Результаты моделирования на установке МНБ-1 и осциллограмма, полученная при натурном испытании мостового крана-штабелера грузоподъемностью 1 т, показывают, что при принятых допущениях моделирование дает весьма небольшую погрешность по сравнению с экспериментом как по частотным характеристикам, так и по силовым.

Нагрузки, действующие на кран-штабелер при переходных процессах во время нормальной работы, зависят от массы приведенной к нижней точке колонны, и от ускорения (замедления) движения крана. Результаты испытаний кранов-штабелеров различной грузоподъемности, пролетов и оборудованных различными системами привода, позволили установить некоторую закономерность в изменении величины нагрузок, действующих на кран при нормальной работе.

Рис. 2. Осциллограммы процесса нормальной работы кранов грузоподъемностью:
а — 1 т (на МНБ-1); б — 3,2 т (на МНБ-1); в ~ 1 т (натурные испытания); 1 — движущая сила двигателя установочной скорости; 2 — суммарная движущая сила двигателей установочной и номинальной скоростей; v — скорость передвижения крана; /дв1, /дв2 — сила тока ротора двигателей установочной и номинальной скоростей; Гт — время торможения; Т — период колебаний массы m2; РдВ1 — — движущая сила двига

теля на различных ступенях контроллера; 0R — напряжение в корневом сечении колонны; I — процесс разгона до номинальной скорости; II — V — процесс торможения при различных значениях тормозной силы

Если заменить инерционные горизонтальные нагрузки, действующие на кран при торможениях механизма передвижения, приведенной горизонтальной силой, приложенной к нижней точке колонны и эквивалентной действительным нагрузкам по вызываемым напряжениям и деформациям конструкции, то ее величина, оцененная в долях номинальной грузоподъемности крана, составит по данным испытаний шести кранов-штабелеров 0,12—0,17 QH. Для инженерных расчетов при проектировании мостовых кранов-штабелеров грузоподъемностью до 5 т, пролетом до 22,5 м и высотой подъема до 10 м можно принять горизонтальную силу при нормальной работе, равной 0,15 Qa.

Таким же образом, приведенная горизонтальная сила, вызывающая напряжение и деформации, равные напряжениям и деформациям, получающимся при наезде на препятствие на установочной скорости, может быть оценена как 0,3—0,5 QH (для инженерных расчетов рекомендуется 0,5 QH).

Решение задачи наезда на препятствие на установочной скорости на электронно-моделирующей установке МНБ-1, а также осциллограмма, полученная при натурном исследовании мостового крана-штабелера грузоподъемностью 1 т изображены на рис. 3. Сравнение осциллограмм показывает удовлетворительную сходимость результатов моделирования и эксперимента по силовым характеристикам.

Рис. 3. Осциллограммы наезда на препятствие низом колонны для крана грузоподъемностью 1 т, полученные:
а — при решении на МНБ-1; б — при натурных испытаниях (наезде при движении с установочной скоростью без разгона); I — установочная скорость без разгона; II — большая скорость без разгона; III — установочная скорость при установившемся движении, остальные обозначения см. на рис. 64

Из анализа результатов исследования мостовых кранов-штабелеров следует, что наиболее опасным для кранов-штабелеров является наезд нижней точки колонны на препятствие при движении моста. Усилие наезда при этом зависит от скорости движения моста и приведенной жесткости системы, а также от массы приведенной к середине моста крана. Наибольшей величины масса т1 достигает при грузе, поднятом в верхнее положение.

Рис. 4. Структурная схема одномассовой модели при наезде на препятствие низом колонны крана грузоподъемностью 3,2 т:
БДН — блок делитель напряжения; БСН — блок стандартных нелинейностей; БВС— блок входных сопротивлений

Рис. 5. Осциллограммы наезда на препятствие низом колонны для крана грузоподъемностью 3,2 т при различных ступенях контроллера

Нагрузки, действующие на кран-штабелер при наезде низом колонны на препятствие

Вычислить усилия, действующие на элементы конструкции кранов-штабелеров, в результате решения уравнений движения (3) сложно вследствие нелинейностей, содержащихся в правых частях этих уравнений, которые определяются реальными характеристиками электродвигателей. Значительно проще определить усилия энергетическим методом, позволяющим учесть при расчете нелинейные характеристики двигателей.

Задача сводится к вычислению наибольшего усилия в невесомой пружине жесткостью с, один конец которой соединен с движущейся с некоторой скоростью v массой т при взаимодействии второго конца пружины с неподвижным упором. Кинетическая энергия движущегося крана Т приравнивается потенциальной энергии сжатой пружины П и из этого соотношения находится наибольшая деформация пружины (перемещение нижней точки колонны) и наибольшее усилие в упругой связи.

Давление катков крана-штабелера на крановые пути

Давления на крановые пути определяются с учетом веса моста, равномерно распределенного по опорным каткам, веса тележки с грузом, расположенной в крайнем положении (распределяется обратно пропорционально расстоянию от центра тяжести тележки до опорных катков) и горизонтальной нагрузки, воздействующей на нижний конец колонны в направлении движения крана и равной 0,5 QK. На действие особых нагрузок крановые пути не рассчитывают.