Разработка перспективного прибора безопасности кранов мостового типа

Введение. Перечислены экспериментально выявленные недостатки отечественных комплексных приборов безопасности в части ограничения грузоподъемности и регистрации параметров. Обоснованы причины, по которым недопустимо переоснащение кранов под управлением зарубежных систем безопасности на существующие отечественные приборы. Предложено обеспечивать безопасность таких кранов за счет разработки приборов безопасности, учитывающих динамические характеристики конкретного крана и алгоритмы управления его приводами.

Материалы и методы. Исследование проведено с использованием разработанного прибора безопасности, реализующего функции ограничения грузоподъемности, автоматического определения параметров алгоритма ОГП, определения интенсивности работы крана в целом. Приведено описание данных алгоритмов применительно к кранам, оснащенным частотной системой управления. Экспериментальное определение эксплуатационных параметров прибора проведено на мостовом кране, оснащенном системой безопасности ControlPro (KoneCranes).

Результаты. Применение прибора позволило снизить коэффициент динамичности при подъеме с подхватом во всём диапазоне масс поднимаемых грузов. При подъеме околономинальных грузов зафиксировано двукратное снижение динамической составляющей. Точность определения характеристического числа составила 1,3%.

Обсуждение и заключение. Продемонстрировано, что разработанный алгоритм ограничения грузоподъемности позволил не только повысить защищенность крана, но и снизить нагрузки на него, в сравнении со штатной системой безопасности. Точность определения рабочих параметров в условиях реального технологического процесса удовлетворяет требованиям нормативной документации. Таким образом, показана допустимость дублирования или замены части функций штатной системы безопасности путем применения разработанного прибора.

1. Потапов В.А., Рощин В.А., Агейчева М.М. Расшифровка исходных данных регистратора параметров работы грузоподъемного крана для уменьшения аварийности и травматизма при работе грузоподъемных машин // Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация. 2024. № 1. С. 14–25. EDN CCQRCH.

2. Сытник А.С. Предиктивная аналитика сервиса технических объектов // Вестник НЦБЖД. 2021. № 1(47). С. 159–170. EDN SJJTVP.

3. Назаров А.Н., Иванов С.Д. Исследование влияния работы ограничителя грузоподъемности с промежуточными порогами на безопасность кранов мостового типа // Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация. 2023. № 1. С. 41–52. EDN SZRVVB.

4. Михалев А.В., Михалев А.В. Применение алгоритма скользящего среднего для задачи определения массы груза // Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация. 2023. № 2. С. 44–57. EDN XLXJRI.

5. Воронков И.Е., Овинкин Н.В. Мировой опыт и перспективы разработки схем механизации строительства атомных электростанций // Вестник МГСУ. 2020. Т. 15. № 11. С. 1584–1596. DOI 10.22227/1997-0935.2020.11.1584-1596. EDN XSVPSV.

6. Цепов Н., Пономарев Д., Рожков Н. и др. Проблемы обеспечения безопасности при аренде и эксплуатации грузоподъемных кранов // ТехНадзор. 2015. № 11(108). С. 698–699. EDN XHBFXP.

7. Иванова Н.Ю., Иванов С.Д., Надеженков С.А., Назаров А.Н. Объективная информация о работе подъемно-транспортных машин как основа повышения качества информационных систем грузообрабатывающих предприятий // Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация. 2023. № 2. С. 81–96. EDN MRGIFW.

8. Иванова Н.Ю., Иванов С.Д. Технико-экономические показатели эффективности подъемно-транспортных работ // Механизация строительства. 2016. Т. 77, № 6. С. 15–21. EDN VZYBYJ.

9. Mustapää T. et al. Secure Exchange of Digital Metrological Data in a Smart Overhead Crane // Sensors. 2022. Т. 22. №. 4. С. 1548.

10. Бутузов С.В. Технологические инновации на тихвинских вагоностроительных производствах // Вестник Института проблем естественных монополий: Техника железных дорог. 2016. № 3(35). С. 42–46. EDN WGWNSN.

11. Li H. Intelligent control system of port turning line based on WITNESS software // Applied Mathematics and Nonlinear Sciences. 2024. Vol. 9, No. 1. DOI 10.2478/amns.2023.1.00374. EDN ITKWOO.

12. Петрова Е.Е., Ганнесен В.В. Анализ опыта автоматизации и роботизации операционных процессов контейнерного терминала // Научные проблемы водного транспорта. 2024. № 78. С. 178–190. DOI 10.37890/jwt.vi78.439. EDN SWMYMJ.

13. Ivanov S.D., Nazarov A.N., Mikhalchik N.L. Selection of a rational algorithm for data processing of the weight measuring system of a hoisting crane // Journal of Physics: Conference Series, Belgorod, 09–10 March. 2021. Vol. 1926. Belgorod: IOP Publishing Ltd, 2021. P. 012047. DOI 10.1088/1742-6596/1926/1/012047. EDN JIUUGG.

14. Tang X. et al. Battery incremental capacity curve extraction by a two-dimensional Luenberger – Gaussian-moving-average filter // Applied Energy. 2020. Т. 280. С. 115895.

15. Shtayat A. et al. Application of noisecancelling and smoothing techniques in road pavement vibration monitoring data // International Journal of Transportation Science and Technology. 2024. Т. 14. С. 110–119.

16. Назаров А.Н., Иванов С.Д. Использование алгоритма весоизмерения на основе фильтра скользящего среднего в регистраторе параметров работы мостового крана // Вестник Сибирского государственного автомобильно-дорожного университета. 2023. Т. 20, № 4(92). С. 418–431. DOI 10.26518/2071-7296-2023-20-4-418-431. EDN CBIJMP.