【摘 要】
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大型液压动臂塔机吊载过程中,频繁的工况转换会产生起升的动载荷,导致结构振动,在影响起升机构工作平稳性的同时,还会造成塔身结构的疲劳损伤、形成液压冲击破坏液压元件密封
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大型液压动臂塔机吊载过程中,频繁的工况转换会产生起升的动载荷,导致结构振动,在影响起升机构工作平稳性的同时,还会造成塔身结构的疲劳损伤、形成液压冲击破坏液压元件密封,降低整机的有效工作寿命,因此,有必要对全液压大型塔式起重机这种复杂的机液一体化系统工况转换过程的动态特性加以研究。现阶段,借助仿真方法对设备工作特性进行研究是大型装备进行技术消化和改进设计的重要手段。本文以国产某型闭式液压系统驱动的动臂塔机起升机构作为研究对象,以机液一体化仿真为手段对起升机构动态特性影响因素进行分析。首先利用AMESim软件搭建液压动臂塔机机液一体化仿真模型,设置仿真工况,通过仿真实验验证建模正确性的同时对起升机构动态过程进行分析,随后,对起升钢丝绳初始张紧力、钢丝绳刚度、滑轮组倍率和液压系统调速方式等影响起升机构动态特性的因素进行给定工况下的机液一体化仿真分析。仿真结果表明:(1)钢丝绳初始张紧力对负载离地起升过程产生的最大动载荷和峰值压力有明显的降低作用,相较于未设置初始张紧力对照组,最大动载荷下降了92.6%,峰值压力下降了19.4%;(2)起升钢丝绳刚度在规范范围内选取,最大刚度与最小刚度之比为2.33,导致的最大动载荷和液压系统最大峰值差异仅分别为5.2%和4.3%;(3)相同负载条件下,起升滑轮组采用单倍率较双倍率液压系统稳态工作压力提高了46%;(4)相同负载条件下采用变量泵调速较变量马达调速,稳态工作压力降低近50%。由此得出结论:(1)负载离地时刻,采用缓慢卷扬积聚钢丝绳张力的方式可有效降低系统振动;(2)钢丝绳刚度在规定范围内选取对起升过程的附加惯性力没有明显影响,可以成本最低原则选配;(3)在满足速度要求前提下,起升滑轮组应选用双倍率,液压系统应选用变量泵调速,可有效降低闭式系统发热。采用机液一体化仿真分析相较于传统的将起升机构划分为机械、液压两个子系统分别进行研究的方法,更加注重机液耦合关系对起升机构动态特性的影响,仿真结果更符合实际。这种机液一体化仿真分析的方法为该型塔机的技术消化、结构和液压系统改进提供理论依据,对其他大功率机液一体化系统研究具有借鉴意义。
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