塔式起重机用高强度螺栓断裂原因

某塔式起重机用35CrMoA钢高强度螺栓在服役过程中发生断裂现象,采用螺栓头下圆角半径测量、化学成分分析、力学性能测试、低倍检验、断口分析、金相检验等方法研究了螺栓断裂的原因。结果表明:螺栓在服役过程中发生松动后未及时将其拧紧,在螺栓局部产生应力集中并形成疲劳源,导致螺栓疲劳断裂。

基于节段模型测力方法的塔式起重机风荷载特性研究

塔式起重机被广泛应用于铁道工程和土木工程施工过程,属于高耸结构体系,风荷载是塔式起重机结构设计的控制性荷载。为完善《塔式起重机设计规范》(GB/T 13752—2017)和《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)中的塔式起重机斜风向设计风荷载计算方法,解决风向、吊臂、平衡臂位置等因素对塔式起重机遮挡和干扰引起的设计风荷载计算问题。选取平头塔式起重机为研究对象,对塔身、吊臂、平衡臂进行多工况的节段模型测力风洞试验,研究湍流强度、节段干扰和遮挡等因素对塔式起重机节段风荷载特性的影响规律,研究不同风向下节段阻力系数分布规律,对比标准化阻力系数与当前主要规范的异同,进而探讨节段斜风向标准化阻力系数计算方法。研究结果表明湍流强度对节段阻力系数影响较小,可忽略,而平衡臂和吊臂相邻节段的干扰会减小测试节段的阻力系数;在斜风向下,由于吊臂和平衡臂之间存在相邻节段干扰,国内外规范方法的计算值均会大于干扰工况的节段风洞试验值;当前主要国家规范规定的垂直风向塔身、吊臂、平衡臂阻力系数与风洞试验测得的阻力系数值较为接近,基于风洞试验结果给出典型风向的塔式起重机各节段的风荷载系数取值可用于结构设计;基于风洞试验测试结果推导的塔式起重机斜风向风荷载计算方法具有较好的拟合效果。研究成果可推荐相关工程应用,可为相关规范的修改或补充提供参考。

塔式起重机结构损伤诊断方法研究

塔式起重机是建筑领域非常重要的起重机械,一旦出现损伤极有可能产生较严重的安全事故,做好塔式起重机结构损伤诊断工作具有重要意义。结合多年工作实践,以塔式起重机结构损伤形式为切入点,分析当前结构损伤诊断存在的问题,提出基于域自适应法的塔式起重机结构损伤模型,以此实现智能化、网络化的损伤诊断目的,及时发现损伤,消除安全隐患。

风荷载作用下塔式起重机结构的随机振动分析

对塔式起重机的研究一般是将风荷载进行应力等效或者是流体分析,而本文将结合脉动风的随机特性与Ansys的随机振动模块进行分析。首先计算塔机在非工作状况下的预应力模态,确定其固有频率及振型;其次基于Davenport风速谱计算出随机振动模块所需的PSD数据;最后从后处理模块中得到所需的数值。

基于自适应分层滑模的塔式起重机防摆与定位控制

针对三维空间中呈现二级摆结构的塔式起重机的防摆与定位控制问题,考虑变幅回转联合运行工况,提出了一种自适应分层滑模控制方案。首先将塔式起重机系统分为定位子系统、一级摆角子系统和二级摆角子系统,设计了分层滑模控制律;然后设计了自适应律,提高了系统对参数的适应性和对外在干扰的抑制性能;最后验证了系统的稳定性并对系统进行了仿真。仿真结果表明,系统在受到瞬时扰动时,自适应律可估算出扰动大小,控制器能快速做出反应,调整控制力/力矩以抵消瞬时扰动,使瞬时扰动不对系统的位置以及吊钩和负载的摆角造成明显影响。该文自适应分层滑模控制器能在一定程度上抑制瞬时扰动造成的吊钩和负载的摆动,具有较好的鲁棒性。

基于模糊补偿的塔式起重机自适应模糊滑模控制

塔式起重机在工作时,负载会产生摆动,且系统具有欠驱动性、非线性和强耦合性的特征,定位与消摆控制难度大。大多数现有控制方法未考虑系统的摩擦项或者考虑系统摩擦项时由固定公式计算得出,而工程实际应用中摩擦项易受到工作环境的影响,引起控制效果的降低。为解决上述问题,提出了一种基于模糊补偿的自适应模糊滑模控制器。首先,通过对原有的系统动力学模型进行改造,构造出新的动力学模型,解决了系统由于欠驱动特性导致控制律难以设计的问题。随后采用模糊逼近的方式对系统的摩擦项进行逼近,解决了不确定性的工作环境对摩擦项的影响。其次在此基础上与滑模控制理论相结合设计控制器,并经严格的稳定性分析,证明了系统是渐进稳定的。最后,经仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。

超高层建筑工程内爬塔式起重机附着提升拆除关键技术

内爬塔式起重机是适用于超高层建筑的一种大型设备,本研究介绍了内爬塔结构系统构造及爬升流程,通过设置支撑梁承受结构重力和塔式起重机设计荷载、设置液压油缸和内爬框架进行顶升操作,完成内爬塔结构提升。以小塔拆大塔为塔式起重机拆除原则,设计了两次屋面吊拆除过程,保障拆除工期和屋面结构安全。建立了支撑梁和内爬框架的三维实体有限元计算模型,优化支撑梁系统设计,得到了支撑梁和内爬框架在满载支撑状态下的应力和位移计算结果。结果表明,支撑系统安全可靠。

塔式起重机标准节连接螺栓数值模拟方法研究

为实现较为高效、精确地对塔式起重机(以下简称塔机)进行安全评估和检测,避免塔机安全事故发生,文中基于有限元法和多尺度建模思想,建立两节塔机标准节多尺度模型,通过模拟几种不同螺栓预紧力工况,并进行塔身侧向载荷试验,对比分析仿真值与试验值,研究较优的多尺度模型模拟方法和该方法的可靠度。结果表明:使用刚性区域法连接梁单元与实体单元,且当研究螺栓预紧力变化对塔机的影响时,只建立与被研究螺栓同一高度连接部件的实体模型,其余部位均使用梁单元建模并固结节点,为塔机标准节多尺度模型较优的模拟方法;文中提出的数值模拟方法既能保证计算效率,又能较精确地模拟不同螺栓预紧力状态对塔机的影响。

变频器在塔式起重机上的应用研究

变频器是一种电子器件,用于调整电动机的电源频率,从而实现电机转速的调节。在塔式起重机上科学采用变频器技术,可以显著提升设备性能和操作灵活性。本文以集成了涡流控制的麦格米特MV600L变频器为研究对象,探究该变频器在塔式起重机上的应用。首先,详细介绍塔机的基本信息,然后围绕塔机三大机构中的驱动系统展开分析,详细阐述应用变频器后,相较传统驱动方式的优势。希望本文研究可以为塔式起重机设计优化提供参考,从而有效避免因负载波动或外界干扰而导致的设备振动和不稳定情况发生,进一步提升塔式起重机的安全性和可靠性。

塔式起重机回转支承系统装配工艺的设计

现代建筑施工中,塔式起重机发挥着重要作用,而回转支承系统是塔式起重机的关键部分。合理设计回转支承系统装配工艺,对塔式起重机的长周期工作极为有利。基于回转支承系统的制作装配工序,分析有效设计塔式起重机回转支承系统的相关装配工艺。研究结果显示,在装配回转支承系统时,既要遵循既定装配顺序,又要适当调整齿轮啮合间隙与回转支承安装位置,由此才能实现塔式起重机回转装配质量的提升。

塔式起重机顶升腰环尺寸优化设计

在塔式起重机顶升运动过程中,腰环起到稳定塔身的作用。为了保证塔式起重机顶升腰环设计的安全和稳定,尽可能降低其自重,文中结合其实体结构,使用Hypermesh软件建立了顶升腰环的有限元模型,依据GB/T3811—2008《起重机设计规范》对顶升腰环进行了静强度分析。在此基础上,利用灵敏度分析筛选对应力影响灵敏度较大的腰环各部分板厚,以筛选后的各部分板厚为设计变量、危险工况最大Von Mises应力为约束条件、质量最小为优化目标对其进行尺寸优化设计,并对优化前后顶升腰环的强度和质量进行比较分析。分析结果显示,优化后各工况的最大应力均有所下降,质量有所减轻,结构应力的分布更加均匀、合理,达到了轻量化的目的,也为今后塔式起重机顶升腰环结构设计提供了参考。

塔式起重机起升电机制动机构调试与应用

塔式起重机起升电机制动机构是设备正常运行中的关键制动部件。从起升电机制动原理出发,阐述了机构的制动过程以及调整的方式,提出了起升电机应用的注意事项,为塔式起重机在今后的使用、保养方面提供了必要的技术支持。

新型塔式起重机安装拆卸仿真系统的设计

塔式起重机属于塔身安装动臂的一种旋转起重机,通常承担的是运输工程建设材料和运输安装构建等工作,由于运输量比较大,而且存在较大的作业空间,所以被广泛用于工程建设项目中。但因为塔式起重机安装和拆卸频繁发生安全事故,直接影响到施工现场安全性。开发设计新型塔式起重机安装拆卸三维仿真系统,结果显示,研究组仿真系统的响应时间均值是0.39 s,而对照组则为1.53 s,研究组用户满意度占比97.5%,而对照组仅为73.0%,由此可见,该研究所设计仿真系统具有更短的响应时间和更高的用户满意度,能够为建筑工程安全施工提供保障。

塔式起重机顶升架焊接顺序优化仿真

顶升架是为适应不同的施工需求利用套架和液压系统对塔式起重机的高度进行调整的顶升结构。其作为一种典型的焊接结构,焊接时产生的残余变形会对塔机的安全应用产生重要影响。利用固有应变法,首先建立以二维网格为主的有限元模型,利用双椭球热源模型,并根据实际生产工艺,通过焊接软件对不同焊接顺序塔式起重机的顶升架进行焊接数值模拟对比,并确定最优焊接顺序。结果表明:经过对焊接顺序进行优化,能有效控制焊接产生的残余应力与变形,该研究具有一定的现实指导意义。

浅谈塔式起重机液压附件的选择与应用

塔式起重机液压系统是顶升作业中不可缺少的工作机构,塔式起重机液压系统的正常工作离不开系统中的液压附件。在塔式起重机液压系统设计时,掌握液压附件的作用,提出了塔式起重机液压附件的选择方法,有利于延长塔式起重机液压系统的工作寿命,使其液压系统的稳定性得到充分发挥。

基于3起塔式起重机较大事故原因分析和事故致因研究

对3起塔式起重机较大事故原因进行分析、提炼,结合事故致因理论2-4模型(24 Model),对事故的原因进行归纳梳理,绘制基于24 Model塔机事故致因模型。通过分析得出,安全教育培训不足是事故发生组织层面的根源原因,安全生产各项制度缺失或落实不到位、政府监管不到位、现场安全管理缺失等是组织层面的根本原因。组织行为层面的致因进一步影响个人行为层面的致因。因此提出塔式起重机事故预防的重点应该放在组织层面,即加强安全教育培训和安全管理体系建设,并针对相关组织主体提出针对性的建议和意见。

塔式起重机非常规附着技术比选研究与应用

常见的刚性附着方式有双节点三杆式、双节点四杆式与三节点四杆式。本研究依托深圳某大型场馆工程,通过数值分析,对3种非常规附着形式进行定量研究,并考虑水平荷载作用方向的影响,以计算结果为依据进行附着优化,可为类似项目在非常规的塔式起重机附着布置方式比选中提供参考和借鉴。

平臂式塔式起重机自振周期计算方法研究

塔式起重机的自振周期是其基本属性,关乎风振动力系数的选取,影响风载荷及其对塔身偏移的计算。文章以永茂5513型塔帽式和中天6513型平头式塔式起重机为例,简化塔身的刚度简化,将塔式起重机简化为单自由度模型,推导了自振周期简化公式,对比分析了现场测试和有限元模拟结果,验证了该公式的可行性,并引入考虑塔机质量分布影响的修正系数,修正了其简化公式。结果表明:塔式起重机自振周期简化公式计算结果与现场实测自振周期吻合较好,在粗略计算塔式起重机自振周期时可以使用该简化计算公式。根据有限元模拟结果,给出了塔式起重机自振周期简化公式的修正公式,并给出了塔帽式、平头式塔式两种起重机修正系数的推荐值及线性内插公式。

建筑工程中塔式起重机群塔作业安全管理研究

文章从合理布置塔机平面、确定塔机垂直高度等方面阐述了塔式起重机群塔作业安全管理要点,并提出重视群塔作业期间安全管理、确保塔机安装与调试工作落实到位、加大人员作业安全管理力度等措施,以保证塔机使用安全,提高塔式起重机群塔作业的安全管理水平,为建筑工程高质量施工提供基础保障。

斜拉桥施工中塔式起重机的选型与布置探析

塔式起重机具有吊装速度快、起重性能优、工作幅度大等众多特点,在桥梁施工中得到了广泛的普及与应用。在桥梁的斜拉桥施工过程中,为保证吊装顺利进行,加快施工效率,降低建设成本,需要对塔式起重机进行科学选型与布置,充分发挥塔机自身的优势,保障桥梁工程项目的顺利进行。文章结合实际案例,主要探讨了斜拉桥施工中塔式起重机的选型与布置方法,以供参考和借鉴。