Спосіб керування механізмом переміщення прольотного крана

Реферат: Спосіб керування механізмом переміщення прольотного крана, відповідно до якого, вимірюють довжину підвісу канату і визначають час перехідного процесу пуску. Крім цього визначається маса вантажу та до усталеної (номінальної) швидкості прольотний кран розганяється по визначеному закону зміни швидкості: 3 3 2 2 2 3 2 2 2 2 3 2 2  x 0 =(30k((L/g)+((m+m1)/с))υном(k (8T +2tT (-12+k T )+4t (-4+k T )+3t ·(8T-2k T ))+4k(k t(3t 2 3 2 3 3 2 3 2 -4tT)+k (t -2t T+T )cos(kT)+2T·((12k-k T )·cos(kt)+12(-k·cos(kt)+k·cos(k(t-T)))-k(12kt+k T (-t+ 2 2 2 2 +T))·sin(kt)+k·((-12+k T )cos(k(t-T))-3kT(-2t+T)(k·cos(kt)+k·cos(k(t-T)))-k(-12t+12T+k tT )sin(k(t2 4 2 4 2 -T))+6kT(sin(kt)+sin(k(t-T)))))+(6k (4t-2T)+2k t ·(t-T)+2k t(t-T) )T·sin(kT)))/ 2 2 4 4 6 6 2 2 4 4 2 2 4 4 /(T(-2880-240k T -24k T +k T +24(120-50k T +k T )соs(kT)+kT(2880-240/k T +k T )·sin(kT)))+ 3 2 2 2 3 +(60k Lm1υном(k(-48t+24T+12k tT -6k T )+24kt·cos(kT)+24k(t-T)·cos(kT)+T(k(-12+ 2 2 2 2 2 2 2 +k T )cos(kt)+k(-12+k T(-6t+5T))cos(kt)+k(12-k T )cos(k(t-T))+k(12+k T(-6t+T))cos(k(t-T))-6k T 2 2 2 2 2 2 2 2 sin(kt)-k (t-T)(-12+k T )·sin(kt)-6k T sin(k(t-T))-k t(12-k T ) sin(k(t-T)))+k (12t-6T)· 2 2 4 4 6 6 2 2 4 4 ·Tsin(kT)))/(cgT(-2880-240k T -24k T +k T +24(120-50k T +k T )·соs(kT)+kT(28802 2 4 4 7 4 2 3 3 7 3 2 2 2 5 2 3 2 -240k T +k T )sin(kT)))+(υном(-2880kT+k t (4t-6T)T -240k T +4k t T (2t -6tT+5T )-4k t (8t -18t T+ 2 3 5 4 3 2 2 3 4 2 2 2 2 4 5 +30tT -20T )-8k t(2t -6t T+15t T -20tT +15T )+8k(360T-90k tT -30k T (3t+2T)+k (6t 4 2 3 2 2 2 2 2 -15t T+15t T ))cos(kT)+120T(k(-12+k T )·cos(kt)+k(36+k T(-6t+T))cos(kt)-k(-12+k T )cos(k(t-T))+ 2 2 2 2 2 2 2 2 +k(-36+k T(-6t+5T))cos(k(t-T))-6k Tsin(kt)-k (t(-12+k T )-T(12+k T ))sin(kt)-6k Tsin(k(t-T))+ 2 2 2 6 4 4 2 4 2 +k (-12t+24T+k tT )·sin(k(t-T)))+T(k t ·(4t-6T)+60k t (t-3T)+60k t (t+T)+ 4 2 6 3 2 2 2 2 4 4 +120k t(t-3T)(t+T)+120k (12t+18T)+4k t (2t -6tT+5T ))sin(kT)))/(2kT(-2880-240k T -24k T + 6 6 2 2 4 4 2 2 4 4 +k T +24(120-50k T +k T )cos(kT)+kT(2880-240k T +k T )sin(kT))), де T - тривалість перехідного процесу пуску електропривода механізму переміщення мостового крана; vном - номінальна швидкість прольотного крана; L - довжина канату, на якому підвішений вантаж; g - прискорення вільного падіння; t - час; m  m1 g k  - частота власних коливань вантажу відносно кранової балки; m1 L m1 - приведена маса візка з прогоном крана; m - приведена маса вантажу; UA 111103 U (54) СПОСІБ КЕРУВАННЯ МЕХАНІЗМОМ ПЕРЕМІЩЕННЯ ПРОЛЬОТНОГО КРАНА UA 111103 U c - приведена жорсткість металоконструкції прогону крана у горизонтальному напрямку. UA 111103 U 5 10 15 20 25 30 35 Корисна модель належить до галузі машинобудування, а саме - способів керування приводами підйомно-транспортних механізмів. Відомий аналог керування механізмом переміщення візка (Патент № 87236, опубл. 25.06.2009 р. бюл. № 12), який включає розгін візка по визначеному закону зміни швидкості. Недоліком аналога є те, що при розгоні та гальмуванні крана у його металоконструкції виникають значні динамічні навантаження, які знижують довговічність крана. Корисною моделлю поставлена задача зменшити динамічні навантаження на металоконструкцію крана під час перехідних режимів пуску механізму переміщення крана. Поставлена корисною моделлю задача вирішується тим, що у способі керування механізмом переміщення прольотного крана, відповідно до якого, вимірюють довжину підвісу канату і визначають час перехідного процесу пуску, згідно з корисною моделлю, визначається маса вантажу та до усталеної (номінальної) швидкості прольотний кран розганяється по визначеному закону зміни швидкості: 3 3 2 2 2 3 2 2 2 2 3 2 2  x 0 =(30k((L/g)+((m+m1)/с))υном(k (8T +2tT (-12+k T )+4t (-4+k T )+3t ·(8T-2k T ))+4k(k t(3t -tT)+ 2 3 2 3 3 2 3 2 +k (t -2t T+T )cos(kT)+2T·((12k-k T )·cos(kt)+12(-k·cos(kt)+k·cos(k(t-T)))-k(12kt+k T (-t+ 2 2 +T))·sin(kt)+k·((-12+k T )cos(k(t-T))-3kT(-2t+T)(k·cos(kt)+k·cos(k(t-T)))-k(-12t+12T+ 2 2 2 4 2 4 2 +k tT )sin(k(t-T))+6kT(sin(kt)+sin(k(t-T)))))+(6k (4t-2T)+2k t ·(t-T)+2k t(t-T) )T·sin(kT)))/ 2 2 4 4 6 6 2 2 4 4 2 2 /(T(-2880-240k T -24k T +k T +24(120-50k T +k T )соs(kT)+kT(2880-240/k T + 4 4 3 2 2 2 3 +k T )·sin(kT)))+(60k Lm1υном(k(-48t+24T+12k tT -6k T )+24kt·cos(kT)+24k(t-T)·cos(kT)+T(k(-12+ 2 2 2 2 2 2 +k T )cos(kt)+k(-12+k T(-6t+5T))cos(kt)+k(12-k T )cos(k(t-T))+k(12+k T(-6t+T))cos(k(t-T))2 2 2 2 2 2 2 2 -6k T sin(kt)-k (t-T)(-12+k T )·sin(kt)-6k T sin(k(t-T))-k t(12-k T ) sin(k(t-T)))+ 2 2 2 4 4 6 6 2 2 4 4 +k (12t-6T)·Tsin(kT)))/(cgT(-2880-240k T -24k T +k T +24(120-50k T +k T )·соs(kT)+ 2 2 4 4 7 4 2 3 3 7 3 2 2 2 +kT(2880-240k T +k T )sin(kT)))+(υном(-2880kT+k t (4t-6T)T -240k T +4k t T (2t -6tT+5T )5 2 3 2 2 3 5 4 3 2 2 3 4 2 2 -4k t (8t -18t T+30tT -20T )-8k t(2t -6t T+15t T -20tT +15T )+8k(360T-90k tT 2 2 4 5 4 2 3 2 2 2 -30k T (3t+2T)+k (6t -15t T+15t T ))cos(kT)+120T(k(-12+k T )·cos(kt)+k(36+k T(-6t+T))cos(kt)2 2 2 2 2 2 2 -k(-12+k T )cos(k(t-T))+k(-36+k T(-6t+5T))cos(k(t-T))-6k Tsin(kt)-k (t(-12+k T )2 2 2 2 2 2 6 4 -T(12+k T ))sin(kt)-6k Tsin(k(t-T))+k (-12t+24T+k tT )·sin(k(t-T)))+T(k t ·(4t-6T)+ 4 2 4 2 4 2 6 3 2 2 +60k t (t-3T)+60k t (t+T)+120k t(t-3T)(t+T)+120k (12t+18T)+4k t (2t -6tT+5T ))sin(kT)))/ 2 2 4 4 6 6 2 2 4 4 2 2 4 4 /(2kT(-2880-240k T -24k T +k T +24(120-50k T +k T )cos(kT)+kT(2880-240k T +k T )sin(kT))), де T - тривалість перехідного процесу пуску електропривода механізму переміщення мостового крана; vном - номінальна швидкість прольотного крана; L - довжина канату, на якому підвішений вантаж; g - прискорення вільного падіння; t - час; m  m1 g - частота власних коливань вантажу відносно кранової балки;  m1 L m1 - приведена маса візка з прогоном крана; m - приведена маса вантажу; c - приведена жорсткість металоконструкції прогону крана у горизонтальному напрямку. Приклад здійснення способу. Перехідні процеси пуску механізму переміщення крана відбувається за певним законом, для знаходження якого використано інтегральний критерій (для оптимізації перехідного процесу пуску), він являє собою середньоквадратичне значення інтенсивності зміни функції зусилля, що діє на металоконструкцію прогону крана: k 40 1 45  1 t1  2    IF    F2dt   min , (1) T 0    де t - час, T - тривалість перехідного процесу пуску електропривода механізму переміщення мостового крана, F - зусилля, що діє на кранову балку під час розгону крана. Крапка над символом означає диференціювання за часом. Підінтегральний вираз критерію (1) знаходиться за виразом: VI 50 VI L  F  m1 x  (m1  m) x , g де x - узагальнена координата переміщення вантажу. В результаті тривалість перехідних процесів руху прогону крана зростає незначно, а динамічні навантаження, що діють на металоконструкцію прогону крана мінімізуються. Для 1 UA 111103 U 5 10 процесу гальмування зміна швидкості приводу відбувається за законом, який є симетричним до процесу розгону. Суть корисної моделі пояснюється графіками: на фіг. 1 - представлено зміни швидкості кінцевих балок ẋ0 при розгоні, на фіг. 2 - зміни середньоквадратичного значення зусилля FM, що діє на металоконструкцію прогону крана, на фіг. 3 - відхилення вантажу від вертикалі під час процесу пуску (всі представлені графіки побудовані за умов: номінальна швидкість 0,5 м/с, довжина гнучкого підвісу - 3 м, час перехідного процесу - 3 с, маса вантажу - 3200 кг, маса 2 кінцевих балок - 670 кг, прискорення вільного падіння - 9,8 м/с ). Технічне рішення корисної моделі являє собою оптимальний режим руху, що зводить до мінімуму динамічні навантаження, які діють на металоконструкцію прогону крана, та збільшують його довговічність. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб керування механізмом переміщення прольотного крана, відповідно до якого, вимірюють довжину підвісу канату і визначають час перехідного процесу пуску, який відрізняється тим, що визначається маса вантажу та до усталеної (номінальної) швидкості прольотний кран розганяється по визначеному закону зміни швидкості: 3 3 2 2 2 3 2 2 2 2 3 2 2  x 0 =(30k((L/g)+((m+m1)/с))υном(k (8T +2tT (-12+k T )+4t (-4+k T )+3t ·(8T-2k T ))+4k(k t(3t 2 3 2 3 3 2 3 2 -4tT)+k (t -2t T+T )cos(kT)+2T·((12k-k T )·cos(kt)+12(-k·cos(kt)+k·cos(k(t-T)))-k(12kt+k T (-t+ 2 2 2 2 +T))·sin(kt)+k·((-12+k T )cos(k(t-T))-3kT(-2t+T)(k·cos(kt)+k·cos(k(t-T)))-k(-12t+12T+k tT )sin(k(t2 4 2 4 2 -T))+6kT(sin(kt)+sin(k(t-T)))))+(6k (4t-2T)+2k t ·(t-T)+2k t(t-T) )T·sin(kT)))/ 2 2 4 4 6 6 2 2 4 4 2 2 4 4 /(T(-2880-240k T -24k T +k T +24(120-50k T +k T )соs(kT)+kT(2880-240/k T +k T )·sin(kT)))+ 3 2 2 2 3 +(60k Lm1υном(k(-48t+24T+12k tT -6k T )+24kt·cos(kT)+24k(t-T)·cos(kT)+T(k(-12+ 2 2 2 2 2 2 2 +k T )cos(kt)+k(-12+k T(-6t+5T))cos(kt)+k(12-k T )cos(k(t-T))+k(12+k T(-6t+T))cos(k(t-T))-6k T 2 2 2 2 2 2 2 2 sin(kt)-k (t-T)(-12+k T )·sin(kt)-6k T sin(k(t-T))-k t(12-k T ) sin(k(t-T)))+k (12t-6T)· 2 2 4 4 6 6 2 2 4 4 ·Tsin(kT)))/(cgT(-2880-240k T -24k T +k T +24(120-50k T +k T )·соs(kT)+kT(28802 2 4 4 7 4 2 3 3 7 3 2 2 2 5 2 3 2 -240k T +k T )sin(kT)))+(υном(-2880kT+k t (4t-6T)T -240k T +4k t T (2t -6tT+5T )-4k t (8t -18t T+ 2 3 5 4 3 2 2 3 4 2 2 2 2 4 5 +30tT -20T )-8k t(2t -6t T+15t T -20tT +15T )+8k(360T-90k tT -30k T (3t+2T)+k (6t 4 2 3 2 2 2 2 2 -15t T+15t T ))cos(kT)+120T(k(-12+k T )·cos(kt)+k(36+k T(-6t+T))cos(kt)-k(-12+k T )cos(k(t-T))+ 2 2 2 2 2 2 2 2 +k(-36+k T(-6t+5T))cos(k(t-T))-6k Tsin(kt)-k (t(-12+k T )-T(12+k T ))sin(kt)-6k Tsin(k(t-T))+ 2 2 2 6 4 4 2 4 2 +k (-12t+24T+k tT )·sin(k(t-T)))+T(k t ·(4t-6T)+60k t (t-3T)+60k t (t+T)+ 4 2 6 3 2 2 2 2 4 4 +120k t(t-3T)(t+T)+120k (12t+18T)+4k t (2t -6tT+5T ))sin(kT)))/(2kT(-2880-240k T -24k T + 6 6 2 2 4 4 2 2 4 4 +k T +24(120-50k T +k T )cos(kT)+kT(2880-240k T +k T )sin(kT))), де T - тривалість перехідного процесу пуску електропривода механізму переміщення мостового крана; vном - номінальна швидкість прольотного крана; L - довжина канату, на якому підвішений вантаж; g - прискорення вільного падіння; t - час; k m  m1 g  - частота власних коливань вантажу відносно кранової балки; m1 L m1 - приведена маса візка з прогоном крана; m - приведена маса вантажу; c - приведена жорсткість металоконструкції прогону крана у горизонтальному напрямку. 2 UA 111103 U 3 UA 111103 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко 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 4