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双吊点变截面水平臂塔机最佳起重特性曲线的研究及应用

刘燕  
【摘要】:塔式起重机具有工作效率高,回转半径大,起升度高的特点,在工业和民用建筑等领域得到广泛应用,已成为建筑行业的重要施工设备。鉴于塔机存在重心高,工作负载大,稳定性差的特性,属于事故多发机种,其安全保护装置的设计问题显得尤为突出。在塔式起重机的安全保护设施中,力矩限制器是最重要的安全保护装置之一,它以塔机起重性能曲线进行安装调试,因此必须首先确定塔机全力矩取矩中心,绘出正确的起重性能曲线,才能准确的调试力矩限制器。当前全力矩取矩中心的确定工作以经验判断为主,缺乏理论支撑。 本文针对塔机在使用过程中存在的实际起重性能与所提供的起重性能曲线不吻合的现象,以双吊点起重臂塔机为研究模型,开展确定最优全力矩取矩中心和设计最佳起重性能曲线的相关科研工作。 1. 针对不同塔帽形式和力矩限制器安装的不同位置进行力学分析,建立塔帽主弦杆受载变形计算公式; 2. 在起重臂两拉杆内力的计算中,采用计算精度较好的解一次超静定组合结构方法,在力法方程的位移量 、 中,增加吊臂轴向力影响下的吊臂轴向变形分析,并比较有无吊臂轴向力情况下对最优全力矩取矩中心的影响; 3. 在塔帽的受力分析中,考虑到平衡臂拉杆内力随吊重不同变化较大,对其影响塔帽主弦杆变形进行讨论,并比较有无平衡臂拉杆内力情况下对最优全力矩取矩中心的影响,证明平衡臂拉杆内力在计算过程中不可忽略; 4. 以力矩限制器的系统综合精度误差为目标函数,提出利用Tabu搜索的全局搜索特性进行优化分析,并通过Matlab工程软件进行实验仿真,结果表明以起重臂根部铰点或塔身回转中心作为双吊点塔机力矩限制器的全力矩取矩中心不适合固定塔帽形式,据此提出不同塔帽形式塔机的全力矩取矩中心确定方法和相应的精度范围,得到以不同取矩点为塔机全力矩取矩中心的起重性能曲线簇;同时给出全力矩取矩中心随塔机吊臂等主要参数变化而变化的趋势描述。


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