基于模型预测控制的岸边集装箱起重机吊具防摇方法

自动化远控岸边集装箱起重机是应用在码头前沿的主力设备,设备效率直接影响了码头的运营能力,其中吊具系统准确快速定位是起重机提升起吊效率的关键因素。文中以岸边集装箱起重机吊载运行小车为研究对象,提出了一种基于模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)的防摇控制方法。根据岸边集装箱起重机小车吊载运行的特点,建立系统状态方程,设定二次规划问题的性能指标,求解开环优化问题并获得最优的控制序列。与传统的控制方法相比,该方法是一种在线循环控制算法,具有较强的抗干扰能力。同时将约束条件直接嵌入最优化控制序列求解当中,使最优化控制序列与实际输入条件相匹配。通过仿真计算结果表明,该方法能迅速控制吊具的摇摆幅度,有效提升起升作业效率,同时也能满足不同工况下控制的稳定性要求。

MHC150移动式多用途港口起重机电气设计

为实现港口码头移动式多功能起重机的技术应用和发展,文中叙述了MHC150移动式港口起重机的主体机构、工作原理、供电电源选型、主机构变频驱动系统选型、PLC通讯系统、抓斗/吊钩/吊具作业模式的电气控制系统、液压系统与电气通讯接口等的设计。该起重机实现了抓斗、吊钩、吊具集装箱的多种组合装卸功能,在起重机投资、适应性、维修费用和附属设施等方面比中小型岸边集装箱起重机和门座起重机具有更好的经济性和应用市场前景,可作为其替代产品。

基于整机系统分析的轨道式集装箱起重机吊具故障诊断方案

文中针对轨道式集装箱起重机集装箱吊具经常出现故障报警的问题,结合整机电气控制逻辑、电气报警控制、信号传输等因素,提出一种基于整机系统分析的吊具故障诊断方案。该方案采用机械电气相结合的方法,从整机的故障报警显示系统数据分析到信号传输过程论证,并模拟司机开闭锁工况,利用模拟控制箱对吊具进行大量模拟测试,针对测试结果给出了优化措施。通过现场故障诊断测试结果表明,该方案能够得到更高、更全面的故障问题原因,满足集装箱装卸堆场故障检测的要求。

基于模型预测控制的岸边集装箱起重机吊具防扭设计

远控自动化岸边集装箱起重机吊具系统准确快速定位是提升起重机效率的关键因素。以岸边集装箱起重机吊具悬垂系统为研究对象,提出一种基于模型预测控制的防扭控制方法。根据吊具系统转动运行特点,建立系统状态方程,设定二次规划问题的性能指标,求解开环优化问题并获得最优的控制序列。通过解决一个带约束的优化问题来求解最优控制输入,使得最优化控制序列与实际输入条件相匹配。仿真计算结果表明,这种方法能够有效的控制吊具的扭转角度,提升作业效率和稳定性。

基于激光与视觉融合的船舶扫描和吊具防撞系统及方法

为解决岸边集装箱起重机在船舶上方作业时,由于司机操作以及潮汐、大风等环境因素对作业安全产生影响的问题,文中提出了一种基于激光和视觉融合的船舶扫描和吊具防撞系统及方法,通过激光扫描和视觉采集,对岸边集装箱起重机下的船舶轮廓进行完整扫描与识别,满足船舶的纵向位移、船舶上船槽及集装箱锁孔的精确定位,精确测量岸边集装箱起重机吊具的高度值和小车的位置信息,实现集装箱海陆侧软着陆,有助于提高岸边集装箱起重机的自动化效率。

八绳系统中起升钢丝绳调整方法

集装箱堆场自动化轨道式龙门起重机所采用八绳系统中,吊具上架为超静定结构,钢丝绳受吊具上架的刚度影响而受力不均匀,导致八绳系统的钢丝绳在运行中经常出现磨损断裂现象。在分析八绳系统钢丝绳悬挂特点、受力情况基础上,给出了均匀钢丝绳受力、延长钢丝寿命的调整方法。

铜冶炼企业中原料库智能天车的功能需求及关键技术探析

铜冶炼行业中原料的搬运大多依靠人工驾驶天车进行,员工劳动强度大,天车运行效率不高,信息及现场管理原始粗放,急需借助智能化手段优化原有作业模式,以减轻员工劳动强度,提高生产效率,改善工作环境,实现无人化管理。针对以上问题及优化目标,对多品种物料原料库智能天车的软硬件功能需求以及精准定位技术、吊具防摇摆等关键技术进行探析,为后续深入设计和实施提供技术支撑。

海上全断面超宽钢箱梁吊装施工技术

澳氹四桥南引桥为(6×80+60)m连续变宽钢箱梁桥,钢梁为钢箱+挑臂形式,宽48.4~61.7 m。南引桥钢梁沿纵向分12个大节段,大节段钢梁分成中间钢箱和两侧翼缘,在工厂制造后运到桥位,中间钢箱利用浮吊架设成联后安装翼缘吊机进行两侧翼缘安装(S5~S7号墩间大节段除外)。由于南引桥西侧存在污水管道,S5~S7号墩超宽钢箱梁分为7个大节段制造,中间钢箱与两侧翼缘在工厂整体焊接,利用浮吊定点在S5号墩西侧起吊全断面大节段钢梁至滑移支架,由S5号墩向S7号墩方向逐节段滑移到位,最大滑移重量715 t。针对航空限高及钢梁节段重量的吊装要求,建造2200 t L臂架起重船,非自航浮吊;制造组合吊具,以满足不同规格、不同重量的梁段吊装需求。施工时,浮吊和运梁船抛锚定位后,浮吊在高潮位取梁并携梁缓慢移位到架梁区域,分级落梁后浮吊退出,完成海上全断面超宽钢箱梁的吊装施工。

深中通道“天一号”一体式吊具研制与应用

深中通道S07标段水域主线非通航孔桥共有293片预制箱梁,均采用工厂一体化预制、大节段整体吊装的施工方案,箱梁最大吊重3080 t,最高吊高63.4 m。浮吊采用“天一号”运架一体船;吊具吊梁方式为上吊下托,采用1个吊梁扁担、2个托梁设计,可适应多种箱梁架设。利用MIDAS Civil软件建立有限元模型,分析吊具结构吊装过程中力学性能,对吊具关键杆件吊装过程应力和倾角进行监测。计算和监测结果表明:在不同工况下,吊具各杆件强度及连接强度均满足要求,吊具最大竖向变形(179 mm)小于容许变形(206.2 mm),刚度满足使用要求;托梁A在110 m钢梁及60 m标准宽混凝土梁架设工况、托梁B在60 m变宽混凝土梁架设工况下最大组合应力和剪应力均满足使用要求;吊具关键杆件的应力和倾角监测数据均在设计范围内,结构安全。

一种基于线性二次型调节器的岸边集装箱起重机吊具防摇方法

自动化岸边集装箱起重机作为自动化码头在海侧与陆侧之间进行集装箱运输的重要装备,其作业过程中存在吊具摇摆现象,从而导致抓放集装箱时很难对准目标箱位,直接影响码头的作业效率。针对吊具摇摆问题,提出一种基于线性二次型调节器的防摇控制方法,通过分析和简化岸边集装箱起重机的结构与运行方式,建立了小车-吊具运动系统模型,得到了系统的状态空间表达式,并利用多项式拟合的方式对状态反馈参数进行估计。仿真实验结果表明,该方法能够抑制吊具的摇摆,具有良好的稳态性能,可满足设备自动化作业对吊具防摇控制的需求。

模块吊装设计优化分析

吊装设计是模块设计中的重要一环。通过对模块结构的吊装设计分析,介绍了吊装的基本流程、对常见的几种吊装方式分别予以分析,对模块分片吊装、整体吊装、荷载组合、杆件及节点设计加以论述,以对类似设计提供借鉴。

全自动化岸边集装箱起重机吊具自动插拔供电系统

为提高强港口维保人员在吊具更换工作中的安全性,减少吊具插头电缆磨损及因此导致的故障,设计了一种全自动化岸边集装箱起重机吊具自动插拔供电系统,给出了系统构成方案。应用表明,该系统具有良好的稳定性和可靠性,可缩短吊具更换时间。

某提梁门式起重机吊具断裂失效分析

针对某型提梁门式起重机吊具在正常起吊作业过程发生断裂失效问题,利用德国OBLF直读光谱仪、蔡司扫描电镜(SEM)-拉曼光谱联合平台系统、金相显微镜、力学试验机等设备与ANSYS模拟分析软件,对吊具钢板材料理化性能、断裂过程及断裂失效原因进行综合性分析。试验及仿真结果表明:材料的化学成分、力学性能及微观组织结构都满足相应的技术参数要求;其失效的主要原因是其焊接工艺存在重大缺陷,上盖板钢板焊缝深度仅为4~5 mm,远未焊透,且结合仿真分析可知此处焊缝处为高应力集中区,应力值大于材料的屈服强度,所以导致吊具发生断裂。改进措施为上盖板采用整体钢板焊接,在钢板焊接时开坡口,有效减小应力集中现象,同时可以确保钢板焊透,提高整体焊接质量。

悬索长度计算在起重机钢丝绳中的应用

在不考虑悬索弹性变形的前提下,运用悬索的悬垂模型计算悬索实际长度,并将此法应用到单臂架类门座起重机钢丝绳悬垂度计算中,解释钢丝绳因受自身重力作用下垂,使钢丝绳垂落至臂架上,以及出现吊具在空载下放时不下降的现象。借助自编程序对不同水平跨度、不同支点水平倾角、不同钢丝绳线密度及不同倍率的绕绳滑轮组进行分析计算,得出钢丝绳悬垂度与吊具重量、滑轮组2支点相对位置及滑轮组倍率的关系,并可准确计算钢丝绳悬垂度、给定钢丝绳最大允许悬垂度条件下的吊具临界重量及起重机在放绳过程中卷筒放绳长度与吊具实际下降高度差,对指导吊具设计,特别是对吊具重量控制有一定的现实意义。

集装箱场桥吊具路径优化

为改善集装箱场桥传统门字路径作业的效率及能耗,提出根据码头运营操作调度指令、小车载激光扫描定位等信息等信息使吊具沿优化路径作业的控制方案。通过具体设计、仿真分析和现场试验,初步验证该方案的可行性、有效性和局限性,为进一步改善作业效能、开展后续研究指明改进方向。

集装箱龙门起重机吊具与集装箱拖车快速对位系统研究

在港口集装箱堆场装卸作业过程中,集装箱龙门起重机发挥着巨大作用。随着港口集装箱吞吐量的上升,提高装卸效率势在必行。现场分析场桥装卸工艺会发现,场桥吊具与集装箱拖车的对位是制约场桥装卸效率的瓶颈环节之一。因此,开发了一种利用激光测距技术来完成场桥吊具与集装箱拖车快速对位的系统。实践证明该系统可以提高场桥装卸效率,降低拖车司机劳动强度,避免安全隐患。

岸边集装箱起重机吊具减摆装置

分析了岸边集装箱起重机加装减摆装置的必要性,并介绍了液压撑杆式减摆装置、摩擦离合器式减摆装置、斜拉绳式减摆装置、钢绳/液压减摆装置、跷板梁式减摆装置等5种减摆装置的工作原理与结构特点。

欠驱动的倒三角铁路集装箱门式起重机吊具动力学建模与分析

针对铁路集装箱门式起重机吊具与起重机小车构成的强耦合、欠驱动系统,为研究集装箱吊具系统的动力学特性和影响因素,根据倒三角集装箱吊具的物理结构特点,建立集装箱吊具交替摆动的二自由度椭圆摆动力学模型;并应用第二类拉格朗日理论得到集装箱吊具摆动动力学方程;再根据集装箱吊具在大车运行方向和小车运行方向的不同运动条件,分别递推出求解吊具残余摆动的微分方程。仿真结果表明：当小车与集装箱吊具耦合摆动时,小车的制动力能够减小集装箱吊具残余摆动的最大摆幅和摆动时间;由于小车的耦合运动也会损耗集装箱吊具摆动的能量,因而当集装箱吊具在小车方向上运动时残余摆动的最大摆幅平均减少约11.7%;合理地控制起重机起升钢丝绳的长度和小车的运行速度,能够有效地将集装箱吊具残余摆动时间控制在5~10s内。

基于多自由度的桥起吊具设计及有限元分析

针对实际作业中由于传统桥式起重机吊具的单一性导致无法实现多自由度吊装而降低工作效率的问题,提出了一种新型桥式起重机吊具设计方案。通过对比传统吊具结构,设计了多自由度吊具旋转机构,实现了多方位吊装;利用ANSYS软件建立有限元模型,对吊具进行动静态分析,静态分析保证了吊具的应力和挠度符合设计要求,动态分析保证了作业过程中避免发生共振现象。分析结果表明,该吊具符合设计和动态性能要求,为实际的生产设计提供了依据。

桥式起重机吊具系统及齿轮减速器的效率测量与计算

从系统的角度研究了起重机起升机构的机械能传动过程,重点推导分析了起升机构中吊具系统的传动效率,同时设计了一款应用于起重机减速器的功率测量系统,为进一步研究整个桥式起重机机械结构效率提供了基础。