ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ КРАНОВЫХ ХОДОВЫХ КОЛЕС С УЧЕТОМ ОТКЛОНЕНИЙ ПУТЕЙ ОТ ПРОЕКТНОГО ПОЛОЖЕНИЯ
Павел Владимирович ВИТЧУК, канд. техн. наук, доцент,
Александр Анатольевич ШУБИН, канд. техн. наук, заведующий кафедрой
Калужский филиал МГТУ им. Н.Э. Баумана
Виталий Юрьевич Анцев, д-р техн. наук, профессор,заведующий кафедрой
Тульский государственный университет
Константин Юрьевич КРЫЛОВ, эксперт
ООО «Региональный инженерно-технический центр»
Разработана математическая модель процесса контактирования рельса и ходового колеса в виде вероятности наезда его реборды на головку рельса, зависящей от траектории движения крана и сужения/расширения колеи; составлены уравнения для расчета износа поверхности качения и реборды колеса. Модель учитывает монтажный перекос колес, наклон колеса в вертикальной плоскости за счет разности отметок головок рельсов в поперечном направлении, а также обратную связь по износу поверхности качения и реборды. Разработаны алгоритмы операторов выбора, позволяющие моделировать положения грузовой тележки и массу поднимаемого краном груза в /-м цикле его работы.
Ключевые слова: дефект, долговечность, износ, испытания, крановое колесо, крановый путь, комплекс, обследование.
Комплексная задача повышения надежности мостовых кранов связана с увеличением долговечности их узлов и деталей. Работы, проведенные ВНИИПТМАШ в 60-70-х годах XX века, выявили крайне низкую долговечность ходовых колес [1], которые до сих пор относятся к числу быстроизнашивающихся крановых деталей. Исследованию их работоспособности и долговечности с целью их повышения посвящено значительное число работ отечественных и зарубежных авторов. Известные методы повышения долговечности можно условно разделить на следующие группы [2-23]:
-расчетные: ее оценка и прогнозирование с определением боковых сил в ребордах:
-конструктивные: изменение профиля поверхности катания и параметров направляющих (рельсов) кранового пути; модернизация колесного узла и механизма передвижения, увеличение жесткости крановой металлоконструкции, изменение способа соединения концевых балок с главной балкой и др.;
-технологические: применение износостойких материалов, совершенствование способов получения заготовки для ходовых колес и термической обработки их поверхности катания, применение автоматической наплавки и др.;
-эксплуатационные: повышение точности установки ходовых колес в колесный узел и его в концевую балку, применение сменных бандажей колес, смазки реборд, контроль за техническим состоянием кранового пути и др.
В наибольшей степени проработанными являются методы, связанные с повышением долговечности поверхности катания, поскольку они лучше поддаются аналитической оценке. Однако по опыту эксплуатации в 90% случаев причиной отказа ходовых колес является износ реборд, возникающий в первую очередь за счет отклонения крановых путей от проектного положения. При этом аналитическое описание механизма изнашивания крановых колес по ребордам, позволяющее получить простое численное решение, пока отсутствует.
В работах Спициной Д.Н.,Липатова А.С., Юрина А.Н. [10-16 и др.] разработаны математические модели, связывающие наличие различных дефектов крановых путей со значением боковых сил, действующих на реборды крановых колес. Дальнейшее развитие этих моделей наряду с совершенствованием диагностического обследования крановых путей позволит связать их текущее состояние с долговечностью ходовых колес, прогнозировать ее с учетом выявленных отклонений путей, принимать взвешенные решения об их устранении даже тогда, когда они находятся в пределах допуска, т.е. не считаются дефектом.
Источник: Журнал подъемно-транспортное дело 5.2019