Козловой кран для подъема затворов Жигулевской ГЭС

08.02.2019
Козловой кран для подъема затворов Жигулевской ГЭС

Местоположение:  Жигулевская ГЭС, г. Тольятти, Россия

Авторы расчетной модели: Алексей Лобяк, Светлана Дериземля, кафедра СМГ УкрГУЖТ, Украина, г. Харьков
Генеральный проектировщик: ООО "Крановый электропривод", Украина, г. Харьков


Описание

Козловой кран с опорным мостом и консолью под грейфер предназначен для подъема и опускания ремонтных затворов для осуществления ремонта поворотно-лопастного гидроагрегата ГЭС. Данная конструкция крана позволяет одновременно с ремонтными задачами осуществлять погрузочно-разгрузочные работы с помощью грейфера. Общая грузоподъемность механизмов подъема – 250 т, тали под грейфер с грузом – 10 т.

Портал крана представляет собой жесткую пространственную рамную металлическую конструкцию, передвигающуюся по наземным рельсовым путям. Состоит портал из двух опор, пролетных балок, балок шатра, консолей и консольного крана. Каждая опора состоит из стоек, стяжек и ригелей. Консольный кран состоит из кран-балки с консолью для передвижения тали с грейфером, стойки и оттяжек. Кроме этого предусмотрен шатер, лестницы и площадки, ферма под электрокабель, две кабины, буферы, устройства передвижения.

Задействованные инструменты

Autodesk Inventor; Autodesk AutoCAD; ПК ЛИРА-САПР, КС-САПР, расчет РСН; модуль динамических загружений №35 (СП 14.13330.2011).

 

Особенности

Модель предназначена для проверки сейсмостойкости крана исходя из требований сохранения конструкцией несущей способности по прочности, устойчивости и предельным деформациям. Также положительным результатом оценки сейсмостойкости принято исключение возможности падения крана, его частей или груза. Расчет выполнен на силовые воздействия, а также сейсмику 7 по шкале MSK-64. Корректность системы в целом проверялась на этапе модального анализа.

 

Построение модели выполнено универсальными КЭ оболочки различной формы и жесткости, с учетом особенностей стыковки и совместной работы элементов. Структурная конструкция шатра получена стержневыми конечными элементами. Рельсовый путь моста моделировался стержневыми КЭ с опиранием на ходовые балки при помощи КЭ упругих связей с продольным проскальзыванием. Общее количество узлов расчётной схемы – 220530, элементов – 237264. Для поиска рационального компромисса между временем расчета и точностью решения задачи реализован алгоритм снижения числа учитываемых форм из условия отсечения собственных форм, увеличивающих отклик системы на 10%. 

 

Реализовано 5 модификаций расчетной схемы, учитывающих различные положения тележки и тали с грейфером. Для каждой модификации принимается три направления сейсмовоздействия: вертикальная сейсмика; горизонтальная сейсмика вдоль подтележечных путей; горизонтальная сейсмика поперек подтележечных путей. Динамические нагрузки от работы оборудования, тормозные и боковые усилия при оценке сейсмостойкости не учитывались, так как их совпадение с землетрясением слишком маловероятно. Также принято, что действующая на груз горизонтальная сила инерции не передается через подвеску на конструкции. При вычислении вертикальной силы инерции от груза, в расчет принято 30% от максимальной грузоподъемности крана, так как совпадение землетрясения с подъемом максимального груза также маловероятно.

 

Расчетом получены усилия, передающиеся на наиболее важные узлы конструкции. Оценкой контактных взаимодействий выполнена проверка возможности схода моста или крана в целом.

Комплексно исследовано напряженно-деформированное состояние всех элементов конструкции, выполнена оценка эксплуатационной безопасности. Показатели прочности получены по эквивалентным напряжениям, найденным по энергетической теории Губер-Хенки-Мизеса. Разработан и внедрен ряд конструктивных рекомендаций.


Общий вид расчетной схемы

Общий вид расчетной схемы

3D визуализация (перспективное изображение)

3D визуализация (перспективное изображение)

Фрагмент расчетной модели с учетом заданных жесткостей

Фрагмент расчетной модели с учетом заданных жесткостей

Фрагмент расчетной модели с учетом заданных жесткостей

Фрагмент расчетной модели с учетом заданных жесткостей

3D визуализация (ортографическое изображение)

3D визуализация (ортографическое изображение)

3D визуализация (ортографическое изображение)

3D визуализация (ортографическое изображение)

Разрез по оси балки шатра

Разрез по оси балки шатра

Разрез по оси опорной рамы с шарнирным соединением ходовой балки и ригеля

Разрез по оси опорной рамы с шарнирным соединением ходовой балки и ригеля

Узел жесткого соединения ходовой балки с ригелем

Узел жесткого соединения ходовой балки с ригелем

Узел шарнирного соединения ходовой балки с ригелем

Узел шарнирного соединения ходовой балки с ригелем

Разрез по оси стойки в месте жесткого (а) и шарнирного (б) соединений ходовых балок с ригелями

Разрез по оси стойки в месте жесткого (а) и шарнирного (б) соединений ходовых балок с ригелями

Напряжения в элементах конструкции (стойка опорной рамы)

Напряжения в элементах конструкции (стойка опорной рамы)

Напряжения в элементах конструкции (стяжка опорной рамы)

Напряжения в элементах конструкции (стяжка опорной рамы)

Напряжения в элементах конструкции (пролетная балка)

Напряжения в элементах конструкции (пролетная балка)

Напряжения в элементах конструкции (консоль под таль с грейфером)

Напряжения в элементах конструкции (консоль под таль с грейфером)

Напряжения в элементах конструкции (шарнирное соединение ходовой балки и ригеля)

Напряжения в элементах конструкции (шарнирное соединение ходовой балки и ригеля)

Деформированная схема от сейсмонагрузки Х (а) и  Y (б) при условии - тележка в середине пролета

Деформированная схема от сейсмонагрузки Х (а) и Y (б) при условии - тележка в середине пролета

Деформированная схема от сейсмонагрузки Х (а) и  Y (б) при условии - тележка вблизи шарнирной опоры

Деформированная схема от сейсмонагрузки Х (а) и Y (б) при условии - тележка вблизи шарнирной опоры



Хотите первыми узнать о выходе новых версий, проводимых семинарах и акциях?





@

Другие объекты




Нажмите "Нравится",
чтобы получать уведомления о новых заметках в Facebook
Спасибо, не показывайте мне это больше!