Variational analysis of mid-span deflection of gantry cranes

In practical application, it is very important to master the influence of structure parameters on the mid-span deflection quantificationally. For large-span and heavy-duty gantry cranes, the influence of the rigid leg and the soft leg on mid-span deflection has not been considered in the past. In the paper, the mathematical model is established for universal large-span and heavy-duty gantry cranes. The analytical solution for the mid-span deflection of gantry-frame structure girder is derived and obtained based on the variation principle by considering the coupling effect of the bending moments of girder and legs, the axial force and the secondary bending moments. The relation between the load and the deflection on the mid-span of the gantry-frame structure girder is known. Then, the experimental model is designed according to dimensional analysis method. And experiments were performed on the WEW-600 B type testing machine. Hackling experimental data, the regular of the load and deflection on the girder mid-span is obtained, namely, the deformation of the gantry-frame structure resists the external load to do work. The validity of the nonlinear analytical solution of the girder deflection is verified. Experimental results show that the analytical solution of the gantry-frame structure deflection has much higher calculation accuracy than previous calculation method. This work provides a theoretical basis for the design and inspection of gantry-frame structures.

Research of Supercapacitor Voltage Equalization Strategy on Rubber-Tyred Gantry Crane Energy Saving System

A model for supercapacitor voltage equalization strategy is analyzed, and on this basis a supercapacitor voltage equalization method for Rubber Tyred Gantry Crane (RTG) energy saving system is proposed, namely active voltage equalization method based on Buck-Boost converter. The equalizing speed of the proposed method is fast. Firstly, the working principle and process of the voltage equalization circuit is analyzed in detail. In addition, design of active voltage equalization circuit parameters and control strategy are given. Finally, simulation analysis of the series connection of supercapacitors module is performed. Results show that this method for equalizing voltage can avoid over-voltage of each cell and possess practicable and high value for supercapacitor RTG energy saving system.

Comparison of Different Control Algorithms for a Gantry Crane System

For a gantry crane system, this paper presents a comparison between four control algorithms. These algo-rithms are being compared on simplicity, stability and robustness. Goal for the controller is to move the load on a gantry crane to a new position with minimal overshoot of the load and maximal speed of the load. An-other goal is to provide an insight in the behaviour of the possible controllers. In this article a parallel P-controller, cascade P-controller, fuzzy controller and an internal model controller are used. To be able to validate and design the controllers a model is derived from the gantry crane. The controllers and the model are being implemented in Matlab Simulink. Finally the controllers are validated and tuned in Labview on a laboratory gantry scrane scale model. Main conclusion is that all presented controllers can be used as a con-troller for the gantry crane system but the fuzzy controller is showing the best performance.

New Technology of Installing the Attached Self-Climbing Tower Steel Gantry Cranes

The Liujiaxia Bridge is 536 m span steel truss stiffening Girder Bridge, tower with double-column steel concrete slructure, which is the world＇s largest diameter, the largest steel plate thickness of concrete pylon. Sarasota manufactured using standard pipe segment, group fight scene segment piecewise hoisting tower segment perfusion within the micro-expansion concrete construction technology, tower maximum height of 61.5 meters. This paper describes a piecewise Sarasota steel installation, piecewise perfusion within the micro-expansion concrete tower new construction method - attached to a self-climbing tower bridge ganlry crane mounted pylon construction technology of large steel components. Of the ＂entity attached to the pylon installation of equipment by section climb＂ design, composition and construction applications are described in detail.

液压门式起重机受力及稳定性监测系统研究与应用

提出了一种液压门式起重机受力及稳定性预测监测系统。根据实际参数建立了起重机结构起升单元有限元模型,分析起升单元在不同步状态下起重机相关结构的受力情况,使用有限元分析得出的数据训练BP神经网络预测模型,最终结合测量数据来快速获取任意状态下起重机相关结构的受力情况。通过实验验证了该系统的可行性,提高了液压门式起重机的安全监测能力。

门式起重机巡检机器人强风作业稳定性分析

磁吸附爬壁机器人在代替人工完成造船门式起重机表面缺陷检查过程中,风载荷对机器人的影响不能忽视。以造船门式起重机和爬壁机器人为对象,对突发强阵风下门式起重机的风场特性、爬壁机器人风载稳定性进行了研究。采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)及流固耦合分析方法,结合现场实测数据,分析近海风场环境下门式起重机的风压风速分布特征并计算瞬态动力响应;之后,构建爬壁机器人力学稳定性分析模型,得到极限风载条件下的机器人最小磁吸附力阈值条件;最后,开展门式起重机-爬壁机器人风振稳定性分析。结果表明,该爬壁机器人在7级风及以下能够安全作业,并为未来同类型机器人提供吸附安全性设计依据。

基于液压夹轮制动的门式起重机抗风防滑装置研究

门式起重机作为货物装卸机械的主要机型之一,其动态抗风防滑性能是安全使用的关键因素。针对当前动态抗风防滑装置的研究现状,通过分析液压夹轮器防滑机理,利用传感器技术、液压系统和夹轮器,研发一种门式起重机动态液压抗风防滑装置,实现在带电、停电状态下全过程实施制动,制动响应用时短,能满足不同型号起重机抗风防滑需求。通过试验检测,验证了方案可行性与稳定性,已授权实用新型专利。该装置具有较大的推广价值,为相关门式起重机抗风防滑装置的开发设计提供了参考。

用直接线性变换算法测量门式起重机主梁挠度

门式起重机的主梁挠度测量是关键的结构监测任务,其重要性不可忽视。现有主梁挠度测量方法需停机测量,存在繁琐操作、对离群点极为敏感等问题,致使测量不准确。文中提出一种基于直接线性变换的主梁挠度测量新方法。在传统的直接线性变换算法基础上引入最小化异常值L1范数的目标函数,通过考虑残差和后验方差,采用Soft-IPOD方法求解目标函数,提高对离群点识别和剔除的鲁棒性,有效避免了因离群点导致的挠度测量不准确问题。仿真和现场实验表明,该算法能够准确识别和剔除异常值,挠度测量的精度明显优于传统方法,平均误差小于1.5 mm,相对误差小于5%。该方法在计算速度方面表现出色,速度较基于RANSAC的直接线性变换算法提高近20倍。在工程实验中,该方法展现出了优异的性能,为门式起重机主梁挠度的快速、准确测量提供了一种可行的解决方案。

门式起重机静载稳定性分析

基于起重机中加筋板实际静载承载情况,文中分别建立加筋板理论分析及有限元数值分析模型,分析加筋板结构在平面内载荷作用下稳定性相关影响因素及其影响规律,探讨了起重机典型承载结构加筋板几何尺寸和初始缺陷对结构稳定性影响的理论规律,获得结构稳定性主要影响因素,为门式重机稳定性安全评估提供一定理论依据。

马鞍山长江公铁大桥主航道桥边辅跨钢桁梁顶推施工关键技术

马鞍山长江公铁大桥主航道桥为(112+392+2×1 120+392+112) m三塔三索面钢桁梁斜拉桥,Z1号墩至Z3号塔之间的边辅跨钢桁梁长504 m,分为19个施工节段采用顶推法施工,节段总重26 446.73 t。合理设置顶推施工大临结构,优化架梁起重机和节点式自动顶推系统,在顶推过程中对钢桁梁线形进行监测和纠偏,监测钢桁梁、钢导梁、临时墩及墩旁托架应力与沉降变形,确保钢桁梁顶推各项性能满足规范或计算限值要求;通过对架梁起重机、顶推系统及临时墩监测关键数据的实时采集分析,驱动BIM模型进行数据控制和全过程数字孪生,实现了变高空操作为平地操作。采用MIDAS Civil软件对钢桁梁顶推施工控制工况进行有限元分析,结果表明钢桁梁与大临结构的强度、刚度及稳定性满足要求。

在用造船门式起重机安全评估方法研究

针对在用造船门式起重机的常见故障和安全问题,结合造船门式起重机的结构特点和工作原理,研究确定了在用造船门式起重机的安全评估原则、评估方法和流程。根据对造船门式起重机的历史情况进行核查,对起重机现状进行检验与试验,结合状态监测进一步分析,进行起重机的综合安全状态评估,并预测后续使用对安全作业的影响。为有关单位实施在用造船门式起重机安全评估工作,提供了技术依据。

桥门式起重机箱形梁截面形状和尺寸组合优化

文中以桥门式起重机箱梁的挠度约束为研究对象,提出以箱形梁自重最轻为目标的优化模型,通过形状和尺寸组合优化求解出新的箱梁截面形状和板厚尺寸。文中采用节点法思路,将箱梁截面四边分成若干个节点,通过节点控制箱形梁截面形状和尺寸变化,最终得到最优的新型箱形梁截面。在OptiStruct软件中针对某起重机箱形梁截面,通过建立轻量化目标优化设计模型,验证了该方法的有效性。结果表明:新型箱形梁结构在质量、最大应力、屈曲特征值等方面均优于传统箱形梁结构。

远控自动化技术在新港码头门机作业中的应用研究

文章首先探讨远控自动化技术的定义及主要技术组成,其次分析新港码头门座式起重机(以下简称门机)操作的现状,再次详细探讨远控自动化技术在门机散货作业操作中的应用和实施,最后进行设计与实施论证。该研究旨在为新港码头门机散货操作提供更安全、高效、智能化的解决方案,以满足现代港口运营的需求。

铁路集装箱货场龙门吊精确定位技术与应用研究

龙门吊精确定位技术是实现铁路货场自动化的关键技术,归纳总结了磁钉、格雷母线、激光、BPS和旋转编码等定位技术的特点,并介绍了“磁钉+旋转编码”、格雷母线、BPS定位技术现场使用情况,对比分析了各种定位技术的使用场景,可为今后铁路集装箱货场龙门吊定位技术的选择提供参考。

基于组合赋权云模型的起重机绿色评价方法

针对起重机绿色程度的评价问题,文中提出了一种基于组合赋权云模型的起重机绿色评价方法。首先综合考虑半门式起重机的结构特征、作业特点及其全生命周期,从生产阶段、服役阶段和报废回收3个方面,根据相应的指标选取原则构造出包括目标层、准则层和因素层的多级评价指标体系。其次,采用AHP-CRITIC法对各层评级指标进行权重赋值,并利用云模型处理专家评判数据,同时结合欧式相似度获取评价指标体系的隶属度。最后以某在役半门式起重机为例对该方法进行了验证,结果表明该起重机绿色度较好,但仍可通过相应措施提升整机的绿色程度。

门座式起重机象鼻梁局部改造设计分析

针对门座式起重机象鼻梁开展局部改造设计,以便提升起升高度,延长使用年限。文章简要分析了门座式起重机的适用范围和结构特征,并围绕传统象鼻梁卸扣连接模式、滑轮组样式、箱型梁结构提出局部改造设计建议,依靠构建仿真分析模型、客观评估疲劳寿命、设置性能测试实验等方法,创造有利的局部改造设计条件,保证象鼻梁门座式起重机设备改造后满足安全运行要求。

基于数字孪生技术的集装箱门式起重机应力状态监测研究

针对现有码头数字孪生技术对设备机械结构内部应力变化缺少有效检测的问题,文中以集装箱门式起重机为研究对象,提出了该型起重机数字孪生监测系统框架,通过三维模型建立、有限元分析、深度学习等手段,采用数值拟合方法实现起重机金属结构应力的实时监测;同时,满足了数字孪生的实时性和准确性,为实现港口机械设备数字化、智能化管理提供参考。

基于自动化技术的轨道式集装箱龙门起重机制造工艺研究

研究自动化技术在轨道式集装箱龙门起重机制造中的应用,通过对其轻量化设计、精密加工工艺、结构件自动化制造及电气系统集成等关键环节的分析,探索自动化技术在起重机制造各工序中的应用,推动我国港口装卸装备的转型升级。研究表明,采用先进的材料、加工和控制技术,可显著提升起重机的性能和智能化水平。

集装箱门式起重机小车架起升缠绕安装

为推动港口和内陆集装箱门式起重机产品制造高水平发展,小车架作为集装箱门式起重机产品的直接承载结构,起升缠绕安装精度的要求较高。文中通过分析起升缠绕各关键性装配环节,优化改善安装工艺及操作要点、加强质量控制措施,并通过利用专用工装等措施有效地控制安装精度,保证了起升、缠绕和小车等机构的排装有效性和系统稳定性,延长产品使用寿命,提高了产品质量和公司市场竞争力。

基于IAFA-BP的门式起重机技术特性权重预测

鉴于现有研究对门式起重机设计过程中功能需求与技术特性之间关系的挖掘尚有欠缺,文中提出了基于改进自适应萤火虫算法优化BP神经网络的门式起重机技术特性权重预测模型。通过分析门式起重机功能需求和技术特性之间的关系,根据功能需求重要度预测技术特性的权重,从而实现门式起重机的产品适应性设计。此外,为了提高门式起重机技术特性预测精度,针对萤火虫算法及BP神经网络存在的缺陷,设计了改进的自适应萤火虫算法,用于优化BP神经网络的权值和阈值,验证该模型的有效性。与传统模型进行对比分析,表明该模型具有更高的预测精度。