A daruk és anyagmozgató gépek tervezése során az anyagmozgatás folyamata megkívánja a nagy teljesítményt, például nagy sebesség mellett nagy terhelhetőséget. A korszerű szerkezeteknél, különösen a daruhidak önsúlyának csökkentésére irányuló törekvések mellett a kis önsúly alkalmazását igyekeznek megvalósítani. A teheremelés indítási folyamatának elemzése során a dinamikai modellek felállítása elengedhetetlen a szerkezet biztonságos méretezéséhez.
A szerkezetekben fellépő fokozott lengések vizsgálatához a rendszerek redukálása szükséges. A rendszereket szabadságfok szerint csoportosíthatjuk: forgó, haladó tömegeket és kontinuumot tartalmazó rendszerhez jutunk. A vizsgált modell egyszerűsítése érdekében kontinuum rendszert helyettesítünk egyetlen tömeggel. A redukált rendszer mozgási energiája az alábbi összefüggéssel írható le:
T = 1/2 · m · v²
ahol m a redukált tömeg, v pedig a sebesség. Vékonyfalú szelvényekből álló daruhidak esetén gyakran előfordul, hogy a tartó koncentrált tömegeket is tartalmaz, ami módosítja a számítási folyamatot. A daruhíd és a futómacska együttes számítása során a rezgőrendszer alakját a valóságoshoz közel hasonlóan kell megadni a pontosság érdekében.
Anyagmozgató-rendszerek szimulációja
Dinamikai modellek és mozgásegyenletek
Ha a darupálya rugalmassága elhanyagolható, a rendszer egy egyszerűbb modellé alakul át, ahol a teheremelés folyamata két fázisra bontható. A mozgásegyenletek felírhatók a Lagrange-féle másodfajú egyenletek alapján. A kötélnyúlás folyamata és a teheremelés második fázisának dinamikája szorosan összefügg a motor karakterisztikájával és a csillapítási tényezőkkel.
| Modell típusa | Rugalmas elem | Jellemző |
|---|---|---|
| Rugalmas megtámasztású daruhíd | Tartó és kötél | Kombinált lengések |
| Merev megtámasztású kötéldob | Csak a kötél | Egyszerűsített dinamika |
A számítási eredmények és a mérések összevetése bizonyítja, hogy a matematikai modellek jól követik a valóságos folyamatokat. Az eltérések általában a teher felemelkedése utáni időpillanatokban mutatkoznak, ami gyakran a csillapítás nem megfelelő figyelembevételére vezethető vissza. A sebességgel arányos csillapítás bevezetése a rendszerbe (komplex merevségi tényező alkalmazásával) pontosabb eredményeket szolgáltat.
Analóg modellezés és stabilitás
A dinamikai feladatok jól modellezhetők elektronikus analóg számítógépen, ahol az integráló műveletek segítségével állíthatjuk elő a mozgásegyenletek megoldását. A stabilitásvizsgálatnál a Routh-féle kritérium használata javasolt, különösen akkor, ha a rendszerben a kötélnyúlás és a lengések hatása összeadódik.
A redukált nyomaték számítása során a motor karakterisztikáját szakaszonként egyenessel közelíthetjük, ami megkönnyíti a gyakorlati tervezést. Az ilyen típusú számítások garantálják, hogy a teheremelés indításakor a szerkezet még a kritikus frekvenciákon is stabil maradjon, elkerülve a káros igénybevételeket.
tags: #redukalt #nyomatek #szamitasa #teher #sullyesztes #nel