авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 |

Повышение эффективности использования портовых кранов при ветровых нагрузках

-- [ Страница 3 ] --

Совпадение значений экспериментально полученных коэффициентов аэродинамического сопротивления с расчетными для определенных положений крановых конструкций по отношению к углу атаки воздушного потока свидетельствует об удовлетворительных результатах моделирования ветровой нагрузки на краны в лабораторных условиях.

Натурные испытания кранов "Альбрехт" проводились в Ильичевском морском порту при средней скорости ветра 15 м/с с порывами до 18-20 м/с в соответствии с Программой, согласованной с руководством порта. Методика и условия испытаний кранов отражены в соответствующих актах испытаний.

В процессе испытаний регистрировались с помощью осциллографа следующие величины: скорость ветра, токи в электродвигателях механизмов вылета стрелы и поворота крана, усилие в рейке стрелы, скорости, время разгона и торможения механизмов, а также углы раскачивания груза в двух
ортогональных плоскостях. Оценка влияния ветра на регистрируемые показатели работы крана производилась в основном в безразмерной форме, т. е. в относительных единицах. За базовые показатели принимались показатели работы крана при отсутствии ветра.

Сравнительная оценка изменения нагрузок, времени переходных процессов, скоростей механизмов, колебательных процессов груза в результате натурных испытаний портального крана "Альбрехт" при скорости ветра свыше 15 м/с с расчетными позволяет сделать вывод, что математическое моделирование и численные расчеты основных показателей работоспособности портальных кранов при ветровых нагрузках выполнены с достаточной для инженерной практики степенью достоверности.

Пятая глава посвящена теоретическим исследованиям работоспособности портальных кранов типа Сокол, Альбатрос, Кондор, Ганц и Форель, обоснованию допустимых ветровых нагрузок для рабочего состояния портовых кранов и методам повышения эффективности их использования.

В результате численных методов исследования основных показателей работоспособности наиболее распространенных в портах портальных кранов типа Альбрехт, Кировец, Сокол, Альбатрос, Кондор, Ганц и Форель при принятых параметрах ветровой нагрузки и циклах их работы были получены зависимости этих показателей в функции времени и парусности грузов, на основании которых были определены допустимые скорости ветра для их рабочего состояния в зависимости от технологии работ, геометрических параметров циклов работы кранов и парусности грузов (таблица). При работе кранов с ограничениями, накладываемыми на и , предельные скорости ветра для их рабочего состояния составляют 25 м/с при обработке грузов с КF 0,5.

Для практического использования портовых кранов при повышенных ветровых нагрузках предложены следующие методы: использование кранов при скорости ветра свыше 15 м/с, но в пределах паспортных значений ветровых нагрузок с ограничениями, накладываемыми на технологические схемы

работ и парусность грузов; использование кранов при ветровых нагрузках свыше паспортных значений с ограничениями, накладываемыми на

Допустимые скорости ветра для рабочего состояния портальных кранов в зависимости от геометрических

параметров циклов работы и коэффициента парусности

Портальные краны Работа кранов с ограничениями на = 20 - 22 м, поворот крана = 130-140° в зависимости от КF Работа кранов без ограничения на и в зависимости от КF
"Альбрехт" KF 0,5 20 м/с с порывами до 25 м/с 0,5<KF 1,0 17 м/с с порывами до 21 м/с
0,5<KF 1,0 18 м/с с порывами 22 м/с 1,0<KF 2,0 15 м/с с порывами до 18 м/с
1,0<KF 2,0 15 м/с с порывами до 18 м/с
"Кировец" KF 0,5 20 м/с с порывами до 25 м/с 0,5<KF 1,0 18 м/с с порывами до 22 м/с
0,5<KF 1,0 18 м/с с порывами до 22 м/с
1,0<KF 1,5 15 м/с с порывами до 18 м/с 1,0<KF 1,5 15 м/с с порывами до 18 м/с
1,5<KF 2,0 до 15 м/с 1,5<KF 2,0 до 15 м/с
"Сокол" "Альбатрос" "Кондор" KF 0,5 20 м/с с порывами до 25 м/с 0,5<KF< 1,0 18 м/с с порывами до 22 м/с
0,5<KF 1,0 18 м/с с порывами до 22 м/с
1,0<KF 1,5 15 м/с с порывами до 18 м/с 1,0<KF <1,5 15 м/с с порывами до 18 м/с
1,5<KF 2,0 до 15 м/с 1,5<KF <2,0 до 15 м/с
"Ганц" KF 0,5 18 м/с с порывами до 20 м/с 0,5<KF< 1,0 15 м/с с порывами до 18 м/с
0,5<KF 1,0 15 м/с с порывами до 18 м/с
1,0<KF 2,0 до 15 м/с 1,0<KF <2,0 до 15 м/с
"Форель" 0,5<KF 1,0 15 м/с с порывами до 18 м/с 0,5<KF< 1,0 до 15 м/с
1,0<KF 2,0 до 15 м/с

технологические схемы работ, геометрические параметры циклов работы кранов и парусность грузов; использование кранов в зонах ветровых теней.

При паспортных значениях скорости ветра 18 м/с для кранов типа Альбрехт, Альбатрос, Сокол и Кондор с ограничениями, накладываемыми на вылет стрелы до 20-22 м, коэффициент парусности КF не должен превышать 1,5, а при паспортных значениях скорости ветра 20 м/с для кранов "Кировец" и 18 м/с для кранов "Ганц" и "Форель" – КF не должен превышать 1,0.

Использование кранов при ветровых нагрузках свыше паспортных значений допускается с ограничениями, накладываемыми на технологические схемы перегрузочных работ, геометрические параметры циклов работы кранов и парусность грузов. Рассчитанную допустимую скорость ветра 22 м/с для рабочего состояния кранов "Альбатрос", "Сокол" и "Кондор" подтвердил завод-изготовитель Кранбау Эберсвадьде. При указанной скорости ветра разрешается перегружать грузы кранами с ограничениями на геометрические параметры циклов их работы (=22 м,  = 130-140°) с коэффициентом парусности КF 1,0, а без ограничений на геометрические параметры циклов
работы кранов – с коэффициентом парусности КF 0,5. Использование портальных кранов при ветровых нагрузках значительно выше паспортных значений допускается при более жестких ограничениях,

накладываемых на технологические схемы перегрузочных работ, геометрические параметры циклов работы кранов и парусность грузов. Для кранов "Кировец" с такими ограничениями получены расчетные эксплуатационные зоны, приведенные на рисунке при перегрузке грузов с КF 0,5,
для которых максимальная допустимая скорость ветра составляет 28 м/с.

На основании выполненных исследований и писем Минморфлота и ЦК профсоюза рабочих морского и речного флота была проведена в 1981-1982г.г. опытная эксплуатация кранов "Альбрехт" при паспортных значениях ветровых нагрузок без участия рабочих в строповке (отстроповке) грузов в портах Ильичевск и Измаил в соответствии с разработанными "Типовой инструкцией по безопасной эксплуатации кранов "Альбрехт" при ветровых нагрузках" и "Программой опытной эксплуатации кранов "Альбрехт" при ветровых нагрузках", утвержденными руководством портов. Положительные результаты опытной эксплуатации были оформлены актами, утвержденными главными инженерами портов и согласованными техническими инспекторами труда ЦК профсоюза при Черноморском и Дунайском баскомфлотах.

На основании результатов опытной эксплуатации кранов "Альбрехт" при скорости ветра свыше 15 м/с в портах Ильичевск и Измаил и письма Минморфлота и ЦК профсоюза рабочих морского и речного флота была проведена в 1982-1984 г.г. дополнительная опытная эксплуатация кранов при повышенных ветровых нагрузках в портах Ленинград, Мурманск, Клайпеда, Ильичевск и Измаил, на основании которой были разработаны и внесены дополнения в Правила безопасности труда в морских портах
(РД 31.82.03-87) и Правила технической эксплуатации подъемно-транс-портного оборудования морских портов (РД 31.1.02-04), разрешающие эксплуатацию портовых кранов при скорости ветра свыше 15 м/с.

Опытная эксплуатация портальных кранов при ветровых нагрузках свыше паспортных значений с ограничениями, накладываемыми на технологические схемы перегрузочных работ, которая проводилась в указанных портах при порывах ветра до 22 м/с, подтвердила Заключение завода Кранбау Эберсвальде о возможности использования этих типов кранов при указанных ветровых нагрузках.

Проведенная в соответствии с письмами Мурманского округа Госгортехнадзора, Минрыбхоза и ЦК профсоюза работников рыбного хозяйства в 1988-1989 г.г. опытная эксплуатация кранов в Мурманском рыбном порту подтвердила возможность использования кранов при паспортных значениях ветровых нагрузок при перегрузке грузов с участием рабочих в строповке (отстроповке) грузов. Результатом опытной эксплуатации портальных кранов с участием рабочих в строповке (отстроповке) грузов при скорости ветра от 15 до 22 м/с явилась разработка "Типовой инструкции по эксплуатации портальных кранов при скорости ветра свыше 15 м/с в морских рыбных портах", которая была утверждена приказом Минрыбхоза и ЦК профсоюза работников рыбного хозяйства № 439 от 3 ноября 1989г.

На основании выполненных исследований ветровых режимов портов и писем Минморфлота и ЦК профсоюза рабочих морского и речного флота был проведен эксперимент по опытной эксплуатации кранов при сильном ветре в зонах ветровых теней в портах Мурманск, Калининград, Одесса и Находка. Опытная эксплуатация производилась на основании разработанных Программы эксперимента, "Положения об опытной эксплуатации кранов морского порта при сильном ветре" и "Методики составления ветровой карты порта", согласованных с техническими инспекциями профсоюза баскомфлотов и утвержденных начальниками указанных портов. Методика составления ветровой карты была согласована также с Одесской гидрометеорологической обсерваторией, морскими гидрометеорологическими станциями Одесса-порт, Ильичевск-порт и Мурманск. Результаты проведения эксперимента в портах Мурманск, Калининград, Одесса и Находка были оформлены актами и утверждены начальниками портов по согласованию с техническим инспекциями профсоюза соответствующих баскомфлотов.

В результате анемометрических съемок в портах Калининград, Мурманск, Находка и Одесса были составлены с участием автора ветровые карты портов, утвержденные руководством портов.

На основании результатов выполненных исследований ветровых режимов портов и составленных ветровых карт портов Калининград, Мурманск, Находка и Одесса была разработана "Методика составления ветровой карты порта", вошедшая в состав "Типовой инструкции по эксплуатации портальных кранов при скорости ветра свыше 15 м/с в морских рыбных портах", которые были включены в "Правила по охране труда в морских рыбных портах", утвержденные в 2001 году приказом Госкомитета РФ по рыболовству и согласованные Минтруда РФ. Результаты выполненных исследований также вошли в 2005г. в проекты "Правил по охране труда в морских рыбных портах" и "Правил по охране труда для судоремонтных предприятий".

Анализ конструктивных и эксплуатационных особенностей, а также исследование аэродинамических характеристик крановых анемометров в аэродинамической трубе позволили сформулировать требования к анемометрам и дать рекомендации по их выбору, поверке и месту установки на кранах и на территории порта.

Результаты внедрения выполненных исследований в нормативных актах Минморфлота и рыбного хозяйства позволяют расширить диапазон использования портовых кранов до скорости ветра 22 м/с, а также в зонах ветровых теней.

Шестая глава посвящена определению убытков от простоев водного транспорта в морских портах и технико-экономической эффективности результатов выполненных научных исследований.

В результате опытной эксплуатации портовых кранов при повышенных ветровых нагрузках определен экономический эффект от использования кранов при паспортных значениях ветровых нагрузок (при скорости ветра до 20 м/с), свыше паспортных значений (при скорости ветра до 22 м/с) и в зонах ветровых теней портов.

Разработаны дополнительные требования к техническим условиям на проектирование портальных кранов с учетом их эксплуатации при повышенных ветровых нагрузках.

Получено заключение завода Кранбау Эберсвальде, подтверждающее эксплуатацию кранов при скорости ветра до 22 м/с.

Составлены ветровые карты для морских портов Калининград, Мурманск, Одесса, Находка, утвержденные руководством этих портов.

Подтвержденный ЗАО "ЦНИИМФ" экономический эффект по морским торговым портам составляет 25 млн. руб. в год, а – ФГУП "ГИПРОРЫБФЛОТ" – по рыбным портам – 10 млн. руб. в год.

В заключении приведены научные и практические результаты выполненных исследований, содержатся положения, определяющие научную новизну и практическую ценность работы.

1. В результате теоретических, экспериментальных исследований и опытной эксплуатации портовых кранов доказана возможность использования портовых кранов в морских и рыбных портах при скорости ветра свыше 15 м/с в зависимости от типа крана, технологических схем перегрузочных работ, геометрических параметров циклов работы и парусности грузов.

2. Предложены методы повышения эффективности их использования при ветровых нагрузках: использование кранов при скорости ветра свыше 15 м/с, но в пределах паспортных значений ветровых нагрузок с ограничениями, накладываемыми на технологические схемы перегрузочных работ и парусность грузов; использование кранов при ветровых нагрузках свыше паспортных значений с ограничениями, накладываемыми на технологические схемы перегрузочных работ, геометрические параметры циклов работы кранов и парусность грузов; использование кранов в зонах ветровых теней. Предложенные методы позволяют расширить диапазон допустимых скоростей ветра для рабочего состояния портовых кранов до 22 м/с, а в отдельных случаях до 25 м/с и более, а также использовать портовые краны в зонах ветровых теней.

3. Разработана математическая модель режима работы портальных кранов при динамическом воздействии ветра, справедливость которой подтверждена результатами натурных испытаний. В математической модели ветровая нагрузка представлена в виде двух составляющих: статической - соответствующей средней скорости ветра и динамической – соответствующей пульсационной составляющей скорости ветра.

4. Предложена методика комплексного исследования работы кранов и обоснования допустимых ветровых нагрузок для их рабочего состояния, включающая математическое моделирование режима работы портальных кранов, модельные аэродинамические испытания, численные методы исследования основных показателей работоспособности портальных кранов при ветровых нагрузках, натурные испытания и опытную эксплуатацию портовых кранов при скорости ветра свыше 15 м/с.

5. Усовершенствована методика расчета портальных кранов на ветровую нагрузку: определены параметры ветровой нагрузки и ее статистические характеристики; получены аналитические зависимости ветровой нагрузки на кран с грузом с учетом динамической ее составляющей и собственных скоростей движения крановых механизмов в функции обобщенных координат
(, ); учтена векторная природа ветровой нагрузки и определена вероятная устойчивость направления ветра в различных ветровых районах; учтено влияние рельефа местности и портовой застройки на ветровую нагрузку кранов в эксплуатационных условиях.

6. Предложена методика и выполнены модельные испытания некоторых типов портальных кранов в аэродинамической трубе, в результате которых получены уточненные значения коэффициентов аэродинамического сопротивления, включая моментные характеристики крановых конструкций в функции обобщенных координат (, ) с учетом конструктивных элементов и их аэродинамического взаимовлияния.

7. Численными методами исследованы основные показатели работоспособности наиболее распространенных в морских портах портальных кранов типа Альбрехт, Альбатрос, Сокол, Кондор, Кировец, Ганц и Форель: максимальные эксплуатационные нагрузки в механизмах вылета стрелы и поворота, эквивалентные нагрузки, определяющие тепловой режим двигателей механизмов, углы раскачивания груза в пространстве и управляемость кранов, определяемая переходными процессами механизмов, в зависимости от технологии перегрузочных работ, геометрических параметров циклов работы кранов и парусности грузов.

8. Предложен способ расчета динамических характеристик крановых конструкций методом КЭ, позволяющий на стадии проектирования определять динамическое воздействие ветра на грузовую устойчивость крана.

9. Предложен дифференцированный метод определения допустимых ветровых нагрузок на портовые краны в эксплуатационных условиях, учитывающий тип крана, технологическую схему его работы, парусность грузов и векторную природу ветровой нагрузки, защищенность причалов и рабочих участков порта естественными и искусственными препятствиями.

10. Разработана методика составления ветровой карты, на основании которой составлены ветровые карты некоторых портов. Методика позволяет прогнозировать скорости ветра на территории порта и тем самым планировать расстановку судов и бригад портовых рабочих при получении штормового предупреждения.

11. Сформулированы дополнительные требования к техническим условиям на проектирование портальных кранов с учетом их эксплуатации при повышенных ветровых нагрузках. Даны рекомендации по регулировке тормозов механизмов поворота и вылета стрелы, а также по выбору ветроизмерительных приборов, местам их установки на кранах и территории порта.

12. Основные результаты выполненных исследований внедрены:

в нормативных актах: Типовая инструкция по эксплуатации портальных кранов при скорости ветра свыше 15 м/с в морских рыбных портах; Правила по охране труда в морских рыбных портах, ПОТ РО 18300 21500-01-20; Правила технической эксплуатации подъемно-тран­с­портного оборудования морских торговых портов, РД 31.1.02-04, а также вошли в проекты Правил по охране труда в рыбных портах и для судоремонтных предприятий;



Pages:     | 1 | 2 || 4 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.