輥壓自動化傳輸設備橋式起重機吊架力學特性研究

 

    行吊又稱行車
、吊車、tianche，anqudongfangshibutongfenweijizhongqudonghefenbiequdonglianglei，anxingzhuangbutongkefenweimenshiqizhongjiheqiaoshiqizhongji。benwenyanjiudegunyazidonghuachuanshushebeixingdiaoweijizhongqudongqiaoshiqizhongji，shihengjiayuchejianshangkongjinxingwuliaodiaoyundeqizhongshebei。

 

    由於行吊跨距遠、質量大

、位(wei)置(zhi)高(gao)
，發(fa)生(sheng)失(shi)效(xiao)時(shi)對(dui)企(qi)業(ye)生(sheng)命(ming)和(he)財(cai)產(chan)將(jiang)產(chan)生(sheng)嚴(yan)重(zhong)損(sun)失(shi)。故(gu)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)在(zai)設(she)計(ji)行(xing)吊(diao)時(shi)應(ying)反(fan)複(fu)校(xiao)核(he)，既(ji)要(yao)保(bao)證(zheng)行(xing)吊(diao)丁(ding)作(zuo)時(shi)的(de)強(qiang)度(du)

，又(you)要(yao)防(fang)止(zhi)變(bian)形(xing)過(guo)大(da)產(chan)生(sheng)剛(gang)度(du)破(po)壞(huai)，同(tong)時(shi)還(hai)應(ying)考(kao)慮(lv)行(xing)吊(diao)的(de)振(zhen)動(dong)特(te)性(xing)，避(bi)免(mian)產(chan)生(sheng)共(gong)振(zhen)。

 

    隨著信息技術在各領域的迅速滲透
，計算機輔助設計技術已得到廣泛應用
，從根本上改變了傳統的設計
、生產、組織模式，對推動現有企業的技術改造、帶動整個產業結構的變革、發fa展zhan新xin興xing技ji術shu，促cu進jin經jing濟ji增zeng長chang有you十shi分fen重zhong要yao的de意yi義yi。有you限xian單dan元yuan法fa作zuo為wei數shu值zhi計ji算suan方fang法fa是shi在zai丁ding程cheng分fen析xi領ling域yu應ying用yong較jiao為wei廣guang泛fan的de一yi種zhong計ji算suan方fang法fa，利li用yong有you限xian單dan元yuan法fa不bu僅jin可ke以yi提ti高gao設she計ji質zhi量liang，縮suo短duan丁ding程cheng周zhou期qi，還hai可ke以yi節jie約yue大da量liang加jia丁ding成cheng本ben。本ben文wen以yi輥gun壓ya自zi動dong化hua傳chuan輸shu設she備bei橋qiao式shi起qi重zhong機ji吊diao架jia為wei研yan究jiu對dui象xiang，基ji於yu有you限xian單dan元yuan法fa對dui吊diao架jia進jin行xing強qiang度du和he剛gang度du分fen析xi，並bing對dui吊diao架jia的de振zhen動dong特te性xing進jin行xing數shu值zhi仿fang真zhen分fen析xi，為wei以yi後hou行xing吊diao的de設she計ji和he校xiao核he提ti供gong。

 

    1橋式起重機吊架結構輥壓自動化傳輸設備橋式起重機基本結構如所示
，主又x二要由行走機構、吊架、電控係r統、電永磁吸鐵、物wu料liao等deng組zu成cheng。橋qiao式shi起qi重zhong機ji工gong作zuo需xu要yao搬ban運yun物wu料liao時shi

，在zai計ji算suan機ji上shang輸shu人ren控kong製zhi指zhi令ling傳chuan達da給gei配pei電dian櫃gui，通tong過guo電dian機ji驅qu動dong齒chi輪lun齒chi條tiao運yun動dong實shi現xian橋qiao式shi起qi重zhong機ji的de平ping移yi和he升sheng降jiang運yun動dong

，運yun動dong到dao物wu料liao正zheng上shang方fang距ju離li物wu料liao較jiao小xiao距ju離li時shi，電dian永yong磁ci繼ji電dian器qi通tong電dian，產chan生sheng強qiang力li磁ci場chang，實shi現xian物wu料liao的de抓zhua取qu，通tong過guo電dian機ji驅qu動dong齒chi輪lun齒chi條tiao運yun動dong將jiang物wu料liao運yun輸shu到dao指zhi定ding的de位wei置zhi，電dian永yong磁ci繼ji電dian器qi斷duan電dian

，實shi現xian物wu料liao的de存cun放fang。

 

    2橋(qiao)式(shi)起(qi)重(zhong)機(ji)吊(diao)架(jia)剛(gang)度(du)及(ji)強(qiang)度(du)分(fen)析(xi)橋(qiao)式(shi)起(qi)重(zhong)機(ji)在(zai)抓(zhua)取(qu)和(he)運(yun)輸(shu)貨(huo)物(wu)時(shi)，應(ying)保(bao)證(zheng)吊(diao)架(jia)的(de)強(qiang)度(du)和(he)變(bian)形(xing)在(zai)許(xu)用(yong)值(zhi)之(zhi)內(nei)。以(yi)往(wang)設(she)計(ji)橋(qiao)式(shi)起(qi)重(zhong)機(ji)吊(diao)架(jia)時(shi)

，由(you)於(yu)不(bu)能(neng)完(wan)全(quan)模(mo)擬(ni)吊(diao)架(jia)的(de)邊(bian)界(jie)條(tiao)件(jian)，往(wang)往(wang)將(jiang)模(mo)型(xing)和(he)載(zai)荷(he)簡(jian)化(hua)，使(shi)設(she)計(ji)出(chu)的(de)吊(diao)架(jia)具(ju)有(you)較(jiao)大(da)的(de)安(an)全(quan)富(fu)裕(yu)度(du)，造(zao)成(cheng)資(zi)源(yuan)浪(lang)費(fei)。本(ben)文(wen)采(cai)用(yong)有(you)限(xian)單(dan)元(yuan)法(fa)
，完(wan)全(quan)模(mo)擬(ni)吊(diao)架(jia)的(de)邊(bian)界(jie)條(tiao)件(jian)，考(kao)核(he)吊(diao)架(jia)的(de)剛(gang)度(du)和(he)強(qiang)度(du)，驗(yan)證(zheng)吊(diao)架(jia)設(she)計(ji)的(de)可(ke)行(xing)性(xing)。

 

    youqiaoshiqizhongjijiegoutukeyikanchu，dangqizhongjiyunshuwuliaoshi，zaigezhouchengzuochuhuichanshengfanli
，diaojiashoulibuzaiweidanfangxiangdeli。weilejianshaojisuanliang，xianjisuanchugezhizuochudefanli，zaijiangqishijiadaoqiaoshiqizhongjidediaojiashang，kaohediaojiadegangduheqiangdu。

 

    000mm
，直徑50mm的長杆，材料為Q235，本橋式起重機的額定起吊重量為0.6T，傳動杆承載後的邊界條件如所示。

 

    通過計算分析，得到各個支點處的反力，如表1所示
，所示為傳動杆的應力雲圖。

 

    表1傳動杆各支點反力支點反力/Njiangqiudedegezhidianfanlishijiadaoqiaoshiqizhongjidiaojiashang，jisuandiaojiadebianxingheyingli，kaoheqiaoshiqizhongjidiaojiadegangduheqiangdu。qiaoshiqizhongjidiaojiadewulitexingrubiao2所示。

 

    表2吊架物理特性長度/mm高度/mm寬度/mm厚度/mm材料在對到橋式起重機吊架施加邊界條件時
，應考慮配電櫃重量約150kg，吊架的邊界條件如所示。

 

    qiaoshiqizhongjidiaojiashouzaihoubianxingjiyingliyunturutuqiaoshiqizhongjidiaojiayingliyuntuweianquanqijian，quqiaoshiqizhongjidiaojiayinglianquanxiyouhuahouqiaoshiqizhongjidiaojiayingliyuntushoucezhade，diaocheliangdexuyongnaoduwei18.4mm.由和可知，橋式起重機吊架受載後的*大變形為1.012mm<18.4mm
，*大應力為78.33MPa，滿足強度和剛度要求，有較大的安全富裕度，可進行適當優化。

 

    將橋式起重機吊架厚度優化為4mm，考核吊架的剛度和強度
，所示分別為優化後的吊架變形和應力雲圖。

 

    由和可知，橋式起重機吊架受載後的橋式起重機吊架14階(jie)振(zhen)型(xing)圖(tu)由(you)此(ci)可(ke)看(kan)出(chu)，通(tong)過(guo)傳(chuan)統(tong)手(shou)段(duan)設(she)計(ji)出(chu)的(de)橋(qiao)式(shi)起(qi)重(zhong)機(ji)吊(diao)架(jia)存(cun)在(zai)較(jiao)大(da)安(an)全(quan)富(fu)裕(yu)度(du)，造(zao)成(cheng)了(le)一(yi)定(ding)的(de)資(zi)源(yuan)浪(lang)費(fei)
，通(tong)過(guo)有(you)限(xian)單(dan)元(yuan)法(fa)優(you)化(hua)的(de)橋(qiao)式(shi)起(qi)重(zhong)機(ji)吊(diao)架(jia)滿(man)足(zu)強(qiang)度(du)和(he)剛(gang)度(du)要(yao)求(qiu)，較(jiao)充(chong)分(fen)地(di)利(li)用(yong)了(le)資(zi)源(yuan)，節(jie)約(yue)了(le)成(cheng)本(ben)。

 

    3橋式起重機吊架模態分析模態分析是用來確定結構的振動特性的一種技術
，通過它可以確定自然頻率、振(zhen)型(xing)和(he)振(zhen)型(xing)參(can)與(yu)係(xi)數(shu)。進(jin)行(xing)模(mo)態(tai)分(fen)析(xi)可(ke)以(yi)使(shi)結(jie)構(gou)設(she)計(ji)避(bi)免(mian)共(gong)振(zhen)或(huo)以(yi)特(te)定(ding)頻(pin)率(lv)進(jin)行(xing)振(zhen)動(dong)，使(shi)丁(ding)程(cheng)師(shi)認(ren)識(shi)到(dao)結(jie)構(gou)對(dui)於(yu)不(bu)同(tong)類(lei)型(xing)的(de)動(dong)力(li)載(zai)荷(he)是(shi)如(ru)何(he)響(xiang)應(ying)的(de)，有(you)助(zhu)於(yu)在(zai)其(qi)他(ta)動(dong)力(li)分(fen)析(xi)中(zhong)估(gu)算(suan)求(qiu)解(jie)控(kong)製(zhi)參(can)數(shu)。

 

    模態分析基本理論：令u為廣義坐標的矩陣，及為與u相對應的剛度矩陣
、質量矩陣和阻尼矩陣

，u、U分fen別bie為wei加jia速su度du矩ju陣zhen和he速su度du矩ju陣zhen。根gen據ju達da朗lang貝bei爾er原yuan理li
，隻zhi要yao在zai研yan究jiu對dui象xiang所suo受shou的de外wai力li中zhong加jia人ren慣guan性xing力li，就jiu可ke以yi像xiang建jian立li靜jing力li學xue平ping衡heng方fang程cheng那na樣yang去qu建jian立li動dong力li學xue方fang程cheng。多duo自zi由you度du係xi統tong有you阻zu尼ni振zhen動dong方fang程cheng如ru下xia：由式⑵可(ke)知(zhi)，固(gu)有(you)頻(pin)率(lv)由(you)模(mo)型(xing)的(de)質(zhi)量(liang)和(he)剛(gang)度(du)決(jue)定(ding)。通(tong)過(guo)數(shu)值(zhi)仿(fang)真(zhen)計(ji)算(suan)分(fen)析(xi)，可(ke)得(de)到(dao)橋(qiao)式(shi)起(qi)重(zhong)機(ji)吊(diao)架(jia)各(ge)階(jie)振(zhen)型(xing)的(de)固(gu)有(you)頻(pin)率(lv)
，所(suo)示(shi)為(wei)橋(qiao)式(shi)起(qi)重(zhong)機(ji)吊(diao)架(jia)1~4階振型圖，表3為優化前後吊架前10階的固有頻率。

 

    （下轉第44頁）http瘳澤友，蔡運清。IEC60870-5-103和IEC104-5-104協議應用經驗。電力係統自動化，2003
，27蔡運清。IEC870-5係列及DNP3.0規約簡介。電力係統自動化
，1998，22（1）：49-51
，74.DL/T634-1997.遠動設備及係統第5部分：傳輸規約，第101篇：基本遠動任務配套標準。

 

    IEC60870-5-104，遠動設備及係統（5-104部分：傳輸規約，采用標準傳輸文件集的IEC60870-5-101網絡訪問）。

 

    IEC-60870-5-5遠動設備及係統

，第5部分：傳輸規約

，第5篇：基本應用功能。

 

    IEC-60870-5-3遠動設備及係統，第5部分：傳輸規約
，第1篇：傳輸幀格式。

 

    IEC-60870-5-2遠動設備及係統

，第5部分：傳輸規約
，第1篇：鏈路傳輸規則。

 

    IEC-60870-5-3遠動設備及係統
，第5部分：傳輸規約，第3篇：應用數據的一般結構。

 

    IEC-60870-5-4遠動設備及係統，第5部分：傳輸規約

，第4篇：應用數據的定義和編碼）。

 

    **：陶學軍
，男，1971年生
，內蒙古通遼人，碩士，工程師。研究領域：電氣控製。

 

    （編輯：阮毅）計算優化後橋式起重機吊架各階振型的固有頻率，如0所示為優化後橋式起重機吊架1~4階振型圖。

 

    tongguomotaishuzhifangzhenjisuanfenxi，dedaogunyazidonghuachuanshushebeiqiaoshiqizhongjidiaojiadezhendongtexing，kezhiguandifenxidiaojiadedongtaitexing
，faxianboruohuanjie，youyishidibikaidiaojiadeguyoupinlv，yimianfashenggongzhen。

 

    4jielunbenwenyigunyazidonghuachuanshushebeiqiaoshiqizhongjidiaojiaweiyanjiuduixiang，zhenduitongguochuantongshejifangfashejichudeqiaoshiqizhongjidiaojia，caiyongyouxiandanyuanfaduidiaojiajinxingqiangduhegangdukaohe，bingjinxingmotaifenxi，dedaojielunzhuyaoruxia：通過傳統手段設計出的橋式起重機吊架滿足強度和剛度要求
，但存在較大安全富裕度，造成了一定的資源浪費；采用有限單元法優化後的橋式起重機吊架滿足強度和剛度要求，較充分地利用了資源
，節約了成本；通(tong)過(guo)對(dui)橋(qiao)式(shi)起(qi)重(zhong)機(ji)吊(diao)架(jia)模(mo)態(tai)分(fen)析(xi)
，可(ke)得(de)到(dao)吊(diao)架(jia)的(de)振(zhen)動(dong)特(te)性(xing)，直(zhi)觀(guan)地(di)分(fen)析(xi)吊(diao)架(jia)的(de)動(dong)態(tai)特(te)性(xing)，發(fa)現(xian)薄(bo)弱(ruo)環(huan)節(jie)
，有(you)意(yi)識(shi)地(di)避(bi)開(kai)吊(diao)架(jia)的(de)固(gu)有(you)頻(pin)率(lv)
，以(yi)免(mian)發(fa)生(sheng)共(gong)振(zhen)。