REAKCJE UKŁADU PODPOROWEGO W OCENIE STATECZNOŚCI ŻURAWIA SAMOJEZDNEGO

Transkrypt

1 Eksplotcj i test Wojciech KLK Zigniew UDNIK Mciej MJEWKI EKJE UKŁDU PDPWE W ENIE TTEZNŚI ŻUWI MJEZDNE W rtkle predstwiono metodę oliceni rekcji podłoż kłd podporowego żrwi w cłm kresie jego prc. Preprowdono werfikcję model mtemtcnego wkorstniem metod elementów skońconch ME. Uskne wniki oliceń nmercnch wkorstno do nli sttecności kłd prełdnkowego żrwi smojednego dl wrnch konfigrcji i wrnków prc. Jko wniki dń smlcjnch predstwiono min wrtości rekcji kłd podporowego or owiedni tor łdnk dl dnch dźwigów i wsięg żrwi. WTĘP Trnsport łdnków wkorstniem żrwi smochodowch wmg pewnieni chowni epieceństw prc ldi i rądeń pr prenoseni łdnków n dże wsokości pr jednocesnm operowni tm łdnkiem n ncnm wsięg [ 5 8; 9]. Jednoceśnie rądeni te e wględ n chrkter wkonwnej prc msą mieć podwoie wr kłdem podporowm o młch wmirch. Dże wsokości podnoseni i wsięg wsoko położon środek ciężkości mł rostw podwoi c kłd podporowego stwrją trdne wrnki do chowni równowgi trwłej sttecności pre konstrkcję żrwi. ównowg t msi ć chown równo pr operowni łdnkiem podcs prc jk pr postoj żrwi nieociążonego [ ]. Dodtkowm cnnikiem ewnętrnm któr nleż wiąć pod wgę jest niekorstne diłnie prci witr n konstrkcję wsięgników i powierchnię łdnk []. ciążenie od prenosonego łdnk diłją n dżm rmieni wsięg i wtwrją niekorstn moment do trmni równowgi żrwi wględem krwędi wwrot. Moment ten wn momentem wwrcjącm Mw smje się w pewnch dodtkowo powstłmi momentmi sił ewłdności spowodownch rchem łdnk żrwi i jego cęści or ociążeni witrem mniejsjąc sttecność żrwi. Momentowi wwrcjącem Mw preciwdił moment o preciwnm kiernk wn momentem stljącm M - wwołnm ciężrem konstrkcji żrwi. Żrw jest sttecn wówcs gd lgericn sm momentów stljącch M jest więks niż sm momentów wwrcjącch Mw. M M w dpowiednio projektown kłd sterowni rchmi roocmi żrwi w scególności rchem orotowm wsięgników może pewnić jego sttecność. Jeżeli dodtkowo ędą monitorowne wrtości sił ncisk kłd podporowego żrwi n podłoże to istnieje możliwość tkiego sterowni rchmi roocmi msn że w trkcie rch nie pojwi się grożenie trt sttecności. W prpdk relicji strtegii sterowni rchmi roocmi żrwi nleż pewnić kontkt wsstkich podpór żrwi podłożem. W prpdk gd którś podpór trci kontkt podłożem żrw trci sttecność.. MDEL MTEMTYZNY ŻUWI W prc preentowno model żrwi prencon do oliceni rekcji podłoż jego kłd podporowego w trkcie wkonwni rch orotowego kolmn min pochleni wsięgników i min dłgości rmion teleskopowch pr miennm ciężre prenosonego łdnk. Zpis równń stnowiącch model mtemtcn możliwi ich wkorstnie w dnich smlcjnch sterowni rchmi roocmi żrwi. Widok żrwi wr jego kłdem podporowm pokno n rsnk. mion teleskopowe.. 6 Wsięgnik Wsięgnik iłownik hdrlicn iłownik hdrlicn Pojd Kolmn orotow Ukłd podporow m s.. Ukłd prełdnkow żrwi smojednego Łdnek prcown model kłd nośnego skłd się e sprężonch e soą nstępjącch espołów żrwi: rm podwoi pojd smochodowego kłd podporowego miesconego w rmie żrwi połąconej rmą podwoi pojd żrwi kolmn orotowej dwóch wsięgników osdonm seściocłonowm rmieniem teleskopowm or wiesiem ociążonm prenosonm łdnkiem. W modelowni żrwi wględniono ms elementów wposżeni i espołów ociążjącch kłd []. UTUY /6

2 Zmin konfigrcji kłd żrwi wiąn jest jego rchmi roocmi. ch te określne są kątem orot kolmn wględem jej położeni trnsportowego kątmi orotów w płscźnie pionowej pierwsego wsięgnik wględem kolmn drgiego wsięgnik wględem pierwsego or premiescenimi liniowmi seści rmion teleskopowch w pionowej płscźnie podnoseni. Wncnikiem sttcnch dopsclnch ociążeń żrwi wnikjącch wrnków wrnk trmni sttecności [6 7] Eksplotcj i test są wrtości rekcji podłoż n kłd podporow or położenie pnkt prłożeni wpdkowej sił ciężkości msn. Prjęto do oliceń że żrw jest sterown estopniowo stąd sił ewłdności możn pominąć. Wncenie rekcji w podporch or sił ciężkości kłd żrwi preprowdono n podstwie schemt oliceniowego poknego n rsnk. wsięgnik wsięgnik siłownik kolmn orotow pojd smochodow kłd podporow Z rmion teleskopowe... 6 m t m t t 6 siłownik t m t t 5 t mc c Y t t 6 ndwoie X f l t W X W Z W t łdnek h - hk s.. chemt oliceniow kłd prełdnkowego żrwi: gdie: - ciężr cłkowit kłd żrwi; t- ciężr smochod ciężrowego wr kłdem podporowm; f - ciężr żrwi; c - ciężr kolmn orotowej; w w - ciężr wsięgników i ; m m - ciężr siłowników hdrlicnch;... - ciężr rmion seściocłonowego wsięgnik żrwi; - ciężr hk t t l t - ciężr łdnk; i - rostw podpór żrwi;... t6 - npęd rmion teleskopowch t t 6 c - npęd orotow kolmn; m m h - npęd liniowe siłowników W pierwsej kolejności wkorstjąc model kinemtcn żrwi oprcown w sstemie D/E - olidworks [] wncono środek ciężkości kłd prełdnkowego w tm jego elementów skłdowch. Znjąc położenie środk ciężkości kłd prełdnkowego możn npisć równni równowgi dl sm momentów wględem osi or sm rtów sił n oś. sr sttecności żrwi jest wncon pre prostokąt. Krwędimi wwrot są odcinki. Jeżeli prost diłni wpdkowej pionowch sił ncisków podpór n podłoże prechodi pre pnkt W njd- jąc się n płscźnie podłoż i pnkt ten leż wewnątr prostokąt to żrw stoi n wsstkich podporch. Z kolei ś wpdkow rekcji prechodi pre którąkolwiek krwędi wwrot to oderwni od podłoż legją dwie preciwległe podpor i żrw trci sttecność. olicć rekcje w podporch osr sttecności żrwi podielono n 9-ć stref i s.. Jeżeli współrędne środk ciężkości njdją się w osre W kłd jest sttecn. Ntomist w prpdk kied współrędne środk W njdją się po tm osrem moment wwrcjąc Mw jest więks od moment stljącego M i żrw trci sttecność. W stępcm kłdie współrędnch '''' wrtość rekcji pionowch możn olicć n podstwie równń równowgi i dl sm momentów wględem osi ' ' or sm rtów sił n oś. M M ' ' /6 UTUY 5

3 Eksplotcj i test 6 UTUY /6 gdie: = 8 m = 8 m - rostw podpór żrwi; = = 5m; = 55m; = = 75m; = 85m; - współrędne środk ciężkości wncono n podstwie dń smlcjnch model kinemtcnego kłd prełdnkowego żrwi smojednego. tref tref tref tref tref tref tref tref tref ' ' ' s.. sr sttecności kłd podporowego żrwi Ukłd trech równń wier cter niewidome. tąd wncć dodtkowe równnie prjęto nstępjące łożeni: Wrtości pionowch rekcji podłoż dl wpdkowej sił ncisk prechodącej pre środek ciężkości W njdjąc się w nrożnikch prostokąt prjmją nstępjące wrtości: Wrtości pionowch rekcji podłoż dl wpdkowej sił ncisk prechodącej pre środek ciężkości W njdjąc się wewnątr prostokąt mieniją się proporcjonlnie w fnkcji odległości pnkt W W W od krwędi wwrot. N podstwie schemt oliceniowego poknego n rsnk wncono rekcje pionowe ' i które wnosą: ' 9 ' N podstwie leżności wncono wrtości rekcji pionowch w podporch które wiążą równni: W = =f =f = s.. Uproscon schemt oliceniow rekcji / / / / /

4 Do werfikcji worów określjącch wrtości rekcji pionowch podłoż oprcowno trójwmirow model rłow kłd podporowego żrwi pokn n rsnk 5. prcown model w sstemie D/E możliwił smlcje prestrennch stnów nprężeń i odkstłceń metodą elementów skońconch ME w tm również powolił n wncenie rekcji w podporch. N rsnk 6 predstwiono wniki dń smlcjnch pokjącch wrtości rekcji diłjącch n kłd podporow ociążon siłą wpdkową = 95 kn którą prłożono w środk ciężkości kłd żrwi w pnkcie = = mm = 8 mm = 5 mm. Z kolei wrtości rekcji olicone n podstwie worów 9 wnosą: = 9 N = 5589 N = 6886 N = 65 N. W Eksplotcj i test Wkonno sereg dń smlcjnch dl różnch konfigrcji kłd żrwi. Do dń smlcjnch wkorstno integrown sstem D/E powljąc międ innmi n: dokłdne określenie współrędnch dowolnego pnkt kłd żrwi kreślenie trjektorii środk ciężkości żrwi ; olicenie rekcji w podporch = f W t l - gdie: W W l W W W - ciężr łdnk; t - cs relicji dni prełdnkowego; wncenie wrtości dźwigów or krwch podnoseni żrwi; określenie wrnków sttecności żrwi fnkcji dźwig i wsięg żrwi... ekcje podłoż w podporch Do oliceni rekcji podłoż w podporch prjęto iż żrw njdje się w nstępjącch wrnkch: wposżon jest w wsięgniki w i w or rmion teleskopowe t t t t t5 t6 stwione poiomo do podłoż wsięgniki i rmion teleskopowe są poddne njmniej korstnm ociążeniom; kąt orot kolmn żrwi wier się w predile φk = 6 ; w dnich smlcjnch prjęto że żrw nie jest poddn diłni sił prci witr prędkość witr jest mniejs od ϑw< 8 m i jest pominięt; rch rooce żrwi są sterowne płnnie stąd prjęto że sił ewłdności mogą ć pominięte; mksmln moment dźwig wnosi MQ = kt. Poniżej predstwiono wrne wniki skne wkorstniem dń smlcjnch w sstemie D/E or oprcownej plikcji nmercnej. N rsnk 7 pokno wpłw położeni środk ciężkości żrwi W n wrtość rekcji w podpore. s. 5. Model prestrenn kłd podporowego żrwi. s. 6. ekcje podłoż n kłd podporow żrwi Z nli porównwcej wnik że różnic pomięd wrtościmi rekcji pionowch oliconch worów or dń smlcjnch ME jest niewielk i nie prekrc %. Znjomość wrtości rekcji oliconch i werfikownch n podstwie dń smlcjnch ME powl n wncenie wrnków sttecności kłd żrwi w leżności od jego konfigrcji i ociążeni.. WYNIKI YMULJI NUMEYZNYH s. 7. Wrtość rekcji pionowej = 9 kn l = 6 kn Wielkość rekcji = f W } dl W W mieni się w serokim predile od do = 9 kn. Dl młch wrtości pionowch rekcji sttecność żrwi jest grożon scególnie wted gd środek ciężkości W njdje się w poliż podpor or wdłż krwędi wwrot l. /6 UTUY 7

5 Eksplotcj i test Z kolei n rsnk 8 pokno kstłtownie wrtości rekcji pionowch podłoż dl żrwi prenosącego łdnek o msie ml = kg i wsięg lw = m. W cłm ckl prc żrw stł n wsstkich podporch wsstkie rekcje są dodtnie więc kłd jest sttecn. Jednkże oserwowno nieepiecną strefę wdłż krwędi wwrot w predile csowm t = 6 s. W strefie tej wrtości rekcji or są rdo młe więc jest grożon kontkt w podpore i. ekcje podłoż w podporch żrwi = ft dl l=6 kn i lw=6 m 9 [kn] I podłożem = = N co spowodowło wwrócenie się żrwi wględem krwędi wwrotowej. tem poiec w grożonej strefie mniejsono wsięg żrwi do wrtości lw = 9.5 m pr kącie orot kolmn k = 7. W cel niknięci koliji pomięd prenosonm łdnkiem pojdem smochodowm wncono osr o wmirch L = m i L = 59 m - wględnijąc wmir grtow s prenosonego łdnk. Zncon n rsnk 9 epiecn stref rooc powl n stilną prcę kłd żrwi pr prenoseni łdnków o msie do Ql = 65 kg i wsięg lwm = 6 m. nlogicne wncono owiednie dl dźwigów mienijącch się w kresie od Ql = kg do Ql = 7 kg s.. 7 l: Ql = 7 kg lw = vr = 95 - m 5 l: Ql = 65kg lw = vr = m [N] [N] [N] [N] l: Ql = 8kg lw = vr = 8 - m l: Ql = kg lw = const = 6 m W: ml= 65 kg lw = 6 m t [s] s. 8. ekcje podłoż n kłd podporow żrwi pr prenoseni łdnk o msie ml = 6 kg i wsięg żrwi lw = 6 m wiednie tor łdnk N podstwie preprowdonch dń smlcjnch or oliceń nmercnch możn wncć owiednie tor łdnk l w fnkcji kąt orot k kolmn żrwi dl ms prenosonego łdnk Ql or wsięg żrwi lw. W prkłdie poknm n rsnk 9 owiednie te wncono w płscźnie poiomej pr njwięksm wsięg żrwi lwm dl dnego dźwig Ql. s L = 59 m epiecn stref rooc L = m.. l: Ql = kg lw = vr = 7 - m l: Ql = 7 kg lw = vr = 57-8 m s.. wiednie tor łdnk dl dźwigów Ql = 7 kg i wsięgów lw = 57 6 m Dięki njomości grnicnch owiedni l tor łdnk możn pewnić stilną prcę żrwi w leżności od jego dźwig Ql or wsięg lw. PDUMWNIE l: Ql = 65kg lw = vr = m W: ml= 65 kg lw = 6 m W: ml = kg l: Ql = 65kg lw=const= 6m lw = 6 m s L = 59 m l: Ql = kg lw = const= 955 m L = m epiecn stref rooc s. 9. wiednie tor łdnk dl dźwigów Ql = 65 kg i lw = m wiednie l tor łdnk Ql = kg i Ql = 65 kg i wsięg lw = 6 m są okręgmi. Jednkże w prpdk prenoseni łdnk Ql = 65 kg w kresie kąt orot kolmn k = środek ms W kłd żrwi njdje się w osre trt sttecności. W tej strefie podpor i trcił kontkt 8 UTUY /6 W niniejsej rtkle predstwiono metodę oliceni rekcji podłoż kłd podporowego żrwi w cłm kresie jego prc. Preprowdono werfikcję model mtemtcnego wkorstniem metod elementów skońconch ME. Uskne wniki oliceń nmercnch wkorstno do nli sttecności kłd prełdnkowego żrwi smojednego dl wrnch konfigrcji i wrnków prc. Znjomość predstwionch w prc leżności możn wkorstć pr projektowni kłd podporowego żrwi or tomtcnego sstem do kontroli stilności kłd podcs prc. Kontrol stilności może odw się tomtcnie i w sposó ciągł powljąc opertorowi n pełną koncentrcję n wkonwnch cnnościch poniewż dnmicne tworenie owiedni łdnk w leżności od pocji środk ciężkości kłd żrwi możliwi w pełni epiecną prcę w kżdch wrnkch. Projekt finnsown pre Nrodowe entrm dń i owoj w rmch Progrm dń tosownch - mow nr: P/6/8/5.

6 LIFI I. Jns J. Kłosiński J. Wpłw wrnch strtegii sterowni rchmi roocmi żrwi smojednego n jego sttecność ct Mechnic et tomtic Vol. no Kclk W. dnik Z. Mjewski M. nli sttecności żrwi dl różnch stnów ociążeń i różnch premiesceń łdnk Mechnik nr 6.. Kilicsln. lkn T. Ider.K. Tipping lods of moile crnes with fleile ooms Jornl of ond nd Virtion Mjewski M. Kclk W. onceptl Design of Innovtive peech Interfces with gmented elit nd Interctive stems for ontrolling Loder rnes dvnces in Intelligent stems nd ompting Vol. 6 rtificil Intelligence Perspectives in Intelligent stems pringer Mjewski M. Kclk W. Intelligent peech Interction of Devices nd Hmn pertors dvnces in Intelligent stems nd ompting Vol. 65 oftwre Engineering Perspectives nd ppliction in Intelligent stems pringer PN-I :998 Żrwie smojedne Wncnie sttecności. 7. PN-I 5:998 Dźwignice. Żrwie smojedne. Wncnie sttecności. 8. Posidł. Wrś.P. Modelownie i dni smlcjne rch żrwi leśnego w ckl roocm Modelownie inżnierskie T. nr ch. inghose W. Fjiok D. Jones T. Tip-ver tilit nlsis of Moile oom rnes With winging Plods ME Jornl of Dnmic stems Mesrement nd ontrol 5:8 6. Eksplotcj i test. krmowski W. Żrwie smojedne i wieżowe. Konserwcj i montż Wdwnictwo Ke 7.. wj. Mącński. prwdnie sttecności żrwi w trkcie relicji rchów roocch Trnsport premsłow nr / W J. omi. Hodkiewic M. ttic stilit nlsis of non-slewing rticlted moile crnes strlin Jornl of Mechnicl Engineering pport sstem rections in the ssessment of moile crne stilit The rticle presents method for compting the grond rection forces of the crne spport sstem in the entire operting rnge. verifiction of the mthemticl model ws performed sing the finite element method. The reslts of nmericl compttions were sed to nle the stilit of the moile crne lod hndling sstem for selected configrtions nd operting conditions. The reslts of the simltion show chnges of the rection forces in the spport sstem nd the envelope of the lod pth for given lod cpcities nd rech of the crne. tor: prof. dr h. inż. dr hc. Wojciech Kclk Politechnik Koslińsk e-mil: wojciech.kclk@t.koslin.pl. dr inż. Zigniew dnik Politechnik Koslińsk e-mil: igniew.dnik@t.koslin.pl. dr h. inż. prof. ndw. Mciej Mjewski Politechnik Koslińsk e-mil: mciej.mjewski@t.koslin.pl /6 UTUY 9