Modelowanie i badania symulacyjne stateczności żurawia w cyklu roboczym

• Autorzy: Kacalak W. , Budniak Z. , Majewski M.

Warianty tytułu

EN

Modeling and simulation research of crane stability in the operating cycle

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaprezentowano analizę stateczności układu żurawia podczas wykonywania ruchów sekwencyjnych w postaci obrotu kolumny żurawia, obrotu ramienia wewnętrznego i zewnętrznego oraz wysuwanych elementów sześcioczłonowego ramienia teleskopowego. Opisano parametryczny model bryłowy zbudowany w środowisku CAD/CAE, umożliwiający badanie jego stateczności dla wybranych konfiguracji i warunków pracy. Analiza zmiennych sił nacisku podpór żurawia na podłoże, momentów ustalających i wywrotowych, położenia środka masy podczas ruchu ładunku pozwala opracować trajektorie zapewniające zachowanie stateczności układu. Opisano zmiany wartości reakcji w układzie podporowym, położenia środka masy układu żurawia i ładunku dla różnych warunków stateczności w zależności od: położenia kątowego kolumny obrotowej z wysięgnikami oraz ramionami teleskopowymi, położenia ramion teleskopowych, masy składowych elementów układu nośnego, a także od jego obciążenia ładunkiem.

EN

The article presents an analysis of the stability of the crane during the sequential rotational movements of the crane column, internal and external boom rotation and extendable telescopic boom elements. In the article the parametric solid model constructed in CAD/CAE is described, allowing the study of its stability for selected configurations and operating conditions. Analysis of variable pressure forces outriggers on the ground, moments locating and subversive the center of gravity during movement of the load allows to develop the trajectory of ensuring the conservation stability of the system. The article describes the changes in value of the reaction in the supporting system, the center of gravity of the crane and the load for different conditions of stability depending on: the rotational angular position of the column with jibs and telescopic booms, position of the telescopic booms, mass of the constituent elements of the carrier and cargo load.

Słowa kluczowe

PL

modelowanie; żuraw samojezdny; CAD/CAE; wysięgnik; podpora żurawia; stateczność

EN

modeling; mobile crane; CAD/CAE; boom; crane support; stability

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 34, nr 65
• Strony: 47--56
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz.

Twórcy

autor

Kacalak W.

• Wydział Mechaniczny, Politechnika Koszalińska

autor

Budniak Z.

• Wydział Mechaniczny, Politechnika Koszalińska

autor

Majewski M.

• Wydział Mechaniczny, Politechnika Koszalińska

Bibliografia

• 1. Anezirisa O.N. et all.: Towards risk assessment for crane activities. „Safety Science” 2008, Vol. 46, Iss. 6, p. 872–884.
• 2. Arenaa A., Casalottia A., Lacarbonaraa W., Cartmellb M.P.: Dynamics of container cranes: three-dimensional modeling, full-scale experiments, and identification. „International Journal of Mechanical Sciences” 2015, Vol. 93, p. 8.21.
• 3. Cekus D.: Modelowanie i badania symulacyjne ruchu żurawia laboratoryjnego. „Systems. Journal of Trandisciplinary Systems Science” 2012, Vol. 16, No 2, p. 96-103.
• 4. Geisler T.: Analiza statyczna ustroju nośnego żurawia samochodowego DST-0285. „Przegląd Mechaniczny”. 2012, Nr 7-8, s. 42-48.
• 5. Herbin P., Pajor M.: Modelowanie kinematyki prostej i odwrotnej żurawia samochodowego o strukturze redundantnej z wykorzystaniem środowiska Matlab. „Modelowanie Inżynierskie” 2016, nr 58, s.44-50.
• 6. Janusz J., Kłosiński J.: Wpływ wybranych strategii sterowania ruchami roboczymi żurawia samojezdnego na jego stateczność. „Acta Mechanica et Automatica” 2010, Vol.10, nr 2, s. 74-80.
• 7. Kacalak W., Budniak Z., Majewski M.: Analiza stateczności żurawia dla różnych stanów obciążeń i różnych przemieszczeń ładunku. „Mechanik” 2016, nr 12, s. 1820-1823.
• 8. Kacalak W., Budniak Z., Majewski M.: Reakcje układu podporowego w ocenie stateczności żurawia samojezdnego. „Autobusy - Eksploatacja i Testy” 2016, nr 12, s. 1014-1019.
• 9. Kacalak W., Budniak Z., Majewski M.: Model symulacyjny żurawia samojezdnego z zapewnieniem jego stateczności. „Modelowanie Inżynierskie” 2016, t. 29, nr 60, s.35- 43.
• 10. Kłosiński J., Janusz J.: Control of operational motions of a mobile crane under a threat of loss of stability. „Solid State Phenomena” 2009, Vol.144, p. 77-82.
• 11. Lee JS. W., Shim, J. J., Han, D. S., Han, G. J. and Lee, K. S.: An experimental analysis of the effect of wind load on the stability of a container crane. „Journal of Mechanical Science and Technology” 2007, Vol. 21, Iss. 3, No. 3, p. 448-454.
• 12. Lee JS., Kang JH.: Wind load on a container crane located in atmospheric boundary layers. „Journal of Wind Engineering and Industrial” 2008, Vol. 96, Iss. 2, p. 193–208.
• 13. Majewski M., Kacalak W.: Conceptual design of innovative speech interfaces with augmented reality and interactive systems for controlling loader cranes. „Advances in Intelligent Systems and Computing”. In: Artificial Intelligence Perspectives in Intelligent Systems 2016, Vol. 464, p. 237-247.
• 14. Majewski M., Kacalak W.: Intelligent speech interaction of devices and human operators. „Advances in Intelligent Systems and Computing”. In: Software Engineering Perspectives and Application in Intelligent Systems 2016, Vol. 465, p.471-482.
• 15. PN-ISO 4304:1998. Żurawie samojezdne, Wyznaczanie stateczności.
• 16. PN-ISO 4305:1998, Dźwignice. Żurawie samojezdne. Wyznaczanie stateczności.
• 17. Posiadała B., Tomala M.: Model obliczeniowy ruchu ładunku przenoszonego za pomocą dwuczłonowego układu chwytakowego. „Modelowanie Inżynierskie” 2011, t. 10, nr 41, s. 323-330.
• 18. Posiadała B.: Modelowanie, identyfikacja modeli i badania dynamiki żurawi samojezdnych. Warszawa: WNT, 2005.
• 19. Posiadala B., Warys P., Cekus D., Tomala M.: The dynamics of the forest crane during the load carrying. „International Journal of Structural Stability and Dynamics” 2013, Vol. 13, No.7, p. 1-9.
• 20. Posiadała B., Waryś. P.: Modelowanie i badania symulacyjne ruchu żurawia leśnego w cyklu roboczym. „Modelowanie Inżynierskie” 2011, t. 10, nr 41, s. 331-338.
• 21. Rauch A., Singhose W., Fujioka D., Jones T.: Tip-over stability analysis of mobile boom cranes with swinging payloads. „ASME, Journal of Dynamic Systems Measurement and Control” 2013, 135(3):031008, p. 1-6.
• 22. Rupar D., Hladnik J., Jerman B.: Loader crane inertial forces. „FME Transactions” 2016, Vol. 44, No. 3, p. 291-297.
• 23. Skrzymowski W.: Żurawie samojezdne i wieżowe: konserwacja i montaż. Krosno: Wyd. KaBe, 2007.
• 24. Sochacki W.: The dynamic stability of a laboratory model of a truck crane. „Thin-Walled Structures” 2007, Vol. 45, Iss. 10–11, p. 927–930.
• 25. Suwaj S., Mączyński A.: Sprawdzanie stateczności żurawia w trakcie realizacji ruchów roboczych. „Transport Przemysłowy” 2002, nr 4/10, s. 26-29.
• 26. Trąbka A.: The influence of clearances in a drive system on dynamics and kinematics of a telescopic crane. „Acta Mechanica et Automatica” 2015, Vol.9, No.1, p. 9-13.
• 27. Tuchliński R.: Żurawie przeładunkowe typu HDS. Warszawa: Agencja Wyd. Liwona, 2012.
• 28. Wua J., Guzzomi A., Hodkiewicz M.: Static stability analysis of non-slewing articulated mobile cranes. „Australian Journal of Mechanical Engineering” 2014, Vol. 12, No. 1, p. 60-76.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).