ROZJEZD MOSTOVÉHO JEŘÁBU S OHLEDEM NA ÚHEL NÁBĚHU LANA NA DRÁŽKOVANÝ LANOVÝ BUBEN

Transkript

1 Ročník 5., Číslo I., duben 010 ROZJEZD MOSOVÉHO JEŘÁU S OHLEDEM NA ÚHEL NÁĚHU LANA NA DRÁŽKOVANÝ LANOVÝ UEN SAR O AN OVERHEAD CRANE WIH REERENCE O LEE ANGLE ONO GROOVED WIRE ROPE DRUM Pavel Vraník 1 Anotace: řeeno zavěšené na háku se vlive setrvačných sil vznikaících při nerovnoěrné pohybu eřábu, resp. kočky, t. rozezdu a brzdění opožďue, resp. popř. kočku či eřáb předbíhá. ento dynaický účinek e v naprosté většině případů nežádoucí a e zapotřebí e oezovat, zeéna z důvodu náběhu lana na. Klíčová slova: kývání břeene,, úhel náběhu lana Suary: During uneven ions of an overhead crane or wire rope hoist, i.e. starting and braking, originate the centrifugal forces. In consequence of these forces, load suspended on crane hook lags behind or outruns the crane or wire rope hoist. his dynaical effect is in ost cases undesirable and is necessary to liit it, particularly by reason of fleet angle of wire rope onto the wire rope dru. Key words: swinging of a load, wire rope dru, fleet angle of wire rope 1. ÚVOD Při výkyvu břeene ve svislé rovině zavěšené na eřábové háku dochází k írnéu zvednutí břeene a tí zvýšení echanické, potenciální energie břeene, která e nevyšší v kraních polohách, steně ako zrychlení břeene. Při šiké poloze zdvihového lana dochází ke vzniku vodorovné silové složky urychluící břeeno ve sěru poezdu. V případě brzdění a tí páde opačného výkyvu dochází ke zpožďování břeene. Rovněž dochází k přitížení, resp. odlehčení příslušné nápravy poížděcího zařízení. Kývání břeene e v drtivé většině aplikací ostových eřábů nežádoucí, v oboru hutních eřábů dokonce nepřípustné, ak uvádí [1, s ]. Výkyv břeene nabývá nevětších hodnot při rozezdu eřábu, poněvadž eřáb dosahue vyšších poezdových rychlostí než eřábová kočka. Rozezd e koplikovaněší než brzdění, poněvadž hnací síla není hned zpočátku konstantní, což rovněž nepříznivě ovlivňue kývání břeene. Kývání břeene e u běžných a procesních eřábů nepříznivé zeéna z důvodu náběhu lana na drážkovaný buben. Při naděrné výkyvu ůže doít k nežádoucíu a nepříznivéu sýkání lana o okra lanové drážky či otírání o sousední závit lana. Je nutné zaistit, aby se lano nepoškozovalo a aby se nezkracovala eho životnost, ak bude uvedeno dále. 1 Ing. Pavel Vraník, VŠ-U Ostrava, akulta stroní, Institut dopravy, Ústav dopravních a procesních zařízení, 17. listopadu 15/17, Ostrava Poruba, el.: , E-ail: pavel.vranik.st1@vsb.cz Vraník - Rozezd ostového eřábu s ohlede na úhel náběhu lana na drážkovaný 87

2 Ročník 5., Číslo I., duben 010. OMEZENÍ VYPLÝVAJÍCÍ Z KÝVÁNÍ ŘEMENE.1 Náběh lana na drážkovaný Zdvihové ocelové lano, které e navíeno, resp. odvíeno z drážkovaného lanového bubnu, resp. lano které e vedeno přes kladky pod určitý úhle náběhu, se bude zkrucovat odvalování dolů po boku žlábku v drážce na lanové bubnu či v kladce, viz obr. 1 [1, s. 110], [, s.17]. Obr. 1 Náběh lana na drážkovaný buben dvou různých provedení Zdro: Autor outo nežádoucí činností se ění stoupání vinutí zdvihového lana a to vede k nepříznivéu únavovéu zatěžování a nevhodnéu navíení, což snižue únosnost lana. V kraní případě ůže doít až k poruchá konstrukce lana, [, s.16]. Z těchto důvodů e kladen požadavek na co ožná nenižší náběhové úhly. Dle [] by náběhové úhly v lanových systéech neěly nabývat hodnot větších než 4 [deg], resp. [deg] u lan netočivých. Navíí-li se lano na buben ve více vrstvách, což e typické pro eřáby s vysokou hodnotou výšky zdvihu, e požadováno, aby náběhový úhel u přírub nepřesáhl hodnotu 0,5 [deg] a nedocházelo tak k nahroadění lana. Konstrukční řešení snížení úhlu náběhu ůže být realizováno: zenšení délky bubnu, popř. zvětšení průěru bubnu zvýšení osové vzdálenosti ezi bubny a kladkai přesný řízení rozběhu eřábu oezení kývání břeene. Kývání břeene při rozezdu ostového eřábu Jak iž bylo uvedeno v úvodu tohoto příspěvku, břeeno se vlive setrvačných účinků při rozezdu eřábu zpožďue, což působí nepříznivě na lanový systé. ento dynaický účinek lze popsat ateatickýi vztahy dle níže uvedených obrázků obr. a obr. 3. Nutno ovše podotknout, že u eřábů s visutou kočkou není nebezpečněší rozezd eřábu, nýbrž kočky, poněvadž při rozezdu eřábu bez ohledu na zrychlení nedochází k příčnéu vychýlení lan z drážky, nýbrž en podélnéu, což e však přeci en přiatelněší. Vraník - Rozezd ostového eřábu s ohlede na úhel náběhu lana na drážkovaný 88

3 Ročník 5., Číslo I., duben 010 Zdro: Autor Obr. Kývání břeene při rozezdu ostového eřábu (zednodušený odel, bez ěřítka) Dle výše uvedeného obr.. aí pohybové rovnice následuící tvar: Pohybová rovnice eřábu: & x = S sinϕ (1) & t Pohybová rovnice břeene ve sěru osy x & x = S sinϕ () Pohybová rovnice břeene ve sěru osy y & y Z = g S sinϕ (3) Dílčí vztahy pro vychýlení břeene x = xj L sinϕ (4) y Z = L (5) Dílčí vztahy (4) a (5) po první a druhé derivaci x& = x& L & J ϕ a & x = && x + L sinϕ L J (6) y& Z = L sinϕ a & y Z = L L sinϕ (7) Dosazení dílčích vztahů po druhé derivaci (6) a (7) do vztahů () a (3) dostáváe ( x& + L sinϕ L ) = S sinϕ ( L ϕ L sinϕ ) = g S sinϕ & (8) & (9) Výše uvedené pohybové rovnice břeene upraví tak, abych vyádřil ϕ& & a & x&. && ϕ = L cos ϕ L ( + ) ( + ) g sinϕ ( + ) L cos ϕ t L sinϕ + L cos ϕ ( + ) (10) Vraník - Rozezd ostového eřábu s ohlede na úhel náběhu lana na drážkovaný 89

4 Ročník 5., Číslo I., duben 010 t g sinϕ L sinϕ & x = (11) + ( 1 cos ϕ) což sou nelineární diferenciální rovnice druhého řádu. Rovnice však lze linearizovat aplikací vztahů platných pro alé úhly. Např. v [5] se uvádí, že při linearizaci sinϕ ϕ pro úhel ϕ 14 [deg] nabývá chyba hodnoty do 1 [%], což e bezesporu přiatelné, poněvadž výkyv břeene by neěl být větší než 6 [deg], ak e uvedeno v [6]. Po linearizaci a dílčích ateatických operacích aí iž lineární diferenciální rovnice druhého řádu následuící tvar: ( + ) g ϕ + ( + ) t ϕ& & = (1) l g ϕ t & x = (13) Dle [3] by ěla rovnice popisuící chování oru tento tvar & k k u k k x k (14) = & Jak uvádí [3], e dále vhodné použít pro řízení polohy odelu eřábové kočky stavové řízení. Řízení e však iž nad ráec ak tohoto článku, tak přío oboru, resp. zaěření, a tudíž zde nebude uváděno. 3. ZÁVĚR Kývání břeene při rozezdu ostového eřábu, resp. eřábových koček (zeéna u visutých koček) e dě, který vždy bude součástí akékoli zěny z klidového stavu či rovnoěrného pohybu, ak uvádí 1. Newtonův pohybový zákon. Vhodný řízení, resp. v prvé řadě uvědoění a pochopení dynaických účinků a s poocí konstrukčních řešení výše uvedených lze bezesporu docílit takové rychlosti rozezdu, popř. brzdění, aby při akékoli hodnotě odvinutého lana nedocházelo ke zkrucování lana či kontaktu s ostatníi závity a tí ke snižování životnosti. Co nevyšší hodnoty zrychlení, resp. zpoalení, saozřeě s ohlede na uvedenou probleatiku, vedou k vyšší efektivitě eřábu, vyšší přesnosti anipulace, přičež zíněné skutečnosti se proeví obzvláště v případě dlouhých eřábových drah, na kterých sou dvounosníkové ostové eřáby často vzhlede ke své výkonnosti instalovány. A konečně vyšší výkonnost ůže být a e v dnešní uspěchané době opravdu vítaný prvke. Vraník - Rozezd ostového eřábu s ohlede na úhel náběhu lana na drážkovaný 90

5 Ročník 5., Číslo I., duben 010 POUŽIÁ LIERAURA [1] REMA,., KUPKA, L., DRAŽAN,. Jeřáby, I.díl. Praha: SNL, [] ČSN ISO : Jeřáby a zdvihací zařízení Výběr ocelových lan Část 1: Všeobecně. Český noralizační institut, 004. ICS [3] NOSKIEVIČ, P., VANĚK, M., SRNAD, K.: Použití prograu MALA-Siulink a Virtual Reality toolboxu při návrhu a experientální ověření řízení eřábové kočky. VŠ-U Ostrava, akulta stroní, Katedra autoatizační techniky a řízení. [4] HRAOVSKÝ, L.: Zdvihací zařízení v teorii a praxi. Kývání břeene při rozezdu eřábového vozíku, č. 3/008, s. 8-3, ISSN , dostupné online z < [5] PODEŠVA, J.: Dynaika v příkladech. Ediční středisko VŠ-U Ostrava, 005, s. 65. ISN [6] HRAOVSKÝ, L.: Zdvihací zařízení v teorii a praxi. Volba poezdového echanisu, návrh a kontrola příčníku ednonosníkového ostového eřábu, č. 1/006, s. 30, ISSN , dostupné online z < [7] Kladkostro GIGA GHM s dvoukolenicový poezdový vozíke katalogový list. Dostupné z < Vraník - Rozezd ostového eřábu s ohlede na úhel náběhu lana na drážkovaný 91