Развитие теории оптимального проектирования механизмов грузоподъемных кранов пролетного типа тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.05.04, доктор технических наук Чернова, Наталья Михайловна

• Чернова, Наталья Михайловна
• доктор технических наук
• 2009

Оглавление диссертации доктор технических наук Чернова, Наталья Михайловна

ВВЕДЕНИЕ

1. Состояние проблемы и направления исследования.

1.1. Обзор и анализ методов исследований в области оптимального проектирования.

1.2. Выбор методов оптимизации.

1.3. Анализ и выбор математической модели исследуемой системы.

1.4. Направления и задачи исследования.

2. Оптимальное проектирование механизма подъема груза.

2.1. Выбор типа электропривода и управляющего устройства.

2.1.1. Электропривод постоянного тока.

2.1.2. Электропривод переменного тока.

2.1.3. Управляющие устройства электропривода переменного тока.

2.1.4. Оценка экономической эффективности выбора электропривода и управляющих устройств.

2.2. Выбор типа зубчатой передачи.

2.2.1. Обзор серийно выпускаемых редукторов, применяемых в подъемно-транспортных машина.

2.2.2. Обзор планетарных механизмов, применяемых в подъемно-транспортных машинах.

2.3. Выбор критериев и метода оптимизации механизма подъема груза.

2.4. Методика расчета механизма подъема.

2.5. Автоматизация оптимального проектирования механизма подъема.

2.6. Выводы.

3. Исследование планетарных зубчатых передач методом графического синтеза.

3.1. Метод графического синтеза соосных зубчатых передач.

3.2. Синтез планетарных зубчатых передач типа 2k-h.

3.2.1. Классификация планетарных зубчатых передач типа 2k-h.

3.2.2. Методика определения геометрических размеров зубчатых колес с приводом на центральное колесо.

3.2.3. Методика определения геометрических размеров зубчатых колес с приводом на водило.

3.3. Синтез планетарных зубчатых передач типа Зк.

3.3.1. Классификация и графический синтез планетарных зубчатых передач типа Зк.

3.3.2. Методика определения геометрических размеров зубчатых колес передач типа 3 к.

3.4. Выводы.

4. Оптимальное проектирование планетарных зубчатых передач.

4.1. Выбор математической модели и критериев оптимальности проектирования планетарных зубчатых передач.

4.2. Выбор ограничений решаемой задачи.

4.2.1. Контактная прочность.

4.2.2. Изгибная прочность.

4.2.3. Условие отсутствия заклинивания.

4.3. Синтез планетарной передачи типа 2k-h по условию равной контактной прочности.

4.4. Синтез планетарной передачи типа 2k-h по условию равной изгибной прочности.

4.5. Исследование планетарных зубчатых передач по критерию энергоемкости.

4.6. Исследование планетарных зубчатых передач по коэффициенту перекрытия.

4.7. Методика проектировочного расчета.

4.8. Алгоритм оптимального проектирования планетарных зубчатых передач.

4.9. Выводы.

5. Оптимальное проектирование механизмов передвижения кранов и крановых тележек.

5.1. Выбор критериев и метода оптимального проектирования механизмов передвижения кранов и крановых тележек.

5.2. Особенности оптимального проектирования механизмов передвижения кранов.

5.3. Автоматизация оптимального проектирования механизмов передвижения кранов и крановых тележек.

5.4. Выводы.

6. Методика инженерного расчета и оценка эффективности исследования.

6.1. Методика инженерного расчета механизма подъема груза.

6.2. Алгоритм оптимального проектирования механизма подъема груза.

6.3. Оценка эффективности методики и алгоритма оптимального проектирования механизмов подъема.

6.4. Методика инженерного расчета механизмов передвижения кранов и крановых тележек.

6.5. Алгоритм оптимального проектирования механизмов передвижения кранов и крановых тележек.

6.6. Оценка эффективности методики и алгоритма оптимального проектирования механизмов передвижения.

6.7. Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Развитие теории оптимального проектирования механизмов грузоподъемных кранов пролетного типа»

Механизация подъемно-транспортных, погрузочно-разгрузочных и складских работ в подавляющем большинстве решается с помощью кранов различных типов. От эффективности работы кранов во многом зависит эффективность работ в строительстве, промышленности, судостроении, сельском хозяйстве, на транспорте.

Поэтому весьма актуальным является совершенствование приводов и металлоконструкций кранов с целью повышения производительности, точности позиционирования грузов, повышения безопасности производства работ. Особенную актуальность имеет задача повышения технического уровня специальных кранов, входящих в технологический цикл производства работ. К таким кранам относятся монтажные, металлургические, судостроительные краны, краны для обслуживания гидравлических, тепловых и атомных станций, перегрузочные краны портов. От эффективности работы механизмов кранов зависит их производительность, безопасность производства работ, надежность крана в целом. Приводы таких кранов отличаются большим многообразием по мощности, передаточному отношению, скоростям передвижения и подъема груза, точности посадки груза. При проектировании специальных кранов часто невозможно выбрать серийно изготавливаемый редуктор, главным образом по величине передаточного отношения, в этом случае заводам-изготовителям кранов или специализированным предприятиям приходится проектировать и изготавливать оригинальный редуктор. При этом требуется выполнить ряд ограничений: по массе, габаритам, передаточному отношению, уровню шума, энергоемкости. Таким ограничениям зачастую удовлетворяют планетарные редукторы, в частности, разработанные в последние годы планетарные зубчатые механизмы на основе передач типа 2k-h, 3k, замкнутых дифференциальных. Методика расчета таких типов передач достаточно детально разработана в работах В. Н. Кудрявцева, Л. Н. Решетова,

Ю. Н. Кирдяшева, И. И. Артоболевскгого, С. А. Чернявского, В. В. Брагина, Ю. А. Державеца, И. А. Болотовского и др. [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8], но методы выбора наилучшего решения по указанным выше ограничениям требуют дальнейшего развития.

Решение задач повышения эффективности работы кранов в современных условиях невозможно без применения методов оптимального проектирования, позволяющих снизить энергоемкость производства работ, металлоемкость приводов, от чего, как известно [9], большей частью зависит стоимость приводов.

Методы оптимального и автоматизированного проектирования нашли широкое применение в краностроении и позволяют решать целый ряд сложных инженерных задач. При этом можно назвать выдающихся отечественных и зарубежных ученых, сделавших большой вклад в теорию оптимального и автоматизированного проектирования: В. И. Брауде, М. М. Гохберг, А. П. Кобзев, В. Г. Соловьев, А. С. Липатов, А. В. Олешкевич, В. JI. Лифшиц, И. А. Невзоров, И. М. Соболев, Р. Б, Статников, А. А. Короткий, Д. Хедли, Д. Уайлд, Б. Банди, Н. Н. Панасенко, А. Н. Орлов, В. Н. Демокритов, Фам Ван Хой, В.Я. Недоводеев, Е. М. Кудрявцев, Д.И. Батищев, Д.Н. Решетов, Г. Реклейтис, А. Рейнвиндран, К. Рэксдел, В.Н. Тарасов, и другие [9, 10, 11, 12, 13, 13, 14, 15, 16,17, 18, 19, 20,21,22, 23,24, 25,26,27, 28, 29, 30,31].

Однако в связи с развитием теории оптимального проектирования в целом, и развитием новых типов приводов и систем их управления, а также в связи с повышением требований к энергоемкости, металлоемкости кранов и крановых механизмов прикладная теория оптимального и автоматизированного проектирования должна получить дальнейшее развитие.

На основании изложенного в настоящей работе проводится совершенствование приводов механизмов кранов пролетного типа с целью снижения металлоемкости и энерговооруженности на основе дальнейшего развития теории оптимального и автоматизированного проектирования.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:

1. Выбрать методы оптимизации и модифицировать их применительно к решению задач оптимального проектирования механизмов кранов пролетного типа.

2. Разработать математические модели и выбрать критерии оптимального проектирования механизмов.

3. Обосновать методику и алгоритмы оптимального проектирования механизмов подъемов кранов и механизмов передвижения кранов и крановых тележек.

4. Разработать методику оптимального проектирования зубчатых передач соосного типа и автоматизированного выбора схем соосных зубчатых передач в зависимости от требуемых технологических, прочностных и качественных характеристик.

5. Составить алгоритм оптимального проектирования соосных зубчатых передач применительно к решаемой задаче.

6. Предложить методику инженерного расчета оптимального проектирования механизмов кранов пролетного типа на основании разработанной теории.

Основная научная идея. Разработка теории оптимального проектирования механизмов кранов пролетного типа с применением методов многокритериальной оптимизации.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Метод решения многокритериальной задачи оптимального проектирования приводов механизмов кранов пролетного типа, основанный на принципе Парето.

2. Методика формирования области возможных решений задачи оптимального проектирования механизмов подъема.

3. Методика формирования области возможных решений задачи оптимального проектирования механизмов передвижения кранов и крановых тележек.

4. Векторные критерии оценки качества решения задач оптимального проектирования механизмов подъема кранов.

5. Векторные критерии оценки качества решения задач оптимального проектирования механизмов передвижения кранов и крановых тележек.

6. Модификация метода целевого программирования для сужения области парето-оптимальных решений.

7. Метод решения многокритериальной задачи оптимального проектирования передаточных механизмов с большими передаточными отношениями на основе принципа Парето.

8. Теоретические положения оптимального проектирования соосных зубчатых передач.

9. Методика определения оптимальных параметров металлоконструкций барабанов механизмов подъема и металлоконструкций балансиров механизмов передвижения.

Новизна научных положений: впервые предложено решение многокритериальной задачи оптимального проектирования приводов механизмов кранов пролетного типа, основанное на принципе Парето, включающее три этапа: формирование области возможных решений; выделение области парето-оптимальных решений; определение оптимального решения;

- разработана методика формирования области возможных решений задачи оптимального проектирования механизмов подъема для кратностей полиспаста от 1 до 24, позволяющая учесть все возможные варианты по типам электроприводов и управляющих устройств, трансмиссий, канатов, муфт и тормозов; формирование области возможных решений задач оптимального проектирования механизмов передвижения кранов и крановых тележек рекомендовано осуществлять при дискретно изменяемых значениях диаметра ходового колеса от 250 мм до 1000 мм, что позволяет учесть все возможные конструктивные схемы компоновки механизмов; для механизма подъема предложен векторный критерий оценки качества решения, включающий в качестве составляющих девять критериев оптимальности: экономическую оценку двигателя и управляющего устройства, стоимость и габаритный размер передаточного механизма, массы барабана, каната, крюковой подвески, муфт, тормозов и коэффициент полезного действия механизма;

- предложен векторный критерий оценки качества решения при проектировании механизмов передвижения, состоящий из девяти критериев оптимальности: экономической оценки двигателя и управляющего устройства, стоимости и массы трансмиссии, масс балансиров, колес, рельсов, муфт, тормозов и коэффициента полезного действия механизма;

- разработана модификация метода целевого программирования для выбора оптимального решения задач проектирования механизмов подъема и передвижения из множества парето-оптимальных решений по минимальному значению метрики;

- впервые предложена методика многокритериального оптимального проектирования передаточных механизмов с большими передаточными отношениями: на первом этапе выполняется формирование области возможных решений на основе схем планетарных передач типа 2k-h, 3k, с учетом прочностных ограничений и требуемых качественных характеристик; на втором — формирование области парето-оптимальных решений в соответствии с предложенным векторным критерием оценки качества решения, включающим: массу и габаритный размер передачи, коэффициент перекрытия и коэффициент полезного действия; на третьем - выбор оптимального решения по минимальному значению метрики в соответствии с предложенной модификацией метода целевого программирования;

- разработан метод графического синтеза соосных зубчатых передач, позволяющий в зависимости от величины и знака передаточного отношения, а также требуемых качественных характеристик определять схему и геометрические параметры зубчатой передачи;

- обосновано применение модифицированного метода Хука-Дживса для определения оптимальных параметров барабанов механизмов подъема и балансиров механизмов передвижения, позволяющего получить конструкции минимальной металлоемкости.

Достоверность полученных результатов подтверждается выбором соответствующих задаче физических предпосылок; применением апробированных законов механики, математики, теории механизмов и машин, методов математического моделирования, методов оптимизации; сопоставлением результатов аналитического исследования с данными математического моделирования; сравнительным анализом полученных результатов с известными.

Практическая значимость работы. Проведенные научные исследования и полученные результаты обеспечили возможность разработки методик автоматизированного оптимального проектирования механизмов кранов пролетного типа и их трансмиссий, а также позволили достичь снижения металлоемкости и энерговооруженности кранов, затрат труда конструкторов на стадии проектирования.

Реализация результатов работы.

Результаты исследований внедрены:

- в ЗАО Научно-производственная фирма «Авангард-ф» г. Саратов в виде технических предложений по выполнению конструктивных схем погрузочно-разгрузочных и подъемно- транспортных работ; методики расчета механизмов кранов пролетного типа;

- ОАО «Строймаш» г. Саратов в виде методики оптимального проектирования планетарных зубчатых передач грузоподъемных машин;

- ООО Инженерно-консультационный центр «Мысль» Новочеркасского государственного технического университета г. Новочеркасск в виде методики и алгоритма оптимального проектирования механизмов подъема.

- подразделении технопарка БИТТУ СГТУ и ООО ИКЦ «Крансервис» при выполнении модернизация механизмов подъема и передвижения пяти козловых кранов К2><125 Нижегородской ГЭС; двух кранов К2х 180/50 Саратовской ГЭС.

Результаты исследований используются в курсах лекций «Грузоподъемные машины», «Специальные краны», «Погрузочно-разгрузочные машины», «САПР ПТМ», «Теория механизмов и машин», которые читаются для студентов специальности 190205 «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование», а также в дипломном и курсовом проектировании. По материалам исследования опубликовано учебное пособие, методические указания к курсовому проектированию, которые широко используются в учебном процессе.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались:

- на научно-технических конференциях «Перспективы развития подъемно-транспортной техники» (г. Одесса, 2002 г.); «Проблемы динамики и прочности исполнительных механизмов и машин» (г. Астрахань, 2002 г.); конференции, посвященной 100-летию Г.П. Ксюнина (г. Новочеркасск, 2005 г.); научно-технических конференциях Балаковского института техники, технологии и управления Саратовского государственного университета (19902008 гг.);

- заседаниях технического совета ОАО «Строймаш» (г. Саратов, 2002г.);

- Всероссийской научно-технической конференции «Информационные технологии в науке, образовании, технологии» (г. Якутск, 2008 г.)

- межрегиональной научно-практической конференции «Дорожно-транспортный комплекс: состояние и перспективы развития» (г. Чебоксары, 2007 г.);

- Международных научно-технических конференциях «Перспективы развития подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин» (г. Балаково, 2002 г.); «Проблемы исследования и проектирования машин» (г. Пенза, 2006, 2008 гг.); «Современные тенденции развития транспортного машиностроения» (г. Пенза, 2008 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 29 научных работ, в том числе монография. Из указанного числа работ 9 опубликованы в изданиях, входящих в перечень ВАК Министерства образования и науки РФ для докторских диссертаций.

Заключение диссертации по теме «Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины», Чернова, Наталья Михайловна

6.7. Выводы

1. Предложен метод многокритериальной оптимизации проектирования механизмов кранов пролетного типа на основе принципа Эджворта-Парето:

- на первом этапе формируется область возможных решений задачи: для механизмов подъема эта область включает все возможные решения для кратности полиспаста от 1 до 24 со всеми вариантами по двигателям, трансмиссиям, системам управления; для механизмов передвижения область возможных решений формируется в зависимости от типов и значений диаметров ходовых колес от 250 мм до 1000 мм со всеми вариантами по схемам привода, типам двигателей, трансмиссий и систем управления;

- на втором этапе путем исключения из области возможных решений не-парето-оптимальных составляется область парето-оптимальных решений в соответствии с предложенными векторными критериями оценки качества решения;

- на третьем этапе выбирается оптимальное решение по минимальному значению метрики в соответствии с предложенной модификацией метода . целевого программирования,

2. Даны рекомендации к применению программы оптимального проектирования механизмов подъема кранов, в том числе: по выбору типа каната и двигателя; сокращению машинного времени расчета за счет определения приоритетных вариантов компоновки привода механизма подъема и исключения заведомо неприемлемых вариантов.

3. Разработаны алгоритмы и программы оптимального проектирования, составленные по модульному принципу, включающие основную управляющую программу, а также подпрограммы CRAT подбора диаметра каната и определения кратности полиспаста, DVIG, MUV, TOR, PODV — выбора двигателя, муфт, тормозов, подвески, для чего составлены соответствующие базы данных; RED, ZUB, INV — выбора редуктора, расчета и определения угла зацепления открытой зубчатой передачи; BAR - проектирования барабана с минимальной массой, для чего разработаны подпрограмма GB — определения силы веса барабана, DBAR - исследования влияния диаметра барабана на его металлоемкость; NAPR - определения эквивалентного напряжения в стенке барабана с учетом напряжений сжатия, изгиба и кручения; подпрограммы VAL, OS, POP - расчета валов, осей, подшипниковых опор барабана; RDPN -проверки выбранного двигателя по условиям пуска и нагрева; UPR — выбора управляющего устройства электропривода; MATPAR — формирования области парето-оптимальных решений и выбора оптимального решения на основе сужения данной области.

4. Для организации работы с программой оптимального проектирования механизмов передвижения кранов и крановых тележек даны рекомендации по выбору типа ходовых колес и рельсов из базы данных программы. Предложены возможности сокращения времени расчета за счет предварительного выбора схемы привода.

5. Разработаны алгоритмы и программы оптимального проектирования механизма передвижения кранов и крановых тележек, составленные по модульному принципу.

6. В программах оптимального проектирования механизмов кранов пролетного типа предусмотрена возможность проектирования несерийных редукторов с большими передаточными отношениями с использованием алгоритмов оптимального проектирования соосных зубчатых редукторов.

7. Для оценки эффективности применения предложенных методики и алгоритма оптимального проектирования механизмов подъема выполнен проект модернизации механизма подъема полярного крана КМ 320/160/ 2^70

Балаковской АЭС. При этом получено: снижение металлоемкости барабана на 13 %; металлоемкости и габаритных размеров тихоходной ступени зубчатой передачи соответственно на 26% и 58 %.

8. Для оценки эффективности применения методики и алгоритма оптимального проектирования механизмов передвижения выполнен проект модернизации механизма передвижения козлового крана К2х 180/50 Саратовской ГЭС. По сравнению с базовым вариантом металлоемкость балансиров полученного решения снизилась с 15,75 т до 8,647 т — на 45,1%; металлоемкость механизма передвижения в целом с 143,930 т до 70,307 т — на 51,1%. Снижение установленной мощности за счет выбора оптимальной схемы электропривода, управляющего устройства и трансмиссии составило 4,5%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации решена крупная научная проблема, имеющая важное хозяйственное значение для развития прикладной теории оптимального и автоматизированного проектирования приводов грузоподъемных машин, а именно: разработан новый теоретический подход к оптимальному и автоматизированному проектированию механизмов кранов пролетного типа с применением метода многокритериальной оптимизации.

В ходе выполнения работы получены следующие результаты, имеющие как научное, так и практическое значение:

1. Для решения задач оптимального проектирования приводов механизмов кранов пролетного типа, когда критерии оптимизации имеют различную природу, и недостаток в одном показателе не может быть скомпенсирован за счет достоинств другого, наиболее применимым является метод многокритериальной оптимизации, построенный на принципе Эджворта-Парето. В качестве метода сужения области парето-оптимальных решений применительно к данному типу задач, с дискретно изменяемыми параметрами оптимизации, предложена разработанная модификация метода целевого программирования.

Определение оптимальных параметров металлоконструкций барабана механизма подъема, а также балансиров механизма передвижения кранов и крановых тележек по критерию минимума металлоемкости предложено проводить модифицированным методом Хука-Дживса для решения задач оптимизации с ограничениями: при оптимизации все ограничения выполнять в подпрограммах, а основную управляющую программу построить по методу Хука-Дживса. В алгоритм Хука-Дживса ввести модификацию, заключающуюся в том, чтобы вместо изменения всех параметров «по образцу», изменять один, соответствующий минимуму целевой функции.

2. Для применения метода Парето к проектированию механизмов подъема предложена методика формирования области возможных решений при дискретном изменении кратности полиспаста на заданном интервале с расчетом всех возможных вариантов компоновки привода для каждого значения кратности, с подбором всех элементов: двигателей, управляющих устройств, редукторов, тормозов, муфт в зависимости от назначения крана, механизма и групп режима работы. Для выделения множества Парето-оптимальных решений разработан векторный критерий оценки качества решения, включающий в качестве составляющих девять критериев оптимальности: экономическую оценку двигателя и управляющего устройства, стоимость и габаритный размер передаточного механизма, массы барабана, каната, крюковой подвески, муфт, тормозов и коэффициент полезного действия механизма. Предложена модификация метода целевого программирования для сужения области парето-оптимальных решений с обоснованием выбора идеального вектора в многокритериальном пространстве, аналитической зависимостью для расчета метрики, по минимальному значеншо которой выбирается оптимальное решение.

Область возможных решений при проектировании механизмов передвижения крана и крановой тележки формируется в зависимости от типа и диаметра ходового колеса: для разных типов привода, двигателей, управляющих устройств, муфт, тормозов, трансмиссий, балансирной подвески колес, с учетом назначения и групп режима работы. Множество парето-оптимальных решений строится на основе векторного критерия оценки качества решения, включающего: экономическую оценку двигателя и управляющего устройства, стоимость и массу трансмиссии, массы балансиров, колес, муфт, тормозов рельсов и коэффициент полезного действия механизма. Оптимальное решение выбирается, как и для механизма подъема, по минимальному значению метрики, для расчета которой предложена аналитическая зависимость.

3. На основании предложенных математических моделей и критериев оптимизации разработаны методика и алгоритмы оптимального проектирования механизмов. Составлены базы данных всех комплектующих механизмов. Управление работой алгоритма оптимального проектирования механизма подъема осуществляется с помощью трехиндексной управляющей переменной, соответствующей схеме компоновки, значение индексов которой предопределяют автоматизированное обращение к массивам: двигателей, управляющих устройств и редукторов. Управление алгоритмом оптимального проектирования механизмов передвижения кранов и крановых тележек производится четырехиндексной переменной, первый индекс которой выбирает схему привода, а значения остальных индексов предопределяют автоматизированное обращение к массивам: двигателей, управляющих устройств и редукторов.

Для возможности автоматизированного проектирования трансмиссий механизмов кранов с большими передаточными отношениями разработана методика компоновки приводов как серийно выпускаемыми редукторами с переходом при необходимости к схемам с открытой зубчатой передачей для механизмов групп режимов работы 1М-ЗМ, так и вновь проектируемыми соосными редукторами с большими передаточными отношениями, с дальнейшим сравнением решений по критериям оптимальности.

4. Задача проектирования оригинального редуктора является многовариантной, поэтому для выбора оптимального решения предложено использовать метод Парето. Для формирования области возможных решений задачи разработана методика автоматизированного выбора схем соосных зубчатых передач на основе предложенного метода графического синтеза, позволяющего в зависимости от величины и знака передаточного отношения, а также качественных требований, предъявляемых к проектируемой передаче: равной контактной прочности, равной изгибной прочности, выбрать схему и определить параметры зубчатых колес. Составляющими векторного критерия оценки качества решения являются: масса и габаритный размер передачи, коэффициент перекрытия зубьев и коэффициент полезного действия. Для выбора оптимального решения получены аналитические соотношения построения идеального вектора и расчета метрики в соответствии с методом целевого программирования.

5. Разработан алгоритм оптимального проектирования соосных зубчатых передач, построенный по модульному принципу. Основной цикл алгоритма основан на дискретном изменении передаточного отношения с заданным шагом с точностью ± 2% от заданной величины.

6. В методике инженерного расчета изложен принцип организации многокритериальной оптимизации проектирования механизмов кранов пролетного типа на основе принципа Эджворта-Парето:

- на первом этапе формируется область возможных решений задачи: для механизмов подъема эта область включает все возможные решения для кратности полиспаста от 1 до 24 со всеми вариантами по двигателям, трансмиссиям, системам управления; для механизмов передвижения область возможных решений формируется в зависимости от типов и значений диаметров ходовых колес от 250 мм до 1000 мм со всеми вариантами по схемам привода, типам двигателей, трансмиссий и систем управления;

- на втором этапе путем исключения из области возможных решений не парето-оптимальных составляется область парето-оптимальных решений в соответствии с предложенными векторными критериями оценки качества решения;

- на третьем этапе выбирается оптимальное решение по минимальному значению метрики в соответствии с предложенной модификацией метода целевого программирования.

Если несколько решений получают близкие значения метрики, окончательное решение принимает конструктор, исходя из назначения и условий работы крана.

Предложенные теоретические основы доведены до конкретных систем проектирования механизмов кранов пролетного типа и апробированы применительно к реальной практике проектирования, годовой экономический эффект составил 1 млн. 680 тыс. рублей в год.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Чернова, Наталья Михайловна, 2009 год

1. Планетарные передачи. Справочник./Под редакцией Кудрявцева В. Н., Кирдяшева Ю. Н.- Л.: Машиностроение, 1977.-535 с.

2. Решетов Л. Н. Планетарные передачи/ Детали машин: Расчет и конструирование. Т.З/ Под редакцией Н. С. Ачеркана. М.: Машиностроение, 1969,- 471 с.

3. КирдяшевЮ. Н. Многопоточные передачи дифференциального типа. Л.: Машиностроение, 1981. 232 с.

4. Артоболевский И. И. Теория механизмов и машин,- М.: Наука, 1988.639 с.

5. Проектирование механических передач / С. А. Чернавский, Г. М. Ицкович, В. А. Киселев и др. М.: Машиностроение, 1976.- 608 с.

6. Брагин В. В. Проектирование высоконапряженных цилиндрических зубчатых передач / В. В. Брагин, Д. Н. Решетов. М.: Машиностроение, 1991.-224 с.

7. Державец Ю. А., Шоломов Н. М. Методика расчета зубчатых колес с тонким ободом // Вестник машиностроения. 1990. № 7. с. 33-37.

8. Справочник по геометрическому расчету эвольвентны зубчатых и червячных передач / Т. П. Болотовская, И. А. Болотовский, Г.С.Бочаров и др.; Под ред. И. А. Болотовского. М. Машгиз, 1963. 472 с.

9. Справочник по кранам. В 2-х томах./Александров М. П., Брауде В. И., Гохберг М. М. и др.; Под общ. Ред. Гохберга М. М.-Л.: Машиностроение, 1988, т. 2.- 559 с.

10. Справочник по кранам. В 2-х томах./Под редакцией Гохберга М. М.-М.: Машиностроение, 1988, т. 2.- 535 с.

11. Кобзев А. П. Оптимальное проектирование тяжелых козловых кранов. Саратов: Изд. Сарат. ун-та, 1991.- 160 с.

12. Соловьев В. Г. Автоматизация эскизного проектирования крановых механизмов подъема// Вестник машиностроения. — 1987. № 7.6. с. 44-46.

13. Липатов А. С. Развитие работ по автоматизированному проектированию ПТО во ВНИИПТМАШе // Проблемы развития и совершенствования подъемно-транспортной техники. Тез. докл. Всес. науч.-техн. конф. -М.: 1988. с. 10-11.

14. Олешкевич А. В. Оптимизация основных параметров механизма подъема кранов мостового типа / Ульяновск, политехи, ин-т. Ульяновск, 1986. 31 с.-Деп. вЦНИИТЭИтяжмаш 12.11.86 № 1789-ТМ 86.

15. ЛифшицВ. Л. Оптимальное проектирование крановых металлоконструкций / В. Л. Лифшиц, Л. А. Невзоров, И. М. Смородинский. М.: ЦНИИГГЭИстроймаш, сер. 1, разд. 2, 1974. -54 с.

16. Невзоров Л. А'. Башенные краны / Л. А. Невзоров, Г. Н. Пазельский, В. А. Романюха.- М.: Высшая школа, 1976. 344 с.

17. Соболь И. М. Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями / И. М. Соболь, Р. Б. Статников. М.: Наука, 1981. 112 с.

18. Хальфин М. Н. Проектирование крановых механизмов/ М. Н. Хальфин, А. А. Короткий, В. Г. Полежаев и др. Новочеркасск: ЮРГТУ, 2006. -224 с.

19. Хедли Д. Нелинейное и динамическое программирование. М.: Мир, 1967.-506 с.

20. Уайльд Д. Методы поиска экстремума. М.: Наука, 1967. 268 с.

21. Банди Б. Методы оптимизации. Вводный курс. М.: Радио и связь, 1988.- 128 с.

22. Панасенко Н. Н. Сейсмостойкие подъемно-транспортные машины атомных станций / Н. Н. Панасенко, С. Г. Божко. М.: Машиностроение, 1988.-208 с.

23. ОрловА. Н. Оптимизация крановых конструкций и ихtавтоматизированное проектирование. JL: ЛПИ им. Калинина, 1987. -85с.

24. Демокритов В. Н. Расчет главных балок крановых мостов. Вестник машиностроения, 1966. № 1. С. 3-5.

25. Фам Ван Хой Вопросы оптимизации металлических листовых конструкций козловых кранов общего назначения: Автореф. канд. техн. наук/Л.: ЛПИ, 1982.-16 с.

26. Недоводеев В. Я. Методика расчета и оптимального проектирования рамных порталов портальных кранов// Исследование оптимальных металлоконструкций и деталей подъемно-транспортных машин. Саратов, 1984. С. 12-18.

27. Кудрявцев Е. М. Исследование операций в задачах, алгоритмах и программах. М.: Радио и связь, 1984. — 184 с.

28. БатищевД. И. Методы оптимального проектирования. М.: Радио и связь, 1984. 248 с.

29. Расчет деталей машин на ЭВМ /Под ред. Д. Н. Решетова, С. А. Шувалова. М.: Высшая школа, 1985. — 368 с.

30. Реклейтис Г., Рейнвиндран А., Рэксдел К. Оптимизация в технике. В 2 т. / Пер. с англ. Т. 1. М.: Мир, 1986.- 256 с. Т. 2. М.: Мир, 1986. 320 с.

31. Тарасов В. Н. Оптимальное проектирование механизма управления стрелой с пневмогидроаккумулятором. Деп. ЦНИИТЭСстроймаш, 1980. №203.

32. Шуп Т. Решение инженерных задач на ЭВМ. М.: Мир, 1978. 238 с.

33. Геминтерн В. И. Методы оптимального проектирования / В. И. Геминтерн, Б. М. Каган. М.: Энергия, 1980. 160 с.

34. Hestenes М. R., Stiefal Е. Methods of Conjugate Gradients for solving Linear Systems. VBS, Res. Y., 1952. p. 409-436.35