PI control based on fuzzy set-point weighting tracking for hydraulic crane boom system

A PI control strategy based on fuzzy set-point weighting following was proposed for the active damping control of a hydraulic crane boom system （HCBS）. Two valve-controlled PI controllers, which include a proportional feedforward controller based on fuzzy set-point weighting following and a limited semi-integrator（LSI）, are designed respectively. LSI is used to limit output signal and to prevent wind up at the low frequency of the spectrum. By using a range camera and an electronic feedback control, the tip damping on the HCBS can be adjusted artificially. A collaborative control simulation technique of HOPSAN and MATLAB/SIMULINK is applied to the controller design. Simulation results show that the proposed PI control system has less overshoot as well as faster response. The tip damping on the HCBS during operation is improved.

Periodic Topology Optimization of Crane Boom Based on Improved Soft Kill Option Method

An improved soft kill option (SKO) method is proposed to achieve the optimization design of tower crane boom. For a better optimization performance, a parabolic weight coefficient is suggested and the displacement constraint is taken into consideration. In order to eliminate the numerical instability phenomena like checkerboard and mesh dependence, element temperature filter function is added into SKO method. Through the optimization data comparison of rectangular cantilever plate, it is verified that the improved SKO method can achieve a better result with more uniform stress and higher efficiency. Based on the dimension and load parameters of QTZ63 tower crane boom, an optimization model is established, and a periodic SKO method is put forward to optimize this model. The optimization result of the crane boom can provide a new thought for tower crane boom design. © 2017, Shanghai Jiaotong University and Springer-Verlag GmbH Germany.

某七节折臂式起重机伸缩臂截面尺寸优化

针对七节折臂式起重机伸缩臂截面进行了尺寸优化设计,旨在实现轻量化,提高机动性和承载能力。运用Solidworks进行伸缩臂的参数化建模,结合Ansys中间复合材料设计方法,生成了一系列样本数据并采用NSGA-II算法进行优化,最终确定最佳的截面尺寸。优化结果显示,在保持结构安全性和可靠性的前提下,改进后的伸缩臂减重率达到15.07%,验证了优化方法的有效性和可行性。

焊接残余应力对实腹式伸缩臂架稳定性影响

焊接过程中不均匀的温度场导致焊缝周围存在较高的残余应力,残余应力的存在可能会影响结构的承载能力。针对移动式起重机中实腹式伸缩臂架在制造过程中所产生的焊接残余应力,文中以某汽车起重机U形伸缩臂架为研究对象,使用热-弹-塑性法和固有应变法对焊接残余应力进行模拟,得到了残余应力分布情况,并对2种方法的结果进行分析对比;将残余应力结果导入臂架模型中,采用一致缺陷模态法对臂架初始缺陷进行模拟,并进行非线性稳定性分析。结果表明:残余应力的存在对臂架临界屈曲载荷削弱了6.63%。

强夯起重机臂架结构有限元分析及优化

针对强夯起重机臂架实际工况下的应力集中、结构冗余等问题,以某新型强夯起重机为分析对象,采用UG NX及其Nastran模块建立三维模型,有限元分析计算确定多种工况载荷,得到强夯起重机在静载和动载荷作用下的位移和应力分布情况,确定应力集中和结构冗余部位,通过优化设计改善结构应力分布,减轻臂架质量并提高其力学性能。对起重和脱钩工况的优化结果表明,臂架最大应力和最大位移分别减少12.5%和6.99%,臂架质量减轻2.36%。

热输入量对890MPa臂架管焊接热影响区组织性能的影响

依据等强匹配原则,选用BHG-5焊丝对起重机臂架用890 MPa无缝钢管进行了斜Y型坡口焊接裂纹试验和不同热输入量的多层多道手动焊接试验,探究了材料的冷裂纹敏感性,以及不同热输入量对焊接接头组织和力学性能的影响。结果表明,预热温度为150℃时,可完全避免焊接冷裂纹的产生;随着热输入量的增加,焊缝金属接头强度变化不大,但焊接接头热影响区冲击韧性明显下降,选择小于20 kJ/cm热输入量焊接时可保证焊接接头具有较好的强韧性。

双折臂起重机起吊装置速度控制优化

双折臂起重机起吊装置复合动作协调性小于安全性需求,考虑到阀后补偿较阀前补偿复杂,故采用阀前补偿型负载敏感液压系统控制其起吊装置动作。给出了双折臂起重机起吊装置起吊原理,搭建了其液压系统仿真模型,开展了双折臂起重机复合动作速度仿真。主要分析了不同开度和不同质量下的动臂和伸臂速度动态性能,基于动臂和伸臂液压缸活塞受负载影响明显,在动臂液压缸无杆腔油路增加了平衡阀。通过分析设置了动臂平衡阀开启压力20.5 MPa、先导比0.5、全开压降1.5 MPa,进行了相同开度和质量工况的动臂活塞速度仿真。研究表明:增加平衡阀后,动臂下降速度能限制在与负载质量无关的速度指令范围内。选取某双折臂式起重机为实车测试对象,验证了仿真结论的正确性。据此可在伸臂液压缸进回油路增加平衡阀,解决伸臂液压缸速度受负载的影响问题。该研究对提高双折臂起重机的起吊性能具有一定参考价值。

基于SolidWorks的门座起重机臂架系统运动分析与仿真

针对传统门座起重机臂架系统运动轨迹分析,需要借助专业软件或计算机编程软件,对设计者综合能力要求过高的问题。探索了基于SolidWorks三维设计软件平台,搭建臂架系统简易虚拟模型,运用Motion分析插件,求解出四杆臂架系统构件上任一点的轨迹、位移、速度和加速度,分析门机幅度、吊重落差等关键性能指标,简化了设计难度,提升企业研发效率。

多节桁架臂伸缩技术研究

本文指出伸缩桁架臂是一种先进的桁架臂技术,可以降低运输成本,提高拆装效率。通过研究桁架臂的伸缩方式,对比各种伸缩机构的优劣势,为桁架臂实现伸缩提供理论支持,为桁架臂伸缩技术在桁架臂起重机中的应用奠定基础。

海洋石油平台吊机吊臂的结构优化设计研究

针对海洋石油平台吊机吊臂结构现存的问题,提出一种新型吊臂结构优化设计方案。通过拓扑优化和轻量化设计优化主体结构,采用谐波传动与精密回转轴承优化旋转机构,采用多级液压缸与柔性绳索优化提升机构,采用模块化组合式滑轮组优化滑轮系统。实验结果表明,优化设计的吊臂结构各项性能指标均满足设计标准,有效提升了吊机的起重性能和可靠性。

大型浮式起重机臂架拉索安装工艺研究

振浮4号1600 t浮式起重机根据使用规范需要进行维修保养,其中臂架拉索需要进更换,臂架拉索在更换过程中,存在起吊、固定、穿引及锁紧螺母安装等一系列的安装工序难点需解决。文中通过对拉索系统安装工序分解,对每道工序进行研究和试验论证,制定了详细的工艺技术方案,最终顺利完成了安装工作。该方案在高空通过多台设备配合作业,有效地提升了作业安全和效率,为同类产品的臂架拉索系统安装提供了借鉴参考作用。

超高层建筑动臂塔吊选型与定位研究

在超高层建筑施工中动臂塔吊是常见吊装机械,在施工中需要提前规划好动臂塔吊的选型和定位来进行研究,以提高其使用效能与合规性。本文以具体案例为依托,探讨动臂塔吊选型定位的主要原则与方式,从空间关系、结构影响以及吊运工况三个方面对其进行分析,旨在为后续施工实践提供必要参考。

绕桩式起重机臂架防碰撞功能设计与优化

为了保证海上风电安装时高空货物姿态稳定,海工绕桩式起重机需要配置缆风系统。文章介绍了起重机臂架防碰撞设计原则及增加缆风小车后防碰撞功能的变化。在水平和竖直两个方向上对起重机回转角度和臂架变幅角度做预防报警和限制动作的优化设计,给出了防碰撞功能触发条件及判断流程。

超大型电视演播室的吊挂类型研究

结合超大型电视演播室建设项目,分析了演播室内灯光吊挂的类型及其特点,介绍了演播室吊挂设备的工作原理。同时,探讨了不同类型演播室适用的吊挂形式,为其他在建的超大型电视演播室建设项目提供思路。

超高层外挂动臂塔吊剪力墙收缩附着施工技术

基于星河雅宝高科创新园四A地块4-1栋塔楼,根据其结构特点及施工部署安排,针对2#ZSL750外挂动臂塔吊附着,阐述了一种在剪力墙收缩后,面对其工具梁水平双支支撑斜杆变单支的情况,设计增加了外附牛腿,有效解决了其在使用过程中的偏心受力、剪力墙无法满足塔吊受力的情况等问题。

基于GNSS-RTK的轮式起重机吊臂旁弯测量系统设计

为了满足对轮式起重机吊臂旁弯的高精度、实时、快速测量的需求,突破现有大型结构件变形测量方法的局限,基于GNSS-RTK定位技术开发了轮式起重机吊臂旁弯测量系统,通过对吊臂根部、基本臂头部、末节臂头部等3个点精准卫星定位,利用各点对水平地面投影围成的三角形,等效计算吊臂的旁弯量。在不同的吊臂载荷下进行了精度测试,试验结果表明:在50 m臂长时,该系统的测量误差约10 mm,验证了系统的准确性。

船用电动甲板吊机臂架结构有限元分析

对某型船用电动甲板吊机臂架工况和受载进行分析,采用有限元软件建立臂架有限元简化模型,确定载荷和边界条件的施加方法,并进行仿真分析,提取有限元分析结果,以此与理论计算相互验证,并给船用电动甲板吊机臂架优化设计提供一种更为直观的分析方法。

基于模糊PID融合的特种起重机伸缩臂自动控制

为了提升特种起重机伸缩臂控制精度,提出基于模糊PID融合的特种起重机伸缩臂自动控制方法。针对特种起重机伸缩臂的整体结构,对伸缩臂受力展开了分析。以受力分析结果为基础建立伸缩臂数学模型,对该模型进行推导后获取伸缩臂传递函数,将其与设计的模糊PID融合控制器相结合,实现对特种起重机伸缩臂自动控制。实行位移响应测试、末端姿态位置与末端作用力测试,测试结果表明,所提方法所得结果与期望值基本一致,说明该方法的精度高、可靠性强。

高强度结构钢在大型起重机臂架上的应用研究

臂架是起重机上的主要受力构件,其重量直接影响起重机自重及造价。随着起重机起重能力的提高,传统的Q355级别材料已无法满足大型起重机臂架的承载能力要求,Q690级别的高强度结构钢已得到越来越多的应用,甚至开始探讨Q960的应用可行性。本文从材料的强度、稳定性、冲击性能和疲劳强度出发,系统比较了不同强度材料在同一起重机臂架上的应用计算结果,提出了高强度结构钢在起重机臂架上应用时的适用范围及一些注意点。

基于Ansys Workbench的平头塔式起重机臂架结构优化分析

由于臂架是平头塔式起重机质量占比较大的结构,对整机的性能影响至关重要,故对臂架结构进行优化设计可大大提高整机的工作性能。为此,文中采用许用应力法完成对平头塔式起重机臂架结构的初步设计计算,并对整机工作环境进行分析,了解起重臂架的工况,并使用Ansys Workbench软件对臂架进行静力学分析,以通过求解得到的应力云图和形变云图验证臂架结构设计计算的强度和刚度。另外,对起重臂架进行模态分析,获取结构自身前六阶的固有频率和振型,为结的故障诊断和预警提供了可靠的理论依据。在保证结构强度和刚度的前提下,通过对起重臂架各弦杆截面进行优化,从而降低臂架自重,提升材料的利用率,为起重臂架的轻量化设计提供参考思路。