Обґрунтування конструктивних параметрів відновлюваних кулькових опорно-поворотних кругів баштових кранів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Обґрунтування конструктивних параметрів відновлюваних кулькових опорно-поворотних кругів баштових кранів

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Загальна характеристика роботи

баштовий кран ремонтний кочення

Актуальність теми. За даними Держгірпромнагляду України на початок 2009 року в експлуатації знаходилось близько 5400 баштових кранів, з яких 85% мали вичерпаний термін служби, тобто досягли граничних значень конструктивних параметрів.

За даними організацій, що експлуатують поворотні крани і нашими дослідженнями, дефекти опорно-поворотних кругів становлять близько 10% від загального об'єму дефектів несучих елементів. Опорно-поворотний круг (ОПК) ? це єдиний вузол, що з'єднує поворотну і неповоротну частини крана, сприймає всі види навантажень від поворотної частини крана та передає до неповоротної.

Слід відмітити, що проблемою відновлення ОПК займались Блохін Л.Г., Вердиктов В.Г., Вердников В.Г., Геренрат Е., Гольдштейн В.Г., Звягінцев В.І., Івинський В.І., Казанський А.М., Кисельов М.М., Никитський М.П. та інші, проте обгрунтування конструктивних параметрів вимагає суттєвого уточнення. До конструктивних параметрів опорно-поворотних кругів слід віднести осьовий зазор, геометричні параметри їх деталей, твердість, шорсткість доріжок кочення тощо і до них пред'являються високі вимоги, які забезпечують безпечну експлуатацію вантажопідйомних кранів.

Враховуючи, що майже всі баштові крани оснащені опорно-поворотними пристроями з опорно-поворотними кругами, а самі ОПК - металоємні вузли високої складності і відносно високої вартості, від яких залежить безпека експлуатації, надійність і довговічність вантажопідйомних кранів в цілому, обгрунтування конструктивних параметрів ОПК при їх відновленні є актуальним і важливим науково-технічним завданням.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисерта-ційна робота виконана у відповідності з науковими напрямками кафедр експлуатації та ремонту машин і прикладної механіки Придніпровської державної академії будівництва та архітектури, а також у рамках наукових досліджень за держбюджетними темами на замовлення Міністерства освіти і науки України: 0196U008324 «Наукові основи і технологія ремонту опорно-поворотних пристроїв баштових кранів», 0106U005342 «Удосконалення методів розрахунків машин».

Мета і завдання дослідження. Метою роботи є обгрунтування значень конструктивних параметрів відновлюваних кулькових опорно-поворотних кругів баштових кранів, що досягли граничного стану, на основі встановлення раціональних параметрів їх деталей і результатів розрахунково-експериментальних досліджень їх напружено-деформованого стану (НДС) для підвищення ефективності і безпеки експлуатації вантажопідйомних кранів.

Поставлена мета досягається шляхом вирішення комплексу наукових задач:

- проаналізувати науково-технічні, патентні рішення щодо відновлення опорно-поворотних кругів вантажопідйомних кранів та визначити вплив особливостей конструкції основних деталей ОПК на значення їх конструктивних параметрів;

- провести теоретичні дослідження і експериментальні випробування можливості використання способу відновлення значень конструктивних параметрів ОПК автоматичним електродуговим наплавленням під композицією плавлено-керамічного флюсу;

- виконати практичні дослідження і проаналізувати значення зношення і показники міцності деталей ОПК за результатами технічного обстеження вантажопідйомних баштових кранів різних моделей і визначити їх вплив на змінення значень конструктивних параметрів ОПК;

- виконати теоретичні дослідження щодо впливу параметрів деталей на змінення значень конструктивних параметрів ОПК;

- розробити кінцевоелементну модель напружено-деформованого стану кілець ОПК з урахуванням жорсткості металоконструкцій поворотної і неповоротної рам крана в прилеглих до ОПК зонах і зонах контакту тіл кочення з поверхнями кочення доріжок кілець;

- обґрунтувати конструкторсько-технологічну методику відновлення значень конструктивних параметрів кулькових ОПК баштових кранів, що досягли або досягають граничного стану, на основі встановлення раціональних параметрів їх деталей і результатів розрахунково-експериментальних досліджень напружено-деформованого стану;

- розробити ряд значень ремонтних розмірів тіл кочення на підставі обробки статистичних даних реальних значень зношення кілець кулькових ОПК.

Об'єкт дослідження - процес взаємодії тіл кочення з поверхнями кочення кілець кулькових опорно-поворотних кругів баштових кранів.

Предмет дослідження - інтенсивність і основні закономірності змінення значень конструктивних параметрів опорно-поворотних кругів при експлуатації і відновленні.

Методи дослідження. Для досягнення поставленої в роботі мети використовуються: методи чисельні - при дослідженні напружено-деформованого стану кілець і опорно-поворотних кругів в цілому; методи теорії ймовірностей та математичної статистики - для обробки і аналізу експериментальних даних.

Наукова новизна одержаних результатів визначається розробленими новими підходами, математичними моделями, що описують процеси взаємодії тіл і поверхонь кочення, напружено-деформованим станом елементів при експлуатації та відновленні конструктивних параметрів кулькових ОПК і полягає в наступному:

- показано, що відновлення конструктивних параметрів ОПК забезпечує зниження контактних напружень доріжок кочення кілець при регламентованій твердості і шорсткості їх поверхонь кочення у зв'язку зі зменшенням осьового зазору ОПК;

- на основі отриманих математичних залежностей доведено, що контактні напруження у зоні «тіло кочення - поверхня кочення кільця» не впливають на загальний напружено-деформований стан кілець;

- уточнено співвідношення діаметрів тіл кочення до радіусів поверхонь кочення доріжок кілець ОПК;

- дістала подальшого розвитку кінцевоелементна модель напружено-деформованого стану кілець ОПК з урахуванням жорсткості металоконструкцій поворотної і неповоротної рам крана у прилеглих до ОПК зонах і зонах контакту тіл кочення з поверхнями кочення кілець;

- встановлено зв'язок між інтенсивністю зношування поверхонь кочення кілець ОПК по довжині бігових доріжок і розташуванням ОПК відносно ходової рами, а також розташуванням ходової рами баштового крана відносно об'єкту, що обслуговується.

Практичне значення одержаних результатів полягає в наступному.

1. Отримані аналітичні залежності, які дозволяють визначити інтенсив-ність змінення значень конструктивних параметрів опорно-поворотних кругів і на її основі оцінювати і прогнозувати безпеку експлуатації баштових кранів.

2. Розроблені математичні моделі процесів перерозподілу навантажень на тіла кочення при зношуванні поверхонь кочення доріжок кілець ОПК і залежності моментів опору сил тертя від інтенсивності змінення розмірів деталей кулькових ОПК, які дозволяють проводити оцінку експлуатаційних показників ОПК, що, у свою чергу, дозволяє підвищити експлуатаційні показники крана.

3. Розроблена на основі чисельних методів методика розрахунку кілець ОПК дозволяє оцінювати несучу здатність ОПК, що дає можливість як відновлювати значення конструктивних параметрів опорно-поворотних кругів баштових кранів в цілому, так і розраховувати окремі параметри кілець ОПК.

4. Запропонований і захищений патентом України спосіб відновлення значень конструктивних параметрів кулькових ОПК баштових кранів.

5. Результати роботи впроваджені на Дніпропетровському експери-ментальному ремонтно-механічному заводі ВАТ «Дніпробудмеханізація» при проведенні капітальних ремонтів баштових кранів і в навчальний процес Придніпровської державної академії будівництва та архітектури при підготовці бакалаврів і фахівців за напрямом «Інженерна механіка». Розроблені «Методичні вказівки по обстеженню вантажопідйомних кранів з вичерпаним строком служби для визначення можливості їх подальшої експлуатації» узгоджені з Держгіртехнаглядом України.

Особистий внесок здобувача. Результати теоретичних і експериментальних досліджень, які виносяться на захист, отримані автором особисто. Постановка наукових задач і обговорення результатів проводились разом з науковим керівником. В роботах, опублікованих у співавторстві, здобувачу належать: [1] - експериментальні дослідження і аналіз зношування деталей ОПК; розробка математичної моделі перерозподілу навантажень між тілами кочення; [2] - аналіз теоретичних досліджень; визначення приведеного коефіцієнта опору обертанню ОПК від сил тертя; [3] - оцінка впливу контактних напружень на загальний напружено-деформований стан кільця кулькового ОПК; [4] - оптимізація розрахункових схем і теоретичне визначення впливу осьового зазора в кульковому ОПК на навантаженість його деталей; [6] - розробка способу відновлення несучої здатності кулькових опорно-поворотних кругів методом механічної обробки поверхонь кочення кілець ОПК; [7] - встановлення закономірностей змінення навантажень на тіла кочення при різних значеннях зношення кілець ОПК, розробка технології ремонту кілець кругів; [8] - виконання робіт по дослідженню стану деталей ОПК, збір і теоретична обробка статистичної інформації за результатами досліджень, складання схем і розрахунок навантажень на ОПК.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації і робота в цілому доповідались, обговорювались і отримали позитивну оцінку на: міжнародному симпозіумі Українських інженерів-механіків у Львові (1993 р.); міжнародних семінарах-симпозіумах «Сучасна будівельна техніка» науково-технічної асоціації «Підйомні споруди» (м. Одеса, 2007, 2008 р. р.); об'єдна-ному науковому семінарі кафедр прикладної механіки, будівельних і дорожніх машин, експлуатації і ремонту машин Придніпровської державної академії будівництва та архітектури, кафедри прикладної механіки Дніпропетровського Національного університету залізничного транспорту ім. академіка В. Лазаряна (м. Дніпропетровськ, 2009 р.).

Публікації. Результати дисертаційних досліджень опубліковані у 8 наукових працях, серед яких 4 статті у фахових наукових виданнях, затверджених ВАК України, одна стаття у науково-технічному журналі, дві тези доповідей на науково-технічних конференціях, один патент на корисну модель.

Структура і обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається із вступу, чотирьох розділів з висновками, загальних висновків, списку використаних джерел із 152 найменувань та чотирьох додатків. Загальний обсяг дисертації складає 178 сторінок, містить 58 рисунків, 5 таблиць, список використаних джерел і додатки на 42 сторінках.

Основний зміст роботи

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, показано зв'язок з науково-дослідними роботами, сформульовано мету, робочу гіпотезу, задачі, об'єкт, предмет, наукову новизну і практичне значення проведених досліджень, наведено інформацію щодо апробації роботи, особистий внесок здобувача і публікації.

У першому розділі наведені і проаналізовані конструктивні особливості кулькових ОПК, визначені основні фактори, що впливають на змінення значень конструктивних параметрів при експлуатації баштових кранів. Виконаний аналіз характерних факторів змінення, методів визначення і відновлення конструктивних параметрів кулькових ОПК.

Аналіз літературних джерел щодо факторів, які впливають на змінення конструктивних параметрів, конструктивні особливості, дефекти, методи відновлення і визначення значень конструктивних параметрів відновлюваних ОПК дозволив сформулювати попередні висновки, які полягають у відсутності обгрунтованої методики визначення конструктивних параметрів ОПК при їх проектуванні, виготовленні та відновленні; відсутності систематизованих досліджень впливу різних факторів на змінення значень конструктивних параметрів ОПК при експлуатації; доцільності відновлення значень конструктивних параметрів ОПК в умовах спеціалізованих ремонтних підприємств на основі розроблених методик; вкрай високу технологічну складність ремонту кілець ОПК існуючим методом наплавлення і відсутність досліджень по використанню інших рішень, а також визначити мету та основні напрямки досліджень.

У другому розділі виконані теоретичні дослідження впливу параметрів деталей на змінення значень конструктивних параметрів ОПК. Розроблено чотири математичні моделі.

Перша математична модель, яка присвячена визначенню перерозподілу навантажень на тіла кочення при зношенні поверхонь кочення бігових доріжок кілець ОПК, дозволяє зробити висновок про вкрай нерівномірне сприйняття навантажень P_n кульками за залежністю:

(1)

де , ₁; Е, Е₁ - коефіцієнти Пуассона і модулі пружності матеріалів кілець і кульки відповідно, Н/мм²; n - коефіцієнт, що залежить від величин осей еліпса плями контакту; _n - величина стискання n-ї кульки, мм; R₁ - радіус першої кульки, мм; R - радіус утворюючої бігової доріжки кільця, мм.

Аналіз залежності (1) показує, що при збільшенні радіусів тіл кочення, при відповідному збільшенні радіуса бігової доріжки кільця, нерівномірність розподілу навантажень між тілами кочення зменшується.

Для визначення коефіцієнта опору обертанню f при різних значеннях діаметрів тіл кочення розроблена друга математична модель.

Сумарні навантаження на праву N_ПР та ліву N_Л кульки можна записати співвідношенням:

(2)

де N_Р і N_М, Н - навантаження на ліву та праву кульки від сили Р_к.р. і моменту М_к.р..

Моменти опору кочення кульок розраховуємо за формулами:

(3)

де F_пр і F_л - сили опору кочення відповідно правої та лівої кульок, що дорівнює сумі опору всіх кульок, розташованих ліворуч і праворуч від центра круга з урахуванням d_к і параметрів плями контакту, Н.

Приведений коефіцієнт f опору обертанню з урахуванням радіуса кульки і піввісі плями контакту

(4)

де к_пр, к_л ? коефіцієнти тертя кочення правої і лівої кульок з урахуванням гістерезисних втрат, м; d_к - діаметр кульки, м.

Залежність (4) дозволяє уточнити значення коефіцієнта опору обертанню кулькових ОПК від сил тертя. При збільшенні діаметрів кульок до 15% від нормативного значення приведений коефіцієнт опору обертанню ОПК зменшується до 15%.

Рекомендований для розрахунків і приведений в діючому РД 22-166-86 коефіцієнт опору обертанню ОПК не враховує геометричні параметри ОПК, тому відрізняється від розрахункового до 20% в сторону зменшення.

Аналіз залежності показує, що приведений коефіцієнт опору обертанню кулькових ОПК, при однакових значеннях від нормативних складових сумарної вертикальної сили і моменту, залежить від діаметра круга, збільшуючись зі збільшенням його діаметра і відрізняється від рекомендованого в РД 22-166-86 в сторону збільшення на 10-40%.

Для визначення величин і впливу контактних напружень на напружений стан кільця ОПК розроблена третя математична модель (рис. 4).

Сумарна деформація кільця і кульки:

, (5)

де к₁ і к₂ - коефіцієнти, які залежать від механічних властивостей матеріалів контактуючих тіл; q - навантаження на кульку, Н/мм; S - площа контакту, мм²; - кут контакту, град.

Максимальні контактні напруження визначаються за формулою:

(6)

де Р_max - повне навантаження на тіло кочення, Н; а і b - піввісі еліптичної границі поверхні контакту тіл, мм.

Максимальні значення контактних напруженнь визначаємо за формулою:

, (7)

де - коефіцієнт Пуассона матеріалу кільця ОПК.

При фіксованому збільшенні радіусів тіл кочення кут контакту тіл кочення з поверхнею кочення кільця збільшується. Контактні напруження , при фіксованому збільшенні радіусів тіл кочення, зменшуються.

Вплив контактних напружень на загальний напружений стан кілець, які виникають в результаті взаємодії тіл кочення з поверхнями кочення кілець, обмежується контактними напруженнями, розташованими від поверхні контакту на глибині, приблизно рівній половині радіуса плями контакту. Для забезпечення контактної міцності і надання поверхні кочення необхідних фізико-механічних властивостей матеріал кільця зміцнюється до HRC 45…55 на глибину 3-5 мм. Максимальні контактні напруження _max не перевищують 30% від _max, а глибина дії не перевищує 1,0 мм. Отже вплив контактних напружень доцільно не враховувати при визначенні напружено-деформованого стану кілець ОПК.

Для дослідження впливу осьового зазора в кульковому ОПК на навантаженість його деталей складено четверту математичну модель.

На основі розрахункової схеми (рис. 5) розроблені схеми переміщення рухомих кілець і зон взаємодії тіл кочення з кільцями ОПК, а також схему для визначення деформацій кульок верхнього і нижнього рядів круга.

Залежності між навантаженнями q_А і q_Б на кульки і деформацією через коефіцієнт а^Н, що залежать від величини навантажень і особливостей їх прикладання, представляємо отриманими залежностями:

(8)

(9)

Розподілення навантажень на тіла кочення по довжині бігової доріжки кільця кулькового ОПК наведено на рис. 6.

Аналіз отриманих залежностей дозволив зробити наступні висновки.

1. При збільшенні осьового зазору в ОПК зменшуються кути _А і _Б зон навантажених тіл кочення, відповідно зменшується кількість тіл кочення, які передають навантаження від поворотної до неповоротної частин крана.

2. При зменшенні кількості навантажених тіл кочення збільшується на-вантаження на кожне тіло кочення і питоме навантаження в місцях їх контакту з поверхнями кочення бігової доріжки кільця ОПК. При цьому напруження, що виникають в зоні контакту, можуть перевищувати значення межі текучості _Т метала поверхневого шару доріжки кочення кільця ОПК.

3. При зменшенні кутів зон навантаження тіл кочення (_А і _Б) інтенсив-ність змінення місцевого навантаження на доріжки кочення кілець ОПК зростає.

4. Мінімально припустиме значення осьового зазора забезпечує більш рівномірне навантаження тіл кочення ОПК.

Третій розділ присвячено обгрунтуванню використання методу кінцевих елементів (МКЕ) для визначення напружено-деформованого стану кілець при зміненні конструктивних параметрів кулькового ОПК, побудуванню загальної розрахункової схеми крана, розрахункових схем навантажень на поворотну раму крана, визначенню конструктивних параметрів основних деталей поворотної рами, кілець ОПК і побудуванню розрахункової схеми їх з?єднання.

На основі розроблених нами залежностей прогнозування інтенсивності зростання напружень в перерізах кілець ОПК зі збільшенням їх напрацювання, прогнозоване загальне сумарне напрацювання T_заг опорно-поворотного круга, з врахуванням можливого його відновлення, складе

(10)

де t_рем - тривалість ремонту ОПК, коли круг не використовується за прямим призначенням, годин. Оскільки =f(t_i), де t_i - очікуване додаткове напра-цювання ОПК, то інтенсивність зростання напружень пропорційна інтенсив-ності зростання напрацювання: зі збільшенням напрацювання зростає напруження в деталях ОПК.

Для забезпечення достовірності розрахунку напруженого стану ОПК виконані роботи по моделюванню елементів ОПК в програмному забезпеченні SELENA методом послідовних наближень. Значна частина підготовчих робіт по моделюванню ОПК, таких як складання розрахункової схеми одиничного перерізу ОПК, визначення навантажень на переріз і зони контакту тіл кочення з поверхнями кочення кілець, взаємодія між одиничними перерізами, тощо, є know how.

На рис. 8 наведено розрахункову схему одиничного перерізу ОПК, навантаженого максимальним навантаженням .

На рис. 9 наведено фрагмент моделювання закріплення поворотних кілець ОПК. Кількість пружних стержнів розрахована з умови рівноваги поворотних кілець на основі їх теоретично розрахованої еквівалентної жорсткості

, (11)

де F_o - площа стержня, мм^2; k - приведена сумарна жорскість опорних стержнів на одиницю довжини кільця, Н/мм²; S - довжина розрахункового елемента кільця, мм; - довжина опорного стержня, мм.

На рис. 10 наведено фрагмент моделі кріплення сегментів кульок для визначення зони їх контакту з поверхнями кочення бігових доріжок кілець ОПК. Сегменти кульок закріплені до поверхонь кочення бігових доріжок кілець пружними стержнями з кроком 0,05 мм. Наявність в стержнях стискаючих навантажень свідчить про контакт кульки з поверхнею кочення бігової доріжки. Стержні з розтягуючими навантаженнями видаляються із зони контакту.

Виконання підготовчих робіт дозволило скласти кінцевоелементну модель ОПК з розбиванням перерізів на кінцеві трикутні елементи. Більш висока щільність кінцевих елементів підібрана з умови отримання значень напружень в місцях їх високої концентрації. Крапками всередені кожного кінцевого елемента позначений геометричний центр фігури. У вказаних крапках розраховуються значення переміщень і напруження.

Використання програмного забезпечення SELENA дозволило визначити напружений стан перерізів кілець ОПК при різних значеннях їх конструктивних параметрів.

Визначення напружено-деформованого стану опорно-поворотних кругів виявило, що інтенсивності змінення напружень в перерізах кілець пропорційна інтенсивності змінення конструктивних параметрів ОПК. Враховуючи, що задача визначення НДС вирішувалась в межах теорії пружності, високі значення напружень в перерізах кілець в зоні контакту поверхні кочення доріжки з кулькою свідчать про адекватність розробленої моделі ОПК класичним положенням теорії контактної взаємодії пружних тіл.

При зменшенні площі перерізу кілець в результаті обробки їх поверхні кочення на ремонтний розмір для встановлення тіл кочення збільшеного на 10 мм діаметру, розрахункове максимальне значення приведеного напруження склало _пр=500Н/мм², що в 1,7 рази менше [_Т]=860 Н/мм² для матеріалу кілець ОПК - сталі марки 55Л, ГОСТ 1050-88.

Четвертий розділ присвячений експериментальним дослідженням відновлення значень конструктивних параметрів кулькових ОПК. Окремо розглянуті питання визначення стану деталей ОПК при експлуатації та капітальному ремонті баштових кранів.

При досягненні напрацювання, що складає половину загального напрацювання крана, частка відмов ОПК займає третє місце після електроустаткування, ходових візків і складає 8-11%.

Контроль і аналіз значень осьового зазору ОПК баштових кранів різних моделей, які знаходяться в експлуатації, дозволив визначити, що після 5-6 років експлуатації крана (напрацювання складає 13000 годин або 4000 мотогодин при коефіцієнті перерахунку 0,3), у 46% випадків осьовий зазор ОПК (з видаленими регулювальними прокладками) дорівнює значенню 2-3 мм. При цьому інтенсивність розподілення осьового зазору ОПК підпорядковується нормальному закону розподілу з вірогідністю згоди Р(²)=0,27 (при довірчій вірогідності Р=0,95) і характеризується математичним очікуванням М(х)=2,87, середньо-квадратичним відхиленням _х=1,39 мм.

Проведений нами контроль стану опорно-поворотних кругів дозволив визначити, що значення зношення поверхонь кочення бігових доріжок нижніх кілець на 10-12% перевищують значення зношення поверхонь кочення бігових доріжок верхніх кілець. Аналогічно, значення зношення поверхонь кочення нижніх доріжок неповоротного цівкового кільця на 9-12% менше значень зношення верхніх.

Виконані експериментальні дослідження щодо відновлення конструктивних параметрів кулькових ОПК методом наплавлення виявили високу трудомісткість робіт і практичну неможливість використання вище вказаного методу в умовах ремонтно-механічних підприємств.

Нами запропонований, обґрунтований і виконаний опис технологічних процесів способу відновлення конструктивних параметрів ОПК механічною обробкою поверхонь кочення кілець з встановленням тіл кочення збільшених розмірів. Запропонований, обґрунтований і розроблений рекомендований ряд діаметрів тіл кочення для відновлення значень конструктивних параметрів (див. таблицю).

Ремонтні розміри тіл кочення при відновленні значень конструктивних параметрів кулькових ОПК

Висновки

В роботі розвязане актуальне науково-технічне завдання обґрунтування конструктивних параметрів відновлюваних кулькових опорно-поворотних кругів баштових кранів, що досягли граничного стану, на основі встановлення раціональних параметрів деталей і результатів розрахунково-експериментальних досліджень їх напружено-деформованого стану.

1. Теоретично обґрунтована, технічно доведена і реалізована на практиці можливість відновлення значень конструктивних параметрів кулькових опорно-поворотних кругів баштових кранів за рахунок конструктивних і технологічних заходів, заснованих на відновленні форми, твердості і шорсткості поверхонь кочення доріжок кілець опорно-поворотних кругів механічним способом. Обґрунтована доцільність використання тіл кочення двох ремонтних розмірів, що дозволяє збільшувати загальне напрацювання опорно-поворотних кругів на 150-170% при дворазовому їх відновленні.

2. На основі теоретично-експериментальних досліджень встановлено, що контактні напруження впливають, в основному, на зносостійкість поверхонь кочення бігових доріжок кілець опорно-поворотних кругів і не впливають на загальний напружено-деформований стан кілець, оскільки їх напружений стан знаходиться за межами зони впливу контактних напружень. При збільшенні діаметрів тіл кочення на 10 мм від нормативного контактні напруження на поверхні кочення доріжок кілець ОПК №7 зменшуються на 11% і не перевищують 140 Н/мм².

3. Отримані, з урахуванням гістерезисних втрат, аналітичні залежності змінення приведеного коефіцієнта опору обертанню від сил тертя кулькових ОПК, розмірів тіл кочення, діаметра круга:

? при збільшенні діаметрів тіл кочення до 15% від нормативного значення приведений коефіцієнт опору обертанню ОПК знижується до 15%;

? приведений коефіцієнт опору обертанню ОПК, рекомендований в РД 22-166-86, менше розрахункового на 6-20% і залежить від діаметра круга: при збільшенні діаметра круга приведений коефіцієнт опору обертанню ОПК зменшується на 10-40%.

4. Одержані теоретичні залежності процесу перерозподілення навантажень на тіла кочення при зношенні поверхонь кочення доріжок кілець ОПК і збільшенні осьового зазора. При збільшенні радіусу поверхні кочення бігових доріжок кілець на 20% і відповідному збільшенні радіуса тіл кочення, нерівномірність розподілення навантажень знижується на 20-25%.

5. Обгрунтовано вплив змінення величини осьового зазора в опорно-поворотному крузі на перерозподіл навантажень і напружень в зоні контакту тіл кочення з поверхнею кочення бігових доріжок кілець. Виявлено вплив осьового зазора на напрацювання ОПК. Так, при збільшенні осьового зазору від мінімального до гранично припустимого значення, навантаження на тіла кочення зростають в 3-3,5 рази, відповідно зростають напруження в кільцях і пропорційно зменшується напрацювання ОПК.

6. За результатами технічних обстежень вантажопідйомних баштових кранів і на основі теоретичних досліджень встановлено, що інтенсивність зношування поверхонь кочення кілець ОПК по довжині бігових доріжок залежить від розташування опорно-поворотних кругів відносно ходової рами і розташування ходової рами баштових кранів відносно обслуговуваного об'єкту. Зношення поверхонь кочення доріжок кілець ОПК, нерівномірне по довжині (максимальне зі сторони противаги поворотної рами, мінімальне зі сторони кріплення стріли), може бути компенсоване поворотом неповоротної рами крана на 180⁰ відносно об'єкту, що обслуговується.

7. Результати досліджень впроваджені у виробництво при виконанні капітального ремонту баштових кранів на Дніпропетровському експериментальному ремонтно-механічному заводі ВАТ «Дніпробудмеханізація», що дозволяє збільшити напрацювання опорно-поворотних кругів в 1,5-1,7 рази при дворазовому їх відновленні і в навчальний процес Придніпровської державної академії будівництва та архітектури при підготовці бакалаврів і фахівців за фахом «Підйомно-транспортні, будівельні, дорожні, меліоративні машини і обладнання».

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Заяц Г.В. Моделирование перераспределения нагрузок на тела качения при износе шариковых опорно-поворотных кругов грузоподъемных кранов / Г.В. Заяц, Н.П. Колесник // Подъемно-транспортная техника. - 2007. - №4. - С. 73-76.

2. Заяць Г.В. Залежність моменту сил тертя від розмірів деталей куль-кового опорно-поворотного круга / Г.В. Заяць, М.П. Колісник, Л.М. Бондаренко // Підйомно-транспортна техніка. - 2008. - №2. - С. 15-23.

3. Заяц Г.В. Влияние контактных напряжений на напряженное состояние кольца шарикового опорно-поворотного круга / Г.В. Заяц, Н.П. Колесник // Подъемно-транспортная техника. - 2009. - №1. - С. 54-62.

4. Заяц Г.В. Влияние величины осевого зазора в шариковом опорно-поворотном круге на нагруженность его деталей / Г.В. Заяц, Н.П. Колесник // Подъемно-транспортная техника. - 2009. - №2. - С. 28-38

5. Заяц Г.В. Опыт ремонта опорно-поворотных кругов башенных кра-нов // Подъемные сооружения. Специальная техника. - 2008. - №1. - С. 14.

6. Пат. На корисну модель 18311, Україна, МПК В66С 23/84 (2006.01). Спосіб ремонту опорно-поворотних кругів баштових кранів / Заяць Г.В., Волчок Л.М., Руднєв І.Ю., Революк А.В. /Заявник та патентовласник Придніпровська державна академія будівництва та архітектури. - № u 2006 03314: заявл. 27.03.06; опубл. 15.11.2006. Бюл. №11.

7. Заяц Г.В. Исследование ремонтопригодности опорно-поворотных устройств стреловых грузоподъемных кранов / Г.В. Заяц, А.В. Революк // Нау-ковий потенціал світу?`2005: міжнар. наук.-практ. конф., 19-30 вер. 2005 р.: тези докладів.?Дніпропетровськ: Наука і освіта. - 2005. - Т. 16. - С. 54-55.

Размещено на Allbest.ru