桥式抓斗卸船机起升机构动力响应的仿真研究_精品文档资料下载.pdf

1、机械电子工程指导教师：王悦民20060701摘要抓斗卸船机是目前世界上散货接卸港的主要机械设备。抓斗卸船机日趋于大型化、高速化发展。起重重量越来越大，工作速度越来越高，对机构的机械性能提出了更高的要求。按照传统的方法设计出来的卸船机，在实际的使用过程中仍然有大量的事故发生。其中绝大多数起重坠物的重大事故，几乎都与起升机构及其主要构成零部件的安全状态有直接关系。为了解决传统设计方法的瓶颈问题，机构的动态设计现在越来越为人们所关注。到目前为止，卸船机起升机构动力响应的研究还处于起步阶段。本课题是受宁波北仑港委托，探索一种能够预测和评估卸船机起升机构动态性能的仿真方法来指导实际设计，以提高起升机构的

2、机械性能f 强度、刚度和疲劳等）和经济性能。本文以上海海事大学起升机构实验台研究对象，建立了起升机构的动力学模型和微分方程。在介绍虚拟样机技术的基础上，采用A D A M S软件建立了起升机构的动力学仿真模型，对起升机构重物离地起升、空中加速、匀速上升制动和迅速下降制动四种典型工况进行了仿真，并通过试验数据验证了仿真模型及其结果的正确性，说明了采用A D A M S 软件模拟起升机构动态性能的可行性。基于这一方法对抓斗卸船机起升机构的动态性能进行了进一步的研究。以起升机构试验台模型为基础，考虑了桥式抓斗卸船机钢结构的弹性刚度，采用A N S Y S 和A D A M S 软件建立了一个刚柔耦合

3、的起升机构系统仿真模型，并进行了动力学仿真。讨论了卸船机钢结构弹性效应对起升机构系统机械性能的影响。为各种起重机的起升机构的动力学分析和设计计算提供参考。关键词：卸船机，起升机构，动态特性，仿真，A D A M S，A N S Y S，M A T L A BA B S T R A C TT o d a y,晷a bs h i pu n l o a d e ri sm o s t l yp o r tm a c h i n et ol o a da n du n l o a db u l kc a r g oi nt h ew o r l d G r a bs h i pu n l o a d

4、e ri sl a r g e-s c a l ea n dh i g h-s p e e do fd e v e l o p m e n t W i t hi n c r e a s i n go fl i f t i n gw e i g h ta n dn m n i n gv e l o c i t y，t h e r ea r eh i g h e rr e q u i r e m e n t sf o rt h em e c h a n i s mp e r f o r m a n c eo fm a c h i n e T h e r ea r es t i l lal a r

5、g en u m b e ro fa c c i d e n t st oh a p p e ni nt h ec o u r s eo fa c t u a lu s eo f 铲a bs h i pu n l o a d e rw h i c hi sd e s i g n e db a s e do nt h et r a d i t i o n a ld e s i g n e dm e t h o d s M o s to fs e r i o u sa c c i d e n t sd u et ot h ef a l lo fl i f t e dl o a da r ed i

6、r e c t l yr e l a t e dt ot h eS e c u r i t ys i t u a t i o no fh o i s t i n gm e c h a n i s ma n dt h e i rp a r t sa n dc o m p o n e n t s P e o p l ea r em o r ea n dm o r ec o n c e r n e da b o u tt h ed y n a m i cd e s i g no fm e c h a n i s mi no r d e rt os o l v e rt h eb o t t l e

7、n e c kp r o b l e mo ft h et r a d i t i o n a ld e s i g n e dm e t h o d s U pt ot h ep r e s e n t，r e s e a r c ho fu n l o a d e rd y n a m i cc h a r a c t e r i s t i c si ss t i l lo ni n i t i a ls t e p T l l i st i m e，w ea r ee n t r u s t e db yN i n g b oB e i l u np o r t，f o re x p

8、l o r i n gas i m u l a t i o na n a l y s i sm e t h o dw h i c hC a l lf o r e c a s ta n de v a l u a t et h ed y n a m i cc h a r a c t e r i s t i c so ft h eh o i s t i n gm e c h a n i s mo fu n l o a d e rt oi n s t r u c tp r a c t i c a ld e s i g n，a i m i n ga ti m p r o v i n gt h em e

9、c h a n i c a lc h a r a c t e r i s t i c（d e s i g n，r i g i d i t ya n df a t i g u el i f ee t c）a n de c o n o m i cc h a r a c t e r i s t i c 1 1 1 i sp a p e rc o n s i d e r st h et e s t-b e do fm e c h a n i s mo fs h a n g h a im a r i t i m eu n i v e r s i t ya sar e s e a r c ho b j e

10、 c t T h ed y n a m i c sm o d e la n dd i f f e r e n t i a lc o e f f i c i e n te q u a t i o n sa r ee s t a b l i s h e d B a s e do np r e s e n t a t i o no fv i r t u a lp r o t o t y p et e c h n o l o g y,t h ed y n a m i c sv i r t u a lm o d e li sb u i l ta n dt h ef o u rd y n a m i cp

11、 r o c e s s e s（h o i s t i n gf r o mg r o u n d，s p e e d u pf r o ma i r,e m e r g e n c yb r a k ea f t e ru n i f o r mv e l o c i t yr i s ea n de m e r g e n c yb r a k ea f t e ru n i f o r mv e l o c i t yd r o p）a r es i m u l a t e db yu s i n gA D A M Ss o f t w a r e T h ev i r t u a l

12、m o d e la n ds i m u l a t i o nr e s u l t sa r ev a l i d a t e db yc o m p a r i n gw i t ht e s tc u r v e R e s e a r c ho fu n l o a d e rd y n a m i cc h a r a c t e r i s t i c sw i l lb ef a r t h e rc a r r i e do u to nt h i sm e t h o d B a s e do nt h em o d e lo ft h et e s t-b e do f

13、m e c h a n i s m，c o n s i d e r i n gt h ee l a s t i cs t i f f n e s so fs t r u c t u r eo f g r a bs h i pu n l o a d e r,ar i g i d f l e xc o u p l i n ge m u l a t i o n a lm o d e lo f h o i s t i n gm e c h a n i s ms y s t e mi sb u i l tb yu s i n gA D A M Sa n dA N S Y Ss o f tw a r e

14、sa n dd y n a m i c ss i m u l a t i o ni sc a l c u l a t e d T h ei n f l u e n c eo fh o i s t i n gm e c h a n i s md u et oe l a s t i ce f f e c t so ft h es t r u c t u r eo fu n l o a d e ri Sd i s c u s s e d A l lr e s u l t sC a nb ei n s u l t e df o rd y n a m i c sa n a l y s i sa n dd

15、 e s i g nc a l c u l a t i o nf o ra l】k i n d so f c r a n e s K E Y _、N O R D S：U n l o a d e r,H o i s t i n gm e c h a n i s m，D y n a m i c sC h a r a c t e r i s t i c，S i m u l a t e，A D A M S A N S Y S M A T A L A B论文独创|生声明本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包括其他人或其他机构已经发表或撰写过的

16、研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名：左乏幸同期论文使用授权声明玲嵋矛本人同意上海海事大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以上网公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定。董量址导师签名：掣R 期M s。海海事大学硕j 二学位论文1 1 概述第一章绪论随着生产规模的扩大，自动化程度的提高，作为物料搬运重要设备的起重机在现代化生产过程中应用越来越广，作用越来越大，对起重机的要求也越来越高。现令科学技术的飞速发展，推动了现代没计和制造能力的提高，激烈的国际市场竞争也越来越依赖于技术的竞争，这些都促使起重机的技术性能进入崭新的发展阶段，起重机正经历着一场巨大的变革。国内外起重机的新理论、新技术和新动向表明2 1 世纪超重机大型华和高速化、模块化和组合化、自动化和智能化、新型华和实用化等方向和趋势发展。抓斗卸船机是目前