Анотація до роботи:

Дорохов М.Ю. Динамічне гасіння коливань мостових кранів із використанням хвильових ланцюгових передач. Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.05 - „Піднімально-транспортні машини”. - Донбаська державна машинобудівна академія, Краматорськ, 2007.

Захист відбудеться на засіданні спеціалізованої вченої ради К64.108.02 в Українській інженерно-педагогічній академії за адресою: 61003, м. Харків, вул. Університетська, 16.

Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної задачі - підвищенню технічного рівня мостових кранів на основі розробки нової конструкції механізмів підйому вантажу із керованим динамічним погашувачем коливань на основі хвильової ланцюгової передачі та встановлення закономірностей його взаємодії із металоконструкцією, що дозволяє зменшити коефіцієнт динаміки.

Вперше встановлена область взаємодії динамічного погашувача коливань на основі хвильової ланцюгової передачі із металоконструкцією мостового крана при несталому русі.

Реалізація запропонованої конструкції надасть можливість зменшити коефіцієнт динаміки кранового моста практично до 1,1, що дозволить збільшити термін його експлуатації в середньому на 15…18%, або зменшити його масу на 10…12%.

Використання хвильової ланцюгової передачі також із зменшенням коефіцієнту динаміки значно розширює технологічні можливості мостового крана, наприклад, можливо його використання в якості монтажного обладнання у зв’язку із високою точністю позиціювання при використанні тільки привода с хвильовим ланцюговим редуктором

Одним із перспективних напрямків підвищення надійності кранів є розробка динамічних способів гашення коливань металоконструкції, суть яких є в зміні співвідношення між власною частотою системи та частотою збурюючої сили. Аналіз стану питання показує, що принципову у схему механізма підйому вантажу можливо введення нового елемента - хвильової ланцюгової передачі, яка дозволяє отримувати циклічний рух виконавчого органа із заданими параметрами.

Вперше запропонована та розроблена конструктивна схема механізма підйому вантажу мостового крана із динамічним погашувачем коливань на основі хвильової ланцюгової передачі. Гашення коливань металоконструкції досягається при вмиканні приводу піднімального механізма із хвильовим ланцюговим редуктором при виконанні операцій основним приводом в перехідні періоди роботи механізма (пуск - гальмування) за рахунок періодичної дії на систему „вантаж - канат - привід” з боку хвильової ланцюгової передачі. Термін впливу є керованим і залежить від параметрів хвильової ланцюгової передачі. Таке рішення науково-технічної задачі дозволило зменшити коефіцієнт динаміки крана на 15...20%, що позитивно впливає на працездатність металоконструкції.

Вперше розроблені узагальнені математичні моделі мостового крана із динамічним погашувачем коливань для випадків підйому-опускання вантажу.

Розроблено пакет прикладних комп’ютерних програм для дослідження мостового крана с динамічним погашувачем коливань на основі хвильової ланцюгової передачі. Отримано, що для зменшення коефіцієнту динаміки металоконструкції досить однієї короткочасної дії збурюючої сили, що відповідає повороту водила на кут 180.

Для експериментальної перевірки математичних моделей та результатів теоретичних досліджень на основі теорії моделювання і подібності автором самостійно розроблено та виготовлено експериментальну установку, для чого було визначено основні параметри процесу взаємодії динамічного гасителя коливань і механізму підйому вантажу із металоконструкцією, та проведено серію досліджень, які підтвердили достовірність розробленої математичних моделей. Похибка при цьому не перевищила 12 %, що дозволяє рекомендувати використання запропонованої схеми при проектування та реконструкції мостових кранів загального призначення із вантажопідйомністю до 250 т.

Запропоновано конструктивне рішення механізму підйому вантажу із системою автоматичного керування динамічним погашувачем коливань, що позволяє управляти динамічним станом системи при збільшенні навантаження на металоконструкцію, а також методика його налагодження в залежності від положення візка відносно кранового моста, висоти підйому та маси вантажу

Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної задачі - підвищенню технічного рівня мостових кранів на основі розробки нової конструкції механізмів підйому вантажу з керованим динамічним погашувачем коливань на основі хвильової ланцюгової передачі та встановлення закономірностей його взаємодії із металоконструкцією, що дозволяє зменшити коефіцієнт динаміки.

Вперше встановлена область взаємодії динамічного погашувача коливань на основі хвильової ланцюгової передачі із металоконструкцією мостового крана при несталому русі.

Реалізація запропонованої конструкції надасть можливість зменшити коефіцієнт динаміки кранового моста практично до 1,1, що дозволить збільшити термін його експлуатації в середньому на 15…18%, або зменшити його масу на 10…12%.

Використання хвильової ланцюгової передачі також із зменшенням коефіцієнту динаміки значно розширює технологічні можливості мостового крана, наприклад, можливо його використання в якості монтажного обладнання у зв’язку з високою точністю позиціювання при використанні тільки привода с хвильовим ланцюговим редуктором

Основні висновки, наукові та практичні результати, отримані в роботі:

1. Одним із перспективних напрямків підвищення надійності кранів є розробка динамічних способів гашення коливань металоконструкції, суть яких є в зміні співвідношення між власною частотою системи та частотою збурюючої сили.

Аналіз стану питання показує, що у принципову у схему механізму підйому вантажу можливо введення нового елемента - хвильової ланцюгової передачі, яка дозволяє отримувати циклічний рух виконавчого органа із заданими параметрами.

2. Вперше запропонована та розроблена конструктивна схема механізму підйому вантажу мостового крана із динамічним погашувачем коливань на основі хвильової ланцюгової передачі.

Гашення коливань металоконструкції досягається при вмиканні приводу піднімального механізма із хвильовим ланцюговим редуктором при виконанні операцій основним приводом в перехідні періоди роботи механізма (пуск - гальмування) за рахунок періодичної дії на систему „вантаж - канат - привід” з боку хвильової ланцюгової передачі. Термін впливу є керованим і залежить від параметрів хвильової ланцюгової передачі. Таке рішення науково-технічної задачі дозволило зменшити коефіцієнт динаміки крана на 15...20%, що позитивно впливає на працездатність металоконструкції.

3. Вперше розроблені узагальнені математичні моделі мостового крана із динамічним погашувачем коливань для випадків підйому-опускання вантажу.

4. Розроблено пакет прикладних комп’ютерних програм для дослідження мостового крана з динамічним погашувачем коливань на основі хвильової ланцюгової передачі. Доведено, що для зменшення коефіцієнту динаміки металоконструкції досить однієї короткочасної дії збурюючої сили, що відповідає повороту водила на кут 180.

5. Для експериментальної перевірки математичних моделей та результатів теоретичних досліджень на основі теорії моделювання і подібності автором самостійно розроблено та виготовлено експериментальну установку, для чого було визначено основні параметри процесу взаємодії динамічного погашувача коливань і механізму підйому вантажу з металоконструкцією, та проведено серію досліджень, які підтвердили достовірність розроблених математичних моделей. Похибка при цьому не перевищила 12 %, що дозволяє рекомендувати використання запропонованої схеми при проектування та реконструкції мостових кранів загального призначення із вантажопідйомністю до 250 т.

6. Запропоновано конструктивне рішення механізму підйому вантажу із системою автоматичного керування динамічним погашувачем коливань, що позволяє управляти динамічним станом системи при збільшенні навантаження на металоконструкцію, а також методика його налагодження в залежності від положення візка відносно кранового моста, висоти підйому та маси вантажу.

Публікації автора:

1. Крупко В.Г., Дорохов Н.Ю. Разработка конструкции кантователя ковочного крана с волновым цепным приводом // Подъемно-транспортная техника. - Днепропетровск: ДІІТ, 2004. - № 1 (9). - С. 68-73.

Автором розроблено циклограму взаємодії кантувача з хвильовим ланцюговим редуктором та пресом.

2. Дорохов Н.Ю., Алешичев П.В. Разработка конструкций исполнительных механизмов землеройных машин с волновым цепным приводом // Вестник ХНАДУ. - Харьков: ХНАДУ, 2004. - Вып. 27. - С. 27-29.

Авторові належить розробка кінематичної схеми натискного механізму екскаватора з хвильовим ланцюговим редуктором.

3. Крупко В.Г., Дорохов М.Ю. Розробка приводів сучасних підйомно-транспортних машин із хвильовим передаточним механізмом // Подъемно-транспортная техника. - Днепропетровск: ДІІТ, 2004. - № 2 (10). - С. 41-45.

Автором розроблена кінематична схема піднімального механізму крана з хвильовим ланцюговим редуктором.

4. Дорохов Н.Ю., Крупко В.Г. Динамический анализ грузоподъемного механизма с волновым цепным приводом // Збірник наукових праць НГУ. - Дніпропетровськ: НГУ, 2005. - № 21. - С. 81-86.

Автору належить розробка математичної моделі хвильового ланцюгового редуктора та ідея його використання у якості динамічного погашувача коливань.

5. Дорохов Н.Ю., Крупко В.Г., Койнаш Е.А. Оптимизация геометрических параметров волнового цепного привода // Подъемно-транспортная техника. - Днепропетровск: ДІІТ, 2005. - № 2 (14). - С. 33-37.

Автором розроблена методика вибору раціональних геометричних параметрів хвильового ланцюгового привода та отримана діаграма, що визначає параметри його працездатності.

6. Дорохов М.Ю. Теоретичні та експериментальні дослідження динамічного погашувача коливань мостового крана на основі хвильової ланцюгової передачі // Підйомно - транспортна техніка. - Дніпропетровськ: ДІІТ, 2005. - № 3(15). - С.72-81.

7. Пат. 63227 А Україна, МКВ⁷ В66С9/14. Піднімальний механізм / П.В. Альошичев, М.Ю. Дорохов, В.Г. Крупко (Україна). - № 2003032581; Заявл. 25.03.2003; Опубл. 15.01.2004, Бюл. № 1.

Автор запропонував кінематичну схему піднімального механізму крана з хвильовим ланцюговим редуктором.

8. Пат. 68716 А Україна, МКВ⁷ F16G13/02. Хвильовий ланцюговий редуктор / М.Ю. Дорохов, В.Г. Крупко (Україна). - № 2003109006; Заявл. 06.10.2003; Опубл. 16.08.2004, Бюл. № 8.

Автор запропонував конструктивну схему хвильового ланцюгового редуктора із можливістю регулювання передатного числа.

9. Пат. 67476 А Україна, МКВ⁷ F16G13/02, B66D5/02. Пристрій для зменшення розгойдування вантажу при пуску та гальмуванні / Дорохов М.Ю., Крупко В.Г. (Україна). - № 2003109007; Заявл. 06.10.2003; Опубл. 15.06.2004, Бюл. № 6.

Автор запропонував конструктивну схему хвильового ланцюгового редуктора із використанням останнього у якості допоміжного привода механізму пересування в системі для зменшення розгойдування вантажу.

10. Пат. 8593 Україна, МКВ⁷ 7B66D1/00. Механізм підйомний / Дорохов М.Ю., Крупко В.Г., Туник Е.В. (Україна). - № u2005 00240; Заявл. 11.01.2005; Опубл. 15.08.2005, Бюл. № 8.

Автор запропонував конструктивну схему з використанням хвильового ланцюгового редуктора для зменшення динамічних навантажень при роботі механізму підйому вантажу.

11. Пат. 9089 Україна, МКВ⁷ 7F16G13/02. Редуктор хвильовий ланцюговий / Дорохов М.Ю. (Україна). - № 20041210580; Заявл. 22.12.2004; Опубл. 15.09.2004, Бюл. № 9.

12. Крупко В.Г., Дорохов Н.Ю., Койнаш Е.А. Выбор рациональных геометрических параметров привода с волновым цепным редуктором // Матер. ІІІ Між нар. наук. - техн. конф. „Важке машинобудування. Проблеми та перспективи розвитку”. - Краматорськ: ДДМА. - 2005. -С. 61-62.

Автором визначені геометричні параметри хвильового ланцюгового привода, що найбільш впливають на його працездатність.