Інерційні навантаження телескопічної стріли автомобільного крана

Володимир  Волянюк; Евгений Горбатюк; Дмитро  Міщук

doi:10.30977/AT.2019-8342.2021.0.49.01

Автор(и)

Володимир Волянюк Київський національний університет будівництва і архітектури, пр. Повітрофлотський, 31, м. Київ, Україна, 03037, Україна https://orcid.org/0000-0002-6852-9037
Евгений Горбатюк Київський національний університет будівництва і архітектури, пр. Повітрофлотський, 31, м. Київ, Україна, 03037, Україна https://orcid.org/0000-0002-8148-5323
Дмитро Міщук Київський національний університет будівництва і архітектури, пр. Повітрофлотський, 31, м. Київ, Україна, 03037, Україна https://orcid.org/0000-0002-8263-9400

DOI:

https://doi.org/10.30977/AT.2019-8342.2021.0.49.01

Ключові слова:

кран, стріла, вантаж, момент, інерція

Анотація

Проблема. Проведено аналіз існуючих досліджень і публікацій, в яких виділена основна проблема, а саме, що при розрахунках інерційних навантажень стріли автомобільного крана не враховуються багато факторів. Облік цих факторів дозволить більш точно визначати інерційні навантаження стріли автомобільного крана, проводити міцнісні розрахунки елементів стріли і підбір складових механізмів її приводу. Мета. Метою роботи є визначення інерційних навантажень, що діють на вантаж і стрілу автомобільного крана при несталому русі його механізмів. Методологія. Для розрахунку інерційних навантажень розроблена методика визначення сумарних інерційних навантажень стріли автомобільного крана при виконанні спільних операцій відповідно до Правил техніки безпеки. Сумарні інерційні навантаження визначалися для таких випадків: спільний підйом (опускання) вантажу і стріли; підйом (опускання) вантажу і поворот стріли; підйом (опускання) і поворот стріли. Результати. Отримані залежності для визначення інерційних навантажень поворотної стріли автомобільного крана дозволять більш точно з врахуванням множинних факторів обраховувати значення цих навантажень з метою проведення міцністних розрахунків стріли, підбору складових механізмів підіймання вантажу, зміни вильоту стріли та повороту крана. Оригінальність. При розрахунках інерційних навантажень враховуються такі вихідні дані: маса і довжина стріли; маса і висота підйому вантажу; радіус дії стріли крана; частота обертання поворотної частини крана; швидкості переміщення вантажу і стріли; час пуску та гальмування механізмів підйому вантажу, зміни вильоту та повороту стріли. Перевагою наведеної методики є її оригінальність. Практичне значення. Застосування наведеної методики дозволяє більш точно з урахуванням множинних факторів визначати величини інерційних навантажень автомобільного крана при несталому русі механізмів підйому вантажу, зміни вильоту стріли та її повороту з метою проведення міцністних розрахунків елементів стріли, підбору складових її механізмів.

Біографії авторів

Володимир Волянюк, Київський національний університет будівництва і архітектури, пр. Повітрофлотський, 31, м. Київ, Україна, 03037

к.т.н., доцент кафедри будівельних машин

Евгений Горбатюк, Київський національний університет будівництва і архітектури, пр. Повітрофлотський, 31, м. Київ, Україна, 03037

к.т.н., доцент кафедри будівельних машин

Дмитро Міщук, Київський національний університет будівництва і архітектури, пр. Повітрофлотський, 31, м. Київ, Україна, 03037

к.т.н., доцент кафедри будівельних машин

Посилання

Лівінський О. М. Курок О. І., Пелевін Л. Є., Маліч В. О., Коваленко В. М., Бабиченко В. Я., Русан І. В., Волянюк В. О., Міщук Д. О., Мачишин Г. М. (2016). Підйомно-транспортні та вантажно-розвантажувальні машини: підручник. Київ: “МП Леся”. 676 с. Livinsky O, Kurok O, Pelevin L, Malich V, Kovalenko V, Babichenko V, Rusan I, Volianiuk V, Mishchuk D, Machishin G. (2016). Pidjomno-transportni ta vantazhno-rozvantazhuval'ni mashyny. [Lifting and transport and loading and unloading machines]. Kyiv: “LE Lesia”. [in Ukrainian].

Баладінський В. Л., Русан І. В., Гаркавенко О. М., Вольтерс О. Ю. (2005). Пристрої та меха-нізми вантажопідйомних машин: навч. посіб. Київ: КНУБА. 132 с. Baladіns'kij V., Rusan І., Garkavenko O., Vol'ters O. (2005). Pristroї ta mehanіzmi vantazhopіdjomnih mashin [Devices and mechanisms of lifting machines]. Kyiv: KNUCA. [in Ukrainian].

Гончарук О. М., Стрілець В. М. (2006). Ванта-жопідйомна, транспортуюча та транспортна техніка: навч. посіб. Рівне: НУВГП, 345 с. Goncharuk O., Strіlec' V. (2006). Vantazhopіdjomna, transportujucha ta transportna tehnіka. [Lifting, transporting and transport machinery]. Rivne: NUVGP. [in Ukrainian].

Abdel-Rahman E. M., Naufen A. H., Masoud Z. N. (2003). Dynamics and Control of Cranes: A Review. Journal of Vibration and Control, 9 (7), 863-908. https://doi.org/10.1177/1077546303009007007.

Yasunari Kawabata, Translated by Edward G. Seidensticker (2011). Thousand Cranes. London, United Kingdom.

Sherri Duskey Rinker, Ethan Long. (2019). Crane Truck's Opposites: Goodnight, Goodnight, Construction Site (Educational Construction Truck Book for Preschoolers, Vehicle and Truck Themed Board Book for 5 to 6 Year Olds, Opposite Book). Chronicle Books; Illustrated edition.

Kathryn Clay. (2016). Cranes (Construction Vehicles at Work). Capstone Press; Large type / Large print edition.

Dickie D. E. (2013) Crane Handbook. Butterworth-Heinemann.

Бондарєв В. С., Дубінець О. І., Колісник М. П. (2009). Підйомно-транспортні машини: Роз-рахунки підіймальних і транспортувальних машин: підручник. Київ: Вища шк. 373 с. Bondarev V., Dubіnec' І., Kolіsnik M. (2009). Pіdjomno-transportnі mashini: Rozrahunki pіdіjmal'nih і transportuval'nih mashin. [Lifting and transport machines: Calculations of lifting and transporting machines]. Kyiv: High school. [in Ukrainian].

Volyanyuk V., Mishchuk D., Horbatyuk Ye. (2020). Vyznachennya inertsiynykh navantazhenʹ povorotnoyi strily samokhidnoho strilovoho krana. “Mining, construction, road and reclamation machines”, 96, 13-21. https://doi.org/10.3247/gbdmm2020.96.05.25.

Іванченко Ф. К. (1993). Підйомно-транспортні машини: підручник. Київ: Вища школа, 413 с. Ivanchenko F. (1993). Pidyomno-transportni mashyny. [Machine pidemno-transport]. Kyiv: High school. [in Ukrainian].

Amanda Askew. (2020). Cranes (Mighty Machines). Firefly Books; Illustrated edition (July 1, 2020).

Волянюк В. О., Горбатюк Є. В. (2021). Розра-хунок механізмів вантажопідіймальних ма-шин: навч. посіб. Київ: КНУБА. 136 с. Voljanjuk V., Gorbatjuk Ie. (2021). Rozrahunok mehanіzmіv vantazhopіdіjmal'nih mashin. [Calculation of mechanisms of lifting machines]. Kyiv: KNUCA. [in Ukrainian].

German B., & Cramar J. (2008). A study of the horizontal inertial forces acting on the suspended load of slewing cranes. International Journal of Mechanical Sciences. 50 (3), 490-500. https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2007.09.013.

Rupar D., Hladnik J., Jerman B. (2016). Loader Crane Inertial forces. Transactions (2016) 44, 291-297. https://doi.org/10.5937/fmet1603291R.

Ju F., Choo Y. S., Cui F. S. (2006). Dynamic response of tower crane induced by the pendulum motion of the payload. International Journal of Solids and Structures.43 (2). 376-389. https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2005.03.078.

XB. Jerman, P.Podržaj, J.Kramar. (2004). An investigation of slewing-crane dynamics during slewing motion–development and verification of a mathematical model. International Journal of Mechanical Sciences. 46 (5). 729-750. https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2004.05.006.

Perig A. V. Stadnik A. N. Deriglazov A. I. (2014) Spherical pendulum small oscillations for slewing crane motion. Scientific world journal, 451804.

Yoon J., Nation S., Singhose W., Vaughan J. E. (2014). Control of crane payloads that bounce during hoisting. IEEE Transactions on Control Systems Technology, Vol. 22, 3, 1233-1238, https://doi.org/10.1109/TCST.2013.2264288.

Cao X., Yang Y., Wang W., Gu Z. (2017). Rigid-Flexible Coupling Dynamic Modeling of a Tower Crane with Long Flexible Boom. Mechanisms and Machine Science. Springer, Singapore. https://doi.org/10.1007/978-981-10-6553-8_4.

Yan Shijun Peng, Jian Ren, Zhongjun Wang Shiming. (2020). Dynamics of a flexible multi-body hoisting system based on an equivalent simplified model. Journal of vibration and shock, 39(18), 255-261.