Technische Universiteit Delft
Faculteit Werktuigbouwkunde, Maritieme Techniek en Technische Materiaalwetenschappen Transporttechnologie
A.J. van der Spek Laagfrequentie trillingen in cabines van lemniscaatkranen en ISO 2631. Doctoraalopdracht, Rapport 97.3.TT.4950, Sectie Transporttechniek en Logistieke Techniek.
Machinefabriek Figee, tegenwoordig onderdeel van Rijsdijk Intergroup, bouwt drijvende grijperkranen. De cabines van de 16 tons lemniscaatkranen zijn star opgehangen aan de bovenarm. Tijdens toppen roteert de cabine dan ook mee met de bovenarm. Ook treden in de cabine vrij sterke trillingen op. Bij grotere modellen, met 25 ton en 36 ton capaciteit, is een cabine-uithouder toegepast waarop de cabine staat. Dit is bij de 16 tons kraan niet wenselijk. In het kader van een herontwerp van dit model kwam de vraag naar voren of de ophanging aan de bovenarm wellicht toch mogelijk is. Daarbij moeten genoemde nadelen, de cabinerotatie en het hogere trillingsniveau, tot een aanvaardbaar niveau worden teruggebracht. Voor het trillingsniveau wordt de norm ISO 2631 als leidraad genomen.
Het doel van dit onderzoek is tweeledig:
1. het ontwikkelen van een algemeen bruikbare modelleerwijze om trillingen in (lemniscaat)-kranen te voorspellen;
2. het ontwikkelen van een conceptontwerp voor een trillings-geïsoleerde cabine met compensatie van de bovenarmrotatie, toe te passen bij lemniscaatkranen.
Na het opstellen van een eindige-elementen (EEM) model van een lenmiscaat zijn de modale trilvormen berekend. De eigenfrequenties zeggen iets over de te verwachten trillingen in de cabine. Met reeds beschikbare gegevens van trillingsmetingen aan eenzelfde kraan is het model gevalideerd. Ook is de kraan aan de hand van ISO 2631 beoordeeld, waarbij een aantal trillingen te sterk bleek. Tot slot is een concept voor een nieuwe, flexibele ophanging
ontwikkeld, die de cabine ontkoppelt van de rotatie van de bovenarm.
Elk onderdeel in een kraancyclus veroorzaakt aanstoting in één of meer eigenfrequenties, welke in de cabine te voelen zijn. Dat geldt alleen voor laagfrequente trillingen. Schokken komen bij de relatief slappe 16 tons lemniscaat nauwelijks voor.
De waargenomen frequenties zijn met een EEM-analyse redelijk goed te benaderen, althans in het belangrijke gebied tussen de 0,85 en 5 Hz. Een modaal EEM-model blijkt goed en eenvoudig opgesteld te kunnen worden op basis van een model ten behoeve van stijfheid-en-sterkte-analyse.
Het is in principe mogelijk bij een nieuwe 16 tons lemniscaatkraan de cabine aan de bovenarm op te hangen, zonder dat de cabine bij toppen sterk roteert of te sterke trillingen ondervindt. De constructie van de kraan moet dan wel doorgerekend worden op frequenties, alleen optimaliseren naar de
kraanbouwnormen is onvoldoende.
Rapporten studenten Transporttechniek en Logistieke Techniek
