отзыв повышенный риск возникновения аварийных ситуациЙ

В диссертационный совет 2|2.З04.04
на базе Южно-Российского государственного
политехнического ун иверситета (НПИ)
имени 1\4.И. Платова
отзыв
на диссертационную работу Стрельцова Сергея Владимировича
<Обоснование структуры и силовых параметров дифференциальной системы
торможения крана пролетного типа на рельсовом ходу)), представленную На
соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности
05.05.04 - <Щорожные, строительные и подъемно-транспортные машины))
Акmуальносmь mе"шьI. Повышение надежности машин, в том числе и
грузоподъемных, относится к числу приоритетных направлений развития
техники и технологии на ближайшие десятилетия. Одной из причин
снижения надежности работы грузоподъемных машин пролетного типа на
рельсовом ходу являются перекосные нагрузки, возникающие при забегании
одной из опор за другую. Возникновение таких нагрузок вызвано ряДоМ
причин, таких как неравномерное распределение масс по пролетному
строению, поворот крана за счет зазоров между боковыми гIоверхностями
рельсов и реборл колеса и пр. Также, одной из причин возникновеНИя
перекоса крана, приводящего к развитию усталостных повреждений в месТаХ
соединения опор с пролетным строением, повышенному износу крановых
ходовых колес и подкранового рельса, является разность тормозных
моментов на приводных колесах крана, вызванная неодинаковыми усилиями
затяжки тормозной пружины, неравномерным износом тормозных колоДок,
наличием загрязняющих веществ, ведущих к изменению в широких пределах
силы прижатия колодок к шкиву.
Негативное влияние на надежность работы грузоподъемных МашИН
И
повышенный риск возникновения аварийных ситуациЙ окаЗЫВаЮТ
имеющиеся недостатки конструкций тормозов, используемых в насТОЯЩее
время. Решение указанной проблемы возможно на основе разработКИ
системы торможения, способной обеспечить заданный тормозной моМеНТ.
aKTy€L,IbнocTb выполненных
Вышесказанное подтверждает
исследований, направленных на разработку дифференциальной системы
торможения механизма передвижения крана пролетного типа,
обеспечивающей повышение надежности крановоЙ металлоконСтрУКЦИИ За
счет снижения в ней динаNIических нагрузок гIутем выравнивая тормозных
моментов на ходовых колесах.
Дктуальность работы подтверждается и тем, что она выполнена В
соответствии с научным направлением гоУ впО юргтУ (нпи) <Теория и
принципы создания робототехнических систем и комплексов)), а также г/б
темой
П
53-855 (Теория расчета динамических усилий
и
2
метод
демпфирования колебаний в подъемных канатах для глубоких шахт)).
Обоснованносmь u dосmоверносmь ocшor+btx BbtBodoB u резульmаmов
duссерmацuu обусловлена построением ее на основе анализа современных
конструкций тормозных устройств грузоподъемных машин, исследования
влияния неравномерности тормозных усилий на напряженное состояние
метаJlлоконструкции, исследования разработанной системы торможения
большепролетных кранов с гIрименением ЭВМ, а также эксперимент€lJIьных
исследований, в лабораторных и в промышленных условиях.
1. В результате ана_пиза трудов отечественных и зарубежных
исследователей, а также обобщения производственного опыта установлено,
что перекос металлоконструкции крана, снижение ее надежности и износ
крановых ходовых колес и рельсов обусловлены не способностью
существуюЩих конструкций крановых тормозов обеспечить равный
тормозной момент на ходовых колесах крана. Устранение данного
недостатка возможно на основе разработки нового тормозного устройства со
стабильными гIараметрами исполнительного элемента, обеспечивающего
равные тормозные моменты на ходовых колесах.
подтверждается аргументированными
flocToBepHocTb вывода
обоснованиями
и
проведенным
анаJtизом
литературных
источников
по
системам торможения гIриводов грузоподъемных машин, результаты
которого представлены в первом разделе диссертации.
2. Автором устаFIовлено, что в металлоконструкции максимальные
напряжения возникают при торможении с перекосом в местах закрепления
опор крана с ригелем. Причем неравномерность тормозных моментов при
перекосе, при которой напряжения в элементах металлоконструкции крана не
превышают допустимых значений, для кранов с диагональным
расположением приводов не должна превышать З7,| О^, для кранов с
линейным расположением приводов З9,8О^. Установлено влияние на
величину допустимой неравномерности размеров пролета и базы крана.
Щостоверность вывода подтверждается результатами представленных в
разделе
2
диссертации исследований изменения напряжения
в
металлоконструкции крана, выгIолненных на моделях козловых кранов,
разработанных с использованием модуля Structure 3D APN4 WinMachine.
3. С целью обеспечения равенства тормозных моментов на ходовых
колесах автором разработана структура дифференциальных тормозных
систем на основе гидравлических и электрических машин вращательного
деЙствия, работа которых основана на формировании и взаимодействии
потоков гидравлической и электрической энергии при стабилизаI\ии силовых
гIараметров исполнительных элементов.
Щостоверность вывода подтверждается материалом подразделов 3.1 и
которых приведены принципиальная схема
диссертации,
гидравлическои
системы
торможения,
дифференциальной
гидрокинематическая схема механизма передвижения крана, принципиальная
схема дифференци€Lльной электрической системы торможения переменного
З.2
в
тока и принципиальная схема дифференциальной электрической системы
торможения постоянного тока.
Vlатематическое моделирование работы тормозной системы,
выполненной на базе гидравлических и электрических машин, в системе
4.
N{athCAD позволило установить зависимости изменения параметров системы
в переходных режимах работы и разработать методику расчета основных
параметров системы торможения крана и выбора на этой основе
оборулов ания для создания дифференциальных тормозных систем.
подтверждается аргументированными
!,остоверность вывода
зависимостями, результатами
обоснованиями, математическими
исследования математической модели козлового крана с дифференциальной
гидравлической тормозной системой в системе математических вычислениЙ
I\4athCAD 14.0, представленными в подразделах 3.3
-
3.6 диссертации. В
приложении к диссертации представлены описания операторов VlathCAD для
определения нагрузок перекоса в мет€uIлоконструкции крана, определения
силовых параметров лифференциальной системы торможения и решения
системы дифференциальных уравнений с помощью функции Odesolve.
предложенных
5. Работоспособность
дифференциальных
гидравлических и электрических тормозных систем доказана Путем
проведения экспериментальных исследований, проведенных на
разработанном и изготовленным автором экспериментальном образuе
тормозной системы крана. Сходимость эксперимента_пьных данных С
теоретическими положениями доказана полученными осциллограммами
изменения тормозного усилия в гидросистеме.
!,остоверность вывода подтверждается материалом подразделов 4,1 4.5 диссертации, в которых представлены основные задачи проведенных
эксперимент€urьных исследований, обоснован выбор критериев подобия,
позволяющих провести гIереход от механизма передвижения башеннОГО
крана к механизму передвижения козлового крана, приведены описания
модельной установки, методики проведения испытаний и резуЛЬТаТОВ
экспериментальных исследований. Осциллограммы переходных процессоВ В
экспериментаJIьной установке гидравлической системы торможенИя КРаНа
представлены в приложении к диссертации.
б. Автором разработана принятая в производственную эксплуатацИЮ На
заводе ШРМЗ ОАО <<Ростовшахтострой>> конструкция тормозного устроЙства
с дифференциальной электрической системой динамического торможеНИЯ
крана ккт_5. результаты проведенных промышленных испытаний
подтвердили работоспособность электрической системы динамИЧеСКОГО
торможения и) что система позволяет обеспечить торможение краНа беЗ
перекоса.
fiостоверность вывода подтверждается матери€lJIом поДраЗДеЛа 4.6
диссертации, а также приложениями, в которых представлены расчет
экономического эффекта от внедрения системы торможения, коПиЯ ПаТеНТа
на полезную модель J\9 |27842 <Колодочный тормоз), акт о внеДреНИИ
результатов диссертационной работы, техническое описание и рУкоВОДСТВО
ПО ЭКСПЛУаТаЦИИ дифференциальноЙ системы динамического торможения
механизма передвижения козлового крана.
НаУЧная новцзна диссертационной работы заключается в раскрытии
ЗаКОНОМеРНОСтеЙ изменения напряжения в мет€IJIлоконструкции крана в
зависимости от неравномерности тормозных усилий и в разработке
СТРУКТУРЫ ДИфференциальных систем торможения, созданных на базе
ГИДРаВЛиЧеских и электрических машин вращательного действия,
ОСНОВаНных на принципе формирования и взаимодействия потокоts
ГИДРаВЛИческоЙ и электрическоЙ энергии при стабилизащии силовых
параметров исполнительных элементов.
Значuмосmь результатов исследования для дорожных, строительных и
ПОДЪеМно-транспортных машин, как области науки, и производственной
практики обусловлена разработкой
- КРИТеРИЯ Эффективности работы тормозной системы в виде
уровня
напряжений
в
элементах металлоконструкции, определяемого
УСТаНОВЛеННЫМИ В работе закономерностями изменения напряжениЙ в
металлоконструкции крана в зависимости от неравномерности тормозных
усилий на ходовых колесах;
- структур дифференциаJiьных систем торможения, созданных на
ОСНОВе гидравлических и электрических машин вращательного действия и
ОбеСПечиВаЮщих равенство тормозных моментов на ходовых колесах и
достижение на этой основе допускаемого уровня напряжений в
металлоконструкции;
- математической модели механизма передвижения
крана с
лифференциальной системой торможения, позволяющей
получать
зависимости изменения параметров системы в переходных режимах работы и
определять рацион€LгIьные параметры системы.
:
СmРУкmура u объел.t рабоmьt. fиссертация состоит из введения,
четырех разделов, выводов по работе, библиографического списка и
приложений, содержит 98 страниц машинописного текста, 1з таблиц, 56
рисунков, библиографический список из 92 наименований и приложения на
17 страницах. Общий объеМ диссертации составляет 167 страниц.
щиссертация является логически завершенным изложением результатов
научного исследов ания, выпол ненного автором.
результатьi диссертации достаточно полно опубликованы в печати в
виде девятИ статеЙ в сборниках научных трудов и матери€Lлах конференций,
из них две работы опубликованы в изданиях, рекомендованных ВдК РФ, а
также доложенЫ на восьмИ научно-ТехническиХ конференциях. Автором
получен патент на полезную модель },Jb 127842 <Колодочный тормоз>.
СОdеРЭЮанuе duссерmацuu изложено грамотным языком, обладает
внутренним единством И логикой построения, полностью раскрывает
5
суц{ность выполненного исследования, содержит исчерпываюц-lие
теоретические обоснования всех полученных автором результатов и
описание их практической ре€IJIизации.
Соdержанuе авmорефераmа достаточно полно отражает основные
результаты диссертационной работы.
В качестве замечаний по работе необходимо отметить следуюшее.
1.Из содержания диссертации не ясно, учтены ли при исследоваНИИ
конечно-элементных моделей козловых кранов ветровые нагрузки.
2,В
работе
не
обоснована предложенная автором для расчета
внутренних усилий схема опирания конечно-элементной модели, при этом Не
ясно, почему конструкция имеет связь с (землей)) через пролетное строенИе.
З,Из диссертации не ясно, в чем заключается разработанная в разделе 2
методика расчета напряженно-деформированного состояния элемеНТоВ
металлоконструкции крана на ЭВМ с помощью программы WinMachine.
4. Щля проведения экспериментальных исследований тормозноЙ
системы крана автором использована модель башенного крана ТР-БК-403А,
что может несколько исказить полученные результаты, так как, несмотря на
то, что механизмы передвижения башенных кранов конструктивно схоЖИ С
механизмами передвижения козловых, их металлоконструкции различны И у
башенных кранов отсутствует пролетное строение.
5. Автором не указаны области применения предложенных аВТоРОМ
дифференциальных гидравлических и электрических тормозных систем. Пр"
этом дифференциzlJIьная гидравлическая тормозная система предполаГае'Г
установку на кране масляного бака, гидроаккумулятора и трубопроводоВ, НО
в работе не определена зависимость объемов бака и гидроаккумулятора оТ
размеров козловых кранов и не исследованы потери гидравлическоЙ ЭНерГИи
в трубопроводах большой протяжённости, наJIичие которых неизбежнО
приведёт к увеличению инерционности управления и снижению надёжнОСтИ.
6. Двтором предложено оснаtцение козловых кранов гидравлическимИ
системами, что с учётом больших пролётов и высоты опор предстаВЛяеТ
серьёзную техническую задачу. Однако в работе конструктивные
(компоновочные) вопросы реализации разработанных схем не затронуты.
Представленные
в
работе дифференциальная гидравлИЧеСКаЯ
система торможения (рис. З.l) и дифференциаJIьная электрическая сИсТеМа
7.
торможения постоянного тока (р"с. З.5) прелполагают установку на ходовые
тележки крана гидронасосов или
генераторов постоянного
Тока
соответственно. Из работы неясно, возможна ли установка таких сИсТеМ На
краны, находящиеая в эксплуатации, без значительных изменеНИй
конструкции тележки.
8. Полученные автором в подразделе 3.4 математические зависИМоСТИ
позволяют произвести выбор гидронасосов или генераторов посТоЯНноГО
тока для тормозных систем, но они не дают представления о соотношении их
габаритов с габаритами приводных двигателей и ходовой тележки.
6
схема механизма передвижения крана (р"с.
З.2) предполагает переход от электропривода механизма передвижения к
гидроприводу, что возможно только на вновь производимых кранах.
Вызывает сомнение целесообр€Lзность применения гидропривода на
козловых кранах, питающихся напряжением от промышленной сети. К тому
9. Гидрокинематическая
же приводы механизмов подъёма и передвижения остаются электрическими.
10. Щифференциальная электрическая система торможения,
апробированная на кране ККТ-5, разработана для управления асинхронными
двигателями с короткозамкнутым ротором. В подъёмно-транспортных
машинах такие двигатели используются в электроприводах, имеющих низкие
номиныIьные скорости и не требующие их регулирования. В большинстве
крановых электроприводов находят применение асинхронные двигатели с
фазным ротором, схемы динамического торможения которыми используются
в механизмах подъёма и могли бы быть адаптированы к механизмам
передвижения. Однако этот вариант автором не рассмотрен.
Перечисленные замечания не являются принципи€uIьными и не
опровергают основные теоретические и практические результаты работы.
Поэтому гIо содержанию диссертации можно сделать вывод о том, что она
является законченной научно-квалификационной работой, содержаuдей новое
решение актуальной задачи разработки системы торможения крана,
способной обеспечить равенство тормозных усилий на ходовых колесах,
имеет важное значение для дорожных, строительных и подъемнотранспортных машин как области науки, а также обладает большой
практической полезностью. С учетом вышеизложенного считаю, что
диссертация Стрельцова С.В. удовлетворяет критериям Положения о
присуждении ученых степеней и требованиям, предъявляемым ВАК
IVlинистерства образования и науки Российской Федерации к кандидатским
диссертациям по специаJIьности 05.05.04 <Щорожные, строительные и
подъемно-транспортные машины), а сам Стрельцов Сергей Владимирович
заслуживает присуждения ученой степени кандидата технических наук.
Официальный оппонент,
заведующий кафедрой <Подъемно-транспортные
машины и оборулование)) ТулГУ,
д.т,н., профессор
Анцев Виталий Юрьевич
З000|2,г. Тула, пр. Ленина,92
ФГБОУ ВПО <Тульский государстве
Электронная почта: anzev@tsu.tula.ru
Телефон : (487 2)ЗЗ -22-88, 890З840287 2
В.Ю. Анцев
-,2
--/?/?
Z