Материал: 2426

335

Для подтверждения адекватности предложенного алгоритма были осуществлены его программная и модельная реализации в системе MATLAB. В качестве примера, подтверждающего работоспособность синтезированного алгоритма, на рис. 6.10 приведены временные зависимости вертикальной координаты грунта y4 под опорой № 4, длин четырех опор l1, l2, l3, l4 и углов наклона диагоналей платформы αx, αy. Моделировалась ситуация вывешивания платформы на опорах и последующего проседания грунта под одной из опор (№ 4) на 0,05 м в течение 10 с (с 55 до 65 с времени моделирования). Допустимая угловая погрешность для углов наклона платформы α в данном примере принималась равной 0,00174532 рад (0,1°). Из зависимостей на рис. 6.10 видно, что после вывешивания платформы (t≈20 c) абсолютные значения углов наклона диагоналей платформы αx, αy все время находятся в пределах, не превышающих α.

Главным отличительным признаком алгоритма является использование углов наклона диагоналей платформы. Этим обеспечивается независимое одновременное горизонтирование платформы в двух ее диагональных плоскостях, причем возможно горизонтирование одновременным выдвижением одной диагональной опоры и втягиванием другой, что ускоряет процесс. Контроль длин опор обеспечивает возможность поддержания опорной платформы на заданной высоте и повышает запас управляемости углами наклона платформы. Вычисление усилий на опорах по давлениям гидрожидкости позволяет предотвратить внештатные ситуации отрыва опор от грунта и потери устойчивости при проседании грунта под какой-либо из опор.

6.3. Экспериментальные исследования рабочего процесса стрелового гидравлического автокрана

С целью подтверждения адекватности имитационной математической модели ГПК, определения численных значений параметров, входящих в математическую модель [203], и рациональных значений технологических скоростей изменения управляемых координат были проведены экспериментальные исследования автокрана «Ивановец КС-45717К-2» грузоподъемностью 25 т на базе КамАЗ-65115 в ООО

«Кох-Сибнефтехиммонтаж» (г. Омск, 2011 г.). Исследования автокрана были проведены в реальных производственных условиях при перемещении грузов (рис. 6.11).

336

(ДВС) автокрана в рабочем режиме, nдв) скорости изменения управляемых координат крана: поворота поворотной платформы вокруг вертикальной оси, поворота стрелы при подъеме и опускании, выдвижения и втягивания стрелы, крюковой обоймы при подъеме и опускании груза.

Оснащение стреловых ГПК системами безопасности типов ОНК-140, ОНК-160 и ОГМ240 согласно Правилам ПБ 10-382-00 [129, 170, 176, 177] позволило использовать при экспериментальных исследованиях прибор безопасности ОНК-160С, оснащенный регистратором параметров, в совокупности с установленными на кране датчика-

ми (рис. 6.12).

Встроенный в ОНК-160С регистратор параметров работы крана содержит энергонезависимые часы реального времени, объем его памяти позволяет фиксировать всю оперативную информацию в течение 75 ч непрерывной работы. В комплект поставки прибора ОНК160С гидравлических кранов, выполняющего функции обеспечения

337

безопасности, входят: блок отображения информации со встроенным регистратором параметров (рис. 6.12, г); датчик азимута (датчик угла поворота платформы крана, рис. 6.12, а); маятниковый датчик угла наклона стрелы; датчик длины стрелы (рис. 6.12, б); два датчика для измерения давления в поршневой и штоковой полостях гидроцилиндра подъема стрелы (рис. 6.12, в); контроллер оголовка стрелы со встроенным модулем защиты от опасного напряжения; контроллер поворотной части со встроенным датчиком крена [49, 50, 150, 176, 177].

Рис. 6.12. Места установки датчиков (а, б, в) и блока отображения индикации (г) ОНК-160С

Непосредственно измерялись датчиками и вычислялись системой ОНК-160С следующие параметры: угол поворота платформы, угол наклона стрелы, длина стрелы, фактическая масса груза и вылет стрелы. Первые три параметра непосредственно измерялись датчиками поворота, наклона и длины соответственно. Последние два параметра рассчитывались. Работа ограничителя грузоподъемности осуществля-

338

ется с помощью программы, заложенной в память микроконтроллера блока отображения информации. Измеряемые при помощи датчиков величины давлений в полостях гидроцилиндра подъема стрелы зависят от фактической массы груза на крюке крана, угла наклона стрелы и ее длины. Вылет стрелы также зависит от угла наклона и длины стрелы. Таким образом, использовались показания датчиков: угла поворота платформы, угла наклона стрелы, длины стрелы и давлений в полостях гидроцилиндра подъема стрелы.

Основным элементом датчика угла поворота платформы является сдвоенный проволочный переменный резистор с большой износоустойчивостью, вал которого жестко связан с соответствующими механизмами крана. Датчик длины стрелы (также проволочный переменный резистор с большой износоустойчивостью, вал которого через редуктор связан с пружинным барабаном) совместно с маятниковым датчиком наклона стрелы располагаются на коренной секции стрелы на расстоянии 1–2 м от кабины крановщика (см. рис. 6.12, б). Цифровые датчики давления врезаны в гидравлическую схему крановой установки (поршневой – в поршневую магистраль, штоковый – в штоковую, см. рис. 6.12, в).

Все датчики, работающие с прибором безопасности ОНК-160С, установлены на кране стационарно.

Диапазон измерения угла поворота платформы крана составляет от 0 до 360°. Диапазон измерения угла наклона стрелы относительно горизонта: от –10 до +85° [150].

Погрешности измерения и вычисления параметров в статическом режиме составляют не более: длины стрелы ±0,05 м; угла наклона стрелы ±0,2°; угла поворота платформы ±0,8°; фактической массы поднимаемого груза ±3%; вылета стрелы ±1,5% [150].

Для считывания информации, записанной в блок телеметрической памяти ограничителя ОНК-160С в процессе его работы, для дальнейшей обработки на ПК использовался считыватель телеметрической информации СТИ-3.

Специальные программы считывания и анализа информации РП ОНК-160С (рис. 6.13) позволили осуществить перенос информации из СТИ-3 в ПК и последующий анализ временных зависимостей измеряемых и вычисляемых параметров средствами MS Excel (рис. 6.13, г).

Изменения управляемых обобщенных координат, измеряемые непосредственно при помощи датчиков, значения которых зафиксированы в таблице покадровой оперативной информации, использовались для вычисления соответствующих скоростей изменения обоб-

339