Cистемний підхід до аналізу процесів переміщення вантажів підйомним краном

Abstract

Обґрунтовано необхідність системного підходу до аналізу процесів переміщення вантажів підйомним краном, який враховував би і зміну характеристик цього процесу у часі, зумовлену змінами приведеного моменту інерції системи електропривода та моменту навантаження під час переміщення вантажу, і вплив поздовжніх коливань, які виникають у тросі, на який підвішується вантаж. Показано, що ігнорування цих особливостей процесу переміщення вантажів підйомним краном може призвести до руйнування як вантажів так і майданчиків, на яких ці вантажі встановлюються, внаслідок виникнення їх ударних зіткнень, зумовлених виникненням поздовжніх коливань у тросі, до якого підвішено вантаж. З використанням структури звичайного диференціального рівняння зі змінними в часі пара-метрами, яке зв’язує приводний момент тягового електродвигуна з моментом навантаження та приведеним моментом інерції системи електропривода, та структури диференціального рівняння в частинних похідних, яким описується процес виникнення поздовжніх коливань в тросі, зумовлених впливом маси вантажу та маси відрізку троса між барабаном його намотування та точкою підвісу вантажу, здійснено синтез системної математичної моделі процесу переміщення вантажу підйомним краном, яка враховує і зміну параметрів математичної моделі цього процесу у часі, зумовлену змінами приведеного моменту інерції системи електропривода та моменту навантаження, і вплив поздовжніх коливань, які виникають у тросі, на який підвішується вантаж. Запропоновано алгоритм практичної реалізації синтезованої системної математичної моделі процесу переміщення вантажу підйомним краном, який дозволяє здійснити покроково оцінку цього процесу в темпі його перебігу.

The necessity of a systematic approach to the analysis of processes of movement of cargoes with a crane, which al-so takes into account the change in the characteristics of this process in time due to changes in the moment of inertia of the electric drive system and the moment of loading during the movement of the load, and the effect of longitudinal oscil-lations that arise in the cable to which suspended cargo. It has been shown that ignoring these peculiarities of the pro-cess of moving cargoes with a crane can lead to the destruction of both cargoes and the areas on which these cargoes are installed due to the occurrence of their shock collateral caused by the occurrence of longitudinal oscillations in the cable to which the cargo is suspended. Using the structure of ordinary differential equations with variable time parame-ters, which connects the time drive traction motor with the load moment and the present moment of inertia of the electric system and the structure of the differential equation in partial derivatives, which describes the process of longitudinal oscillations in the rope caused by the influence of mass cargo weight and interval between cable drum winder and its point of suspension load, the synthesis system moves through mathematical models of cargo crane, which takes into account the change in the parameters of the mathematical model of the process over time due to changes in the reduced moment of inertia of the electric system and moment load and the effect of longitudinal vibrations arising in the rope, which hung load. The algorithm of practical realization of the synthesized system mathematical model of the process of cargo movement by a lifting crane is suggested, which allows to carry out step by step evaluation of this process in its rate of flow.

Обоснована необходимость системного подхода к анализу процессов перемещения грузов подъемным кра-ном, который учитывал бы и изменение характеристик этого процесса во времени, обусловленную изменениями приведенного момента инерции системы электропривода и момента нагрузки при перемещении груза, и влия-ние продольных колебаний, которые возникают в тросе, на который подвешивается груз. Показано, что игно-рирование этих особенностей процесса перемещения грузов подъемным краном может привести к разрушению как грузов так и площадок, на которых эти грузы устанавливаются, вследствие возникновения их ударных со-прикосновений обусловленных возникновением продольных колебаний в тросе, к которому подвешен груз. С ис-пользованием структуры обычного дифференциального уравнения с переменными во времени параметрами, которое связывает приводной момент тягового электродвигателя с моментом нагрузки и приведенным мо-ментом инерции системы электропривода, и структуры дифференциального уравнения в частных производных, которым описывается процесс возникновения продольных колебаний в тросе, обусловленных влиянием массы груза и массы отрезке троса между барабаном его намотки и точкой подвеса груза, осуществлен синтез сис-темной математической модели процесса перемещения груза подъемным краном, которая учитывает и изме-нение параметров математической модели этого процесса во времени, обусловленную изменениями приведен-ного момента инерции системы электропривода и момента нагрузки, и влияние продольных колебаний, которые возникают в тросе, на который подвешивается груз. Предложен алгоритм практической реализации синтези-рованной системной математической модели процесса перемещения груза подъемным краном, который позво-ляет осуществить пошагово оценку этого процесса в темпе его протекания.