Система стабилизации платформы железнодорожного грузоподъемного крана

При эксплуатации железнодорожного крана в кривых участках пути возможны сход колесных пар ходовых тележек крана с рельсовой колеи при его смещении в процессе вывешивания на выносных опорах, непопадание колесной пары ходовой тележки на рельсовую колею после выполнения работ и снятия крана с выносных опор, что значительно сказывается на выполнении погрузо-разгрузочных работ. Одной из причин возникновения подобных опасных ситуаций является не строго горизонтальное положение неповоротной платформы железнодорожного крана.

Железнодорожные грузоподъемные краны входят в состав восстановительных поездов, предназначенных для ликвидации последствий сходов с рельсов подвижного состава. Приоритетной задачей для восстановительных поездов является сокращение времени ликвидации последствий транспортных происшествий, которого можно добиться за счет применения новых или усовершенствованных приспособлений или методов.

В статье описывается система автоматической стабилизации (горизонтирования) платформы грузоподъемного крана на железнодорожном ходу (на примере крана типа ЕДК 500/1) при его движении в кривых участках пути (рассматривается движение железнодорожного крана на относительно небольших скоростях (до 50 км/ч)).

С целью исследования модернизированной технической системы (грузоподъемный кран, оснащенный системой автоматической стабилизации платформы) проводится ее математическое имитационное моделирование. На начальном этапе в системе автоматизированного проектирования SolidWorks создается твердотельная цифровая модель железнодорожного крана в сочетании с участком железнодорожного пути; разработанная твердотельная модель транслируется в среду SimMechanics MATLAB. Далее с целью повышения адекватности моделирования разработанная динамическая модель дорабатывается при помощи интеграции библиотек программы MATLAB (SimMechanics, SimHydraulics, Fuzzy Logic Toolbox и др.) для учета взаимодействия элементов различной физической природы. Приводятся результаты моделирования модернизи- рованной технической системы, которые подтверждают целесообразность использования системы стабилизации на желез- нодорожных грузоподъемных кранах при прохождении кривых участков пути.

1. Правила по охране труда для работников восстановительных поездов ОАО «РЖД»: ПОТ РЖД-4100612-ЦРБ-090-2016 [Электронный ресурс]: утв. распоряжением ОАО «РЖД» от 9 ноября 2016 г. № 2247р. URL: https://legalacts.ru/doc/rasporjazhenieoao-rzhd-ot-09112016-n-2247r-ob-utverzhdenii (дата обращения: 20.03.2021 г.).

2. Исследование уровня комфорта пассажиров в поездах с принудительным наклоном кузова в кривых методами математическо- го моделирования / Д. Я. Антипин [и др.] // Транспорт Урала. 2017. № 3 (54). С. 3 – 8.

3. Persson R. Tilting trains. Description and analysis of the present situation. Report / KTH Railway Vehicles. Stockholm, 2007. 80 p.

4. Liu-Henke X., Lucke l J., J ake r K-P. An active suspension/ tilt system for a mechatronic railway carriage // Control Engineering Practice. 2002. Vol. 10. Issue 9. P. 991 – 998.

5. Программа контроля и управления грузовой и собственной устойчивостью транспортного средства: свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ 2018616841 / Я. С. Ватулин [и др.]. № 2018614084; дата поступления 25 апреля 2018 г; зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 7 июня 2018 г.

6. Xue D., Chen Y. System Simulation Techniques with MATLAB and Simulink. John Wiley & Sons, Inc., 2013. 488 p.

7. Rus s e l l K., Shen Q., Sodhi R. S. Kinematics and Dynamics of Mechanical Systems: Implementation in MATLAB and SimMechanics. Boca Raton, FL: CRC Press, Inc., 2016. 443 p.

8. SimMechanics: User’s Guide: Version 2.7 / MathWorks, Inc. Natick, MA, 2007. 840 p.

9. Алямовский А. А. SolidWorks Simulation. Инженерный анализ для профессионалов: задачи, методы, рекомендации. М.: ДМК Пресс, 2015. 562 с.

10. Kurowski P. Engineering Analysis with SOLIDWORKS Simulation 2017. SDC Publications (USA), 2017. 600 p.

11. SimHydraulics: User’s Guide: Version 1.16 / MathWorks, Inc. Natick, MA, 2015. 688 p.

12. Васильченко В. А. Гидравлическое оборудование мобильных машин: справочник. М.: Машиностроение, 1983. 301 с.

13. Пискунов Н. С. Дифференциальное и интегральное исчисления для втузов: учеб. пособие для втузов. В 2-х т. Т. 1. 13-е изд. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1985. 432 с.

14. Ва т улин Я. С. Автоматизированный комплекс управления устойчивостью мобильных грузоподъемных средств // Известия Тульского государственного университета. Серия: Подъемно-транспортные машины / под ред. П. А. Сорокина. Тула: Изд-во ТулГУ, 2001. С. 146 – 152.

15. Леоненков А. В. Нечеткое моделирование в среде MATLAB и fuzzyTECH. СПб.: БХВ-Петербург, 2005. 736 с.

16. Siddique N. Computational Intelligence: Synergies of Fuzzy Logic, Neural Networks and Evolutionary Computing. Wiley, Inc., 2013. 517 p.