3.2.3. Инерционные динамические нагрузки.
Допущения:
· связи между элементами крановых механизмов - абсолютно жесткие;
· груз на гибком подвесе не раскачивается.
Уравнение движения любого кранового механизма составляется на основе доказываемой в курсе "Теоретическая механика" теоремы:производная от кинетического момента тела по времени равна равнодействующему моменту внешних сил
После дифференцирования
где Md - момент двигателя; Mc - момент сопротивления механизма, приведенный к валу двигателя; Mт - тормозной момент, приведенный к валу двигателя; I - момент инерции движущихся масс механизма, приведенный к валу двигателя; w - угловая скорость вала двигателя; t - время.
Изменение момента инерции dI/dt наблюдается при многослойной навивке каната на барабан и в механизме поворота (при совмещении операций поворота и изменения вылета стрелы). Но чаще всего
dI/dt=0
Поэтому в общем виде уравнение движения большинства крановых механизмов записывается следующим образом
Частные случаи:
· пуск механизма ( Mт=0)
· торможение (Md=0)
Для механизмов поворота и передвижения чаще всего

Для механизма поворота учитывают зависимость момента сопротивления от ветровых нагрузок, а для механизма изменения вылета стрелы - от изменения угла наклона стрелы.
Для определения скорости и пути при неустановившемся движении интегрируют исходное дифференциальное уравнение. Для этого надо знать фактический закон изменения избыточного момента двигателя в режиме пуска и тормоза - в режиме торможения. Исследования крановых приводов показали, что закон изменения избыточного (инерционного) момента можно принять линейным
где
и
- избыточные моменты в начале и конце неустановившегося движения (знак "+" соответствует режиму разгона, а знак "-" - режиму торможения); t - текущее время; tk - общее время неустановившегося движения.
Частные случаи закона изменения избыточного момента
·
= 0
Этот случай соответствует включению механизма при помощи фрикционных муфт и торможению управляемыми тормозами.
·
=

Этот случай соответствует пуску АДФР или АДКЗ и работе нормальнозамкнутого тормоза.
·
= 0
Этот случай соответствует пуску двигателя по схеме "генератор - двигатель" и по схеме ДВС - ГТ, а также торможению нормальноразомкнутым тормозом.
Если считать
, то уравнения движения механизма запишутся в виде:
· для случая разгона
· для случая торможения
Проинтегрировав первое из этих уравнений, получим скорость при разгоне
Константу интегрирования определим из начальных условий:
Учитывая, что
определяем угол поворота вала при разгоне:
Тогда
тогда
Отсюда находим время разгона
Тогда угол поворота механизма при разгоне
Аналогичные зависимости могут быть получены для этапа торможения.
Константу интегрирования определим из начальных условий:
Итак
Определим угол поворота при торможении
Тогда
Отсюда находим время торможения
Тогда угол поворота механизма при торможении