Аналіз оптимальних процесів пуску механізму зміни вильоту баштового крану за усталеного режиму повороту
Ключові слова:
баштовий кран, механізми зміни вильоту і повороту, рушійний момент, критерії оптимізаціїАнотація
В представленій роботі наведено аналіз оптимальних режимів пуску механізму зміни вильоту вантажу баштового крана за усталеного руху механізму пово- роту. Отримані в попередніх дослідженням оптимальні режими руху механізму зміни вильоту визначались при мінімізації середньоквадратичних за час руху значень рушійного моменту приводу, швидкості та пришвидшення його зміни в часі. Для цих ре- жимів руху визначені екстремалі координати центру мас вантажу, що мінімізують об- рані критерії. Для цих екстремалей визначені значення критеріїв оптимізації для різної тривалості пуску механізму зміни вильоту вантажу. Проведено аналіз отриманих кри- теріїв оцінки режимів пуску, з якого встановлено, що найкращі показники режимів руху досягаються при використанні критеріїв, визначених на основі мінімізації середньоква- дратичного значення швидкості зміни рушійного моменту приводу. Аналіз визначених критеріїв для оптимальних режимів руху показує, що зі збільшенням тривалості пуску механізму зміни вильоту усі критерії мають тенденцію до зменшення їхніх абсолютних величин, причому це зменшення має нелінійний характер зміни. Наведено графічні зале- жності рушійного моменту приводу механізму зміни вильоту, швидкості та пришвид- шення його зміни в часі для різної тривалості процесу пуску, які дають можливість по- яснити причини зменшення критеріїв при збільшенні тривалості процесу пуску. Визна- чені безрозмірні значення критеріїв оптимізації режимів руху механізму зміни вильоту за усталеного повороту крана, на основі яких розроблено комплексний критерій у вигляді лінійної згортки з ваговими коефіцієнтами. Для оцінки впливу екстремалей на величину критеріїв оптимізації використано комплексний безрозмірний критерій. Наведені чис- лові значення критеріїв оптимізації підтверджуються результатами графічних залеж- ностей рушійних моментів, швидкостей та пришвидшень їхньої зміни в часі при вико- ристанні різних екстремалей. Висунуто гіпотезу, що існують такі крайові умови руху, які будучи використані для отримання екстремалі, забезпечать зменшення величин ін- тегральних критеріїв оптимізації і покращують режими руху кранових механізмів.
Посилання
1. Sakawa Y., Nakazumi A. Modeling and Control of a Rotary Crane. Journal of Dynamic Systems. Measurement and Control. 1985. Vol. 107(3). P. 200–206.
2. Lee H. P. Dynamic responses of a beam with a moving mass. Journal of Sound and Vibration. 1996. Vol. 191(2). P. 289–294. doi: 10.006/jsvi.1996.0122.
3. Oguamanam D.C.D., Hansen J.S., Heppler G.R. Dynamics of a three-dimensional over head crane system. Journal of Sound and Vibration. 2001. Vol. 242 (3). P. 411–426. doi:10.1006/jsvi.2000.3375.
4. Sun G., Kleeberger M. Dynamic responses of hydraulic mobile crane with consideration of the drive system. Mechanism and Machine Theory. 2003. Vol. 38 (12). P. 1489–1508. doi: 10.1016/S0094-114X(03)00099-5.
5. Qian Y., Fang Y. Switching logic-based nonlinear feedback control of offshore ship-mounted tower cranes: a disturbance observer-based approach. IEEE Transaction on Automation Science and Engineering. 2018. P. 1–12.
6. Keum-Shik H., Umer Hameed S. Dynamics and Control of Industrial Cranes. Springer Singapore. 2019. 177 p. DOI: 10.1007/978-981-13-5770-1.
7. Hamid N. A., Jabatan K. M. Dynamic analysis of the tower crane. Jabatan Kejuruteraan Mekanik, Fakulti Kejuruteraan, Universiti Malaya. 2013. 228 p.
8. Schlott P., Rausher F., Sawodny O. Modelling the structured dynamics of a tower crane. 2016 IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM). 2016. P. 763–768. DOI: 10.1109/AIM.2016.7576860.
9. Chwastek S. Optimization of crane mechanism to reduce vibration. Automation in construction. 2020. Vol. 119. P. 103335–103344. DOI: 10.1016/j.autcon.2020.103335.
10. Loveikin V., Romasevych Y., Shymko L., Mushtin D., Loveikin Y. The optimization of luffingand slewing regimes of a tower crane. Journal of Theoretical and applied Mechanics. 2021. Vol. 51. P. 421–436.
11. Loveikin V., Romasevych Y., Kadykalo I., Liashko A. Optimization of the swinging mode of the boom crane upon a complex integral criterion. Journal of Theoretical and Applied Mechanics (Bulgaria). 2019. Vol. 49(3). P. 285–296.
12. Naidenko E., Bondar O., Boiko A., Fomin O., Turmanidze R. Control optimization of the swing mechanism. 3rd Grabchenko’s International Conference on Advanced Manufacturing Processes. Lecture Notes in Mechanical Engineering. 2022. P. 13–21. DOI: 10.1007/978-3-030-91327-4_2.
13. Loveikin V.S., Romasevich Yu.A., Khoroshun A.S., Shevchuk A.G. Time-Optimal Control of a Simple Pendulum with a Movable Pivot. Part 1. International Applied Mechanics. 2020. Vol. 54(3). P. 358–365.
14. Loveikin V., Romasevych Y., Loveikin A., Shymko L., Lyashko A. Minimization of the drive torque of the trolley movement mechanism during tower cranes teady slewing. Journal of Theoretical and Applied Mechanics. 2023. Vol. 53. P. 19–33.
15. Loveikin V., Romasevych Y., Loveikin A., Lyashko A., Korobko M. Minimization of high frequency oscillations of trolley movement mechanism during steady tower crane slewing. U.P.B Sci. Bull. 2022. Series D. Vol. 84(1). P. 31–44.
16. Loveikin V.S., Romasevych Yu.O., Loveikin A.V., Korobko M.M. Optimization of the trolley mechanism acceleration during tower crane steady slewing. Archive of Mechanical Engineering. 2022. Vol. 69(3). P. 411–429.
17. Nazarenko I., Mishchuk Y., Mishchuk D., Ruchynskyi M., Rogovskii I., Mikhailova L., Titova L., Berezovyi M., Shatrov R. Determiantion of energy characteristics of material destruction in the crushing chamber of the vibration crusher. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2021. Vol. 4(7(112). P. 41–49. doi: 10.15587/1729-4061.2021.239292.
18. Zagurskiy O., Pokusa Z., Pokusa F., Titova L., Rogovskii I. Study of efficiency of transport processes of supply chains management under uncertainty. Monograph. Opole: The Academy of Management and Administration in Opole. 2020. ISBN 978-83-66567-13-9. 162 p.
