履带起重机力矩限制器系统研究与设计

发布时间：2020-07-07 00:25

【摘要】： 履带起重机是广泛应用于国民经济建设各个领域的一种移动式起重机,力矩限制器系统是履带起重机安全监控的核心设备,直接影响着履带起重机的作业安全,随着履带起重机不断向着大型化、复杂化的方向发展,对其安全性、可靠性也提出了更高的要求。目前国产200吨以上的中大吨位履带起重机其力矩限制器系统主要依赖进口,国产系统在准确性与可靠性方面存在较大的差距,缺乏理论与实践的支持,鉴于此通过对中大吨位履带起重机力矩限制器系统的研究,来解决系统设计的瓶颈问题具有重要的理论与现实意义。本文以大连理工大学机械工程学院与上海派芬自动控制技术有限公司合作开发用于山东奥奇重工机械有限公司QUY350型履带起重机上的力矩限制器系统的实际项目为背景,对中大吨位履带起重机力矩限制器系统的关键技术进行了研究和产品设计。 (1)在分析履带起重机力矩限制器系统的基本原理与应用特点的基础上,指出并分析了其研究的关键技术与设计思路,提出了本文的研究重点。 (2)完成了中大吨位履带起重机力矩限制器系统的基本原理设计,根据系统的功能与性能要求进行了主控制器、人机界面、传感器等硬件系统设计和选型。 (3)分析了大型履带起重机力矩限制器系统检测算法的关键问题,对大型履带起重机力矩限制器检测的非线性问题进行了详细分析和研究,提出了非线性分析的二次曲线法,并对该方法进行了Matlab仿真分析。 (4)本课题在山东奥奇重工机械有限公司QUY350型履带起重机上进行了现场实车试验,试验数据与仿真分析数据进行对比,对模型进行修正和优化。 (5)完成了履带起重机力矩限制器系统对起重性能表和试验数据进行回归分析的方法设计,并采用最小二乘法进行了回归模型的建立和分析。 (6)完成了基于Codesys的软件系统的设计与调试,完成了核心算法的编程与封装,人机界面的设计,CAN总线通信系统的设计,以及系统IO的设计等。本文进行了大型履带起重机力矩限制器系统的研究与设计,设计并建立了硬件系统的调试平台,分析了系统非线性检测算法,并进行了仿真与试验研究,同时分析并实现了建立起重性能表与试验数据的回归模型的方法,设计开发了软件系统与通信系统,研究成果已经初步应用于实际项目开发,并为大型履带起重机力矩限制器系统的进一步研究和开发提供了理论与实践基础。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH213.7
【图文】：

履带起重机

借其特有的优势，应用日益广泛，产品的系列、性能和功能日趋完善。履带起重机属于特种作业设备，其安全性和可靠性是一项重要的技术指标，力矩限制器系统是实现履带起重机安全作业的核心设备。如图1.1所示为履带起重机的应用。窦窦窦图1.1履带起重机的应用 Fig.1.1TheapPlieationsoftheCrawlereranes2履带起重机发展现状履带起重机兴起于上个世纪50年代，70年代得到迅速发展，80年代后随着欧美及日本等工业强国的发展，履带起重机的研发和制造技术有了较大的发展，近几年来，国内履带起重机经历了一个黄金发展时期，履带起重机日益向着大型化、自动化、智能化方向发展。比较有代表性的是2008年底的上海bauma展上亮相的三一900吨履带起重机代表了国内的先进水平。履带起重机是一种特种作业设备，伴随着履带起重机大型化的进程，对其安全性和可靠性要求越来越高，国内外历次的履带起重机事故所导致的损

控制器,工程机械设备,IO接口,通信端口

抗干扰等级，具有丰富的可编程IO接口，多种通信端口、较高的处理器性能、适当的存储空间、专业化的设计，为移动工程机械设备提供了较好的控制器，获得了广泛的认同和应用。如图1.2所示为几种典型的控制器。图1.2几种典型的控制器 Fig.1.2TheSevera1TyPlcalofeontroller

示意图,力矩限制器,履带起重机,传感器

信等主体功能;显示器部分主要完成整车的工作姿态显示、工作状态参数显示、系统参数设置等功能;传感器部分主要实现拉力、角度、高度等信号的检测和输入，也是系统不可或缺的重要组成部分。如图2.1所示为履带起重机力矩限制器系统传感器布置情况。图2.1履带起重机力矩限制器传感器示意图 Fig.2.1SehemeofsensorsaboutloadlimiterdevieeoftheCrawlererane履带起重机力矩限制器系统的基本工作原理是，通过安装在臂架上的角度传感器实时测量臂架的工作角度，通过装在变幅拉板上的拉力传感器实时测量变幅拉力的大小，高度限位开关检测重物的起升高度;将测量的信号输入到力矩限制器主机，主机根据传感器测量得到的角度和拉力信号结合整车设计中的外形参数和质量参数等数据，根据结

【引证文献】