Формування зовнішніх навантажень на приводи підвісних канатних доріг з урахуванням впливу несуче-тягових систем
Loading...
Date
2016
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна
Abstract
UKR: Дисертація присвячена формуванню зовнішніх навантажень на приводи підвісних канатних доріг з урахуванням впливу несуче-тягових систем шляхом вдосконалення математичних моделей процесів, що супроводжують експлуатацію ПКД.
У дисертації отримано нові науково обґрунтовані результати, які дозволяють удосконалити методики проектного розрахунку підвісних канатних доріг. Уточнено умови взаємодії несучих канатів з опорними башмаками та їх вплив на навантаженість приводу. Відмічено наявність стрибкоподібної зміни окружного зусилля, що може призвести до виникнення аварійних ситуацій, пов’язаних зі сходженням вагонів з несучих канатів та захлестуванням тягових канатів за несучі.
Дослідження динаміки тягових контурів підвісних канатних доріг на предмет визначення їх власних частот дозволило рекомендувати виконання побудови частотних діаграм на етапі проектування доріг з метою визначення раціональних швидкостей руху вагонів.
RUS: Диссертация посвящена формированию внешних нагрузок на приводы подвесных канатных дорог с учетом влияния несуще-тяговых систем путем усовершенствования математических моделей процессов, сопровождающих эксплуатацию ПКД. В диссертации выполнен анализ существующих подходов к моделированию нагруженности элементов ПКД, в частности, несуще-тяговых систем, включающих в себя несущие и тяговые канаты, и приводов. Эти составляющие находятся во взаимодействии с вагонами, образуя тяговый контур, поэтому в ходе проведения теоретических и экспериментальных исследований было учтено влияние несуще-тяговых систем при формировании внешних нагрузок на приводы ПКД как промышленного транспорта. В диссертации получены новые научно обоснованные результаты, позволяющие усовершенствовать методики проектного расчета подвесных канатных дорог. Уточнены условия взаимодействия несущих канатов с опорными башмаками и их влияние на нагруженность привода. Отмечено наличие скачкообразного изменения окружного усилия, что может привести к возникновению аварийных ситуаций, связанных со сходом вагонов с несущих канатов и захлестыванием тяговых канатов за несущие. С целью обеспечения возможности учета влияния несуще-тяговой системы на формирование внешних нагрузок на привод профиль ПКД был представлен в виде последовательно соединенных пролетов с характерными параметрами нагружения – модулей. Эти модули классифицированы в зависимости от положения вагона на трассе; так были выделены пролеты, не содержащие вагонов и расположенные выше пролета, в котором движется вагон, а также пролеты, не содержащие вагонов, но расположенные ниже пролета, в котором движется вагон. Отдельно рассматривался пролет, в котором движется вагон в конкретный момент времени. Как частные случаи выделялись первый и последний пролеты трассы, если в них находились вагоны. Для каждого модуля составлена система уравнений, описывающих равновесие несущего каната на опорных башмаках с учетом сопротивления его перемещению в процессе движения вагонов. Сочетание математических описаний различных модулей позволило разработать математические модели формирования кривой провисания несущего каната, а также учесть влияние его смещения на опорах на нагруженность привода. Исследование динамики тяговых контуров подвесных канатных дорог на предмет определения их собственных частот позволило рекомендовать выполнение построения частотных диаграмм на этапе проектирования дорог с целью определения рациональных скоростей движения вагонов. Особенностью формирования математического аппарата, используемого при выполнении исследований, является представление тягового контура ПКД в виде дискретно-континуальной динамической системы, которая включает в себя сосредоточенные массы, соединенные между собой элементами с распределенными параметрами. При этом сосредоточенными принимались массы элементов привода, приведенные к приводному шкиву, массы вагонов, а также масса, эквивалентная рабочему усилию натяжного устройства тягового каната. Элементами с распределенными параметрами считались участки тягового каната, соединяющие сосредоточенные массы. Такой подход позволил составить математические модели, используемые для исследования спектра собственных частот тягового контура, в виде системы граничных условий к волновым уравнениям, описывающим динамическое состояние ПКД. Адекватность таких моделей была подтверждена результатами экспериментальных исследований.
ENG: Dissertation is devoted to the formation of the external loads on the drives of ropeways with the influence of carrier traction systems by improving mathematical models of processes accompanying the operation of the ropeways. The dissertation received the new scientifically grounded findings allowing improved design calculation methods of ropeways. Conditions of interaction of the cable to the support and their influence on the loading of drive were clarified. Availability of hopping of driving force was noted. This phenomenon can result in accidents associated with the carriages departure from the track cables and traction ropes entanglement for the track cables. Study of the dynamics of traction circuits of ropeways to determine their natural frequencies allowed to recommend the drawing of the frequency diagrams on the stage of designing the ropeways to determine rational speeds of the cars.
RUS: Диссертация посвящена формированию внешних нагрузок на приводы подвесных канатных дорог с учетом влияния несуще-тяговых систем путем усовершенствования математических моделей процессов, сопровождающих эксплуатацию ПКД. В диссертации выполнен анализ существующих подходов к моделированию нагруженности элементов ПКД, в частности, несуще-тяговых систем, включающих в себя несущие и тяговые канаты, и приводов. Эти составляющие находятся во взаимодействии с вагонами, образуя тяговый контур, поэтому в ходе проведения теоретических и экспериментальных исследований было учтено влияние несуще-тяговых систем при формировании внешних нагрузок на приводы ПКД как промышленного транспорта. В диссертации получены новые научно обоснованные результаты, позволяющие усовершенствовать методики проектного расчета подвесных канатных дорог. Уточнены условия взаимодействия несущих канатов с опорными башмаками и их влияние на нагруженность привода. Отмечено наличие скачкообразного изменения окружного усилия, что может привести к возникновению аварийных ситуаций, связанных со сходом вагонов с несущих канатов и захлестыванием тяговых канатов за несущие. С целью обеспечения возможности учета влияния несуще-тяговой системы на формирование внешних нагрузок на привод профиль ПКД был представлен в виде последовательно соединенных пролетов с характерными параметрами нагружения – модулей. Эти модули классифицированы в зависимости от положения вагона на трассе; так были выделены пролеты, не содержащие вагонов и расположенные выше пролета, в котором движется вагон, а также пролеты, не содержащие вагонов, но расположенные ниже пролета, в котором движется вагон. Отдельно рассматривался пролет, в котором движется вагон в конкретный момент времени. Как частные случаи выделялись первый и последний пролеты трассы, если в них находились вагоны. Для каждого модуля составлена система уравнений, описывающих равновесие несущего каната на опорных башмаках с учетом сопротивления его перемещению в процессе движения вагонов. Сочетание математических описаний различных модулей позволило разработать математические модели формирования кривой провисания несущего каната, а также учесть влияние его смещения на опорах на нагруженность привода. Исследование динамики тяговых контуров подвесных канатных дорог на предмет определения их собственных частот позволило рекомендовать выполнение построения частотных диаграмм на этапе проектирования дорог с целью определения рациональных скоростей движения вагонов. Особенностью формирования математического аппарата, используемого при выполнении исследований, является представление тягового контура ПКД в виде дискретно-континуальной динамической системы, которая включает в себя сосредоточенные массы, соединенные между собой элементами с распределенными параметрами. При этом сосредоточенными принимались массы элементов привода, приведенные к приводному шкиву, массы вагонов, а также масса, эквивалентная рабочему усилию натяжного устройства тягового каната. Элементами с распределенными параметрами считались участки тягового каната, соединяющие сосредоточенные массы. Такой подход позволил составить математические модели, используемые для исследования спектра собственных частот тягового контура, в виде системы граничных условий к волновым уравнениям, описывающим динамическое состояние ПКД. Адекватность таких моделей была подтверждена результатами экспериментальных исследований.
ENG: Dissertation is devoted to the formation of the external loads on the drives of ropeways with the influence of carrier traction systems by improving mathematical models of processes accompanying the operation of the ropeways. The dissertation received the new scientifically grounded findings allowing improved design calculation methods of ropeways. Conditions of interaction of the cable to the support and their influence on the loading of drive were clarified. Availability of hopping of driving force was noted. This phenomenon can result in accidents associated with the carriages departure from the track cables and traction ropes entanglement for the track cables. Study of the dynamics of traction circuits of ropeways to determine their natural frequencies allowed to recommend the drawing of the frequency diagrams on the stage of designing the ropeways to determine rational speeds of the cars.
Description
О. Куроп'ятник: ORCID 0000-0001-5581-3883
Захист – 16 червня 2016 р., Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. академіка В. Лазаряна
Захист – 16 червня 2016 р., Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. академіка В. Лазаряна
Keywords
підвісна канатна дорога, несучий канат, тяговий канат, тяговий контур, зовнішні навантаження, подвесная канатная дорога, несущий канат, тяговый канат, тяговый контур, внешние нагрузки, ropeway, track cable, hauling rope, traction circuits, external loads, КПММ
Citation
Куроп'ятник О. С. Формування зовнішніх навантажень на приводи підвісних канатних доріг з урахуванням впливу несуче-тягових систем : автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.22.12. Дніпропетровськ, 2016. 20 с.