Совершенствование механизма подъема груза строительного стрелового самоходного крана с гидравлическим приводом
Освоение серийного производства гидравлических кранов заводами Минстройдормаша начато в 1974 г. В настоящее время производятся стреловые самоходные краны с гидравлическим приводом на автомобильном шасси и специальном шасси автомобильного типа грузоподъемностью от 6,3 до 100 т /3/, суммарный годовой выпуск которых составляет около 5 тыс. штук /4/. В перспективе грузоподъемность гидравлических… Читать ещё >
Содержание
- Глава I. Состояние вопроса и задачи исследований
- 1. 1. Механизм подъема груза строительных стреловых самоходных кранов с гидроприводом и его параметры
- 1. 2. Режимы нагружения и нагрузки, действующие на механизм подъема груза
- 1. 3. Анализ работ по исследованию механизма подъема груза с гидроприводом
- 1. 4. Задачи исследований
- Выводы по главе .,
- Глава 2. Исследование .влияния тормозного клапана на статические характеристики механизма
- 2. 1. Определение хода регулирования золотника распределителя
- 2. 2. Анализ тормозных клапанов
- 2. 3. Расчетные зависимости для определения статических характеристик механизма при опускании груза
- 2. 4. Статические характеристики механизма при опускании груза
- Выводы по главе
- Глава 3. Анализ расчетной схемы механизма подъема груза для исследования динамических нагрузок
- 3. 1. Определение частоты колебаний давления жидкости в трубопроводах
- 3. 2. Определение времени перемещения золотника распределителя с сервоуправлением
- 3. 3. Амплитудно-частотные характеристики тормозного клапана
- 3. 4. Анализ тормоза и обратного клапана
- -3- Стр
- 3. 5. Частотные характеристики крана
- 3. 6. Анализ частотных характеристик элементов гидросистемы и крана
- Выводы по главе
- Глава 4. Теоретическое исследование динамических нагрузок в гидросистеме механизма подъема груза
- 4. 1. Расчетная схема механизма подъема груза
- 4. 2. Исследование динамических нагрузок в гидросистеме, возникающих при включении механизма с разомкнутым тормозом на подъем, опускание свободно висящего груза и его остановке
- 4. 3. Влияние сжимаемости жидкости на величину динамических нагрузок
- 4. 4. Исследование влияния тормоза на динамические нагрузки в гидросистеме
- 4. 5. Влияние тормозного клапана на динамические нагрузки в гидросистеме
- Выводы по главе
- Глава 5. Экспериментальные исследования гидросистемы механизма подъема груза
- 5. 1. Обоснование выбора измеряемых параметров при экспериментальных исследованиях
- 5. 2. Измерительная аппаратура и оценка точности измеряемых параметров
- 5. 3. Обработка экспериментальных данных с помощью ЭВМ
- 5. 4. Исследование регулировочных и механических характеристик
- 5. 5. Исследование динамических нагрузок в гидросистеме при подъеме груза грузоподъемностью от 25 до 100 т на специальном шасси автомобильного типа
Экономический эффект от внедрения результатов исследований в народном хозяйстве достигается за счет увеличения скорости подъема и опускания крюка и составляет от 3080 до 'BG07 рублей в год на одну машину в зависимости от ее грузоподъемности.
— 4 — Стр.
5.6. Исследование динамических нагрузок в гидросистеме при опускании груза
5.7. Исследование работы гидросистемы при опускании груза на посадочных скоростях
Выводы по главе
Глава б. Рекомендации производству по совершенствованию механизма подъема груза с гидроприводом.
6.1. Рекомендации производству по применению гидроэлементов механизма
6.2. Рекомендации производству по выбору параметров гидравлической системы.-^
6.3. Реализация результатов исследований в промышленности .-^О
Выводы по главе
Совершенствование механизма подъема груза строительного стрелового самоходного крана с гидравлическим приводом (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
В качестве главной задачи одиннадцатой пятилетки партия выдвигает обеспечение дальнейшего роста благосостояния советских людей на основе устойчивого, поступательного развития народного хозяйства, ускорения научно-технического прогресса и перевода экономики на интенсивный путь развития, более рационального использования производственного потенциала страны, всемерной экономии всех видов ресурсов и улучшении качества работы. «Большие возможности — отмечено в отчетном докладе ЦК КПСС ХХУ1 съезду /I/ - открывает улучшение использования производственных мощностей — машин, оборудования, транспортных средств. Сокращение простоев, повышение коэффициента сменности, создание технологических схем, сберегающих энергию и материалы, — вот на чем предстоит сосредоточить усилия» .
Оснащение стреловых самоходных кранов гидроприводом является одним из наиболее эффективных средств повышения их технико-экономических и эксплуатационных качеств /2/ благодаря установке телескопических стрел с жесткой подвеской, механизированных выносных опор, уменьшению количества механических передач, повышения удобства управления и технического обслуживания.
Освоение серийного производства гидравлических кранов заводами Минстройдормаша начато в 1974 г. В настоящее время производятся стреловые самоходные краны с гидравлическим приводом на автомобильном шасси и специальном шасси автомобильного типа грузоподъемностью от 6,3 до 100 т /3/, суммарный годовой выпуск которых составляет около 5 тыс. штук /4/. В перспективе грузоподъемность гидравлических кранов увеличится до 1000 т/5/. Интенсивное внедрение гидропривода в области краностроения требует тщательного анализа принятых решений и устранения отдельных недостатков, выявленных в процессе исследований работы кранов в условиях эксплуатации.
Механизм подъема груза является одним из основных механизмов, а его параметры оказывают существенное влияние на эксплуатационные качества крана в целом. Целью настоящих исследований является совершенствование механизма подъема груза строительных стреловых самоходных кранов с гидравлическим приводом и разработка практических мероприятий, направленных на дальнейшее повышение его технико-экономических и эксплуатационных качеств.
Исследования проводились в соответствии. с планом рабочих групп по совершенствованию конструкций стреловых самоходных кранов грузоподъемностью 25 т и 40 т на специальном шасси с гидравлическим приводом, предусмотренных Соглашением между Минстройдормашем СССР и Мин-машпромом ПНР от 31 мая 1975 г., а также целевой комплексной программой работ по дальнейшему повышению технического уровня и единичной мощности автомобильных кранов ПО «АВТОКРАН» в период I98I-I985 гг.
Основными параметрами механизма подъема груза с гидравлическим приводом, определяющими его эксплуатационные качества, являются рабочее давление в гидросистеме и скорость вращения вала гидромотора. Выбор параметров должен производиться с учетом конструктивных особенностей кранов и условий эксплуатации. Проведенный анализ предшествующих работ показал, что наиболее полно рассмотрены вопросы теории и расчета механизма подъема груза с гидроприводом с замкнутой циркуляцией жидкости и с разомкнутой циркуляцией жидкости с регулятором давления. В строительных стреловых самоходных кранах широкое применение получил гидропривод с разомкнутой циркуляцией и регулированием скорости путем дросселирования жидкости в проточном канале распределителя. Исследованию особенностей механизма подъема груза с гидроприводом этого типа и посвящена настоящая работа.
В процессе исследований было определено влияние тормозного клапана на статические характеристики механизма подъема груза, в результате анализа частотных характеристик крана и элементов гидравлической системы установлена причина возникновения незатухающих колебаний при опускании номинального или близкого к нему по величине груза на посадочных скоростях, произведена оценка влияния на величину динамических нагрузок в гидравлической системе момента внешней нагрузки, момента инерции гидромотора и приведенных к нему вращающихся масс, времени перемещения золотника распределителя и плунжера гидроразмыкателя тормоза, а при опускании груза и параметров тормозного клапана.
Проведенные исследования позволили разработать практические рекомендации, направленные на снижение динамических нагрузок в механизме подъема груза строительных стреловых самоходных кранов с гидравлическим приводом, более обоснованно подойти к выбору его параметров и определению ресурса. Выявлены резервы, позволяющие повысить производительность крана за счет увеличения скорости подъема и опускания крюка.
На защиту выносятся: результаты исследования влияния тормозного клапана на статические и динамические характеристики механизма при опускании грузарасчетные зависимости для определения динамических нагрузок в гидравлической системе при различных режимах наг-ружениярекомендации промышленности по применению гидроэлементов, выбору основных параметров, направленные на повышение технико-экономических показателей, строительных стреловых самоходных кранов.
Результаты исследований доложены на секции НТС стреловых самоходных кранов ВНИИСтройдормаш, НТС ГСКБ тяжелого краностроения ПО «Завод им. Январского восстания», СКГБ краностроения ПО «АВТОКРАН» и LX конференции МАДИ. Основные результаты исследований опубликованы в печати /6−9/ и использованы ВНИИСтройдормашем, СКТБ краностроения и ГСКБ тяжелого краностроения при создании и модернизации гидравлических кранов грузоподъемностью 12 т на шасси автомобиля и.
ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ.
Проведенные теоретические и экспериментальные исследования механизма подъема груза с гидроприводом с разомкнутой циркуляцией и регулированием скорости путем дросселирования жидкости в проточном канале распределителя позволяют сдедать следующие выводы:
1. На регулировочные и механические характеристики механизма при опускании груза оказывает влияние тормозной клапан. Наиболее жесткие механические характеристики и стабильный ход регулирования золотника распределителя обеспечивает тормозной клапан с управлением от подводящей линии гидромотора.
2. Величина пиковых .:-.: давлений в гидросистеме, возникающих при включении и выключении механизма, практически прямо пропорциональна моменту внешней нагрузки, моменту инерции гидромотора и приведенных к нему вращающихся масс, и обратно пропорциональна времени перемещения золотника распределителя в зоне регулирования и коэффициенту полезного действия механизма. На величину пиковых давлений оказывают влияние также время размыкания тормоза, а при опускании груза и параметры тормозного клапана.
3. Применение дисковых тормозов, обладающих достаточным быстродействием и незначительным моментом инерции по сравнению с ленточными тормозами, способствует уменьшению пиковых давлений в гидросистеме при резком включении механизма. При торможении механизма замыкание тормоза должно осуществляться с задержкой по времени, что может быть достигнуто путем установки в линии управления гидроразмыкателем тормоза дросселя в сочетании с обратным клапаном, предназначенным для свободного прохода жидкости при растормаживании вала гидромотора. Давление управления тормозом должно быть минимальным.
4. Причиной возникновения незатухающих колебаний при опускании номинального или близкого к нему по величине груза на посадочной скорости является совпадение частоты колебаний давления жидкости в подводящей линии гидромотора и колебаний массы крана, обусловленных податливостью механической системы. Амплитуда колебаний зависит от величины предварительного сжатия пружины запор-но-регулирующего элемента тормозного клапана и коэффициента демпфирования. Увеличение предварительного сжатия пружины и коэффициента демпфирования приводит к уменьшению амплитуды колебаний.
5. Величина предварительного сжатия пружины запорно-регулирующего элемента тормозного клапана должна обеспечивать устойчивую работу механизма при опускании номинального груза на посадочной скорости и минимальные пиковые давления при включении механизма. Определение величины предварительного сжатия целесообразно производить с помощью графо-аналитического способа.
6. Наиболее эффективным способом уменьшения динамических нагрузок в гидросистеме является применение распределителей с гидравлическим сервоуправлением, позволяющим регулировать время перемещения золотника независимо от интенсивности включения рукоятки блока управления, и распределителей с регулятором давления.
7. При разработке принципиальной схемы, когда исходные данные, необходимые для расчета переходных процессов с помощью ЭВМ, не могут быть установлены с достаточной степенью точности, использование полученных в настоящей работе зависимостей дает возможность более обоснованно подойти к выбору параметров гидросистемы механизма.
8. Разработаны практические рекомендации, направленные на совершенствование механизма подъема груза строительных стреловых самоходных кранов с гидравлическим приводом и повышение его технико-экономических показателей. Экономический эффект в народном хозяйстве достигается за счет повышения скорости подъема и опускания крюка, производительности крана и составляет от 3080 до '8007 рублей в год на одну машину в зависимости от ее грузоподъемности.
Список литературы
- Материалы ХХУ1 съезда КПСС, М., Политиздат, 1981 с.223
- Смирнов О.А. Особенности развития гидравлических самоходных кранов. Обзорная информация. М., ЦНИИТЭстроймацг 1979 г., с. 43
- Панкрашкин П.В., Невзоров Л. А. и Смирнов О.А. Стреловые самоходные и башенные краны, М., Строительные и дорожные машины, 1981 г., № 5 с.13−16
- План экономического и социального развития строительного, дорожного и коммунального машиностроения на 1983 г., с.81−83
- Панкрашкин П.В., Суворова Н.П."0 выборе перспективного типа привода стреловых самоходных кранов". Труды ВНИИстройдормаш, 1980 г. вып.89,с.3−12
- Савельев В.П., Иванов В. Е., Смирнов О. А. Исследование работы тормозного клапана в гидроприводе грузовой лебедки. Труды ВНИИстройдормаш, 1980 г. вып.89-, с.33−39
- Савельев В.П., Иванов В. Е., Смирнов О. А. Теоретическое исследование характеристик гидропривода грузовой лебедки с тормозным клапаном. Труды ВНИИстройдормаш, 1981 г., вып.92, с.8−13
- Смирнов О.А., Савельев В. П. Определение времени полного пере-, мещения золотников распределителей с сервоуправлением. М., Строительные и дорожные машины, 1981 г., № 7, с.20−21
- Савельев В.П., Смирнов О. А., Зайцев Л. В. Исследование динамических нагрузок в гидроприводе механизма подъема груза. М., Строительные и дорожные машины, 1982 г., Р II, с.19−20
- Зайцев Л.В., Полосин М. Д. Автомобильные краны. М., Высшая шко-ia, 1974 г., с.327
- ГОСТ 22 827–77. Краны стреловые самоходные общего назначения. Технические условия. Издательство стандартов 1978 г., с.16
- Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов, М., Металлургия, 1978 г., с.171
- Зайцев А.В., Смирнов О. А., Куликов А. П., Филиппов В. И. Гидравлические стреловые автомобильные краны. М., Строительные и дорожные машины, 1973 г., № 9, с.16−19
- Куликов А.П., Дроздов В. И. и др. Гидравлический автомобильный кран KC-457I. М., Строительные и дорожные машины, 1976 г., № 9, с.2−4
- Смирнов О.А., Кольцов И. Е. и Вдовина Т.С. Гидравлические стреловые самоходные краны фирмы Kato /Япония/. М., Строительные и дорожные машины. 1976 г., № 7, с.14−16
- Пахомов И.Ф., Филоненко А. В. и др. Гидравлический стреловой самоходный кран KC-747I. М., Строительные и дорожные машины, 1980 г., № I, с.4−6
- Кабаков М.Г., Гаубих В. И., Познянский Г. И. и Скоквн А.И. Аксиально-поршневые насосы для объемных гидропередач строительных и дорожных машин. М., ЦНИИТЭстроймаш, 1969-г., с.70
- Гречин Н.К. и др. Гидравлическое оборудование для гидроприводов строительных, дорожных и коммунальных машин. Каталог-справочник. М., ЦНИИТЭстроймаш, 1978 г., с.468
- Расчетно-пояснительная записка к техническому проекту крана KC-357I, Иваново, ГСКБ краностроения, 1972 г., ч.2, с.180
- Расчетно-пояснительная записка к техническому проекту крана KC-647I., Одесса, ГСКБ тяжелого краностроения, 1973 г., с.198
- Вайнсон А.А. Строительные краны. М., Машиностроение, 1969 г., с. 488- 15 724. Волков Д. П. Динамика и прочность одноковшовых экскаваторов, М., Машиностроение, 1965 г., с.463
- Комаров М.С. Динамика грузоподъемных машин. М., Машгиз, 1969 г., с.296
- Улитенко И.П. Исследование характеристик эксплуатационной нагруженности механизмов автомобильных кранов. М., Строительные и дорожные машины, 1973 г., № 8, с, 34−36
- Улитенко И.П. Исследование и разработка методики расчета режимов нагружения строительных автомобильных кранов. Диссертация. М., 1982 г., с.178
- Тимин Ю.Ф., Улитенко И. П., Зайцев JI.B. Автомобильные краны и влияние их параметров на распределение эксплуатационных нагрузок. М. ,. ЦНИИТЭстроймаш 1978 г., с.64
- Исаков Э.Н., Харас З. Б., Баталин Г. А. Режим эксплуатации механизма подъема груза стреловых самоходных кранов грузоподъемностью 25 т и более. М., Строительные и дорожные машины. 1981 г. № 8, с.21−23
- Исследование нагрузок в элементах крана KC-257I в грузовом и транспортном режимах. Отчет по теме ВНИИстройдормаш, М., 1974 г., книга 2, с.19−29
- Исследование работы гидравлических кранов в условиях эксплуатации. Отчет по теме KC-II39, ВНИИстройдормаш., М., 1975 г., с.50
- Глушко М.Ф. Стальные подъемные канаты, Киев. Техника, 1960 г., с. 327
- Дукельский А.И. Методика расчета крановых клапанов на долговечность. Стальные канаты, Киев. Техника, 1968 г., вып.5
- Волков Д.П., Крайнев А. В. Волновые зубчатые передачи. Киев, Техника, 1968 г., с.227
- Волков Д.П., Крайнев А. В. Планетарные, волновые и комбинированные передачи строительных и дорожных машин. М., Машиностроение, 1968 г., с.270- 45 836. Александров М. П. Тормоза подъемно-транспортных машин. М., Машиностроение. 1976 г., с.383
- Борисов С.М. Фрикционные муфты и тормоза строительных и дорожных машин. М., Машиностроение, 1978 г., с.168
- Зайцев JI.B., Одинцов Ю. И., Фиников Г. И. Стреловые самоходные краны на короткобазовом шасси. М., ЦНИИТЭстроймаш, 1978 г., с.55
- Невзоров JI.A. и др. Башенные краны. М., Машиностроение, 1979 г., с.296
- Невзоров JI.A. Основные направления работ по унификации механизмов башенных кранов. Труды ВНИИстройдормаш, 1979 г., вып.76, с.3−10
- Сигал Я.Б., Толпин А. Э. Многоскоростные грузовые лебедки башенных кранов. М., ЦНИИТЭстроймаш, 1974 .г., с.58
- Григорьев Н.И. Нагрузки кранов M.-3L, Машиностроение, 1969 г., с. 166
- Шефлер М. и др. Основы расчета и конструирования подъемно-транспортных машин. Сокращенный перевод с немецкого под ред. Абрамовича И. И. М., Машиностроение, 1980 г., с.253
- Башта Т.М. и др. Объемные гидравлические приводы. М., Машиностроение, 1968 г., с.628
- Гамынин Н.С. Основы следящего привода. М., Оборонгиз, 1967 г., с.293
- Лещенко В.А. Гидравлический следящий привод М., Машиностроение, 1968 г., с.564
- Прокофьев В.Н. Динамика гидропривода. М., Машиностроение, 1972 г., с.289
- Прокофьев В.Н., Казмиренко В. Ф. Проектирование и расчет автономных приводов., М., Машиностроение, 1978 г., с.232
- Хаймович Е.М. Гидропривод и гидроавтоматика станков. М., Машгиз, 1959 г., с.553−45 950. Алексеева Т. В. Гидропривод и гидроавтоматика землеройно-тран-спортных машин. М., Машиностроение, 1966 г., с.146
- Беркман И.Л., Буланов А. А., Раннев А. В., Рустанович А. В., Скворцов Г. С., Смирнов О. А. Одноковшовые экскаваторы и самоходные краны с гидравлическим приводом, М., Машиностроение 1971 г., с.304
- Савин И.Ф. Гидравлический привод строительных машин. М., Стройиздат, 1974 г.
- Самусенко М.Ф. Гидропривод тяжелых грузоподъемных машин и самоходных агрегатов. М., Машиностроение, 1968 г., с.264
- Беренгард Ю.Г., Гайцгори М. М. Синтез уравнений произвольных систем гидропривода на ЭВМ. Труды ВНИИстройдормаш 1977 г., вып.75, с.19−29
- Васильченко В.А., Додин М. Г., Кабаков М. Г. Повышение ресурсов аксиально-поршневых насосов и гидромоторов, М., Строительные и дорожные машины, 1981 г. № 5, с.23−25
- Васильченко В.А. и др. Техническая диагностика гидравлического оборудования строительных, дорожных и коммунальных машин, М., ЦНИИТЭстроймаш, 1979 г., сер. II, вып.2, с.47
- Левитский Н.И., Цуханова Е. А. Расчет управляющих устройств для торможения гидроприводов, М., Машиностроение, 1971 г., с.231
- Лейко B.C. Объемные гидропередачи на строительных и дорожных машинах, ЦИАМТ и АН, серия 3. М., 1963 г., с.143
- Кошеленко Г. А., Пасынков Р. И. Оценка долговечности аксиально-поршневых насосов и гидромоторов на стадии проектирования гидропривода машин. Пневматика и гидравлика. Приводы и системы управления, М., Машиностроение, вып.5, 1978 г., с.262−265
- Лысенко B.C. Расчет гидропривода при случайной нагрузке. Гидропривод и гидроавтоматика, М., 1979 г. № 15, с.17−22
- Тарко A.M. Переходные процессы в гидравлических механизмах. М., Машгиз, 1973 г., с.164
- Considerations en marge de 25 ans de developpement des transmissions hydrostatiques, RGT, novembre 1979, p.101−109
- RucKgauer N, Hydraulische Windenautriebe im Krandau, Fluid, Heli, 1977, p.26−29
- Kosmos crane Co 725 CM, Poclain PPV hydraulic cranes. Cranes today, 1979, x 79, p 45−54
- Есимацу X. Гидропривод телескопических автокранов. Перевод с японского, статьи из журнала Юацу гидзюцу, 1979, т.17 № 12, с.25
- Гидросистемы подъемных кранов. Обзор. Перевод с английского БП 81−14 240, М., ЦНИИТЭстроймаш, 1981 г., с.61
- Климек Г. Гидрообъемные механизмы подъема в многоконтурных системах самоходных кранов, перевод с немецкого БП-79, I29I5, М., ЦНИИТЭстроймаш, 1979 г., с.23
- Колесник К.К. Исследование динамики механизма подъема груза с гидравлическим приводом. Диссертация. М., 1968 г., с.168
- Маркин А.Ф. Устойчивость обратного управляемого клапана. Труды ВНИИстройдормаш, М., 1969 г., вып. хъу, с.70−77
- Ромашкин М.Б. Исследование работы гидропривода с объемным регулированием в тормозном режиме. Труды ВНИИПТмаш, М., 1963 г., вып.8/40/, с.27−35
- Ромашкин М.Б. Исследование гидропривода механизма подъема груза при установившемся режиме работы. Труды ВНИИПТмаш, М., 1967 г., вып. 3/76/, с.14−23
- Смирнов О.А., Савельев В. П. Исследование регулировочных характеристик гидроприводов грузовых лебедок стреловых кранов. Труды ВНИИстройдормаш. М., 1977 г. № 76, с.35−44
- Смирнов О.А., ВдовинаТ.С., Савельев В. П. Гидравлический привод стреловых самоходных кранов. Обзорная информация. ЦНИИТЭстроймаш, М., 1977 г., с.55
- Пановко Я.Г. Введение в теорию механических колебаний, Наука, М., 1977 г., с.233
- Техническое описание и инструкция по эксплуатации крана KC-257I. Дрогобычский завод автокранов. Дрогобыч, 1977 г., с.105
- Техническое описание и инструкция по эксплуатации крана KC-457I с высокомоментными гидромоторами. Камышинский крановый завод, Камышин, 1978 г., с.177
- Техническое описание и инструкция по эксплуатации крана КС-5472. Одесский завод тяжелого краностроения им. Январского восстания, Одесса, 1977 г., с.196
- Зайдель А.Н. Элементарная оценка ошибок измерений, Наука, Л, 1967 г., с.88
- Савельев В.П. и др. Тормозной клапан. А.С. № 457 661, Бюллетень № 3, 1978 г., с.3
- Беренгард Ю. Г., Гайцгори М. М., Кабаков М. Г. К оценке динамических характеристик предохранительных клапанов прямого и непрямого действия. Пневматика и гидравлика. Приводы и системы управления вып.8, М., Машиностроение, 1981 г., с.122−129