Оптимізація параметрів грейферного крану з метою підвищення його продуктивність

Abstract

Об’єктом є дослідження електропривода механізму підйому та замикання грейферного крана вантажністю 16 тонн. Предмет дослідження є системи мехатронного обладнання, які керують процесом перетворення енергії в електроприводі та забезпечують надійність в експлуатації машини. У першому розділі проаналізована предметна область використання грейферних кранів на ГЗК. Надана загальна характеристика технологічного процесу та наявної системи автоматизації. Приведено аналіз рішень на аналогічних об’єктах. В результаті визначена необхідність модернізації наявної системи та сформульована невирішена частина проблеми, яку планується досліджувати та вирішувати в рамках кваліфікаційної роботи. У другому розділі проведено аналіз технологічного процесу як об’єкту автоматизації, обґрунтовано вибір всіх технічних складових робото-технічного комплексу, виконання теоретичних досліджень, аналіз поточного процесу відновлення та розробка його покращеної версії, визначення параметрів об'єкта дослідження, а також розробка та обґрунтування мехатронної системи. У третьому розділі наведено методику визначення характеристики динамічних блоків, виконане моделювання їхніх динамічних режимів. Крім того, розроблено математичну модель із прямим управлінням моментом і проведено моделювання режимів перехідних процесів. У четвертому розділі наведено відповідні розрахунки, що підтверджують економічну обґрунтованість впровадження запропонованої зміни в організації виробничого процесу машини. Кваліфікаційна робота має 86 сторінки, 25 ілюстрацій, 15 таблиць, 3 додатки та 33 джерел у переліку посилань.

The object is the study of the electric drive of the lifting and closing mechanism of a grab crane with a capacity of 16 tons. The subject of research is mechatronic equipment systems that control the process of energy conversion in an electric drive and ensure reliability in the operation of the machine. In the first chapter, the subject area of use of grab cranes at ore enrichment works is analyzed. A general description of the technological process and the existing automation system is provided. The analysis of decisions on similar objects is given. As a result, the need to modernize the existing system was determined and the unresolved part of the problem was formulated, which is planned to be investigated and solved as part of the qualification work. In the second chapter, an analysis of the technological process as an object of automation was carried out, the selection of all technical components of the robotic complex was substantiated, theoretical research was carried out, the analysis of the current restoration process and the development of its improved version, the determination of the parameters of the research object, as well as the development and justification of the mechatronic systems. In the third section, the method of determining the characteristics of dynamic blocks, the simulation of their dynamic modes is performed. In addition, a mathematical model with direct torque control was developed and simulations of the modes of transient processes were carried out. The fourth chapter provides relevant calculations that confirm the economic feasibility of implementing the proposed change in the organization of the production process of the machine. The thesis has 86 pages, 25 illustrations, 15 tables, 3 appendices and 33 sources in the list of references.