回转制动载荷激励下的门座起重机臂架系统动态特性研究

发布时间：2020-11-08 12:14

　　 回转机构是臂架类起重机重要的工作机构,根据起重机设计规范,回转驱动装置与传动部件的计算载荷,要考虑摩擦阻力矩、风阻力矩、倾斜阻力矩等静载荷,而动载荷仅考虑由回转机构起、制动所引起的惯性载荷。然而,在回转机构实际的运转过程中,特别是在制动时,机构中发生的冲击振动现象十分明显,但这种非常显著的动态效应在回转机构的强度计算中仅由安全系数来考虑,也就是把较复杂的动态系统人为地转化为简单的静态系统并没有准确地反映事物的本质。因此,深入研究回转机构在制动时的动态过程,准确地分析回转机构动载荷产生的原因以及影响因素,对起重机的设计是十分重要的。针对以上问题,本文以MQ4033门座起重机臂架系统为研究对象,以有限元和机械动力学为理论基础,运用ANSYS8.1对臂架系统在回转制动时的工况进行动力学分析,获得了臂架系统的模态特征以及在回转制动时的动力响应。主要的研究工作如下: 1)介绍了门座起重机臂架系统的结构形式,分析其工作原理,结合机械动力学相关知识针对起重机的回转制动工况建立力学模型,从理论上获得门座起重机臂架系统在回转制动时的力学参数和动力特性。 2)运用ANSYS8.1对门座起重机的臂架系统建立有限元计算模型,给出了用梁单元BEAM188建模的原则和步骤,为今后用梁单元进一步开展对门座起重机的有限元分析奠定基础,并且采用APDL(ANSYS Parametric Design Language)语言实现参数化建模,使得在有限元分析过程中对模型的修改以及再次计算方便、快捷,达到虚拟设计的效果。 3)对门座起重机空载和满载两种工况进行静力分析,寻求充分利用门座起重机的承载能力、降低自重的有效途径。 4)研究了臂架系统的动态特性,对其进行模态分析,提取了前几阶固有频率、主振型及其振型图,并对结果进行分析,验证结构动态特性的正确性,为以后在新产品的设计中能够进行结构动态特性的预估及优化设计提供方法。 5)利用ANSYS8.1对起重机回转制动进行瞬态动力学分析,从而获得臂架系统在该工况时的瞬态动力响应,包括动应力、动位移响应仿真云图和典型节
【学位单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2006
【中图分类】：TH213.5
【部分图文】：

幅、旋转三种运动的组合可以在一个环形圆柱体空间实现物品的升降，固定部分主要是由门架和运行机构组成。图3一1四连杆臂架门座起重机图3一2门座起重机臂架系统臂架系统是门座起重机的主要承载构件。除了必须满足强度、刚度、稳定性的要求外，臂架系统设计得合理与否对起重机整体自重、稳定性及整机性能也有着重大的影响。为了适应门座起重机对净空、起升高度、物品走水平线以及设计制造的其它不同要求，臂架系统可以做成单臂架或组合臂架系统。单臂架系统使门座起重机总体布置简单、制造安装方便、自重较轻、但是却存在以

臂架结构在空载工况时的位移变化图(虚线为变形前)

力变化图力变化图通过对臂架系统在空载和满载两种工况下的静力分析，可以得到以上的结果(见图3一3、3碑、3一5、3一6)。从图中可以直观地看出臂架系统的变形情况，包括位移变化和应力变化。对于空载情况，仅考虑结构由于自身重力而产生的变形和应力变化，由图中可以得到相应的数据:最大变化位移为D泪义=0.04086，，最大应力为泞初男=44.7为尸a，为图3一4中所显示的红色区域。对于满载情况，即吊钩上所吊货物质量和取物装置(吊钩装置除外)的重量之和为门座起重机的，、，，
【引证文献】

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1 郭炜;新型多用途单臂架门座起重机立柱动力学分析[D];武汉理工大学;2011年

2 李清华;JQ4522岸边臂桥架集装箱起重机臂桥架系统动态特性分析[D];武汉理工大学;2010年

3 杨萍;冲击载荷作用下登高平台消防车动态响应研究[D];大连理工大学;2012年

4 郭新林;港口大型起重机集成模拟器的开发与关键技术研究[D];武汉理工大学;2012年

5 冯亮;起重机起升机构惯性载荷理论分析与研究[D];太原科技大学;2012年

本文编号：2874767