發(fā)布時間：2020-04-09 00:46

【摘要】：目前塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計及相關(guān)的動力學(xué)分析主要通過CAD和CAE軟件來完成,不僅能夠快速的分析結(jié)構(gòu)的相關(guān)力學(xué)性能,還能節(jié)省時間和成本。本文通過多種軟件融合,充分利用相關(guān)軟件的特性來完成塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的力學(xué)性能分析,進(jìn)而為塔式起重機(jī)的設(shè)計制造及安全運(yùn)行提供理論數(shù)據(jù),同時為塔式起重機(jī)的智能制造及輕量化奠定基礎(chǔ),主要工作如下:首先介紹塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀,接著介紹了本文所研究的FHTT2800大型平臂塔式起重機(jī)的基本構(gòu)件,結(jié)合起重機(jī)的相關(guān)設(shè)計及使用手冊,對塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)系統(tǒng)所承載的不同載荷以及不同載荷工況的極限值進(jìn)行了計算,分四種工況進(jìn)行了研究,最后對回轉(zhuǎn)支撐裝置、電動機(jī)、減速機(jī)的參數(shù)進(jìn)行了計算和校核,從而保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的可靠性。運(yùn)用通用的三維實體建模軟件Solidworks建立了FHTT2800塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的CAD模型,主要包括上支承座、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、下支承座、支承腿等部件,并根據(jù)相關(guān)安裝要求及尺寸要求,完成塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)系統(tǒng)模型的裝配工作,并對模型的干涉進(jìn)行了檢查,保證后續(xù)分析的可靠性。結(jié)合有限元分析的理論,運(yùn)用ABAQUS軟件對FHTT2800塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的主要部件進(jìn)行了靜力學(xué)特性以及不同風(fēng)載情況下回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的動態(tài)特性分析,得出了相關(guān)部件及整機(jī)的變形情況;對FHTT2800塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)系統(tǒng)進(jìn)行了模態(tài)分析,得出了回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的固有頻率及相關(guān)振型,將相應(yīng)的結(jié)果與設(shè)計參數(shù)進(jìn)行對比,這樣既是對經(jīng)驗設(shè)計的檢驗,又借助有限元分析技術(shù)推動了塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的改進(jìn)及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。針對對FHTT2800塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化,以不增加結(jié)構(gòu)重量,提高結(jié)構(gòu)的剛度,增加結(jié)構(gòu)的固有頻率特性為目標(biāo),應(yīng)用相關(guān)的優(yōu)化理論對塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的上支承座進(jìn)行了優(yōu)化。優(yōu)化后,上支承座重量減小1%,變形減小約11%,一階模態(tài)提高9.6%,優(yōu)化效果明顯。作為FHTT2800塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)系統(tǒng)中重要的回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)——齒輪回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu),本文根據(jù)回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的特性,對齒輪的接觸應(yīng)力進(jìn)行了分析。首先通過三維軟件建立齒輪的高精度模型,基于傳統(tǒng)的漸開線齒輪接觸應(yīng)力計算方法,以赫茲接觸理論為基礎(chǔ),對其進(jìn)行計算分析。然后運(yùn)用有限元分析法對齒輪的接觸應(yīng)力進(jìn)行仿真計算,并與理論計算結(jié)果進(jìn)行對比。最后分析了對齒輪接觸應(yīng)力產(chǎn)生影響的因素,為塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的維護(hù)及保養(yǎng)提供了理論支撐。
【圖文】：

起重機(jī)在我國迅速發(fā)展，在發(fā)展的同時也遇到限制其發(fā)展在 2009 至 2012 年達(dá)到了擴(kuò)張的巔峰。在達(dá)到巔峰之后，呈現(xiàn)明顯的下降趨勢，最大降幅高達(dá) 20%，市場的波動累和創(chuàng)新發(fā)展，經(jīng)過企業(yè)及相關(guān)科研技術(shù)人員的努力，塔了較為完善的產(chǎn)品型譜[7]。在以過硬的技術(shù)實力作為堅強(qiáng)國有能力生產(chǎn) 10 萬牛米至 0.52 億牛米的塔式起重機(jī)，生家，世界民用塔式起重機(jī)主要由中國生產(chǎn)，同時中國也是使用大國。衡量塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)系統(tǒng)主要分兩大類驅(qū)動方式，一類一減速電機(jī)），一類是液壓馬達(dá)驅(qū)動；用液壓馬達(dá)控制塔結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，也便于轉(zhuǎn)臺的加工和安裝，而且回可靠性好。但是近年來隨著變頻控制系統(tǒng)成熟應(yīng)用與發(fā)展夠?qū)崿F(xiàn)加速狀態(tài)以及減速狀態(tài)的平穩(wěn)過渡，按實際載荷輸或減速制動力矩[8]。本課題主要研究在變頻控制下的電機(jī)回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)如圖 1-1 所示，，回轉(zhuǎn)系統(tǒng)總成如圖 1-2 所示

圖 1-2 回轉(zhuǎn)系統(tǒng)總成（源于 FHTT2800 平臂吊） 中，塔式起重機(jī)的回轉(zhuǎn)系統(tǒng)主要由上支承座，四臺三撐，下支承座和連接螺栓（FHTT2800 采用 144 顆高座通過下支承座支腿與塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)和頂升套架固定連塔身，上下支承座通過回轉(zhuǎn)支撐相對于塔身實現(xiàn) 3轉(zhuǎn)系統(tǒng)在實現(xiàn)所吊重物在空間上的移動，起著至關(guān)重重機(jī)的整機(jī)框圖如圖 1-3 所示，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是平臂吊穩(wěn)定性和安全性不容忽視。從圖中可以看出其相應(yīng)部-壓重、3-塔身、4-附著裝置、5-頂升系統(tǒng)、6-頂升套架座、9-回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、10-上承座、11-回轉(zhuǎn)塔身、12-平、14-平衡重、15-起升機(jī)構(gòu)、16-電氣系統(tǒng)、17-牽引起重臂、20-起升導(dǎo)向滑輪、21-牽引導(dǎo)向滑輪組、會對大噸位塔式起重機(jī)的需求，對回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的設(shè)計，回轉(zhuǎn)系統(tǒng)由回轉(zhuǎn)支承裝置、回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置和電氣控
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH213.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2620053