи дослідження - аналітичний: математичне моделювання динамічних перехідних процесів у механічній частині ПРБ для визначення максимальних навантажень і умов виникнення резонансних явищ; математичне моделювання вала та оболонки барабана для визначення їхніх деформацій від відомих навантажень; чисельний: інтегрування диференціальних рівнянь; кінцево-елементного аналізу: комп‘ютерне тривимірне моделювання оболонки барабана для визначення деформацій у випадках, що не піддаються аналітичному розв‘язанню; експериментальний: виміри деформацій на промисловому зразку піднімальної машини і на зменшених моделях барабана (фізичне моделювання) для оцінки адекватності результатів розрахунків; подоби: перенесення на натуру результатів експериментів на фізичних моделях барабана; статистичний: обробка результатів експериментів і оцінка адекватності теоретичних рішень.Виникла необхідність у визначенні раціональних параметрів барабана з урахуванням різних видів навантажень, у тому числі тих, що виникають в умовах сумісних поперечних коливань вала, крутильних коливань валопроводу і подовжніх коливань канатів. У відповідності зі схемою введені позначення: , , - дискретні маси частин барабана, що беруть участь у поперечних коливаннях вала, кг; , , - сили тяжіння, Н; , , - вертикальні складові натягів струн канатів, Н; , , - координати вертикальних переміщень дискретних мас (прогини вала), м; , , …, - моменти інерції ротора електродвигуна, редуктора, заклиненої і переставної частин барабана, кінцевих вантажів, ; , , …, - крутильні жорсткості пружних ланок, ; , , ..., - кути повороту дискретних мас, рад; , , ..., - приведені моменти сил пружності ланок, ; , , ..., - зовнішні моменти від двигуна, гальм та кінцевих вантажів, . Вона обєднує барабан на валу як дискретну масу на двоопорній балці (перша парціальна ланка) та ротор двигуна , барабан , кінцевий вантаж як дискретні маси крутильної системи (друга парціальна ланка). З використанням відомих критеріїв оцінки впливу перехідних електромагнітних процесів на коливання в механічній системі (Л.І.Цехновича, В.І.Ключева, Д.А.Камінської) встановлено, що цим впливом можна знехтувати, а зовнішнє збурення з боку електропривода слід прийняти східчастим у вигляді постійного миттєво прикладеного моменту, як гірший випадок з точки зору швидкості наростання найбільш інтенсивних коливань у вало-канатопроводі. Система диференціальних рівнянь, що описує сумісні поперечно-крутильно-подовжні коливання вало-канатопроводу, має вигляд : де - коефіцієнти поперечної жорсткості вала, с-2; - коефіцієнт, що враховує положення каната на заклиненій частині барабана; , - кути нахилу струн канатів до горизонту, °; - радіус навивки барабана, м.У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове розв‘язання наукового завдання, що виявляється у визначенні раціональних параметрів розрізного барабана підйомника з урахуванням динаміки перехідних процесів у вало-канатопроводі, з метою забезпечення такої допустимої величини зміни зазору між частинами барабана у процесі роботи, яка виключає можливість аварії з причини затиснення каната у щілині при його переході через розріз. Зазор між частинами барабана, який за технічними вимогами у ненавантаженому стані повинен знаходитись у межах 3…5 мм, може збільшуватися у