Оптимизация параметров

Для уравновешивающих устройств по схемам на рис.1.49 и 1.50 задача об определении их параметров с учетом всех ограничений ранее решалась подбором. На кафедре ПТСМ (ныне ТТС) СПбГПУ разработана методика параметрического синтеза на ЭВМ уравновешивающих устройств по схемам на рис.1.49 и 1.50. Рассмотрим ее положения.

Стреловой момент МСТР определяется по формуле (1.70). Величины lц.с, lц.х, GС, GX, GОТ находят по рабочим чертежам; при проектировочном расчете можно принимать [15]

(1.85)

где [s] — допускаемые напряжения по второму расчетному случаю нагрузок, Пa;Fx и Fc — изгибающие усилия на конце хобота и стрелы, Н; dс — толщина стенки коробчатой конструкции, м; mх и mс — конструктивные коэффициенты, учитывающие отступление от теоретической оптимальной формы, и нерасчетные элементы (диафрагмы, ребра жесткости и т.д.). Для хобота можно принимать mх = 1,3…1,4, для стрелы mс = 1,7…1,8; МX и МC — массы стрелы и хобота.

В качестве критериев качества уравновешивания может приниматься минимальная работа АH, затрачиваемая на перемещение стрелового устройства и противовеса от максимального (jсо) до минимального (jсm) вылетов:

, (1.86)

или минимум максимальных значений неуравновешенного стрелового момента МН,max на промежуточных вылетах при условии

. (1.87)

При заданных конструктивных и эксплуатационных ограничениях можно получить не один, а два варианта, дающие практически одинаковые значения критериев качества (рис. 1.50).

Рис.1. 50. Схемы уравновешивающих устройств с расположением на колонне или каркасе: а — вариант 1; б — вариант 2

Это объясняется следующим обстоятельством. Одно из требований к уравновешиванию – обеспечение малых значений МПР на минимальном вылете, что может быть достигнуто двумя способами: либо за счет приближения угла aпm к 90o при любом направлении тяги на минимальном вылете (рис. 1.50,а), либо при приближении угла qm к нулю (рис. 1.50,б). Принцип варианта 1 реализован на кранах АО «Подъемтрансмаш», варианта 2 — на кранах фирмы «Кранбау Эберсвальде».

Для описания уравновешивающего устройства принимаются следующие системы десяти параметров (здесь и далее значения величин на минимальном вылете — с индексом «m», на максимальном вылете — с индексом «0»): jсо, jcm, eс, lт, dп, hп, eпр, lп, dо, а также am (вариант 1, рис. 1.50,а) или qm (вариант 2, рис. 1.50,б). При уравновешивании значения параметров jсо, jcm, eс, lт известны; параметры dп и hп определяются в зависимости от компоновки поворотной части.

Длины bпиfп звеньев зависят от параметров схемы и в их число не входят. Такой подход представляется целесообразным, поскольку резко упрощает систему ограничений и увеличивает быстродействие алгоритма синтеза, избавляя от необходимости отбраковывать многие неприемлемые результаты.

 

 

Система ограничений имеет вид

eп min £ eп £ p, (1.88)

– 0,5p < aп < 0,5p, 0 < dо < dо1, bп – fп < Lт m. (1.89)

Условие eп £ p соответствует опыту проектирования осуществленных кранов; при eп > p сокращается интервал изменения угла aп и соответственно ход противовеса. Ограничения (1.89) исключают мертвые положения системы уравновешивания. Условие eпmin < eп является следствием всех рассмотренных ограничений; значение eпminнаходят численным методом в процессе расчета на ЭВМ, когда aп0 = – 0,5p и bп – fп = Lт m.

Задача параметрического синтеза формулируется как задача определения неизвестных параметров уравновешивающего устройства, доставляющих заданные значения момента Мпрпротивовеса на наибольшем Мпр0 и наименьшем Мпр m вылетах.

Длины fп и bп определяются из системы уравнений через параметры dо и aп m для варианта 1 (рис. 1.50,а):

(1.90)

и через параметры dо и qm для варианта 2 (рис. 1.50,б):

Значения МПР 0и МПР m выбираются из следующих соображений: неуравновешенный стреловой момент МН должен быть не более 15 % от стрелового момента на наибольшем вылете МСТР 0; для безопасности работы МН на наибольшем вылете должен быть положительным, на наименьшем — отрицательным:

н 0| £ 0,15 |Мстр 0|, Мн 0 = Мстр0 + Мпр0 > 0, Мн m = Mстр m + Mпр m < 0.

При синтезе на ЭВМ уравновешивающего устройства по варианту 1 при различных значениях d0 и eп последовательно находят сначала Gпlп по формуле (1.84) при определенном значении Мпр 0, а затем aп m при определенном значении Мпр m; управляющим параметром итерационного процесса является aп m.

Для варианта 2 последовательность аналогична принятой в варианте 1, но управляющим параметром итерационного процесса является qm. Универсальная схема алгоритма синтеза уравновешивающих устройств приведена в [15].

Параметрический синтез уравновешивающего устройства, расположенного под поворотной платформой (см. рис.1.49) проводится аналогично, как для варианта 1, с использованием формул для уравновешивающего устройства с расположением под поворотной платформой. В выражениях (1.90) aпm замещается на – aпm (сравни (1.73) и (1.80)).

Полученные варианты уравновешивающих устройств сравниваются между собой по критериям (1.86) и (1.87). На рис. 1.51 представлены графики Мстр и Мпр, которые обычно получаются при уравновешивании. Горизонтально заштрихованные участки соответствуют отрицательной работе Мн, вертикально – положительной.

Рис. 1.51. Графики моментов сил тяжести стрелового устройства МСТР и противовеса МПР, приведенного к оси качания стрелы.

 

Обычно, как показано на рис. 1.51, уравновешивание удается осуществить таким образом, что на всем диапазоне вылетов имеется несколько положений равновесия. Необходимо выяснить, являются ли они устойчивыми. Уравнения равновесия для консервативной системы имеют вид

(¶П / ¶qs)0 = 0, s = 1,2, (1.91)

где П — потенциальная энергия системы; qs — обобщенные координаты; s — число степеней свободы. Применительно к СИВ портального крана без груза условие (1.91) запишется в виде

МН = МСТР + МПР = 0.(1.92)

Решение уравнения (1.92) дает значения углов наклона стрелы jСP i, при которых СИВ крана будет в равновесном положении. В соответствии с теоремой Лагранжа – Дирихле равновесное положение будет устойчивым, если

. (1.93)

Соотношения (1.92) и (1.93) позволяют решить задачу определения точек устойчивого положения равновесия СИВ крана без груза. Так, на рис. 1.51 точки 1 и 2 являются точками устойчивого положения равновесия, точка 3 — неустойчивого.

При уравновешивании стреловой системы с полиспастным механизмом изменения вылета должна быть устранена возможность ослабления стреловых канатов на всем диапазоне вылетов.








Дата добавления: 2015-02-19; просмотров: 1438; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию, введите в поисковое поле ключевые слова и изучайте нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам понравился данный ресурс вы можете рассказать о нем друзьям. Сделать это можно через соц. кнопки выше.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2019 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.011 сек.