Визначення напружень в металоконструкції мостового крана при використанні ходових коліс нової конструкції

Автор(и)

  • Наталья Николаевна Фидровская Харківський національний автомобільно-дорожній університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-5248-273X
  • Євген Дмитрович Слепужніков Національний університет цивільного захисту України, Україна https://orcid.org/0000-0002-5449-3512
  • Іван Сергійович Варченко Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Україна https://orcid.org/0000-0002-5284-9351
  • Сергій Вікторович Гарбуз Національний університет цивільного захисту України, Україна https://orcid.org/0000-0001-6345-6214
  • Сергій Миколайович Шевченко Національний університет цивільного захисту України, Україна https://orcid.org/0000-0002-6740-9252
  • Марина Анатоліївна Чиркіна Національний університет цивільного захисту України, Україна https://orcid.org/0000-0002-2060-9142
  • Вікторія Валентинівна Нестеренко Первомайська філія Національного університету кораблебудування імені адмірала Макарова, Україна https://orcid.org/0000-0002-5570-3059

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.225097

Ключові слова:

тензометрія, напруження, колесо ходове, еластична вставка, мостовий кран, вантажний візок

Анотація

Запропоновано метод експериментального дослідження напруженого стану металоконструкції мостового крану при використанні ходових коліс різної конструкції. Дослідження проводилось на діючому електричному, опорному, двобалковому мостовому крані вантажопідйомністю 5 т, та прогоном 22,5 м. За допомогою тензорезисторів, зібраних в напівмостову схему та підключених до аналого-цифрового перетворювача Zetlab 210 (Росія), були визначені деформації головної балки в момент підйому та переміщення вантажу різної маси. Підйом та переміщення вантажу, було проведено при однакових умовах на штатних колесах вантажного візка та на колесах з еластичною гумовою вставкою. Були отримані графіки деформації головної балки. В подальшому перерахунку отримані залежності напруженого стану в кожному моменті переміщення вантажу при використані як штатних коліс так і коліс з еластичною гумовою вставкою. Також були виявлені залежності та тривалості коливань, які виникають в продовж циклу підйому та переміщення вантажу. Цикл експериментального дослідження складався з підйому вантажу в крайньому лівому положенні вантажним візком, переміщенні вантажу в крайнє праве положення та повернення вантажного візка з вантажем в початкове положення.

Особливо слід відзначити, що застосування нової, модернізованої конструкції ходових коліс вантажного візка з еластичною гумовою вставкою ефективно гасять коливання в металоконструкції крана.

За підсумками експериментальних досліджень було виявлено зменшення напружень в головній балці мостового крану на 18 % та зменшення пікових вібрацій на 20 секунд при однакових циклах підйому та переміщення вантажу. Також при використанні коліс з еластичною гумовою вставкою зменшується період згасання коливань закінчення циклу переміщення вантажу щонайменше на 30 %.

Біографії авторів

Наталья Николаевна Фидровская, Харківський національний автомобільно-дорожній університет

Доктор технічних наук, професор

Кафедра будівельних і дорожніх машин

Євген Дмитрович Слепужніков, Національний університет цивільного захисту України

Кандидат технічних наук

Кафедра спеціальної хімії та хімічної технології

Іван Сергійович Варченко, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Кандидат технічних наук

Кафедра підйомно-транспортні машини і обладнання

Сергій Вікторович Гарбуз, Національний університет цивільного захисту України

Кандидат технічних наук

Кафедра пожежної і техногенної безпеки об’єктів та технологій

Сергій Миколайович Шевченко, Національний університет цивільного захисту України

Кандидат технічних наук

Кафедра пожежної тактики та аварійно-рятувальних робіт

Марина Анатоліївна Чиркіна, Національний університет цивільного захисту України

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра спеціальної хімії та хімічної технології

Вікторія Валентинівна Нестеренко, Первомайська філія Національного університету кораблебудування імені адмірала Макарова

Кандидат технічних наук

Кафедра енергомашинобудування

Посилання

  1. Castro, J. C., Palafox, E. H., Gómez, L. H. H., Mendoza, G. S., Grijalba, Y. L., López, P. R. (2019). Analysis of the structural girders of a crane for the license renewal of a BWR Nuclear Power Plant. Procedia Structural Integrity, 17, 115–122. doi: https://doi.org/10.1016/j.prostr.2019.08.016
  2. Slepuzhnikov, Ye., Fidrovska, N. (2020). Vykorystannia kraniv mostovoho typu v suchasniy promyslovosti. Collection of Scientific Papers ΛΌГOΣ, 96–97. doi: https://doi.org/10.36074/05.06.2020.v3.40
  3. Sapon, M., Gorbachenko, O., Kondratyev, S., Krytskyy, V., Mayatsky, V., Medvedev, V., Smyshlyaeva, S. (2020). Prevention of Damage to Spent Nuclear Fuel during Handling Operations. Nuclear and Radiation Safety, 2 (86), 62–71. doi: https://doi.org/10.32918/nrs.2020.2(86).08
  4. Fidrovska, N., Slepuzhnikov, E., Larin, O., Varchenko, I., Lipovyi, V., Afanasenko, K., Harbuz, S. (2020). Increase of operating reliability of the travel wheel using the use of the elastic inserts. EUREKA: Physics and Engineering, 5, 69–76. doi: https://doi.org/10.21303/2461-4262.2020.001387
  5. Otrosh, Y., Kovalov, A., Semkiv, O., Rudeshko, I., Diven, V. (2018). Methodology remaining lifetime determination of the building structures. MATEC Web of Conferences, 230, 02023. doi: https://doi.org/10.1051/matecconf/201823002023
  6. Tong, Y., Ge, Z., Zhuo, X., Shen, G., Li, D., Li, X. (2018). Research on welding deformation for box girder of bridge crane based on thermal elasto-plastic theory. Advances in Mechanical Engineering, 10 (5), 168781401877588. doi: https://doi.org/10.1177/1687814018775885
  7. Spruogis, B., Jakštas, A., Turla, V., Iljin, I., Šešok, N. (2011). Dynamic reaction forces of an overhead crane on lifting. TRANSPORT, 26 (3), 279–283. doi: https://doi.org/10.3846/16484142.2011.622144
  8. Yixiao, Q., Ji, J., Haiming, Y. (2016). High Precision Analysis of Stress Concentration in Girder Structure of Casting Crane. International Journal of Science and Qualitative Analysis, 2 (2), 14–18. doi: https://doi.org/10.11648/j.ijsqa.20160202.11
  9. Kutsenko, L., Semkiv, O., Kalynovskyi, A., Zapolskiy, L., Shoman, O., Virchenko, G. et. al. (2019). Development of a method for computer simulation of a swinging spring load movement path. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (7 (97)), 60–73. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.154191
  10. Kutsenko, L., Vanin, V., Shoman, O., Yablonskyi, P., Zapolskiy, L., Hrytsyna, N. et. al. (2019). Modeling the resonance of a swinging spring based on the synthesis of a motion trajectory of its load. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (7 (99)), 53–64. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.168909
  11. Nischeta, S. A., Chernyshova, E. P., Narkevich, M. Y., Krishan, A. L., Sagadatov, A. I. (2017). Damage of bridge lifting cranes and crane metal structures. Journal of Engineering and Applied Sciences, 12 (3), 6587–6590. Available at: http://docsdrive.com/pdfs/medwelljournals/jeasci/2017/6587-6590.pdf
  12. Antsev, V. Y., Tolokonnikov, A. S., Vorobev, A. V., Sakalo, V. I. (2017). Methods of determining the margin of cyclic crack resistance of metal structures for hoisting machinery. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 177, 012096. doi: https://doi.org/10.1088/1757-899x/177/1/012096
  13. Frankovský, P., Delyová, I., Sivák, P., Kurylo, P., Pivarčiová, E., Neumann, V. (2020). Experimental Assessment of Time-Limited Operation and Rectification of a Bridge Crane. Materials, 13 (12), 2708. doi: https://doi.org/10.3390/ma13122708
  14. Gryhorov, О. V., Anishchenko, G. O., Petrenko, N. O., Strizhak, V. V., Turchyn, O. V., Radchenko, V. S. et. al. (2019). Improvement of crane steel structures work the way of applying of hydraulic drive and some other solutions in mechanisms of movement and slewing. Hebezeuge und Fördermittel, 2 (61), 4–25. Available at: https://ptt-journals.net/files/2019-2-61-01.pdf
  15. Meng, W., Yang, Z., Qi, X., Cai, J. (2013). Reliability Analysis-Based Numerical Calculation of Metal Structure of Bridge Crane. Mathematical Problems in Engineering, 2013, 1–5. doi: https://doi.org/10.1155/2013/260976
  16. Haniszewski, T. (2014). Strength analysis of overhead traveling crane with use of finite element method. Transport problems, 9 (1), 19–26. Available at: https://www.researchgate.net/publication/276235576
  17. Yifei, T., Wei, Y., Zhen, Y., Dongbo, L., Xiangdong, L. (2013). Research on Multidisciplinary Optimization Design of Bridge Crane. Mathematical Problems in Engineering, 2013, 1–10. doi: https://doi.org/10.1155/2013/763545
  18. Patel, H., Upadhyay, D., Patel, D. (2020). Design optimization of box girder in gantry crane using finite element analysis software. International Research Journal of Engineering and Technology, 07 (08), 1906–1917. Available at: https://www.irjet.net/archives/V7/i8/IRJET-V7I8317.pdf
  19. Delic, M., Colic, M., Mesic, E., Pervan, N. (2017). Analytical calculation and fem analysis main girder double girder bridge crane. TEM Journal, 6 (1), 48–52. doi: http://dx.doi.org/10.18421/TEM61-07
  20. Slepuzhnikov, Ye., Varchenko, I., Fidrovska, N. (2020). Provedennia eksperymentalnykh doslidzhen metodom tenzometriyi. ICSR Conference Proceedings, 85–86. doi: https://doi.org/10.36074/01.05.2020.v2.10
  21. Pastor, M., Trebuna, F., Lengvarsky, P., Bocko, J. (2016). Possibility of using of tensometry in deformation analysis in areas with sudden change of geometry. American Journal of Mechanical Engineering, 4 (7), 363–367. Available at: https://www.researchgate.net/publication/313108265
  22. Tutak, P. (2014). Application Of Strain Gauges In Measurements Of Strain Distribution In Complex Objects. Journal of Applied Computer Science Methods, 6 (2), 135–145. doi: https://doi.org/10.1515/jacsm-2015-0004
  23. Ghimbaseanu, I. (2015). Experimental research study on the use of a resistive tensometric sensor. International Scientific Journal: Machines. Technologies. Materials, 9 (1), 44–47. Available at: https://stumejournals.com/journals/mtm/2015/1/44.full.pdf
  24. Pastor, M., Carak, P., Gomory, I. (2019). The assessment of the residual stresses influence on generation of the infringement in shape-complex supporting members. Strojnícky casopis – Journal of Mechanical Engineering, 69 (1), 85–96. doi: https://doi.org/10.2478/scjme-2019-0007

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-02-22

Як цитувати

Фидровская, Н. Н., Слепужніков, Є. Д., Варченко, І. С., Гарбуз, С. В., Шевченко, С. М., Чиркіна, М. А., & Нестеренко, В. В. . (2021). Визначення напружень в металоконструкції мостового крана при використанні ходових коліс нової конструкції. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(7 (109), 22–31. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.225097

Номер

Том 1 № 7 (109) (2021): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Наталья Николаевна Фидровская, Евгений Дмитриевич Слепужников, Иван Сергеевич Варченко, Сергей Викторович Гарбуз, Сергей Николаевич Шевченко, Марина Анатольевна Чиркина, Viktoriia Nesterenko

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.