ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

При производстве дноуглубительных работ на тяжелых грунтах действуют большие режущие усилия на ковше, поэтому целесообразно использовать одночерпаковые штанговые снаряды. Но их применение возможно при решении ряда технических и конструкторских задач, поскольку при резании и извлечении тяжелого грунта ковшом, возникают пиковые нагрузки, которые в свою очередь перегружают дизель-генератор.

Сопротивление зачерпывания под водой тяжелых грунтов зависит от скорости резания, поэтому целесообразно автоматически регулировать последнюю для устранения пиковых нагрузок. Это возможно с применением в цепи «привод ковша - дизель-генератор» гидротрансформаторов, автоматически изменяющих передаточное число привода в зависимости от нагрузки.

Применение гидротрансформаторов имеет ряд преимуществ по сравнению с механической передачей:

- возможность бесступенчатого плавного регулирования скоростей подъема и опускания грузов;

- изменение диапазона регулирования скоростей подъема не только в сторону их уменьшения, но также и в сторону увеличения;

Грузоподъемный механизм крана с гидротрансформатором становится реверсивным. Переход от подъема груза к опусканию и обратно производится только при помощи гидротрансформатора без переключения муфт и тормозов, что невозможно при механической трансмиссии;

- плавность работы и значительное снижение динамических нагрузок, в результате чего уменьшается износ фрикционных муфт, и передач трансмиссии;

- предохранение двигателя от перегрузок;

- повышение безопасности работы, а также простота и удобство управления краном.

Движение слоев грунта в обобщенных координатах описывается на основании движения грунта внутри грейфера. Исследование деформации сыпучего материала в грейфере проводилось

в лабораторных условиях. В качестве рабочего органа была использована модель 2-х канатного грейфера для песчано-гравийной смеси проекта №2583А ЦПКБ МРФ. Модель имела три пары съемных челюстей и выполнена геометрически подобно натуре с масштабом 1:5.

В лабораторной установке в качестве сыпучего материала использовался речной песок, помещенной в специальный ящик с прозрачной стенкой для наблюдения процесса зачерпывания. Песок загружался в ящик слоями, слой чистого песка чередовался со слоем окрашенного песка, у модели грейфера боковые стенки челюстей, обращенные к наблюдателю, вырезались. Движение материала в грейфере в конце зачерпывания представляется рядом дуг концентричных окружностей с центром в точке касания кромок ножей челюстей. Такие деформации груза в грейфере являются энергетически оптимальными, так как при формировании «шапки» материала частицы движутся из зоны высокого давления в зону с минимальным давлением, то есть вверх по кратчайшему пути.

Полученные аналитические зависимости давлений материала на внутренние стенки челюстей позволяют определить действующие напряжения в металлоконструкции еще на стадии проектирования. Применение метода конечных элементов при известных функциях распределенных давлений позволяет произвести на ЭВМ полный анализ прочности проектируемой челюсти.

Все перечисленные сопротивления зачерпыванию грунта под водой, включая силу гидростатического давления воды («присос»), являются функциями скорости деформации грунта, т.е. скорости зачерпывания. Следовательно, для снижения пиковых нагрузок необходимо автоматически регулировать скорость зачерпывания. Это возможно введением в цепочку «привод - грейфер» гидротрансформатора, который автоматически регулирует передаточное число, в зависимости от нагрузки на приводном валу.