У дисертаційній роботі дано нове рішення актуальної науково-технічної задачі, яке полягає у встановленні механіки взаємодії елементів кранів типу СКР і закономірностей формування параметрами цих елементів приростів вильотів гака при змінах маси вантажу і проектних вильотів. Використання одержаних результатів дозволяє моделювати на стадії проектування деформативність складових металевої конструкції крана з метою підвищення точності позиціювання вантажів. Основні наукові і практичні результати дисертації полягають у наступному: 1. Обгрунтовані статична і динамічна математичні моделі деформованого стану баштово-стрілового обладнання кранів типу СКР, як геометрично нелініної системи. Статична математична модель являє собою органічно єдину взаємообумовлену систему нелінійних моделей геометрії та механіки баштово-стрілового обладнання крана. В основу геометричної моделі покладено принцип взаємної геометричної обумовленості або принцип афінної зв’язності елементів, який полягає в заданні лінійних розмірів всіх елементів, як наперед фізично вимірних величин. В основу механічної моделі покладені рівняння рівноваги елементів канатно-стержньових систем. В результаті багаторазово повторюваний ітераційний процес обчислень приводить до визначення всіх силових факторів і величин де-формацій. 2. Чисельне моделювання напружено-деформованого стану баштово-стрілового обладнання на прикладі крана СКР-3500 ЕМ, яке реалізовано у формі інтерактивного програмного модуля для персонального комп’ютера, дало можливість установити, що на приріст вильоту гака при навантаженні суттєво впливає не стільки недостатня жорсткість баштово-стрілового обладнання, скільки наявність обертових кінематичних пар зі значними масовими силами в системах поліспастів стрілового і ІІ маневрового, що обумовлює геометричну нелінійність деформованого стану. Приріст вильоту гака, спричинений параметрами баштово-стрілового обладнання крана СКР-3500 ЕМ при проектних навантаженнях і вильотах знаходиться в межах 0,680…2,329 м. 3. На основі математичного моделювання динамічного стану баштово-стрілового обладнання крана визначені динамічні поперечні переміщення вантажу і оголовка маневрового дзьоба в перехідному режимі зняття вантажу з основи з урахуванням просторового положення вузлів конструкції, що обумовлюють геометричну нелінійність системи. Встановлено, що динамічні переміщення оголовка маневрового дзьоба перевищують статичні більш ніж на 20%. 4. При підійманні вантажу з основи виникає горизонтальна сила внаслідок деформативності баштово-стрілового обладнання, яка обумовлює переміщення розгальмованого візка одиночної опори трьохопорного порталу до 0,650 м і, як наслідок, призводить до скручування його поздовжніх несучих балок, суттєво збільшуючи тим самим приріст вильоту. 5. Доказана доцільність використання чотирьохопорного порталу. Моделювання методом скінченних елементів і розрахунок напружено-деформо-ваного стану порталу показали, що прирости вильотів при трьохопорному порталі досягають при зміні навантаження в межах 22,3…100 т. Причому прирости вильотів найбільші, коли баштово-стрілове обладнання розташоване паралельно рейковій колії. При чотирьохопорному порталі прирости вильотів зменшуються на 40%. При цьому переміщення опор при розгальмованих ходових візках незначні – у 6,5 разів менше, ніж у трьохопорного порталу. 6. На основі чисельних досліджень отримано, що осьові люфти в опорно-поворотному пристрої, які завжди з однієї сторони в площині баштово-стрілового обладнання вибираються повністю, а з протилежної – максимальні, обумовлюють приріст вильоту гака до 0,3 м, що не виходить за межі допустимого відхилення вильоту, що дорівнює . 7. На прикладі крана СКР-3500 ЕМ показано, що теоретичний інте-гральний приріст вильоту гака більше, ніж на 53% породжується деформативністю баштово-стрілового обладнання, майже на 36% - порталу і 10% - наяв-ністю люфтів в опорно-поворотному пристрої. 8. Проведені експериментальні дослідження деформованого стану металоконструкції крана СКР-3500 ЕМ у натурних експлуатаційних умовах під-тверджують теоретичні висновки щодо підвищеної податливості такого типу кранів. Теоретичні значення вильотів від експериментальних відрізняються у середньому на 28%. Теоретичні значення приростів вильотів, які обумовлені деформацією порталу, відрізняються від експериментальних у середньому на 5,5%, а значення приростів вильотів гака, викликаних вибіркою осьових люфтів в опорно-поворотному пристрої, - у середньому на 14%. Це дає підставу вважати, що з прийнятної для інженерних цілей точністю розроблені математичні моделі правильно відбивають дійсну картину деформованого стану досліджуваного типу крана. 9. На основі пропонованого комплексного методу визначення приросту вильоту гака при його навантаженні з урахуванням деформованих станів баштово-стрілового обладнання і порталу крана, а також вибірки осьових люфтів в опорно-поворотному пристрої, запропонована модернізація кранів типу СКР шляхом переходу з трьохопорного порталу на чотирьохопорний, зменшення вильоту стріли і довжини надставки двоногої стійки. Для крана СКР-3500 ЕМ, зокрема, виліт стріли зменшено з 6 м до 3 м, довжину надставки двоногої стійки – на 1 м при переході на вантажну характеристику, що будується за залежністю Q(L-DL), в якій враховується приріст вильоту гака DL при навантаженні, що приводить до зниження сумарного приросту вильоту гака на 26%. 10. Економічний і соціальний ефект від впровадження нової техніки обумовлений скороченням часу робочого циклу крана, підвищенням продуктивності, а також підвищенням безпеки експлуатації і точності позиціювання вантажів нового крана. Очікуваний економічний ефект від впровадження модернізованого крана СКР-3500 ЕМ, що працює на вантажній характеристиці , протягом року складе близько 86 тис. грн. | 