高速重载大行程运动升降平台设计及实现

[目的]为满足恶劣海况下舰船的大幅运动模拟需求,开展高速、重载、大行程运动升降平台的研发工作。[方法]针对运动平台的重载、高速及变参数特点,基于Adams仿真平台对采用重量平衡、4钢缆同步伺服驱动的高速升降平台进行动力学仿真分析,提出一种基于模糊PID控制的多电机同步驱动控制系统,并基于控制特性相似原理研制了1∶14的缩比高速升降平台。[结果]通过平台的响应特性试验,验证了控制系统具有同步性强、控制精度高的优点,运动平台可以良好地模拟恶劣海况下舰船的升沉运动。[结论]所设计的重量平衡、4钢缆同步伺服驱动的高速升降平台可填补舰船大幅升沉运动模拟领域的空白,并对类似运动模拟器的研发具有参考意义。

基于机器视觉的高速电梯钢丝绳动态特性研究

针对高速电梯钢丝绳动态特性无法有效检测的问题,设计一种基于机器视觉技术的高速电梯钢丝绳动态性能检测方法。在分析现有检测技术不足的基础上,结合高速电梯悬挂系统动态理论分析,建立基于运动弹性动力学的悬挂系统动力学模型,运用图像处理技术和算法分析得到钢丝绳的振幅、频率及张力等。根据高速电梯钢丝绳悬挂系统的运行特点,设计由中央处理机构、图像采集机构、检测机构、辅助元件等4部分组成的检测仪,研制形成样机并进行试验验证。研究结果表明:检测仪检测精度误差在5%以内,满足相应使用要求。

一种新的高速电梯钢丝绳检测装置及检测方法

针对现有的钢丝绳检测方法无法对高速电梯钢丝绳动态特性进行实时检测的问题,提出一种新的高速电梯钢丝绳检测装置及检测方法。分别从检测装置的设计原理、机构设计和检测方法上进行介绍。文中利用新研制的检测装置,通过高速相机对连续采集到的每一张图像进行图像处理,然后运用图像处理技术和算法分析出钢丝绳的振幅、振动相位、振动频率。

山地果园牵引式双轨运输机断绳制动装置设计与试验

针对山地果园牵引式双轨运输机存在钢丝绳松脱或断裂可能引发溜车事故等问题,研制了一种断绳制动装置,描述了载物滑车的总体结构及制动装置关键结构尺寸关系,分析了制动装置制动过程的运动规律。应用SolidWorks建立制动装置简化模型,然后倒入ADAMS/View中建立了制动装置和轨道横梁虚拟样机,虚拟制动试验确定了制动过程的动力学变化规律。动力学仿真与台架试验结果表明,该断绳制动装置的制动成功率为100%,随着装载质量的增大,制动杆与轨道横梁碰撞后的明显回弹次数逐渐减少;碰撞点的应力以及制动杆的回弹距离均随着回弹次数的增大而逐渐减小;仿真结果与试验结果相差极小,验证了仿真过程是正确的。该研究可为山地果园轨道运输机械的安全制动装置设计及后续优化提供参考。

基于张紧装置的高速电梯提升系统振动控制

考虑提升系统横向和纵向的耦合作用。应用广义Hamliton原理建立了带有张紧补偿钢丝绳的高速电梯提升系统振动控制方程,并以高速电梯提升系统为例对模型进行了数值仿真分析。结果表明:张紧装置的增加能有效抑制提升系统振动,一方面从理论上分析和解释了具有张紧装置的补偿钢丝绳可以大大减小提升系统振动的原因,另一方面说明选择张紧装置抑制提升系统振动的合理性,研究工作为下一步高速电梯提升系统振动控制器的实际应用提供了具有建设性的方法及其思路。

强侧风下桥上高速列车倾覆稳定性及最优风障高度的研究

基于计算流体动力学理论,采用数值模拟的方法计算了高速列车通过双线简支箱梁桥时的气动力系数,考虑了轨道超高引起的列车风攻角、列车位于桥梁的横向位置、风障高度以及风偏角等因素的影响。根据列车运行于不同平曲线线路时的受力特点定义了列车倾覆系数,并参考有关标准设定了倾覆系数的容许值。在侧风风速为30 m/s情况下,计算了列车以不同速度通过设置有不同高度风障的桥梁时的倾覆系数,并据此选择了最优风障高度。计算结果表明:迎风侧线路上列车气动力系数比背风侧线路大,风障相对较低时升力系数随列车风攻角增大而增大;对迎风侧轮轨接触轴线和背风侧轮轨接触轴线的倾覆系数随车速和风障高度的变化规律均相反,最优风障高度由对背风侧轴线的倾覆系数决定;当列车处于迎风侧线路上时需设置的风障高度均比处于背风侧线路时高,即迎风侧线路是双线桥梁风障高度设置的控制线路;对于主导风向稳定的弯道,侧风从弯道内侧吹向列车时,最优风障高度随车速的增大而增大,从弯道外侧吹向列车时则与之相反;对于主导风向不稳定的弯道,应取侧风从外侧和内侧吹入时需设置风障的较大者。

水下爆炸作用下高速摄像机抗冲隔振系统设计与动态特性分析

以计算多体动力学理论为指导,以水下爆炸试验时高速摄像机光测手段的应用为背景,设计了高速摄像机的抗冲隔振系统,建立了高速摄像机抗冲隔振系统的多体动力学模型;建模过程引入缩比模型试验数据,提高了模型的可靠性。基于该模型,分析了水下爆炸冲击因子为0.4时抗冲隔振系统的动态特性,结果表明抗冲隔振系统具有良好的缓冲效果,满足高速摄像机的抗冲击指标,通过试验验证了抗冲隔振系统设计的正确性。其中抗冲隔振系统的设计、建模、校核及分析方法不失一般性,可应用于其它电子设备。

超高层建筑高速穿梭电梯辅助疏散的可行性

结合武汉绿地中心塔楼项目,采用人员仿真软件对传统疏散体系及新型疏散体系进行模拟,在提供定量可视化结果对比的基础上,分析采用高速穿梭电梯作为辅助疏散的新型疏散体系的可行性。建立仅用楼梯疏散和利用电梯辅助疏散的场景模拟疏散,疏散时间分别为2h27min和1h49min。针对火灾时使用电梯的主要危害分别提出辅助疏散电梯分区设计及电梯井本身的防火、防烟、防水、供电保障、应急管理等多方面的改进措施。

预张拉管式捻股机生产高速电梯用钢丝绳

预张拉管式捻股机用于高速电梯用钢丝绳的生产,能反馈钢丝绳张力的大小,实现恒张力控制。以生产8×19S+NF—8.0,1 370/1 770 MPa双强度电梯用钢丝绳为例介绍研制过程:原料选用SWRH57A盘条;热处理加热温度由960℃调整至980℃,并降低收线速度;铅淬火温度选择550℃;采用水箱拉丝机多道次小压缩率的工艺进行拉拔,道次压缩率控制在15%以内;钢丝绳的捻距为钢丝绳公称直径的6.4倍,预变形中心距为钢丝绳捻距的88%,后变形中心距为7～9 mm,定径辊直径8 mm;选择含油率为10%～15%的优质麻芯。成品按GB 8903—2005《电梯用钢丝绳》检测全部合格,并能满足用户的特殊要求。

电气化高速铁路用钢丝绳的研发与生产

介绍电气化高速铁路用钢丝绳的发展概况和技术要求。研制8×29F-PWRC平行捻密实钢丝绳,PWRC结构为(8×7-1×19W)。原料采用高碳钢盘条和304不锈钢盘条,外层股、内层股、中心股直径分别为2.63,1.43,2.42 mm,给出钢丝绳中各钢丝的直径和生产工艺。所研制的直径9.50 mm钢丝绳,抗拉强度1 960MPa,最小破断拉力达到82.5 kN,与国际通用的12×7-12×3-12×3-1×19W结构电气化高速铁路用钢丝绳进行对比,展示出所研制钢丝绳结构和性能等方面的优势。

探析超高速电梯井道的特殊设计

超高速电梯运行时,井道内的高速气流对轿厢会产生风阻噪声和横向振动等两个不利因素,不但影响电梯乘坐舒适度,还可能会缩短部件的使用寿命。由于轿厢是在封闭狭窄的井道中运行,要想避免"活塞风"产生的振动,使轿厢平稳运行,就需要对超高速电梯的井道进行特殊设计。所述方法均经过具体项目实践检验,证明是切实可行的。

超高速电梯轿厢的减噪减振设计实例分析

当电梯在井道里超高速运行时,轿厢内会产生很大的风阻噪声,这会对电梯运行的安全性和乘客乘坐的舒适性产生影响。针对超高速电梯轿厢的特殊要求,提出了贴隔音棉、增加迷宫式挡板、加装静平衡、加长轿厢架等四种减噪减振方法。

曲线通过参数对高速列车牵引齿轮传动系统动力学响应影响研究

高速列车曲线通过时,车辆系统受力状态比直线行驶更为复杂,加上列车复杂车轨耦合系统,列车牵引齿轮传动系统动力学响应难以预测,所以探究曲线通过参数对高速列车牵引齿轮传动系统动力学响应的影响,对于判断牵引齿轮传动系统运行状态是必要的。通过有限元缩聚与轨道车辆动力学相结合方法,运用SIMPACK软件建立了高速列车刚柔耦合精细化动力学模型,考虑齿轮箱、齿轮副和轮对的柔性,研究不同曲线通过参数对齿轮箱动力学响应的变化规律。结果表明超高值和曲线半径对齿轮箱各轴承振动加速度影响规律不同,对齿轮副传动误差峰峰值及径向力幅值变化影响较大,对齿轮时变啮合刚度、接触应力、轴向力和圆周力幅值变化影响较小。

某超高层建筑电梯辅助疏散系统疏散模式研究

以某超高层建筑电梯辅助疏散系统为例,通过STEPS数值模拟软件研究多种楼梯、电梯混合疏散模式对提高超高层建筑内人员整体疏散效率的影响,分析电梯辅助疏散系统不同疏散模式的可应用性。将建筑分为4区段,设置不同的疏散工况,对比疏散时间,得出最优工况。针对疏散模拟结果提出提高疏散安全性的建议。

大直径高强度钢丝绳预变形装置改进

为满足大直径高强度钢丝绳预成形要求,设计了减速机式预变形器。采用电机驱动替代传统的人力驱动,解决了大直径高强度钢丝绳合绳过程中预变形装置调节困难的问题。经使用验证,减速机式预变形器辊端距、压弯量调整方便高效,使用此装置生产的公称直径90 mm、公称抗拉强度1 960 MPa、结构6×49SWS-IWRC钢丝绳具有良好的不松散性能,可满足大直径高强度钢丝绳的预成形要求。

我国超深立井凿井提升面临的问题及建议

论述了我国国内超深立井提升装备和项目现状,并与国外超深立井提升系统参数配置情况进行了对比。在现有国产装备及安全规程条件下,分析了超深立井凿井在提升高度、提升效率、提升机滚筒宽度等方面面临的困境,并探讨在提升钢丝绳安全系数、最大提升速度和缠绕层数方面存在的问题。进一步提出了超深立井凿井提升发展及研究方向的建议。

超高层建筑电缆垂直敷设综合施工技术

超高层建筑电缆的垂直敷设是机电施工中的重点和难点。电缆敷设决定着电气施工质量及建筑电气的安全。钢丝绳牵引法、垂吊式电缆敷设法及阻尼缓冲器法均能实现电缆上水平段、垂直段、下水平段一次完成敷设,电缆中间无接头,缆体受力均匀,电缆内部结构不受损伤,减少了线路隐患,保证了施工质量。实际施工时,应根据不同的施工条件选择相应的施工方法,以保证电缆垂直敷设质量,确保供电安全。

基于不同井道模型的超高速电梯气动特性研究

针对超高速电梯气动特性研究问题,对比研究了电梯运行10 m/s时二维井道模型、三维井道模型及带层门地坎的三维井道模型。利用ANSYS有限元软件对各模型下的井道气动特性进行了分析,研究得到了各井道模型中不同截面上的气流分布情况,并进行了比较研究;建立了井道对称截面上各直线位置处气流的速度特性曲线,对井道前后侧速度大小进行了研究;建立了对称截面各直线上气流最大值,并进行了比较分析;在两种不同的三维井道模型中,针对层门地坎对轿厢的气动力影响大小进行了分析。研究结果表明,二维井道模型中整体井道流速大,最大流速相比增大近25%,且无法捕捉井道左右侧气流影响;三维井道模型中,层门地坎导致井道后侧流速增大,井道前侧流速减少,同时增加轿厢上下气动阻力93.2%及轿厢前后倾覆力566.7%。

钢丝绳对电梯垂直振动的影响分析

结合电梯振动实际案例,从电梯振动原理、电梯振动原因,以及钢丝绳对电梯固有振动频率的影响等几个方面进行分析探讨。随着轿厢质量的增加,电梯垂直振动的幅度比空载运行时的振动幅度明显减小;随着电梯速度的加快,垂直振动峰值呈增大趋势。结果表明:电梯垂直振动是系统综合因素共同作用的结果,钢丝绳不是引起电梯垂直振动的根本原因。提出可通过采取增加轿厢质量、选用合适的绳头弹簧、定期检查钢丝绳张力、更换磨损严重的曳引轮、增加顶层设计高度等措施对电梯振动情况进行改善。

超高速电梯钢丝绳研制及使用状况

电梯钢丝绳要求使用寿命长和质量稳定。以9×25Fi＋IWRC—13.0钢丝绳为例,介绍超高速电梯用钢丝绳的研制过程及检测和安装使用情况。外层钢丝强度确定为1 600~1 700 MPa,外股内层钢丝、中心钢丝和绳芯钢丝的强度为1 620~1 850 MPa,钢丝的扭转、弯曲次数比《电梯钢丝绳用钢丝》标准规定提高15%。钢丝绳捻制时控制钢丝及股张力的均匀性、绳股和绳芯的捻制应力状态等;选择300系列捻股机对股绳进行捻制,绳股含油率控制在1.5%~2.0%;采用8辊预变形器对绳芯股进行预变形,用18辊后变形器减小绳芯的捻制应力,将绳芯股的变形率控制在50%。经过检测,钢丝绳力学性能满足相关标准要求。