Дослідження ударних навантажень при проходженні ходових коліс через стики рейкового шляху

Abstract

У зв’язку з підвищеним руйнуванням матеріалу кранових ходових коліс мостових кранів внаслідок різних причин: зносу реборд і ходових частин коліс механізмів пересування кранів при перекосі мосту крана при застосуванні роздільних приводів механізмів пересування мостових кранів; зменшення міцності ходових частин коліс внаслідок динамічних навантажень і при наявності стиків рейкових колій значно падає довговічність самих ходових коліс і надійність роботи механізмів пересування. При пересуванні ходових коліс по рейковим коліям при проходженні місцевих нерівномірностей, таких як стики, наплавлення від зварювання, вибоїни і т. ін. виникають ударні навантаження. Особливо це стосується мостових кранів, які мають жорстку ходову частину. Найбільше число ушкоджень металоконструкцій мостових кранів має місце в кінцевих балках у місцях закріплення ходових коліс. Головною причиною цього являється високий рівень динамічних ударних навантажень, які діють на кранові колеса і відповідно, на кінцеві балки при проходженні краном стиків.Аналіз поточного стану наукових досліджень свідчить про їх фрагментарність: наявні публікації здебільшого охоплюють лише окремі компоненти інженерного аналізу механізмів пересування. Зокрема, йдеться про визначення опору пересування ходових коліс та визначення напружень стиску в точці контакту колеса і рейки. Всі ці питання стали основою для формулювання актуальної науково-технічної задачі: розробка комплексної методології розрахунку напруженого стану ходового колеса і підкранової рейки при проході через рейковий стик і встановлення критичних значень допустимої висоти цього стику. Наукова ідея дисертації полягає у впровадженні комплексного підходу до аналітичного і експериментального визначення напруженого стану ходового колеса і підкранової рейки при урахуванні багатофакторної природи експлуатаційних навантажень. Мета дослідження – розробити науково обґрунтовані методичні рекомендації для інженерів-конструкторів щодо допустимих значень висоти рейкового стику для мостових кранів, які не будуть призводити до прискореного руйнування ходового вузла. Об’єкт досліджень – процес формування коливань в підкрановій балці під час руху кранових ходових коліс по рейковій колії з дефектами шляху. Предмет дослідження – взаємозв’язок конструктивних параметрів рейкових колій і динамічних навантажень, які виникають при русі ходових коліс. Методи досліджень – базуються на використанні аналітичних та чисельних методик розрахунків напружено-деформованого стану циліндричних оболонок, варіаційного методу, методу Лагранжу, метод математичного, комп’ютерного і фізичного моделювання. Експериментальні дослідження базуються на застосуванні прийнятих тензометричних вимірюваннях, обробки результатів методами математичної статистики.