隨著我國城市化進(jìn)程的加快,塔式起重機(jī)(下稱塔機(jī))在施工建設(shè)中的應(yīng)用越來越廣泛,但其安全問題也隨之而來,受到人們的重視。力矩限制器是塔機(jī)上最重要的安全裝置,它的可靠性和穩(wěn)定性是決定塔機(jī)能否安全運(yùn)行的關(guān)鍵。但是現(xiàn)階段市面上的塔機(jī)力矩限制器,都存在著無法顯示實(shí)時(shí)力矩、人為失效、誤差較多或環(huán)境干擾等各種問題。本文結(jié)合現(xiàn)有的機(jī)械式和電子式力矩限制器的優(yōu)缺點(diǎn),研制了一種新型的基于弓形板的塔機(jī)力矩傳感器,主要工作如下:以雙環(huán)式重量傳感器的拉力環(huán)為主體部分,設(shè)計(jì)了力矩限制器的結(jié)構(gòu),并通過計(jì)算確定了各部分的尺寸。在此基礎(chǔ)上在拉力環(huán)的弓形板位置設(shè)計(jì)了一種位移傳感器,確定了具體結(jié)構(gòu)和尺寸,可以將弓形板的相對(duì)位移量轉(zhuǎn)換為電信號(hào),對(duì)力矩信號(hào)的可靠性實(shí)現(xiàn)雙保險(xiǎn),同時(shí)對(duì)基于弓形板的塔機(jī)力矩傳感器進(jìn)行抗干擾設(shè)計(jì)。完成了基于弓形板的塔機(jī)力矩傳感器系統(tǒng)研制,不但可以通過起重量和幅度乘積取得力矩信號(hào),還可以通過位移傳感器得到實(shí)時(shí)力矩,經(jīng)由顯示屏進(jìn)行數(shù)字化顯示,在載荷狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)力矩信息的校驗(yàn),提高了塔機(jī)力矩信號(hào)的準(zhǔn)確性和可靠性。設(shè)計(jì)了相應(yīng)的遠(yuǎn)程平臺(tái),對(duì)塔機(jī)力矩傳感器上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納、處理。在現(xiàn)有塔機(jī)上完成了基于弓形板的塔機(jī)力矩傳感器樣機(jī)測試。
【學(xué)位單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TH213.3;TP212
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 塔式起重機(jī)相關(guān)介紹
        1.2.1 塔機(jī)力矩限制器的種類
        1.2.2 塔機(jī)力矩限制器的原理和作用
    1.3 國外針對(duì)塔機(jī)力矩限制器的研究現(xiàn)狀
    1.4 國內(nèi)針對(duì)塔機(jī)力矩限制器的研究現(xiàn)狀
    1.5 國內(nèi)針對(duì)塔機(jī)力矩限制器的專利現(xiàn)狀
    1.6 國內(nèi)塔機(jī)力矩限制器產(chǎn)品研發(fā)現(xiàn)狀
    1.7 現(xiàn)有塔機(jī)力矩限制器存在的問題及發(fā)展方向
        1.7.1 存在的問題
        1.7.2 發(fā)展方向
    1.8 本文主要研究內(nèi)容
第二章 基于弓形板的塔機(jī)力矩傳感器設(shè)計(jì)
    2.1 基于弓形板的塔機(jī)力矩傳感器組成方案
    2.2 塔機(jī)力矩限制器+位移傳感器設(shè)計(jì)方案
    2.3 遠(yuǎn)程管理平臺(tái)系統(tǒng)方案
    2.4 基于弓形板的塔機(jī)力矩傳感器技術(shù)參數(shù)
    2.5 基于弓形板的塔機(jī)力矩傳感器功能和特點(diǎn)
    2.6 基于弓形板的塔機(jī)力矩傳感器主要硬件選型
        2.6.1 力矩限制器主體部分的選型
        2.6.2 位移傳感器中信號(hào)數(shù)字化模塊的選型
        2.6.3 主控單元的選型
    2.7 力矩傳感器顯示屏的按鍵設(shè)計(jì)
    2.8 基于弓形板的塔機(jī)力矩傳感器的抗干擾措施
        2.8.1 力矩傳感器的硬件抗干擾措施
        2.8.2 力矩傳感器的軟件抗干擾措施
    2.9 本章小結(jié)
第三章 基于弓形板的塔機(jī)力矩傳感器機(jī)械結(jié)構(gòu)
    3.1 力矩限制器的設(shè)計(jì)
        3.1.1 拉力環(huán)的三維建模及ANSYS導(dǎo)入
        3.1.2 對(duì)拉力環(huán)模型的單元類型和材料屬性進(jìn)行定義
        3.1.3 對(duì)拉力環(huán)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分并施加載荷
        3.1.4 ANSYS結(jié)果及分析
        3.1.5 力矩限制器整體尺寸設(shè)計(jì)
    3.2 位移傳感器的設(shè)計(jì)
        3.2.1 位移傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.2.2 位移傳感器的尺寸和力矩傳感器的量程、分辨率確定
        3.2.3 弓形板變形量與塔機(jī)力矩的關(guān)系
        3.2.4 位移傳感器的空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    3.3 本章小結(jié)
第四章 基于弓形板的塔機(jī)力矩傳感器軟件設(shè)計(jì)
    4.1 力矩傳感器主程序設(shè)計(jì)
    4.2 力矩傳感器軟件模塊的介紹
        4.2.1 硬件自檢模塊
        4.2.2 按鍵檢測模塊
        4.2.3 數(shù)據(jù)采集
        4.2.4 數(shù)據(jù)計(jì)算和處理
        4.2.5 超限判斷和報(bào)警/斷電
        4.2.6 界面顯示
    4.3 遠(yuǎn)程管理平臺(tái)設(shè)計(jì)
        4.3.1 力矩傳感器與遠(yuǎn)程管理平臺(tái)雙工通信協(xié)議
        4.3.2 遠(yuǎn)程管理平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)
    4.4 本章小結(jié)
第五章 基于弓形板的塔機(jī)力矩傳感器樣機(jī)測試
    5.1 基于弓形板的塔機(jī)力矩傳感器樣機(jī)測試方案
    5.2 基于弓形板的塔機(jī)力矩傳感器樣機(jī)測試流程
        5.2.1 基于弓形板的塔機(jī)力矩傳感器硬件的測試流程
        5.2.2 基于弓形板的塔機(jī)力矩傳感器通信測試
        5.2.3 基于弓形板的塔機(jī)力矩傳感器遠(yuǎn)程管理平臺(tái)測試
    5.3 基于弓形板的塔機(jī)力矩傳感器樣機(jī)測試結(jié)論
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表及科研情況

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