Муштин Д. І. Оптимізація режимів руху механізмів зміни вильоту вантажу та повороту баштового крана

Розроблено комплекс математичних моделей руху механізмів зміни вильоту вантажу та повороту башти крана: при роботі одного із механізмів в усталеному режимі з розгоном іншого, при сумісному розгоні обох механізмів. Отримані математичні моделі представлені системами нелінійних диференціальних рівнянь. Проведений аналіз режимів сумісного руху механізмів показав, що приводи механізмів протягом перехідних режимів руху перевантажуються за крутним моментом та за потужністю (до 55,4% для механізму повороту крана та до 44,7% для механізму зміни вильоту вантажу), а усталене значення потужності механізму повороту крана пропорційно залежить від відстані від візка до осі обертання крана. Встановлено, що максимальне значення сумарної потужності обох механізмів при різних початкових положеннях візка на стрілі приблизно однакові. Крім того, досліджено виникнення маятникових коливань вантажу та їх дисипація, які пов’язані з дією відцентрової сили, сили Коріоліса з демпфуючою здатністю приводів. Розроблено структурно-функціональну схему системи оптимального керування механізмами переміщення візка та повороту крана, яка дозволяє реалізувати отримані у роботі оптимальні закони руху механізмів, що усувають маятникові коливання вантажу на гнучкому підвісі. Для розробки системи керування надано рекомендації стосовно вибору мікроконтролера, датчика довжини гнучкого підвісу, маси вантажу, положення візка на стрілі та кутового положення стріли, а також частотного перетворювача. Крім того, вказано рекомендації стосовно вибору протоколу передачі даних між пристроями системи керування. Розрахунок економічної ефективності використання системи оптимального керування рухом механізму переміщення візка, який ґрунтувався на підвищенні продуктивності роботи крана за рахунок скорочення циклу переміщення вантажу, показав, що річна економія для баштового крана Liebherr 140 hc складає 10035 грн. Також вказано інші позитивні ефекти від використання системи оптимального керування: підвищенням енергоефективності роботи електроприводів механізмів, збільшенням довговічності елементів механізмів та зниженні напруженості роботи оператора крана.