门座式起重机动态电子称重系统的设计与实现

随着我国对外贸易的发展,带来了铁路、港口码头、公路运输事业的飞速崛起。交通部和铁道部的各港口、码头和货站用于装卸船与车作业的主要设备就是门座式起重机和门桥式起重机,因此确保水陆运输安全、维护交易双方利益成为对外贸易的重中之重,本文就是在此基础上针对门座式起重开发并设计门座式起重机动态电子称重系统,主要包括门机作业中载荷传承力系统、三位一体化的称重系统、中央微机称重控制及管理软件。     

基于有限元的门座起重机结构强度分析及应力测试

为保证某港长时期服役的门座起重机工作的安全,运用有限元分析与实测相结合的方法对其金属结构的应力分布进行分析,辅助起重机安全评估工作。根据实际评估需求,选取起重机最危险工作位置时的作业工况进行分析。通过ANSYS有限元计算结果显示：在选择的载荷组合作用下,整机应力分布比较合理,基本小于100 MPa,最大应力值为145 MPa,小于材料的许用应力值,与实际测试的应力数据比较,两者的数据基本吻合,金属结构可安全使用。     

关于ABB变频器在门座式起重机的应用思考

本文在介绍ABB变频器相关基本性能的基础上，重点对于其在门座式起重机的应用问题，还有变频器维护以及保养方面应该注意的问题进行探讨，希望对于类似门座式起重机的应用具有一定帮助。     

在役门座式起重机应力测试技术探讨

为保证港口在役大型门座起重机长期运行的安全,对其金属结构在不同载荷条件下承载能力的定期评价工作就显得非常必要。本文对某港口一台使用了25年,型号为MQ1030门座起重机主金属结构采用现场应变电测技术进行测试,并经相应的数据处理转化为应力,通过对5个典型工况的综合测试,得出该起重机主金属结构最大动应力为136.34MPa,并对金属结构损伤和承载能力进行了较为全面地评价。本次应变电测数据还为该机后期的典型载荷编制和疲劳寿命计算提供参考依据。     

基于LSTM算法的门座式起重机减速箱故障诊断研究

为实现门座式起重机减速箱机械故障的智能诊断和分类,运用长短期记忆网络构建了门座式起重机减速箱机械故障的自动诊断分类模型;首先设计并使用了基于labview的数据采集系统对门座式起重机的复合故障数据进行了采集,结合东南大学公开的齿轮箱故障数据建立了数据集;然后用数据增强的方法对数据进行预处理,接着采用长短期记忆神经网络,构建门座式起重机减速箱机械故障诊断模型;最后使用测试数据集对模型的诊断分类准确性进行了验证实验,结果表明该诊断模型能快速准确的对门座式起重机减速箱的机械故障进行自动诊断和分类,实现了96.8％的诊断分类准确率,与传统的基于CNN的诊断分类模型相比,准确率提高了4.1％,为下一步便携式智能诊断仪器的开发和应用奠定了一定的理论基础.     

门座起重机谐波污染分析和治理措施

分析门座起重机供电回路谐波产生的原因以及对设备的危害,提出实用的谐波处理和功率补偿措施.     

液化气体运输车V型支座的合理设计

用ANSYS建立液化气体运输车罐体有限元模型,对包括4种惯性力载荷在内的多种工况的作用进行应力分析.结果发现：在所有工况中,受与运动方向垂直的水平方向1倍重力载荷的工况作用时,后封头与筒体连接处的局部应力出现最大值;为减少局部应力,单纯增加封头或筒体厚度既不经济也不合理.为此通过ANSYS中的优化设计模块研究V型支座的尺寸和位置对封头应力的影响,并通过调整其尺寸和位置降低封头与筒体连接处的局部最大应力,使其满足强度要求.     

截割头载荷对掘进机机身偏向角的影响规律分析

为研究悬臂式掘进机截割过程中截割头载荷对机身偏向角的影响规律,建立了掘进机机身偏向角动力学模型,根据模型求解的输入问题,提出了一种截割头载荷计算方法,并通过仿真计算得到截割头载荷与驱动油缸压力及悬臂截割位置之间的关系。对掘进机截割过程中机身偏向角的变化进行了仿真分析,得到了不同工况下和不同悬臂截割位置时截割头载荷对掘进机机身偏向角的影响规律:横向截割工况下,机身偏向角随截割头载荷的增大而增大,且在悬臂水平摆角为14°时达到最大值;纵向截割工况下,机身偏向角随截割头载荷的增大而减小,且悬臂垂直摆角越大,机身偏向角越小。     

起重机轮轨接触分析的参数化建模方法及其应用

为准确快速地对起重机钢制车轮踏面与轨道接触应力的分布状况进行有限元分析,运用ANSYS APDL参数化建模,建立常见的起重机车轮与轨道接触分析的数值模型。该模型通过输入必要的车轮几何参数、网格划分参数和载荷参数即可自行完成实体建模、网格划分、载荷施加和求解。实例应用结果证明整合几何参数化和网格划分参数化的建模方法可大大提高起重机轮轨接触分析效率。     

基于有限元分析的地铁车辆转向架构架优化设计

为实现地铁车辆转向架的轻量化设计,参照国际标准UIC 615-4,计算某地铁车辆转向架构架的主要载荷.将垂向载荷、横向载荷和纵向载荷等6种载荷组合成5种超常载荷工况,经有限元强度分析,找出应力薄弱点.通过优化模型的建立和OptiStruct的优化,实现转向架构架的轻量化设计,总质量减轻约12%.     

门式起重机在特殊危险工况下的安全性能分析和评价

为全面分析和评价门式起重机在特殊危险工况下的安全性能,用MSC Adams进行虚拟样机动力学分析,用ANSYS进行有限元应力分析.结合实际运行情况和典型事故原因分析,提出门式起重机涉及吊重突然卸载、吊重自由跌落后紧急制动、大车碰撞轨道端部止挡、歪拉斜吊、台风下防风抗滑装置失效和吊物碰撞支腿等6种特殊危险工况;分析和评价...     

小车吊重系统摆振动力学模型及仿真

认识和掌握吊重摆振的动力学特性,是研究起重机防摇控制方案的前提条件.为了准确分析吊重摆振的动力学规律和影响因素,采用理论分析和动态仿真的方式对吊重摆振特性进行了研究.文中根据起重机小车-吊重系统的三维动力学模型建立了吊重摆振的二自由度摆角动力学模型,通过线性简化从模型中找出了影响摆角大小的主要因素--吊重绳长和运行加(减)速度,并以此动力学模型进行了起重机在多种工况下的动态仿真.通过仿真分析得到了小车加速度和吊重绳长对吊重摆振角度、频率和摆角速度的影响规律.     

Effects of hoisting on the input shaping control of gantry cranes

The dynamic behavior of a planar gantry crane with hoisting of the load is investigated. The command generation method of input shaping is proposed for reduction of the residual vibration. Several versions of input shaping are evaluated and compared with time-optimal rigid-body commands over a wide range of parameters. Input shaping provides significant reduction in both the residual and transient oscillations, even when the hoisting distance is a large percentage of the cable length. Experimental results from a 15-ton gantry crane at the Savannah River Technology Center are used to support the numerical results.     

龙门起重机械有限元计算及结构优化

利用ANSYS有限元分析软件对门式起重机不同工况的结构静强度和静刚度进行分析,并利用matlab遗传算法工具箱对一主梁结构进行优化,优化后的结构重新利用ANSYS建模并求解,得到优化后的结构静强度和静刚度。     

基于S7—200PLC的十吨级龙门吊自动转向控制系统

十吨级龙门吊应用于高速铁路轨道板的铺设作业中,为保证龙门吊在桥上安全行驶,桥的两侧设置了防撞墙,设计一套龙门吊自动转向系统,使龙门吊在走行过程中与防撞墙保证安全距离。研究并试验了以PLC为控制器,由超声测距传感器、LVDT位移传感器完成位置检测,并用电液推杆完成转向动作的自动转向系统。实验结果表明系统可以实现上述要求,控制策略可行,控制系统工作平稳、结构紧凑、易于调试。     

海铁联运港口混合作业模式下轨道吊与集卡协同调度

在集装箱海铁联运港口中,铁路作业区作为连接铁路运输和水路运输的重要节点,其装卸效率将影响集装箱海铁联运的整体效率。首先,对比分析了“船舶-列车”作业模式和“船舶-堆场-列车”作业模式的特点,并结合海铁联运港口实际作业情况提出了混合作业模式。然后,以轨道吊完工时间最短为目标构建混合整数规划模型,既考虑了班列和船舶的作业时间窗约束,又考虑了轨道吊间干扰和安全距离、轨道吊和集卡接续作业和等待时间等现实约束。针对遗传算法在局部搜索能力方面的不足,将启发式规则与遗传算法相结合设计了求解轨道吊与集卡协同调度问题的混合遗传算法（HGA）,并进行了数值实验。实验结果验证了所提模型和混合算法的有效性。最后通过设计实验分析集装箱数量、岸边箱占比、轨道吊数量和集卡数量对轨道吊完工时间和集卡完工时间的影响,发现同等集装箱数量下岸边箱占比提高时,应通过增加轨道吊数量来有效缩短完工时间。     

造船龙门起重机大车纠偏控制系统的设计与应用

造船龙门起重机随着造船业的迅速发展也跟着快速发展起来。在大车行走过程中,由于龙门起重机的刚腿和柔腿之间的跨距较大,因此要求刚腿和柔腿的位移要始终保持一致,如果偏差过大则会造成大车偏斜运行等严重后果。本文结合软硬件的设计,详细介绍了大车纠偏控制系统从位置检测到位置闭环控制是如何实现大车的实时纠偏。     

铁路集装箱中心站装卸设备优化调度研究

为了提高铁路集装箱中心站的作业效率,研究了带有干涉约束的轨道式门式起重机（轨道吊）调度问题,为其建立了混合整数规划模型。分析了轨道吊调度问题的作业特点,提出了一种求解该问题的改进遗传算法。在以最小化最大装卸作业时间和均衡设备负荷为目标的情况下,设计了合理的交叉算子和对局部最优个体操作的变异算子。使用随机算例对算法进行测试,结果表明：该算法能在极短的时间内找到此类调度问题的最优或近似最优解。     

A New Adaptive Neuro-sliding Mode Control for Gantry Crane

This paper presents a new adaptive neuro-sliding mode control for gantry crane as varying rope length. This control method derived from combining the sliding surfaces of three subsystem of the gantry crane (trolley position, rope length, anti-swing) to draw out two system sliding surfaces: the trolley position with the anti-swing and the rope length and the anti-swing. On the based of the sliding mode control principle, drawn out the equivalent controller and the switching controller for gantry crane. But due to the uncertain parameters-nonlinear model of gantry crane with the bound disturbances, combining the neural approximate method, defined the neural controller and the compensation controller for the difference between the equivalent controller and the neural controller for two system control inputs: trolley position and rope length. The adaptive control laws for these controllers were deduced from Lyapunov’s stable criteria to asymptotically stabilize the sliding surfaces. Simulation studies are performed to illustrate the effectiveness of the proposed control.     

成形输入控制在龙门起重机中的应用研究

针对龙门起重机起升重物时频率变化的特点,将成形输入控制应用在龙门起重机中,这种控制方法比定时控制以及无闭环反馈的机械装置控制更易使用.通过对成形输入系统的研究,并比较定时刚体指令,在一台15吨龙门起重机上应用成形输入系统,通过数字仿真验证了结果的有效预测.