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履带起重机臂架后倾动力学仿真

刘海涛  
【摘要】:履带式起重机在吊具或载荷突然脱落情况下,因为变幅系统及整机的弹性作用,极易发生臂架后倾事故,故突然卸载时臂架后倾是整机稳定性和防后倾装置设计必须考虑的工况。且履带起重机向大吨位的发展,传统的起重机静态设计已凸现其在起重机动力学领域的缺陷。所以研究大吨位履带起重机的动态过程,及臂架后倾的动力学仿真,设计或优化防后倾装置,使之较有效地抑制臂架后倾,愈显现其重大的实际意义。 本文应用虚拟样机技术动力学仿真软件ADAMS,结合三维实体设计软件Pro/E构建了200t履带起重机的虚拟样机机械系统模型,并利用ADAMS/View模块完善了系统中拉板、弹簧式防后倾装置、变幅钢丝绳和履带模型:研究了履带起重机突然卸载时可能发生臂架后倾的一系列工况下,整机机械系统模型的动力学仿真。 对目前大吨位履带起重机普遍采用的液压缸式防后倾装置,用ADAMS/Hydraulics模块构建该装置的液压系统模型,实现履带起重机虚拟样机模型机械、液压系统的联合仿真,并分析比较了弹簧式和液压缸式两种防后倾装置对臂架后倾的影响。 仿真结果显示,弹簧式防后倾装置原设计弹簧不能防止突然卸载时臂架的后倾,并有很大的冲击。为改善防后倾效果、防止冲击,根据仿真分析的结果,调整了弹簧刚度,使防后倾的效果大为提高并完全避免了冲击。 比较弹簧式和液压缸式防后倾装置的仿真结果,采用液压缸式防后倾装置比弹簧式防后倾装置能更为有效地消减臂架后倾时的振动和冲击。


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