Математична модель утримання стріли стрілового крана після обриву троса - Стукаленко, О. М.; Василець, Д. І.; Stukalenko, Oleksandr M.; Vasylets, Dmytro I. (My University, 2018)
Анотація. Однією з проблем, що виникають під час експлуатації вантажних машин, є аварії, які виникають унаслідок обриву троса стрілового поліспаста. Це неминуче призводить до падіння стріли і може супроводжуватися значними матеріальними збитками, людськими жертвами, екологічними катастрофами тощо. Одним з варіантів запобігання падінню стріли після обриву троса є використання резервування у силовому ланцюзі крана. Конструктивно це реалізується як здвоєний поліспаст із двома окремими тросами і зрівняльним пристроєм. При обриві одного троса стріла втримується на другому. Найбільш простим варіантом зрівняльного пристрою є балансир. Але теоретичні дослідження таких конструкцій довели, що запобігти аварії в роботі з номінальним вантажем не є можливим, адже коефіцієнти динамічності зусиль в елементах крана перевищують запаси міцності. Розглянуто конструкцію здвоєного стрілового поліспаста, яка була розроблена для плавкрана «Богатырь». Із метою усунення динамічних ударних навантажень при обриві одного троса на другий і утримання завдяки цьому стріли від падіння кінці тросів приєднані до балансира, змонтованого на підпружиненому штоку. Передбачалося, що при обриві одного троса балансир завдяки пружинам зберігає постійну відстань між точками кріплення другого троса на каркасі й на стрілі, чим забезпечує статичне прикладення подвійного зусилля до цілого троса. Складено двомасову динамічну модель стрілового крана з тросовим підвісом стріли. Виконано математичне моделювання поведінки розробленої динамічної моделі. Отримано рівняння руху мас, які розв’язані методом Рунге-Кутта. Визначено динамічні зусилля та коефіцієнти динамічності зусиль у силовому ланцюзі стрілового крана за умов утримання стріли. Порівняльний аналіз отриманих коефіцієнтів динамічності і коефіцієнтів запасу міцності тросів показує, що для кранів вантажопідйомністю 161 т і більше втримати стрілу не є можливим. Коефіцієнт динамічності зусилля у стріловому тросі практично дорівнює його запасу міцності. З урахуванням зниження несучої здатності троса під час його зносу до норм бракування, а також втрати його міцності при згині на блоках можна зробити висновок, що підпружинений балансир не забезпечує необхідне зниження динамічних зусиль навіть для легких кранів. Для забезпечення виключення падіння стріли після обриву троса стрілового поліспаста необхідно розробити нові технічні вирішення. Це вимагає подальших досліджень динамічних процесів у силовому ланцюзі крана після обриву зазначеного троса та визначення необхідних законів опору руху зрівняльних пристроїв.
Стукаленко, О. М. Математична модель утримання стріли стрілового крана після обриву троса = Mathematical model of holding an arrow of an articulated crane after a cable cliff / О. М. Стукаленко, Д. І. Василець // Shipbuilding & Marine Infrastructure. – 2018. – № 2 (10). – С. 63–69.
Keywords: стріловий кран; обрив каната; здвоєний поліспаст із балансиром; безпечний здвоєний поліспаст; jib crane; rope breakage; dual polypast with balancer; safe twin polyspast