全地面起重机塔臂工况吊重摆振特性研究

为了提高全地面起重机塔臂工况吊装定位精度及作业效率,有必要对回转运动中吊重摆振特性进行研究.基于机器人动力学理论,将全地面起重机等效成串联开链机器人系统,运用牛顿-欧拉正向递推公式,建立吊重摆振动力学方程,对吊重摆振特性进行计算机仿真.研究结果表明回转过程产生的惯性力和离心力导致吊重在空间产生复杂的振动,启动加速时间、吊重绳长及工作幅度对吊重偏摆角大小有重要影响.所得结论可为全地面起重机结构设计提供参考.     

塔式起重机结构动力学分析及载荷计算方法

为了准确描述塔式起重机动态性能,保证其安全高效工作,创新的运用空间矢量动力学理论对塔式起重机的工作状态进行动力学分析,推导出塔机复合工作下吊重的载荷计算方法,并结合ANSYS对塔机起升、回转、变幅复合运动工况进行分析计算,提出一套行之有效的塔式起重机动力学设计理论。以QTZ25型塔机为实例,运用推导的动力学理论公式对塔机复合运动的受力情况进行了分析计算,结果表明,塔机复合工作下,结构最大应力变化不大,但塔机变形剧烈。     

塔式起重机在变幅运动过程中货物的摆动规律

塔式起重机变幅机构的加、减速运动引起货物摆动和整机结构的振动,从而影响吊装效率和整机结构的稳定性,为此,研究塔式起重机在变幅运动过程中货物的摆动规律。针对小起升高度或附着式塔式起重机,在不考虑塔身变形的情况下,将塔式起重机-小车-货物系统简化为悬臂梁-移动质量-球摆系统,基于Lagrange方程推导悬臂梁-移动质量-球摆系统的动力学方程,揭示了小车运动、货物摆动与起重臂振动的相互作用规律,利用Matlab软件计算分析在变幅运动过程中加、减速参数和起升钢丝绳长度对货物摆动的影响规律。仿真结果表明:小车运动加速度使货物摆动的平衡位置发生倾斜,倾斜的角度随着加速度幅值的增加而增大,加、减速运动时间影响着下一个运动阶段货物的摆动初始角度,货物摆动的频率随着钢丝绳长度的增大而减小。     

回转起重机吊重振的动力学模型与控制

为研究回转起重机回转作业中吊重的摆振特性,寻求抑制吊重摆振的控制方法,将回转起重机工作装置等效有开链机械手的形式,采用机器人动力学方法建立吊重摆振的动力学模型,提出了基于最优调节器理论的控制方案用以抑制回转作业中的吊重摆振。该方案通过1个切换开关将2个最优调节器结合起来分别控制吊重在回转运动中的切向摆振和到达目标位置后的摆振,研究结果表明,该控制方法可以实现吊重在回转运动中摆振最小,在到达目标位置后迅速静止的控制目的,具有良好的摆振抑制效果。     

回转起重机吊重摆振的动力学模型与控制

为研究回转起重机回转作业中吊重的摆振特性,寻求抑制吊重摆振的控制方法,将回转起重机工作装置等效为开链机械手的形式,采用机器人动力学方法建立吊重摆振的动力学模型,提出了基于最优调节器理论的控制方案用以抑制回转作业中的吊重摆振.该方案通过1个切换开关将2个最优调节器结合起来分别控制吊重在回转运动中的切向摆振和到达目标位置后的摆振.研究结果表明,该控制方案可以实现吊重在回转运动中摆振最小,在到达目标位置后迅速静止的控制目的,具有良好的摆振抑制效果.     

塔式起重机载荷偏斜的研究

塔式起重机(以下简称塔机)吊载时发生载荷偏斜是塔机工作的典型危险状态。本文根据吊载载荷偏斜特点建立了塔机偏斜的状态模型,借助模型得到了偏斜角度与塔身顶端位移和塔身拉应力的对应关系。     

动臂式起重机吊重变幅摆动系统动力学分析与仿真

为研究动臂式起重机变幅工况、吊重偏摆和振动特性,寻求抑制吊重摆动的方法,基于等效元素集成法,建立了变幅系统吊重摆动的动力学模型,并利用MATLAB和SIMULINK进行动力学方程求解和运动仿真。结果表明,变幅角度直接影响吊重偏摆角度,变幅运动影响吊重振动幅度,吊重摆动周期只与变幅系统结构有关,为研究吊重摆动的控制问题提供了理论依据。     

确定起重机合理回转速度的原则与方法

起重机运行实践表明,回转速度合理与否,直接影响起重机的运行安全;为此从设计源头出发,分析吊重物体运动平稳性和整机动稳定性入手,建立回转速度与吊重偏摆角、整机倾翻力矩增量的2种数学模型,经分析与实例计算,提出了确定合理回转速度的方法,其计算值与实际值相吻合,对初步设计有指导意义.     

起重机带载行驶状态下吊重摆振冲击系数研究

基于第二类拉格朗日方法建立了伸缩臂履带起重机直线行驶时吊重摆振的非线性动力学模型,分析了不同加速度及吊重绳长对吊重摆角的影响,求解出不同加速度下钢丝绳的拉力,给出了由吊重摆振引起的水平惯性力冲击系数及垂直惯性力冲击系数。分析结果为起重机设计时由吊重摆振引起的载荷计算提供参考。     

塔式起重机回转运动引起起重臂振动响应分析

塔式起重机的回转惯性力将引起起重臂水平面内的振动,这一振动是起重机产生疲劳破坏的主要原因之一。文中根据塔式起重机在回转运动过程中的运动特性,将其简化为悬臂梁,再建立移动质量—悬臂梁系统运动微分方程,仿真分析了回转运动对起重臂振动的影响规律。仿真结果表明:回转加速度的增加将使起重臂的振动幅值增加;回转机构在加、减速运动过程中,起重臂的振动幅值和周期以及振动的平衡位置随着钢丝绳长度和起重量的增加而增加;回转机构在匀速运动过程中,起重臂振动幅值和周期以及振动的平衡位置随着钢丝绳长度和起重量的增加而减小。     

考虑刚柔耦合效应的塔机水平臂回转制动分析

着重讨论塔式起重机吊臂回转制动过程中运动弹性动力分析问题,在回转运动分析中考虑了机构大位移造成的刚体运动与结构自身弹性变形之耦合,运用柔性多体系统动力学理论在回转平面内建立了吊臂的动力学模型,给出分析与求解方法,并对某实际塔机进行了运动弹性动力分析,得出与塔机实际动力特征相符的结果.     

悬吊结构体系摆振响应测试及非线性误差修正

为解决悬吊结构多种模式摆振运动状态的量测问题,采用基于加速度测量原理的倾角传感器,通过理论分析建立了由传感器加速度信号提取平动运动模式下结构摆角增益系数的计算公式,解决了结构平动运动模式的量测问题,并且经过非线性误差修正后可以提高测量精度。对于结构转动(或回转)运动模式,类似于平动摆振运动控制系统在转动中由于质量振子的线性位移与结构摆角速度耦合影响而导致控制失效的问题,此时基于加速度原理的倾角传感器也将失效,而需要采用陀螺仪测量回转运动摆振角速度,再通过积分计算结构摆角。最后,对悬吊结构体系在两种运动模式下的摆振运动状态测量进行了试验验证,结果充分证明了本文所提方法的有效性和可行性。此外,针对悬吊结构复杂的多模式平转耦联摆振状态测量,提出需要将倾角传感器与陀螺仪相结合的监测策略。     

塔式起重机使用过程中常见事故原因预防措施

塔式起重机简称塔机,起源于西欧。动臂装在高耸塔身上部的旋转起重机。作业空间大,主要用于房屋建筑施工中物料的垂直和水平输送及建筑构件的安装。由金属结构、工作机构和电气系统三部分组成。金属结构包括塔身、动臂和底座等。工作机构有起升、变幅、回转和行走四部分。由于塔式起重机的高度与其支撑点间距尺寸的比值较大,所以保证其拆装过程中稳定性是一个十分重要的问题。     

基于输入整形的回转式起重机吊摆系统防摆控制器的设计与分析

针对回转式起重机吊摆系统的摆动特征,设计了适合吊摆系统的ZVD输入整形防摆控制器,并在MATLAB/Simulink环境中对基于输入整形防摆控制器的吊摆系统模型进行了回转及俯仰运动的仿真分析。通过整形前和整形后系统在相应运动情况下吊重摆动幅度的对比,验证了输入整形防摆控制器在抑制海上集成转载平台起重机吊重摆动方面的有效性。     

基于加速度计的起重机吊重摆角测算方法研究

吊重摆角是起重机智能电子式防摇系统的重要输入参数之一。为了避免当今市场上摆角测量方法在具体使用中的一些限制,文章研究利用加速度计分别测量小车、吊重所受的加速度,并通过两次积分后的差值,来计算小车和吊重的水平位置偏差,再利用该偏差值和吊绳长度来计算吊重的摆角。     

塔式起重机起重力矩特性的计算和调整

针对目前双吊点臂塔机起重力矩曲线的理论值与实测值误差较大的现实,根据塔式起重机力矩限制器的作用机理,指出常用起重机起重力矩特性方程的局限性,对双吊点吊臂塔式起重机是不准确的。本文通过力学分析提出双吊点吊臂塔式起重机的起重力矩特性的计算方法,并通过程序实现之,从而解决了双吊点塔机的起重力矩曲线绘制的理论,并提出了实际应用中对理论曲线调整的方法,最后作为实例给出了用程序和常规算法计算42m双吊点臂QTZ315塔机的起重力矩特性表。     

内燃机活塞拍击动力学模型研究

文中基于运动机构的振动响应分析方法,考虑活塞与连杆、曲轴及内燃机缸体的耦合振动对活塞拍击的影响,构建了内燃机活塞拍击动力学分析模型.应用本模型分析某型3.5L柴油发动机的活塞拍击现象,通过对比研究空载、满载工况下缸体的振动响应证明了动力学模型的有效性.理论分析了空载工况下内燃机零部件耦合振动特性对活塞拍击冲击力、活塞回转角度、连杆重心加速度及活塞拍击对连杆运动、曲轴扭转振动响应、主轴承座反力的影响机理.     

起重机变幅运动吊重防摆控制研究

针对起重机变幅运动过程中吊重摆动造成的就位精度差、工作效率低和作业不安全等问题,提出了一种误差渐进补偿控制方法,以减小吊重摆动。在分析误差渐进补偿控制原理的基础上,设计了误差渐进补偿控制器。采用变补偿系数控制方法,在实现吊绳摆角渐进减小的同时满足了变幅加速度和液压泵排量的要求。运用MATLAB软件对系统进行仿真,仿真结果表明,对于不同的绳长和臂架长度,误差渐进补偿控制具有良好的鲁棒性和控制精度,在起重机开始制动后,吊绳摆角在10s内减小到了0.003rad以下。     

塔式起重机起重力矩特牲的计算和调整

针对目前双吊点臂塔机起重力矩曲线的理论值与实测值误差较大的现实，根据塔式起重机力矩限制器的作用机理，指出常用起重机起重力矩特性方程的局限性，对双吊点吊臂塔式起重机是不准确的。本文通过力学分析提出双吊点吊臂塔式起重机的起重力矩特性的计算方法，并通过程序实现之，从而解决了双吊点塔机的起重力矩曲线绘制的理论，并提出了实际应用中对理论曲线调整的方法，最后作为实例给出了用程序和常规算法计算42m双吊点臂QTZ315塔机的起重力矩特性表。     

基于联合仿真的桥式起重机吊重动态特性分析与消摆控制研究

针对桥式起重机工作过程中存在的因负载摆动,而导致工作效率低、安全风险大的问题,为了掌握影响摆角的关键因素,通过MATLAB/Simulink、SolidWorks和ADAMS软件联合仿真,对吊重系统进行了动态特性分析,得出了初始摆角、绳长变化、运行速度等对摆角变化的影响因素.为安全平稳控制桥吊,设计了基于模糊自适应的P...