發(fā)布時間：2021-11-08 04:28

　　船舶起重機(jī)作為重要的甲板機(jī)械,在進(jìn)行貨物轉(zhuǎn)運(yùn)過程中起到重要作用。由于海上環(huán)境存在一定的不確定性,作業(yè)船舶受到風(fēng)、浪、流、涌等海洋環(huán)境載荷的影響,起重機(jī)的吊重會出現(xiàn)較大的搖晃,影響起重機(jī)的作業(yè)效率和安全性,同時在惡劣海況下作業(yè)時存在很大的安全隱患。因此,針對起重機(jī)吊重?fù)u擺的抑制問題,設(shè)計了一種船舶起重機(jī)減搖裝置,減小起重機(jī)作業(yè)過程中吊重產(chǎn)生的擺動,對提升起重機(jī)的作業(yè)效率及安全性具有重要的意義。本文設(shè)計了基于位置-張力控制的船舶起重機(jī)減搖裝置,利用三根減搖索在吊鉤處形成一個穩(wěn)定的力三角形,形成吊重運(yùn)動的阻尼力,并減小吊重的擺幅,進(jìn)而達(dá)到有效的限制吊重?fù)u擺的目的。系統(tǒng)的建立了起重機(jī)吊重系統(tǒng)的空間幾何模型和減搖索的張力模型,從理論上解決三根減搖索的位置同步和張力設(shè)定問題。根據(jù)減搖裝置的控制方案,完成減搖試驗(yàn)樣機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計,利用Solidworks三維繪圖軟件進(jìn)行三維設(shè)計和強(qiáng)度的校核,按照模型的動作要求進(jìn)行液壓系統(tǒng)的原理設(shè)計及電氣系統(tǒng)的設(shè)計和選型,最后完成試驗(yàn)平臺搭建。進(jìn)行了減搖裝置的仿真研究,利用牛頓-歐拉法建立起重機(jī)吊重系統(tǒng)的動力學(xué)模型,并利用Matlab/Simulink軟件進(jìn)行仿真分... 

【文章來源】：大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．３位置控制框圖２??Ｆｉｇ．?２．３?Ｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｄｉａｇｒａｍ?２??

數(shù)字量輸入／輸出模塊由ＰＬＣ自身提供。??２．?５機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計??所設(shè)計的樣機(jī)的三維結(jié)構(gòu)圖，如圖２．６所示。??１）起重機(jī)本體，２）減搖索Ｉ?，?３）起重機(jī)底座，４）減搖索ＩＩ，?５）吊臂，６）減搖索ＩＩＩ，?７）??帶減搖環(huán)吊鉤，８）折疊減搖臂，９）外伸桿支架，１０）外伸桿，１丨）變幅繩索，１２）主吊索??圖２．６減搖試驗(yàn)樣機(jī)三維圖??Ｆｉｇ．?２．６?Ｇｒａｐｈｉｃ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ａｎｔｉ－ｓｗｉｎｇ?ｄｅｖｉｃｅ?ｆｏｒ?ｃｒａｎｅ??根據(jù)所選馬達(dá)的尺寸、卷筒的設(shè)計尺寸及編碼器的尺寸，綜合考慮５套絞車??的工作空間，將５套液壓絞車均勻的安裝在起重機(jī)底座中，起升、變幅吊索及三根??減搖索均通過相應(yīng)的滑輪變向后連接到相應(yīng)的位置，減搖臂對稱的安裝在吊臂兩??側(cè)，并具有折疊功能，減搖臂主要由外伸桿、外伸桿支架及其他連接件等組成。??１７??

根據(jù)設(shè)計要求，所設(shè)計起重機(jī)最大的起重量為５０ｋｇ，吊臂的加工材料選用??Ｑ２３５，長度為２ｍ，寬度為５０ｍｍ，兩側(cè)減搖臂為可折疊式，通過油缸來驅(qū)動，總??長度為１．５米，吊臂的三維圖如圖２．７所示。??圖２．７吊臂的三維圖??Ｆｉｇ．?２．７?Ｇｒａｐｈｉｃ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｂｅａｍ??利用Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ的Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?Ｅｘｐｒｅｓｓ模塊對起重機(jī)的吊臂進(jìn)行強(qiáng)度分析，選??取滿足吊臂設(shè)計強(qiáng)度所需鋼板的厚度。將吊臂的一端固定，另一端施加５００Ｎ的力，??這樣設(shè)計吊臂強(qiáng)度為實(shí)際強(qiáng)度的２倍，具有一定的裕量。選取厚度為５ｍｍ厚的鋼??板，經(jīng)過受力分析后，應(yīng)力分布圖如圖２．８所示，形變分布圖如圖２．９所示，最大??的應(yīng)力為３７．５７Ｍｐａ，所選材料的許用應(yīng)力為５５１Ｍｐａ，最大的形變?yōu)椋矗常矗叮恚恚??以該吊臂滿足設(shè)計要求。??１８??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于輸入整形的回轉(zhuǎn)式起重機(jī)吊擺系統(tǒng)防擺控制器的設(shè)計與分析[J]. 潘凌云,姜銀方,姬勝杰,劉橋振.  機(jī)械制造與自動化. 2017(04)
[2]船用起重機(jī)減搖裝置建模與試驗(yàn)[J]. 韓廣冬,張桐,陳海泉,張金男,孫玉清,王生海.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2017(23)
[3]基于Adams的船用起重機(jī)伸縮套管減搖裝置的原理及運(yùn)動仿真分析[J]. 韓廣冬,李航,陳海泉,孫玉清,張金男,王生海.  機(jī)床與液壓. 2017(03)
[4]船用起重機(jī)吊重?fù)u擺的動態(tài)分析[J]. 韓廣冬,張桐,陳海泉,王生海,張金男.  山東大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2017(01)
[5]船用起重機(jī)伸縮套管減搖裝置原理和試驗(yàn)[J]. 韓廣冬,李航,陳海泉,孫玉清,張金男,王生海.  船舶工程. 2016(06)
[6]回轉(zhuǎn)式起重機(jī)吊擺系統(tǒng)的建模與仿真分析[J]. 姜銀方,姬勝杰,潘凌云,劉橋振,蔣俊俊.  電子科技. 2015(10)
[7]船用起重機(jī)防搖裝置設(shè)計研究[J]. 王陽.  艦船科學(xué)技術(shù). 2013(07)
[8]回轉(zhuǎn)旋臂式船用起重機(jī)的動力學(xué)分析與建模[J]. 王鵬程,方勇純,相吉磊,趙振杰.  機(jī)械工程學(xué)報. 2011(20)
[9]船用起重機(jī)消擺系統(tǒng)的專家PID控制[J]. 楊立秋,宋立忠.  計算機(jī)仿真. 2011(10)
[10]規(guī)則波作用下起重船吊重動力學(xué)仿真[J]. 王學(xué)林,尤心一,胡于進(jìn).  中國機(jī)械工程. 2010(09)

博士論文
[1]起重機(jī)自適應(yīng)智能防擺控制方法及其仿真研究[D]. 黃凱.南京林業(yè)大學(xué) 2007

碩士論文
[1]液壓起重機(jī)消擺控制系統(tǒng)開發(fā)[D]. 姚亮.集美大學(xué) 2015
[2]船用起重機(jī)吊物波浪補(bǔ)償控制研究[D]. 李震震.大連理工大學(xué) 2014
[3]橋式起重機(jī)減擺控制技術(shù)[D]. 劉毅.西安電子科技大學(xué) 2014
[4]基于無源性的橋式起重機(jī)防擺控制方法研究[D]. 李彭安.太原科技大學(xué) 2013
[5]起重船吊物動力響應(yīng)及主動控制研究[D]. 劉偉.大連理工大學(xué) 2013
[6]起重機(jī)安全監(jiān)控與防搖控制研究[D]. 樂昭.南京郵電大學(xué) 2012
[7]基于ADAMS的船載特種起重機(jī)動力學(xué)仿真與控制研究[D]. 王存剛.哈爾濱工程大學(xué) 2010
[8]船用起重機(jī)和波浪補(bǔ)償控制系統(tǒng)設(shè)計研究[D]. 方曉旻.哈爾濱工程大學(xué) 2009
[9]起重船吊物系統(tǒng)的擺動分析及其控制研究[D]. 芮光六.天津大學(xué) 2004
[10]艦載起重機(jī)轉(zhuǎn)載控制及仿真[D]. 薛樹功.哈爾濱工程大學(xué) 2004



本文編號：3483004