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桥式起重机轻量化手艺与智能化手艺的操纵

宣布日期:2017-05-05 16:28    阅读次数:次

改革桥式起重机传统的设想与制作手艺,优化零件机能并完成节能降耗,冲破轻量化关头手艺,既是起重机行业成长的必然趋向,更是完成我国绿色制作全体方针的关头。

起重机器普遍操纵于冶金、设备制功课、运输与物流业、造船等公民经济支柱行业,在经济扶植中阐扬着不可或缺的首要感化。桥式起重机作为起重机器中量大面广的一种机型,在现实操纵中更具备普遍性、根本性和通用性的特色。是以改革桥式起重机(以下简称起重机)传统的设想与制作手艺,优化零件机能并完成节能降耗,冲破轻量化关头手艺,既是起重机行业成长的必然趋向,更是完成我国绿色制作全体方针的关头。

1. 轻量化手艺

(1)桥架轻量化手艺新型轻量化起重机桥架普通接纳四梁计划情势,如图 1 所示。其主梁接纳窄翼缘全偏轨焊接箱型梁计划,小车轮压力经由进程轨道间接通报到上盖板与主腹板的焊缝上。

与传统的半偏轨情势比拟,接纳全偏轨箱型梁因主、副腹板受力差别,副腹板板厚拔取可比主腹板小,并可打消半偏轨箱形梁外部浩繁小隔板。接纳该计划情势,能较着改良主梁上盖板的焊接变形和波浪变形,且焊接下挠变形量较小。大吨位偏轨箱形梁系宽形梁,为此可省略走台,从而使制作工艺进一步简化,全体品质进一步下降。与传统起重机接纳压板牢固的轨道差别,轻

量化起重机小车轨道接纳方钢(或扁钢)间接焊接在主梁上,能使轨道和箱型梁构成全体计划,配合蒙受载荷,进步了主梁的强度和刚度,较大幅度下降了主梁高度和主梁品质。

经由进程接纳四梁桥架计划情势、全偏轨焊接轨道箱形主梁,公道选配资料,操纵进步前辈的端梁模块化等设想思惟,可以或许使起重机从计划计划上到达轻量化的方针。

(2)小车架轻量化手艺

传统起重小车架接纳超静定计划的计划体例,选用的零部件手艺陈腐,安排缺少优化,由此致使起升机构大而轻巧。其承载起升机构的小车架则多接纳由 2 根端梁、多根横梁和多处增强筋焊接成的超静定刚性框架计划情势,框架下面还需铺设厚重的钢板。由此看出,传统小车架计划不只存在品质大、本钱高、计划庞杂、焊接工艺庞杂、刚性大等错误谬误,且极易呈现车轮三点着地、轮压分派不平衡、车轮啃轨景象,严峻影响功课的宁静性和寿命。

轻量化起重机接纳如图 2 所示的三支点静定支承情势的工字形三梁小车架,其横梁为启齿滑轮梁。该型小车架在垂直标的目标有充足的刚度,以减小起吊重物的振动。在程度改变方面,有必然的柔性,许可小车架蒙受必然量的改变变形,以确保四轮支点顺应主梁的变形。

(3)起升机构轻量化手艺

起升机构本身的计划情势、品质、高度等参数对起重机零件的轻量化目标,出格是主梁品质、零件净空高度等城市发生庞杂的影响。传统起重机起升机构如图 3 所示。其卷筒两头用2个轴承座撑持,卷筒经由进程卷筒联轴器与加速器的低速轴相连,电念头经由进程联轴器与加速器的高速轴相连。卷筒的 2 个轴承座,电机、加速器、制动器的支座均用地脚螺栓牢固在小车架上。因为该种起升机构传动链尺寸庞杂、计划情势庞杂、全体小车架刚性过大,致使其全体品质和形状尺寸均偏大。

优化后的新型起升机构安排如图 4 所示。其接纳工字型梁、无全体装配平台计划,卷筒经由进程一个卷筒轴承座和一个加速器简支座半卧式安排在 2 个车轮梁之间。加速器的花键输入轴端经由进程刚性锥形接办与卷筒法兰板相连,电机经由进程法兰牢固在加速器箱体上。全部起升机构唯一一个

加速器简支座、一个铰接支座和一个卷筒轴承座与小车架端梁相连,支承情势简略,受力清楚。该计划经由进程对传动链的优化,进步了起下降度、增添了空间操纵率,完成了起重小车全体计划松散、零件高度大幅度下降的目标。

加速器的装配情势既要保证传动的不变,又要知足轻量化起重机起升机构的需要。轻量化起重机小车空间安排松散,不传统的小车平台用以装配零部件,其端梁较窄且刚性小,为此需对传统加速器的装配情势停止优化,以紧缩传动链尺寸、减小传动振动。详细可接纳以下计划:对电机、制动器等无底座部件,可接纳刚性接口毗连在加速器箱体上,如图 5 所示。从有益于

起升小车不变性的角度斟酌,电机的长度应尽可以或许短,品质应尽可以或许轻。

经由进程上述金属计划关头手艺研讨及轻量化优化设想,新型起重机产物零件品质平都可削减20% ~ 25%,高度可下降 10% ~ 30%,能耗可下降 10% ~ 30%。同时,接纳轻量化手艺的起重机可以或许有用下降厂房修建高度,节流取和缓和照明等用度,明显下降综合操纵本钱。

2. 智能化节制手艺

(1)精肯定位与防扭捏手艺

起重机防电气扭捏主动定位节制手艺,综合吊挂物扭捏的物理特点和起重载荷扭捏的实测数据,经建模和计较可展望出载荷扭捏的幅值和相位。其操纵智能化防扭捏主动定位节制现实和节制体例,经由进程可编程节制、现场总线通讯、变频调速驱动等古代电气节制手艺,可及时地节制起重机的运转速率。

精肯定位及防扭捏手艺的研讨内容首要需环绕 3 个方面睁开:一是检测装配的选用,二是旌旗灯号传输体例、检测体系构架、抗搅扰才能、分辩率、可扩大性的肯定,三是可视化操纵手艺与 PLC 节制手艺的综合操纵。详细包含以下 3个方面研讨内容:一是开辟出新型适用起重机防扭捏节制现实和体例,二是开辟出新型适用起重机主动精肯定位节制现实和体例,三是开辟出合适推行操纵的起重电机气防扭捏主动定位节制体系。电气防扭捏主动定位节制体系突破了人们一向以来对起重机载荷扭捏题目的固有认知,使起重机改变成为新型的“起重机器人”成为可以或许。

(2)毛病诊断及宁静掩护体系

智能毛病诊断及宁静掩护体系首要包含数据收罗、节制、处置、贮存、导出、长途监督平台等单位。为保证起重机器运转高效宁静,可将静态运转状况、疾速掩护、部件监测等外容列为重点。详细内容包含 3 项:一是计划数据收罗规模、节制计划,提出数据处置、贮存、导出请求;二是明白长途监督平台功效请求;三是成立智能毛病诊断及宁静掩护体系研发框架等。

(3)主动节制体系

智能主动节制首要表现在起重机器可以或许顺应差别环境,可以或许切确矫捷、宁静靠得住主动运转。跟着古代节制手艺、收集手艺、恍惚节制等手艺的不时成长,起重机灵能主动节制运转研发根本逐步成型,并在渣滓起重机、全主动冶金起重机等范畴的操纵已获得必然的效果。起重机主动节制研讨重点在于在线运转空间检测、负载特点、物料扫描。研发职员可按照现场出产工艺计划和

施工线路,经由进程与吊钩定位、智能毛病诊断体系、宁静掩护体系和公用吊具的连系,提出智能节制体系完成主动运转的功效计划。

(4)在线监测及宁静评估手艺

此项手艺的关头是起重机宁静光纤光栅传感数字化监测体系的根基现实和操纵手艺。基于光纤光栅起重机宁静监测体系,构成的起重机公用光纤光栅传感器及光纤光栅高速解调器等新装配,如图 6 所示。对研发职员而讲,可按照大型桥式起重机计划特色、在线监测请求,成立起重机公用光纤光栅传感器设想体例和封装与埋设工艺。

另外,研发职员连系大型桥式起重机计划的特色,操纵基于光纤光栅传感手艺还可构建应变监测和计划安康监测评估体系。基于光纤传感的在线操纵如图 7 所示。按照桥式起重机运转时静态应变数据信息量大、体系频响快的特色,接纳进步前辈的 C/S 计划和 3D 建模手艺,可摹拟桥式起重机静态功课进程,构成友爱的人机交互环境。

(5)资料毁伤寿命评估手艺

该手艺是指接纳声发射检测手艺,研讨起重机金属计划资料与焊接计划资料的过载形变毁伤及委靡毁伤的旌旗灯号特点,并按照测试数据研讨展望桥式起重机器资料的毁伤状况或残剩寿命。接纳声发射检测手艺检测起重机钢计划如图 8 所示。

该手艺从断裂力学动手,引入声发射能量现实,并连系尝试室或现场监测数据展望缺点尺寸、增加状况及计划生效几率,成立参数拟合模子、几率展望模子及神经收集阐发等模子。而后按照上述模子停止缺点扩大环境展望,并连系临界缺点尺寸及毁伤容限切磋,展望金属计划残剩寿命。

 
 

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