压桩机用起重机起升过程的动态特性研究

发布时间：2020-04-13 12:15

【摘要】： 液压静力压桩机是近年来兴起的一种集压桩主机和液压起重机于一体的新型桩工机械,其液压起重机(吊机)在施工过程中可能因过载而导致吊臂损坏,甚至折断,当起重机突然启动和制动换向时过载破坏的现象更加严重。前人在静态力学的基础上设计了简单的过载保护装置,但对动应力引起的过载情况无法起到保护作用。本文针对这个工程实际问题,分析了起重机各种工况及过载机理,重点研究了起升机构运动过程中的动态特性,且提出了一些提高平稳换向品质的措施。 首先,根据力学平衡原理计算得出了油缸支撑力与载荷和角度的关系,提出了对钢丝绳拉力研究的必要性。通过对提升钢丝绳系数学模型的分析和仿真,研究激励加速度对钢丝绳动张力及动载系数的影响。动载系数的研究为起重机承载能力的计算和结构设计提供了较为理想的理论依据。 其次,建立了起升机构的动力学模型,利用Matlab/Simulink数值仿真的方法研究了在不同作业条件下液压绞车驱动的动态响应特性。同时,将液压系统和机械结构结合起来,运用AMESim软件对变幅系统进行了建模,对其主要参数的动态特性进行仿真研究。 再次,本文对机构刚度和液压系统参数进行了研究,并且分析了影响钢丝绳拉力变化幅值和振动频率的因素,选择合理的机构参数能提高起重机工作的平稳性。为了解决启制动时操纵方式对动载荷影响较大的问题,利用可调节流阀对液压系统进行改进。同时,对电液比例阀余弦函数信号输入的控制方式进行研究,采取这样的控制策略能够减小换向对系统的冲击。 最后,利用湖南长河机械有限公司生产的ZYB680型静力压桩机进行实验,在不同工况下操作起重机,通过观察变幅油缸压力变化来间接测试动载荷变化,以验证起升机构动力学分析的正确性。
【图文】：

时选用功能相同的电磁阀来代替，控制信号用一符合实际情况的函数来确定〔481。液压缸模块:AMEsim为液压模块与机械模块的祸合提供了专门的模块，其中液压缸在液压部分和机械结构中分别用图3一12来表示:翁豁燕黔绷热益趁联爵摹;馨篡滋巍一H碑峰理山，岭场吟卿向夕冲叫娜碑牌四脚水黑默湍繁篇韶黯爵黔喊恤蔺不…...申 NNN仲仲.耐SSS仲仲 .mmm !!!ttt…态’点点 bbb越 Uminnnnn}}}T““竺半‘‘‘一翻9全m杰二翻!，怕叫。铆\·{*，，卜脚州}…蒸蒸聋)，.鲜}_.1，.嘿1.”.…}..…煦之》「、}图3一12液压缸模块模型的数学理论如下:1)1、3口的距离计算公式为:xl3=凡一xlyl3二乃一yl(3一17)xl凡=2)1、3口的相对速度计算公式为:l__22、Ix，，一V.， VIJ了IJvxl3=vxs一隅叭3二叭一理l尤

同起吊载荷时液压缸进油腔的压力同吊臂角度的关系、吊臂角速度与输入液压缸的流量随时间变化的关系进行仿真分析[4s，一〔53]。图3一14为AMEA刀imation操作界面变幅机构模型。图3一15、3一16分别对应钢丝绳载重为:曲线1一n、曲线2一1.5t、曲线3一Zt时，液压缸进油腔的压力与吊臂角度的关系和输入液压缸的流量随时间变化的关系曲线。由图3一15、图3一16可看出:变幅油缸压力随吊臂角度的增大而逐渐减小，且角度越大减小速度越快;进入变幅油缸有杆腔的流量随之逐渐增大，满足能量守恒定律。由于仿真时对换向阀设定一个近似阶跃信号，因此在启动瞬间会有较
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH21

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本文编号：2625984