Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Моделирование процессов взаимодействия и обоснование рациональных параметров элементов системы «кран-путь»

Диссертация: Моделирование процессов взаимодействия и обоснование рациональных параметров элементов системы «кран-путь»
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы заслушаны и одобрены коллегией Комитета Госгортехнадзора РФ, на заседаниях кафедры ПТМ УГТУ-УПИ, кафедры сопротивления материалов и теоретической механики УГЛТА, кафедры горной механики УГГГА, научно-практических конференциях по безопасности подъемных сооружений (г. Сочи, 1997 г.) и VI Уральской научно-практической конференции… Читать ещё >

Содержание

  • 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
  • 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ «КРАН — ПУТЬ»
    • 2. 1. Основные допущения
    • 2. 2. Результаты натурных исследований кранов и путей
    • 2. 3. Анализ нагруженности опорных элементов неподвижно стоящего стрелового крана
    • 2. 4. Исследования движения крана по рельсовому пути
  • 25. Моделирование на ЭВМ движения крана по реальному рельсовому пути
  • 3. ЭКСПЕРИМЕНГАЛЬЮЕ ИССЛЦДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ КРАН — ПУТЬ"
    • 3. 1. Цель и задачи экспериментальных иссщцований
    • 3. 2. Объекты испытаний, метод ы определения их состояния и параметров
    • 3. 21. Опьпнью участки крановых путей
      • 4. 2. 2. Опытный вран
    • 3. 3. Статические и динамические характеристики крана и пути
      • 3. 3. 1. Измерения на кране
      • 3. 3. 2. Измерения на крановом пути
    • 3. 4. Методика экспфиментальных исследований и основные эцементы организации их проведения
    • 3. 5. Основные элементы методики обработки и анализа экспериментальных данных
  • 4. МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ КОМПЬЮТЕРНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
    • 4. 1. Задачи и методика выполнения вычислительных экспериментов
    • 4. 2. Результаты вычислительного эксперимента

Моделирование процессов взаимодействия и обоснование рациональных параметров элементов системы «кран-путь» (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Кран и крановый путь, как элементы единой системы взаимодействуют друг с другом в процессе эксплуатации и взаимно влияют друг на друга. Безопасность, бесперебойность и рентабельность эксплуатации кранов существенно зависит от состояния крановых путей. Особенно чувствителен к состоянию пути кран, чей технический ресурс исчерпан или близок к этому: небольшое отклонение параметров пути от норматива может явиться той последней каплей, которая ведет к аварии, материальным и человеческим потерям.

На предприятиях горнодобывающего комплекса, подведомственных Уральскому округу Госгортехнадзора РФ, в настоящее время эксплуатируется более 3000 кранов, установленных на промышленных площадках и складах шахт, рудников, карьеров и обогатительных фабрик.

В настоящее время значительная доля кранов (порядка 60−70%), эксплуатирующихся на предприятиях Уральского округа Госгортехнадзора, исчерпало свой технический ресурс. Этот парк кранов, в свою очередь, эксплуатируется на более чем 1000 км крановых путей различных конструкций, чье техническое состояние в большинстве случаев не удовлетворяет нормативным требованиям. Натурные обследования 22 крановых путей на предприятиях только горнодобывающего комплекса Свердловской области показали, что ни один обследованный путь не удовлетворяет нормативным требованиям, причем отклонения параметров превышают допускаемые значения в 2−3 раза. Большая протяженность крановых путей предприятий, их интенсивная эксплуатация в прошлом, превращает задачу их содержания в технически исправном состоянии в сложную капиталои материалоемкую проблему.

Материалы диссертации являются составной частью исследований, проводимых по программе Госгортехнадзора РФ по разработке руководящей документации «Комплексное обследование крановых путей грузоподъемных машин» (№№ ГР 01.830 029 692, 01.86.14 638).

Идея работы. Анализ сил взаимодействия в системе «кран — рельсовый путь» путем проведения обследований крановых путей с последующим моделированием системы на ЭВМ с учетом статистически превалирующих реальных параметров путей.

Цель и задачи исследований. Целью исследований является разработка научной методики прогнозирования и расчета величин сил взаимодействия основных элементов механической системы, включающей в себя кран и крановый путь («Кран-путь»). Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Изучить и дать анализ существующих методов исследования взаимодействия кранов и крановых путей ;

2. Разработать математическую модель системы «Кран-путь» ;

3. Разработать методику экспериментальных исследований взаимодействия элементов системы «Кран-путь» ;

4. Выполнить натурные обследования элементов системы в условиях ее эксплуатации на предприятиях;

5. Выполнить компьютерный эксперимент с целью расчета величины опорной реакции в процессе эксплуатации крана на реальном и идеальном путях и выявления основных закономерностей изменения ее величины в зависимости от параметров системы.

Методы исследования. Решение поставленных задач получено на основе математического моделирования и вычислительного эксперимента и использует методы динамического анализа жестких и упруго-пластических объектов, а также статистической механики.

Научные положения, разработанные лично соискателем и новизна работы. К наиболее существенным новым научным положениям, выносимым на защиту, относятся: общая методика прогнозирования и расчета величины реакции в основных элементах системы «Кран-путь», включающая в себя математическую и компьютерную модель системыметодика экспериментальных исследований взаимодействия элементов системы «Кран-путь», методика и результаты вычислительного эксперимента по исследованию влияния изменения основных параметров системы на величину опорной реакции.

Достоверность научных положений диссертации подтверждается результатами экспериментальных исследований, полученных на основе статистических методов обработки данных, результатами вычислительного эксперимента на ЭВМ, планированием экспериментов, оценкой их результатов по основным статистическим критериям. Погрешность результатов эксперимента не превышала 8,0 — 8,5%.

Практическая ценность работы. Разработанная теоретическая модель системы «Кран-путь», реализованная на ЭВМ позволяет:

1) прогнозировать и рассчитывать, в зависимости от параметров состояния пути и конструктивных особенностей крана, усилия и напряжения в основных элементах системы «Кран-путь», что необходимо для уточнения методик расчета крана на стадии проектирования;

2) обосновывать нормативные параметры содержания крановых путей и кранов, величины допустимых отклонений от них без проведения сложных, трудоемких и дорогостоящих экспериментов;

3) разработать систему рационального управления элементами системы в процессе эксплуатации в зависимости от конкретных производственных и природно-климатических условий предприятия.

В целом, общая методика прогнозирования и расчета величины реакции в основных элементах системы является основой для выполнения амплитудно-частотного анализа реакции опор с целью оценки безопасности эксплуатации кранов предприятий техническими рисками.

Реализация результатов исследований. Основные результаты работы включены в состав нормативно-технической документации Госгортехнадзора РФ, находящейся в настоящее время на стадии утверждения, в частности «Комплексное обследование крановых путей грузоподъемных машин». РД 10−138−97, часть 1. Общие положения (вторая редакция), часть 2. Методика обследования.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы заслушаны и одобрены коллегией Комитета Госгортехнадзора РФ, на заседаниях кафедры ПТМ УГТУ-УПИ, кафедры сопротивления материалов и теоретической механики УГЛТА, кафедры горной механики УГГГА, научно-практических конференциях по безопасности подъемных сооружений (г. Сочи, 1997 г.) и VI Уральской научно-практической конференции по метрологии (г. Екатеринбург, 1998 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ, в том числе 3 статьи и 2 тезисов доклада.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов и рекомендаций, списка литературы (59 наименований) и 3 приложений, изложенных на 100 страницах основного текста, в том числе 22 рисунков, 8 таблиц, 36 страниц приложения.

10. Результаты работы внедрены в практику эксплуатации кранов и крановых путей и включены в состав нормативно-технической документации Госгортехнадзора РФ «Комплексное обследование крановых путей грузоподъемных машин».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Показать весь текст

Список литературы

  1. В.M., Кудрявцев В. А., Корешков А. Н. Математические методы в эксплуатации железных дорог.- М., 1981.-223 с.
  2. А.И., Полосин М. Д., Поляков В. И. Устройство и эксплуатация подкрановых путей на строительстве. М., 1975. 83с .
  3. И. И. Методика испытания козловых кранов // Сб. науч. тр. № 2 (82). М., 1968.- с. 177 — 205.
  4. В.П. Исследование поперечных сил при движении мостовых кранов: Дис.канд. техн. наук. М., 1958 — 225с.
  5. Г. М. Совершенствование конструкции инвентарных секций рельсовых путей строительных башенных кранов с железобетонными под рельсовыми опорными элементами: Дис.канд. техн. наук. JL, 1986. — 205с.
  6. A.C. Исследование операций в транспортных системах: идеи и схемы методов оптимизации планирования.- М., 1992.-584 с.
  7. В.И. Вероятностные методы расчета грузоподъемных машин, -Д., 1978.-231с.
  8. Бук В. А. Разработка методики определения динамических нагрузок кранов мостового типа на основе анализа случайных колебаний при движении: Дис. канд. техн.наук.-Челябинск, 1986. 214с.
  9. Взаимодействие пути и подвижного состава и вопросы расчетов пути // Труды ЦНИИ МПС, вып.97. М., 1955 — 235с.
  10. М.Ф., Коган А. Я. Взаимодействие пути и подвижного состава. -М., 1986.- 559 с.
  11. М.Ф. Расчет напряжений в балластном слое и на основной площадке земляного полотна// Взаимодействие пути и подвижного состава и вопросы расчетов пути. Труды ЦНИИ МПС, вып. 97. М., 1955. — с. 26−34.
  12. C.B., Данилов В. Н., Челноков И. И. Динамика вагона. -М., 1978, — 352 с.
  13. Волин J1.M., Штеллинг Г. А. Действительная работа рельсовых путей башенных кранов// Строительные и дорожные машины. -М., 1966, вып.З. с.52−58.
  14. К.А. Разработка имитационных методов расчета нагрузок на механизмы изменения вылета портальных кранов: Дис.. канд. техн. наук. -Л., 1984.- 284с.
  15. Г. И. Исследование процессов нагружения крановых конструкций, вызванных раскачиванием груза. В сб. трудов ЛИИВТА. Л., 1973.ч.5.-с.13−25.
  16. Годыцкий-Цвирко А. М. Взаимодействие пути и подвижного состава. М., 1931.-215с.
  17. A.B. Исследование процесса перекосного нагружения работающих в лесной промышленности козловых кранов с целью повышения их надежности: Дис. канд. техн. наук. Л., 1986. — 205с.
  18. A.B., Шевнин В. М. Повышение надежности козловых кранов// Лесная промышленность, 1998, № 1. — с.20−21.
  19. С.Н., Калентьев В. А., Тагильцев Н. Д. и др. Влияние планово-высотного положения крановых путей на напряженное состояние элементов башенных кранов. Екатеринбург, 1998. — 25с.
  20. В.Н. Железнодорожный путь и его взаимодействие с подвижным составом. М., 1961.- 70с.
  21. A.A., Колесников Д. Н. Теория больших систем управле-ния.-Л., 1982.- 288 с.
  22. .А., Богданов В. И., Глазов A.B. Исследование прочности и расчет конструкций путей строительных башенных кранов. М., 1980.- 172 с.
  23. A.A. Развитие теории расчета грузоподъемных кранов по предельным состояниям: Дис.. докт. техн. наук. М., 1982. -430 с.
  24. В.А., Васильев В. Г., Голенищев A.B. Применение козловых кранов на лесозаготовительных предприятиях// Лесоэксплуатация и лесо-сплав.Вып. -- 10.-M.J989.-c.44.
  25. В.Н. Исследование влияния реального пути и параметров приводных колес на движение мостового крана: Дис.. канд. техн. наук. -Харьков, 1983. 204с.
  26. A.B., Волков В. Д., Грушанский В. А. Эффективность проектируемых элементов сложных систем. М., 1982.- 280 с.
  27. Инструкция по оценке риска эксплуатации грузоподъемных кранов, установленных в зданиях и сооружениях. (Расчетно-экспериментальный метод). Проект./ Короткий A.A. и др. Новочеркасск, 1997−19с.
  28. С.А. Статистическая динамика и надежность подъемно-транспортных машин. Свердловск, 1987. — 86 с.
  29. В.В. Разработка методов определения нагруженности металлоконструкций верхнего строения перегрузочных портальных кранов: Дис. канд. техн. наук. JI., 1987, — 220с.
  30. И.Я. Строительные башенные краны М., 1971. 396 с.
  31. И.Я., Хазов Б. Ф., Рылев Ю. И. Статические исследования нагрузок на башенные краны в условиях эксплуатации// Исследования башенных кранов. Труды ВНИИстройдормаш, вып.34. М., 1963. — с. 12−25.
  32. Комплексное обследование крановых путей грузоподъемных машин. Общие положения. РД-10−138−97. -М., 1997. 38с.
  33. A.C. Вопросы силового взаимодействия крановых ходовых колёс с рельсами: Дис. канд. тех. наук. -Л., 1969. 242с.
  34. В.А. Динамика вагонов устойчивость движения и колебания. — М., 1964.-255 с.
  35. А.Н. Оценка прочности балластного слоя и земляного полотна по предельному состоянию.- Труды ЦНИИ МПС, вып.415. М., 1970.-с. 65−74
  36. Т. Машинные имитационные эксперименты с моделями экономических систем/ Пер. с англ. под ред. A.A. Петрова.- М., 1975.- 500 с.
  37. A.A. Математические модели в управлении производством. М., 1975.- 616 с.
  38. Н.П. Напряжения в рельсах от изгибов в вертикальной плоскости и вероятность определения этих напряжений опытами. -СПб, 1906.-107с.
  39. Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов. ПБ-10−14−92.-М., 1993.- 235 с.
  40. Проблемы прогнозирования и оптимизации работы транспорта/ Под ред. J1.B. Канторовича и В. Н. Лифшица. М., 1982.- 327 с.
  41. Разработать нормы по устройству, эксплуатации и преобразованию рельсовых путей строительных башенных кранов (взамен СН 28−29)// Отчет по НИР. Руководитель Н. Д. Тагильцев. № ГР 01.830 029 692, Ин. № 2 850.024726 Свердловск, 1986. — 67с.
  42. Г., Рейвиндран А., Рексдел К. Оптимизация в технике/ Пер. с англ. -М., 1986.Кн.1и2. -349и272с.
  43. В.Б. Фактические нагрузки на опорно-ходовые части портального крана. // Речной транспорт 1961, № 4. — с. 15−18.45 .Самарский A.A. Современная прикладная математика и вычислительный эксперимент// Коммунист. 1983. № 9.-е. 32−42.
  44. A.A. Математические модели процессов грузовой работы. -М., 1982. -256 с.
  45. СНиП 3.08.01−85. Механизация строительного производства. Рельсовые пути башенных кранов. / Госстрой СССР. М., 1986. — 48 с.
  46. СТП 08/1−35−89. Козловые краны, эксплуатируемые на лесопромышленных предприятиях. Выносливость стальных конструкций. Метод расчета. Свердловск, 1989. — 26 с.
  47. Н.Д., Салахутдинов Ш. А., Банных Г. М. и др. Инструкция по устройству и содержанию рельсовых путей козловых кранов на предприятиях ТПО «Свердлеспром». Свердловск, 1988.-49 с.
  48. Требования к устройству и безопасной эксплуатации рельсовых путей козловых кранов. РД-10−117−95.-М., 1996. 105 с.
  49. С.Н., Голенищев A.B. Техническое состояние грузоподъемных кранов.//Лесная промышленность .- 1986, № 4, с. 46 — 48.
  50. С.Н., Голенищев A.B. Грузоподъемные краны на лесных складах.// Безопасность труда в промышленности. 1987, № 11. — с.58 — 59.
  51. С.Н., Голенищев A.B. Интенсивность эксплуатации режим работы кранов.//Лесная промышленность. 1990, № 4 — с. 19−20.
  52. Г. А. Автоматизированное проектирование автомобильных дорог.- М., 1986.- 317 с.
  53. В.Ф. Разработка методики определения динамических нагрузок в металлоконструкциях козловых кранов: Автореферат дис.. канд. техн. наук.- М., 1990. 16с.
  54. М.А., Леваков И. С. Ещё раз об определении модуля упругости подрельсового основания. М., 1965.- вып.57, с.4−8.
  55. В.Ф. Геометрические неровности рельсовых нитей// Тр. ЛИИЖТ, Л., 1964, вып 222, — с. 59 — 66.
  56. В.Ф. Исследование сил взаимодействия колеса и рельса с учетом нелинейных односторонних связей и переменных масс// Тр. ЛИИЖТ,-1964, вып.233, с. 46−95.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!