Пристрій керування приводом переміщення шарнірно-зчленованої стрілової системи баштового крана

Реферат: В механізм переміщення шарнірно-зчленованої стрілової системи баштового крана, що містить асинхронний електродвигун, муфту, гальмівний механізм, редуктор, канатний барабан, поліспаст, додатково монтується мікроконтролер та частотний перетворювач. UA 100059 U (54) ПРИСТРІЙ КЕРУВАННЯ ПРИВОДОМ ПЕРЕМІЩЕННЯ ШАРНІРНО-ЗЧЛЕНОВАНОЇ СТРІЛОВОЇ СИСТЕМИ БАШТОВОГО КРАНА UA 100059 U UA 100059 U 5 10 15 20 25 30 Корисна модель належить до підйомно-транспортного устаткування, а саме до способу керування приводом переміщення шарнірно-зчленованої стрілової системи баштового крана. За аналог взятий баштовий кран з шарнірно-зчленованою стріловою системою який використовується для висотного будівництва (Рессо 140Н, https://www.morrow.com/sites/default/files/datasheets/SKK-140H.pdf) привід підйому стрілової системи якого складається з асинхронного електродвигуна, гальмівного механізму, редуктора, канатного барабана, поліспасту, основної та допоміжної секцій стрілової системи. Недоліком такого приводу є те, що електродвигун працює на природній механічній характеристиці, що зумовлює великі динамічні навантаження на механізм при перехідних режимах руху, а також виникнення коливань вантажу, які тривають протягом періоду руху та після зупинки стрілової системи. Задача корисної моделі - зменшення динамічних навантажень та усунення коливань вантажу за рахунок керування асинхронним електродвигуном за заданим оптимальним динамічним законом. Поставлена задача вирішується тим, що в механізм переміщення шарнірно-зчленованої стрілової системи, який включає асинхронний електродвигун, редуктор, гальмівний механізм, канатний барабан, поліспаст, згідно пропонованої корисної моделі додатково монтується мікроконтролер та частотний перетворювач. Фіг. Кінематична схема механізму переміщення шарнірно-зчленованої системи баштового крана. Механізм переміщення шарнірно-зчленованої системи баштового крана складається з асинхронного електродвигуна 1, муфти 2, гальмівного механізму 3, редуктора 4, канатного барабана 5, поліспасту 6, мікроконтролера 7, частотного перетворювача 8. Механізм переміщення шарнірно-зчленованої стрілової системи баштового крана працює таким чином: по розробленому на ПК оптимальному динамічному закону руху (описано нижче), встановленому на мікроконтролері, частотний перетворювач змінює частоту напруги живлення електродвигуна і кутова швидкість вала змінюється відповідно запрограмованому закону. Вал електродвигуна з'єднаний через гальмівний механізм та редуктор з канатним барабаном, на який намотується канат, що з'єднаний з основною секцією стрілової системи через поліспаст. Переміщення шарнірно-зчленованої стрілової системи характеризується кутовою координатою α, а обертання асинхронного електродвигуна координатою φ які визначаються залежностями: 35   un  a 2  b 2  2  a  b  cos     d , R де u - передаточне число редуктора механізму підйому стрілової системи; n - кратність поліспасту; R - радіус канатного барабана; a - довжина стійки; b - відстань від шарніра О до точки кріплення поліспасту; d - відстань від точки кріплення поліспасту до шарніра кріплення  рухомих блоків поліспасту;  - кут нахилу стійки до горизонталі. Для знаходження оптимального динамічного режиму руху привідного механізму використано інтегральний критерій, який являє собою середньоквадратичне значення рушійного моменту переміщення шарнірно-зчленованої стрілової системи протягом періоду руху 1/ 2 40 45  1 t1  I    Mp2 dt   min ,  t1 0    де t - час; t1 - тривалість руху штока гідроциліндра з одного крайнього положення в інше; Mp - рушійний момент переміщення шарнірно-зчленованої стрілової системи.  Mp  J 0  L2 m1  m2  m3  Б  m3lLsin  0 cos   cos  0 sin  Б Б   m   gLcos  0 cos  Б  sin  0 sin  Б  0  m1  m2  m3  ;  2  де m0 , m1 , m2 , m3 - маси основної та допоміжної секцій стрілової системи, візка та вантажу відповідно; J 0 - момент інерції основної секції стрілової системи відносно осі обертання; довжина основної секції стрілової системи; вільного падіння; L l - довжина підвісу вантажу; g - прискорення  0 - початкове значення кута повороту основної секції стрілової системи; 1 UA 100059 U  Б - базисна функція зміни кутової координати переміщення основної секції стрілової системи;  Б - базисна функція кутової координати відхилення вантажу від вертикалі. Розв'язавши оптимізаційну задачу прямим варіаційним методом отримано закон зміни кутової координати переміщення основної секції стрілової системи. 5  252t 5  1386t 4t1  3080t 3t12  3465t 2t13  1980tt14  462t15  0   T t 6     0   11   t1   5 4 5 4  2772 t t  t1   0   t    13860 t t  t1  2t  t1  0   t   1  1   a1   a2   11 11     t1 t1      27720 t 3 t  t1 3 9t 2  9tt1  2t12  0   t   1  .,  a3  11   t1   де  t - значення кутової координати в кінці періоду руху; a1 , a 2 , a 3 - параметри функції. 1 10 Отриманий закон являє собою оптимальний режим руху, що забезпечує мінімум динамічних навантажень, усуває коливання вантажу після зупинки стрілової системи (Граф. 1-3). Корисна модель дає змогу, зменшити енергоємність технологічного процесу, подовжити строк служби та запобігти передчасному руйнуванню механізму зменшенням динамічних навантажень системи. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Пристрій керування приводом переміщення шарнірно-зчленованої стрілової баштового крана, що містить асинхронний електродвигун, муфту, гальмівний механізм, редуктор, канатний барабан, поліспаст, який відрізняється тим, що додатково монтується мікроконтролер та частотний перетворювач. 2 UA 100059 U Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3