摩擦提升防滑及卡绳系统设计与研究

【摘要】：多绳摩擦提升机依靠摩擦衬垫和钢丝绳之间的摩擦力传递动力,所以在提升机运行时存在滑动的可能,容易导致重大安全事故,且现有的防滑装置安装位置会影响提升机在换绳、调绳时的卡绳操作,针对此问题,本文设计了一套摩擦提升防滑及卡绳系统,既解决了钢丝绳滑动问题,又具有卡绳功能。首先,根据摩擦提升防滑及卡绳系统的功能要求,对其整体结构进行了分析,借鉴现有防滑装置和卡绳器自锁原理,对钢丝绳制动机构的机械结构进行了设计,并对关键零部件进行了有限元分析,解决了由于防撞梁安装空间不足引起繁重拆装工作的问题;对液压加载系统进行了设计,实现制动力可调;针对监测与控制的要求,对电控系统进行了设计。其次,给出了加载油缸伸缩控制策略及油缸伸缩状态和摩擦衬垫磨损状态检测方案;通过对滑动距离和滑动速度检测的研究,提出了光电编码器故障检测方案;针对传统PID控制的不足,采用了防滑制动力参数自整定模糊PID控制策略;在软件设计中,完成了PLC300程序总体架构设计、各程序功能分配以及基于Force Control的组态界面编写。另外,建立了塔式多绳摩擦提升机系统的离散多自由度动力学模型,基于Newmark-β法对动力学模型进行了求解,对滑动距离和滑动速度判断阈值进行了分析;分析了防滑制动力施加时间对制动效果的影响;研究了在提升过程中容器处于不同位置时对滑动参数的影响规律。最后,建立了防滑液压加载系统的AMESim模型和控制系统的Simulink模型,通过对防滑制动力调节性能的联合仿真和结果分析,其防滑制动力调节性能满足要求。