sibadiНаучный рецензируемый журнал "Вестник СибАДИ"The Russian Automobile and Highway Industry Journal2071-72962658-5626The Siberian State Automobile and Highway University10.26518/2071-7296-2022-19-1-36-47sibadi-1399Research ArticleТРАНСПОРТНОЕ, ГОРНОЕ И СТРОИТЕЛЬНОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕTRANSPORT, MINING AND BUILDING MACHINERY ENGINEERINGОценка применимости электрических параметров привода для определения нагрузки на механизм подъема кранов мостового типаDrive electrical parameters applicability evaluation to determine loads on bridge crane lifting mechanismhttps://orcid.org/0000-0002-7912-609XИвановС. Д.IvanovS. D.

Иванов Сергей Дмитриевич – канд. техн. наук, доц.

г. Москва

Sergey D. Ivanov – Cand. of Sci., Associate Professor of the Hoisting and Transport Systems Department

Moscow

ptm-diagnostika@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8039-4331НазаровА. Н.NazarovA. N.

Назаров Александр Николаевич – аспирант

г. Москва

Alexander N. Nazarov – Postgraduate student of the Hoisting and Transport Systems Department

Moscow

alexnazavr@yandex.ruМГТУ им. Н. Э. БауманаРоссияBaumen Moscow State Technical UniversityRussian Federation2022170320221913647Copyright © Иванов С.Д., Назаров А.Н., 20222022Иванов С.Д., Назаров А.Н.Ivanov S.D., Nazarov A.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.sibadi.org/jour/article/view/1399

Введение. Выявлена проблема существующих регистраторов параметров работы крана в направлении определения интенсивности работы механизмов. Определена потребность в увеличении числа информационных источников. Предложено применение текущих параметров электродвигателя в качестве источника первичной информации.Материалы и методы. Представлены характеристики экспериментальной установки. Оценка достоверности информационных источников проводилась на механизме подъема. Приведены формулы определения ошибки вычисления параметров тока статора и активной мощности и определения коэффициента пропорциональности нагрузки на привод и информационного параметра.Результаты. Представлены таблицы и графики вычисленной нагрузки на механизм по току статора и активной мощности во всём диапазоне рабочих нагрузок. Исследована зависимость точности определения нагрузки от изменения напряжения питающей сети.Выводы. В качестве информационного источника о нагрузке на механизм подъема крана рекомендовано применять активную мощность привода. Данный параметр показал большую по сравнению с током статора устойчивость к изменениям напряжения. Удалось достичь точности определения нагрузки 2,6% при требовании 3%.

Introduction

Introduction. The problem of existing recorders of crane operation parameters in the direction of determining the intensity of work of mechanisms is revealed. The necessity of increasing the number of information sources is determined. Application of current parameters of the electric motor as a source of primary information is suggested.

Materials and methods

Materials and methods. The characteristics of the experimental setup are presented. The validity of information sources has been evaluated on the lifting mechanism. Formulas for determining the error of calculating the stator current and active power parameters and for determining the coefficient of proportionality of the load on the drive and the information parameter are given.

Results

Results. Tables and graphs of calculated mechanism load in terms of stator current and active power over the whole range of operating loads are presented. The dependence of accuracy of load determination on changes of supply mains voltage has been investigated.

Conclusions

Conclusions. As information source of the load on the crane hoisting mechanism it is recommended to apply an active drive power. The given parameter has shown the big stability to voltage changes in comparison with a current of stator. It was possible to reach accuracy of definition of a load of 2,6 % at requirement of 3 %.

механизм крананагрузка на механизминформация о нагрузке на механизмкран мостового типамеханизм подъемаактивная мощность приводаcrane mechanismmechanism loadmechanism load informationbridge cranehoisting mechanismactive drive powerАвторы статьи выражают свою благодарность сотрудникам кафедры «Подъёмно-транспортные системы» МГТУ им. Н.Э. Баумана и коллективу разработчиков приборов безопасности ЗАО «ИТЦ «КРОС» за их помощь, рекомендации, ценные замечания и критику.ReferencesМосквичева Л. Ф., Чернякова Н. А. Исследования прочности, ресурса и надежности крановых металлоконструкций: обзор и результаты // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии. 2020. С. 933–955.Moskvicheva L.F., Chernyakova N.A. Issledovaniya prochnosti, resursa i nadezhnosti kranovykh metallokonstrukcij: obzor i rezul`taty [Research on Strength, Service Life and Reliability of Crane Metal Structures: Review and Results]. Zhurnal sibirskogo federal`nogo universiteta. Seriya: tekhnika i texnologii, 2020: 933-955.Климаш В. С., Соколовский М. А. Повышение энергетической эффективности комплекса подъемных кранов // Электротехнические системы и комплексы. 2020. С. 34–40.Klimash V.S., Sokolovskij M.A. Povyshenie energeticheskoj effektivnosti kompleksa podemnykh kranov [Improving the energy efficiency of the crane complex]. Elektrotekhnicheskie sistemy i kompleksy, 2020: 34-40.Махутов Н. А., Гаденин М. М., Печёркин А. С., Красных Б. А. Расчетно-экспериментальные подходы к анализу обеспечения ресурса и срока безопасной эксплуатации промышленных объектов // Безопасность труда в промышленности. 2020. № 1. С. 7–15. DOI: 10.24000/0409-2961-2020-1-7-15Maxutov N.A., Gadenin M.M., Pechyorkin A.S., Krasnykh B.A. Raschetno-eksperimentalnye podрody k analizu obespecheniya resursa i sroka bezopasnoj ekspluatacii promyshlennyx obektov [Calculation and experimental approaches to the analysis of ensuring the service life and safe operation period of industrial facilities]. Bezopasnost` truda v promyshlennosti, 2020, 1: 7-15. DOI: 10.24000/0409-2961-20201-7-15Пестич С. Д. Обзор регистраторов параметров кранового оборудования при строительстве для предотвращения аварийных ситуаций // International scientific review of the problems and prospects of modern science and education. 2019. С. 16–18.Pestich S.D. Obzor registratorov parametrov kranovogo oborudovaniya pri stroitelstve dlya predotvrashheniya avarijnykh situacij [Review of crane equipment parameter recorders in construction to prevent accidents]. International scientific review of the problems and prospects of modern science and education, 2019: 16-18.Воронцов Д. С. Применение данных с регистраторов параметров работы крана с целью определения ресурса работы грузоподъемных кранов с истекшим сроком службы // European Science. 2015. № 3(4). С. 10–17.Voronczov D.S. Primenenie dannyр s registratorov parametrov raboty krana s celyu opredeleniya resursa raboty gruzopodemnyh kranov s istekshim srokom sluzhby [Application of data from crane operating parameter recorders to determine the service life of cranes with expired service life]. European Science, 2015, 3(4): 10-17.Яценко О. В., Омельчук М. В. Оценка технического состояния крана автомобильного стрелового КС-45-717-1, эксплуатирующегося в условиях Крайнего Севера // Северный морской путь, водные и сухопутные транспортные коридоры как основа развития Сибири и Арктики в XXI веке. 2018. С. 391–399.Yacenko O.V., Omel`chuk M.V. Ocenka tehnicheskogo sostoyaniya krana avtomobil`nogo strelovogo KS-45-717-1, ekspluatiruyushhegosya v usloviyax krajnego severa [Assessment of the technical condition of the automobile jib crane KS-45-717-1, operated in conditions of the far north]. Severnyj morskoj put`, vodnye i suxoputnye transportnye koridory kak osnova razvitiya sibiri i arktiki v XXI veke, 2018: 391-399.Эпов Д. А. Использование приборов и устройств безопасности на подъемных сооружениях // Вестник современных исследований. 2021. № 3–5 (41). С. 12–15.Epov D.A. Ispol`zovanie priborov i ustrojstv bezopasnosti na podemnyh sooruzheniyah [Use of safety devices and appliances on lifting structures]. Vestnik sovremennyh issledovanij, 2021, 3-5(41): 12-15.Горелов В. Н. Опыт применения данных регистратора параметров при расследовании аварии башенного крана QTZ160 // Транспортное, горное и строительное машиностроение: наука и производство. 2019. № 4. С. 12–18.Gorelov V.N. Opyt primeneniya dannyh registratora parametrov pri rassledovanii avarii bashennogo krana QTZ160 [Experience of using parameter recorder data in the investigation of the QTZ160 tower crane accident]. Transportnoe, gornoe i stroitel`noe mashinostroenie: nauka i proizvodstvo, 2019, 4: 12-18.Мокшин В. В., Якимов И. М., Кирпичников А. П., Шарнин Л. М. Разработка системы мониторинга состояния грузоподъемных механизмов // Вестник Технологического университета. 2017. Т. 20, № 19. С. 75–81.Mokshin V.V., Yakimov I.M., Kirpichnikov A.P., Sharnin L.M. Razrabotka sistemy monitoringa sostoyaniya gruzopodemnyh mexanizmov [Development of a system for monitoring the condition of lifting devices]. Vestnik Texnologicheskogo universiteta, 2017, .19: 75-81Алексанкин В. А., Каминский Л. С., Каминский Ф. Л., Пятницкий И. А., Федоров И. Г. Совершенствование устройств архивации и трансляции параметров работы грузоподъемных кранов // Строительство: новые технологии – новое оборудование. 2017. № 6. С. 42–49.Aleksankin V.A., Kaminskij L.S., Kaminskij F.L., Pyatniczkij I.A., Fedorov I.G. Sovershenstvovanie ustrojstv arxivacii i translyacii parametrov raboty gruzopodemnyр kranov [Improvement of archiving and broadcasting devices for crane operation parameters]. Stroitel`stvo: novye texnologii - novoe oborudovanie, 2017, no. 6, pp. 42-49.Каржавин В. В., Каменский С. В., Душанин И. В. Расчет крановых механизмов. Курсовой проект: учебное пособие // Екатеринбург: РГПДУ. 2017. 115 с. Режим доступа: http://elar.rsvpu.ru/978-5-8050-0634-1.Karzhavin V.V., Kamenskij S.V., Dushanin I.V. Raschet kranovy`x mexanizmov. Kursovoj proekt. Uchebnoe posobie [Calculation of crane mechanisms. Course project. Manual]. Ekaterinburg: RGPDU, 2017, 115. URL: http://elar.rsvpu.ru/978-5-8050-0634-1.Шугайло Т. С. Управление движением козлового крана с грузом заданием ускорения // Вестник Санкт-Петербургского университета. Математика. Механика. Астрономия. 2020. С. 154–164.Shugajlo T.S. Upravlenie dvizheniem kozlovogo krana s gruzom zadaniem uskoreniya [Gantry crane motion control with acceleration setting]. Vestnik Sankt-Peterburgskogo universiteta. Matematika. Mexanika. Astronomiya, 2020, pp. 154-164.Корытов М. С., Щербаков В. С., Беляков В. Е. Моделирование и исследование колебаний груза, перемещаемого грузоподъемным краном // Вестник СибАДИ. 2019. Т. 16, № 5 (69). С. 526–533.Korytov M.S., Shherbakov V.S., Belyakov V.E. Modelirovanie i issledovanie kolebanij gruza, peremeshhaemogo gruzopodemnym kranom [Modeling and study of oscillations of cargo transported by a crane]. The Russian Automobile and Highway Industry Journal, 2019, 5(69): 526-533.Шимкович Д. Г. Динамические нагрузки при колебаниях груза на канате // Вестник Московского государственного университета леса. Лесной вестник. 2012. № 4. С. 141–146.Shimkovich D.G. Dinamicheskie nagruzki pri kolebaniyax gruza na kanate [Dynamic loads during oscillation of the load on the rope]. Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo universiteta lesa Lesnoj vestnik, 2012, 4: 141-146.Коган Б. И., Васильков С. А. Технологическое обеспечение качества узла встройки тензометрического датчика // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2010. № 4 (80). С. 46–53.Kogan B.I., Vasil`kov S.A. Texnologicheskoe obespechenie kachestva uzla vstrojki tenzometricheskogo datchika [Technological quality assurance of the strain gauge insertion unit]. Vestnik Kuzbasskogo gosudarstvennogo texnicheskogo universiteta, 2010, 4(80):. 46-53.Каминский Л. С., Каминский Ф. Л., Пятницкий И. А., Федоров И. Г. Повышение эффективности использования приборов безопасности грузоподъёмных кранов // Научная перспектива. 2016. № 1. С. 140–144.Kaminskij L.S., Kaminskij F.L., Pyatniczkij I.A., Fedorov I.G. Povyshenie effektivnosti ispol`zovaniya priborov bezopasnosti gruzopodyomnyh kranov [Increasing the efficiency of crane safety devices]. Nauchnaya perspektiva, 2016, 1: 140-144.Тимин Ю. Ф. Применение ограничителей грузоподъемности типа ОГШ в кранах мостового типа // Подъемно-транспортное дело. 2010. № 2 (57). С. 10–11.Timin Yu.F. Primenenie ogranichitelej gruzopodemnosti tipa ogsh v kranax mostovogo tipa [Use of ogsh-type load-limiters in overhead cranes]. Podemno-transportnoe delo, 2010, 2(57): 10-11Семыкина И. Ю., Кипервассер М. В., Герасимук А. В. Исследование токов привода подъема мостовых кранов металлургических предприятий для раннего диагностирования превышения массы груза // Записки Горного института. 2021. Т. 247, № 1. С. 122–131.Semykina I.Yu., Kipervasser M.V., Gerasimuk A.V. Issledovanie tokov privoda podema mostovyh kranov metallurgicheskix predpriyatij dlya rannego diagnostirovaniya prevysheniya massy gruza [Study of currents of the lifting drive of overhead cranes of metallurgical enterprises for early diagnosis of excess weight]. Zapiski Gornogo instituta, 1: 122-131.Орлов Ю. А., Столяров Д. П., Бурков В. П. Совершенствование системы защиты и контроля технического состояния электромеханической системы крана мостового типа // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2011. № 2. С. 363– 368.Orlov Yu.A., Stolyarov D.P., Burkov V.P. Sovershenstvovanie sistemy zashhity i kontrolya tehnicheskogo sostoyaniya elektromehanicheskoj sistemy krana mostovogo tipa [Improvement of the system of protection and control of the technical condition of the electromechanical system of the bridge-type crane]. Gornyj informacionno-analiticheskij byulleten (nauchno-texnicheskij zhurnal), 2011, 2: 363-368.Орлов Ю. А., Дементьев Ю. Н., Однокопылов Г. И., Орлов Д. Ю., Однокопылов И. Г., Столяров Д. П. Система защиты мостового крана на основе мониторинга параметров электропривода механизма подъёма // Известия Томского политехнического университета. 2008. Т. 312, № 4. С. 119–124.Orlov Yu.A., Dementev Yu.N., Odnokopylov G.I., Orlov D.Yu., Odnokopylov I.G., Stolyarov D.P. Sistema zashhity mostovogo krana na osnove monitoringa parametrov elektroprivoda mehanizma podyoma [Overhead crane protection system based on monitoring parameters of the electric drive of the hoisting mechanism]. Izvestiya Tomskogo politehnicheskogo universiteta, 2008, 4: 119-124Рощин В. А., Иванов С. Д., Михальчик Н. Л. Разработка и экспериментальная проверка алгоритма самонастройки ограничителя нагрузки ОГШ для кранов мостового типа // Вестник СибАДИ. 2018. № 4. С. 514–524. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2018-4-514-524Roshhin V.A., Ivanov S.D., Mixal`chik N.L. Razrabotka i eksperimentalnaya proverka algoritma samonastrojki ogranichitelya nagruzki OGSh dlya kranov mostovogo tipa [Development and experimental verification of the self-tuning algorithm for the load limiter for overhead cranes]. The Russian Automobile and Highway Industry Journal 2018, 4: 514-524.Иванов С. Д., Назаров А. Н., Михальчик Н. Л. Selection of a rational algorithm for data processing of the weight measuring system of a hoisting crane // Journal of Physics: Conference Series. 2021. № 1926. 7 с. doi:10.1088/1742-6596/1926/1/012047Ivanov S.D., Nazarov A.N., Mixal`chik N.L. Selection of a rational algorithm for data processing of the weight measuring system of a hoisting crane. Journal of Physics: Conference Series, 2021, 1926: 7. doi:10.1088/1742-6596/1926/1/012047.Попов Д. А. Исследование влияния изменения напряжения сети на потери мощности при испытании асинхронных двигателей методом взаимной нагрузки // Вестник Чувашского университета. 2020. № 1. С. 145–154.Popov D.A. Issledovanie vliyaniya izmeneniya napryazheniya seti na poteri moshhnosti pri ispytanii asinxronnyh dvigatelej metodom vzaimnoj nagruzki [Study of the effect of changes in mains voltage on power losses when testing asynchronous motors by the method of mutual load]. Vestnik Chuvashskogo, 2020, 1: 145-154.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.