大载荷施工平台提升机卷绳机构的设计及分析

发布时间：2017-05-30 07:00

  本文关键词：大载荷施工平台提升机卷绳机构的设计及分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国建筑外墙的清洗、幕墙安装等行业的迅猛发展,施工平台作为高空施工作业设备发挥着越来越重要的作用。目前国内现有施工平台的承载能力从最早的250kg~800kg之间,到现在的承载能力达到2000kg,施工平台的承载能力在不断增大。提升机作为施工平台的重要部件,而卷绳机构的结构设计对提升机高效可靠工作至关重要,然而卷绳机构依然采用传统的设计模式,已经不能满足现代大载荷施工平台的需求。因此,本文以大载荷施工平台ZLP2000作为研究对象,对其提升机卷绳机构进行结构分析,得到合理的提升机卷绳、压绳结构,对大载荷施工平台提升机的设计研发具有一定的指导意义。 传统提升机卷绳机构在工作过程中是依靠弹簧提供预紧力来压紧钢丝绳,从而实现工作平台的运动。这种方法存在弹簧的预紧力难以控制及长时间工作压盘压紧力分布不均等问题,导致钢丝绳过早破坏,为了解决上述问题,文章基于摩擦传动理论对提升机卷绳机构的钢丝绳张力和压盘压力进行分析,建立了提升机提升力与压盘压力之间的关系,设计了一种具有预变形的新型提升机卷绳压紧机构,推导出了压盘轮廓曲线的几种参数化方程,依据赫兹接触理论计算各种曲线对应的压盘与钢丝绳之间的接触应力,按最大接触应力中最小原理确定了较优接触曲线。采用ZLP2000型提升机作为算例求得当曲线为抛物线时是最合理的。然后依据ANSYS有限元分析软件对接触部分进行分析,设置接触部分不同的接触刚度、穿透因子等参数,获得最优的接触应力分析结果,通过对接触应力、Von Mises应力及应变进行研究,获得接触部分节点位置与节点应力和节点应变之间的关系,通过对比分析得到合理的压盘轮廓曲线。最后依据ADAMS环境建立了提升机卷绳机构的虚拟样机模型,利用ADAMS所提供的二次开发功能建立了钢丝绳的参数化模型,对其进行了动力学仿真分析,验证了模型的可靠性和正确性。 本文采用ZLP2000大载荷施工平台的提升机卷绳机构作为分析原型,利用静力学、有限元相关理论及动力学相关理论,对大载荷作用下的提升卷绳机构进行了结构设计,结果显示：在同等载荷条件下改进的提升机运行更加平稳,钢丝绳的传动效率更高、通过性更好,为相关产品的设计与研发提供了有效参考。
【关键词】：大载荷施工平台 赫兹理论 卷绳机构 接触应力
【学位授予单位】：沈阳建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH211.6
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 课题研究背景11-12
• 1.2 国内外研究现状和发展趋势12-16
• 1.2.1 国外研究现状12-14
• 1.2.2 国内研究现状14-15
• 1.2.3 发展趋势15-16
• 1.3 课题来源及研究意义16
• 1.3.1 课题来源16
• 1.3.2 课题研究的主要意义16
• 1.4 本文研究内容16-19
• 第二章 施工平台提升机的卷绳机构分析及结构设计19-31
• 2.1 大载荷施工平台的构成19-21
• 2.1.1 悬挂机构19-20
• 2.1.2 悬吊平台20
• 2.1.3 安全锁20-21
• 2.1.4 提升机21
• 2.2 提升机卷绳机构分析21-24
• 2.2.1 提升机常见机构及特点21
• 2.2.2 提升机工作原理21-22
• 2.2.3 钢丝绳张力分析22-24
• 2.3 提升机卷绳机构结构设计24-28
• 2.3.1 赫兹接触基本概念24-26
• 2.3.2 提升机卷绳机构赫兹应力分析26-27
• 2.3.3 压盘轮廓曲线27-28
• 2.3.4 接触曲线的选取28
• 2.4 ZLP2000型施工平台提升机卷绳机构分析28-30
• 2.4.1 卷绳机构设计28-30
• 2.4.2 接触应力计算30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 提升机卷绳机构的有限元分析31-47
• 3.1 ANSYS接触分析基本概念31-32
• 3.1.1 ANSYS接触分析有限元思想31
• 3.1.2 ANSYS接触分析的功能31-32
• 3.2 ANSYS接触分析的一般流程32
• 3.3 提升机卷绳机构的接触分析32-40
• 3.3.1 卷绳机构的有限元模型33-34
• 3.3.2 定义接触34-37
• 3.3.3 求解与分析37-40
• 3.4 改进卷绳机构的有限元分析40-44
• 3.4.1 建立有限元模型40-41
• 3.4.2 仿真结果后处理41-43
• 3.4.3 计算结果分析43-44
• 3.5 本章小结44-47
• 第四章 提升机卷绳机构建模及动力学仿真47-69
• 4.1 虚拟样机动力学仿真基础47-48
• 4.2 多体动力学研究对象及其基本概念48-52
• 4.2.1 建立柔体多体系统运动学方程48-49
• 4.2.2 建立柔体多体系统动力学方程49-52
• 4.3 基于ADAMS的提升机虚拟样机设计流程52-53
• 4.4 提升机卷绳机构虚拟样机的建立53-61
• 4.4.1 ADAMS的钢丝绳建模53-54
• 4.4.2 提升机系统钢丝绳建模方法54-57
• 4.4.3 提升机整机系统虚拟样机建立57-61
• 4.5 ZLP2000型提升机系统动态特性仿真分析61-66
• 4.5.1 提升机系统动力学分析62-63
• 4.5.2 机架的动态特性分析63-66
• 4.6 本章小结66-69
• 第五章 结论69-71
• 5.1 结论69-70
• 5.2 展望70-71
• 参考文献71-75
• 作者简介75
• 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文75-77
• 致谢77

【参考文献】

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本文编号：406568