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分析起重机轨道退化由于操作
1。介绍
高架起重机广泛应用于各个领域,如重工业、海港、汽车工厂,和建设设施[1]。工厂经常使用链轨式的起重机材料和设备从一个位置移动到另一个[2]因此起重机轨道被广泛使用在多工厂网站[3]。
目前在许多企业有可用的设备,操作超过20年。灾难性的失败起重机是一种非常危险的事件,并常常致命的后果[4]。受到的起重机的结构大负载生成替代压力的基地。可变负载的效果和影响往往不完全理解或价值的建设者和运营商[4]。故障起重机的结构部分不可避免地导致严重的损失或全部崩溃[5]。当起重机中期上升占据核心地位和高层建筑项目,他们在一起运作与其他类型的支持设备重要组成部分的整体设备阵列在今天的工业化建设网站[6]。操作员快速驾驶起重机,起重机有困难的准确和安全,因为反应迟缓重型起重机结构[7]。这类设备肯定会包括遍历起重机和轨道移动。是他们的操作安全,即使在这么多年之后,因为当他们被设计?经营者有实际的设备两个选择。设备设计的时期之后,他开始更换新的或测试设备及其机制。如果它符合安全操作规程,他使它继续操作。然而,数量预防性维修计划的建设和机制将会增加。第二种方法是最有可能的这样一种经济形势的企业往往存在问题的地方。
一些作者在处理这些问题上目前因为总有局部问题的钱花在购买的新技术,以及在各种现代化工业企业改造和更新。
我们可以提出一些预防方法和控制措施的起重机事故在那些方面不安全的行为对象的人类,不安全状态和安全管理的缺陷。王et al。[8]处理无损评价结构部件的焊接裂纹缺陷跟踪起重机使用声发射技术。在这项研究中, 有用的声发射(AE)测量的焊接裂纹缺陷的检测标本HG70做的钢材,广泛用于制造跟踪起重机结构的组成部分,已被调查。王、谢[9]事故树分析方法,结合起重机事故类型,建立事故树模型解决最小的节段性因素集和分析事故原因。康和米兰达研究数值方法来模拟和可视化详细起重机活动[10]。
这项研究特别专注于开发一个数学模型来支持仿真和可视化的起重机,最关键的设备项目的控制。该模型由两个子模型:运动学模型和动力学模型。运动学模型是目前起重机组件由运营商控制。动态模型的动态行为悬挂系统(包括电缆和操纵对象),不能直接控制的操作符。来验证这些方法的可行性,一个电脑程序来模拟和可视化详细起重机活动。这项目支持的实时可视化起重机活动与现实的高度准确性和同时,允许详细的模拟的长期建设项目[10]。
有限元分析是一种有效的数值模拟方法分析和计算复杂结构。张等。[11]使用有限元分析软件ANSYS10.0实现起重机的有限元分析,然后给出了合理的解释分析结果。Domazet等。[12]提出了疲劳损伤分析和修复过程进行了裂缝后250 kN门式起重机被检测到。数值分析和应变仪测量的结果显示裂纹的源头高传播应力集中由于不恰当的门户的设计细节。有限元法模型还显示,申请额外的加强剂可以减少应力集中。记住这一事实,至关重要起重机领域被重新设计。之后测量和检查表明,该修复成功,经过两年的强化服务新裂缝没有检测到。聚氨酯等。[13]分析了起重系统的动态特性起重机。
Bigos等。[14]研究起重机轨道梁在重型冶金的专业验证操作的张力测量法。可以选择通过一个实验梁为紧急替代,而其他梁仍然没有任何改变的必要性。开发工作半径的测量装置基于单一的起重机CCD相机和激光测距仪目前的奈良和高桥[15]。在本文中,作者想要做的就是开发一个观察设备测量的工作半径卡车起重机。设备有一个CCD摄像机、激光测距仪和两个AC伺服马达。
是非常重要的监控门式起重机的机械条件设备安全管理。刘et al。[16]无线监控系统的力学条件,包括金属结构的状态,回转支承轴承减速机根据门式起重机的特点。跟踪控制的数学模型桥式吊车系统基于动态平衡态理论研究秋et al .[17]。理想的DES参考轨迹是计划在这个职位电车和负载的角度。通过使用级联滑模和非线性参数化模糊逻辑系统,鲁棒自适应模糊控制器设计跟踪规定的轨迹。包括仿真结果表明了该控制器的有效性和鲁棒性。李等。[18]视觉反馈应用于起重机控制器设计。作者推导出一个简单但有效的视觉反馈方法遵循目标,只有获得的图像信息方便的摄像机。杨et al。[19]使用的塔式起重机建立跟踪了解建筑活动。这论文演示了用于评估一个监控摄像头的使用塔式起重机活动过程中一个工作日。特别是,它试图证明吊臂轨迹,结合已知信息关于该网站计划,提供足够的信息来推断起重机的活动状态。臂角度轨迹是利用二维跟踪三维刚性造成跟踪算法。该网站计划信息包括活动和站点的流程模型布局信息。新方法检测起重机轨道的磨损及其误差分析现在的刘小[20]。这个方法适用于起重机铁路长600米,60米跨度以及20米高。宋等。[21]提出了跟踪的研究控制传输起重机使用不完整约束。
马云等。[22]研究负荷的跟踪控制起重机的电机驱动系统。案例研究的结果表明闭环控制系统的起始时间与无载0.34秒的速度比开环系统,马达可以开始稳定,电磁转矩的不同峰值为148 Nbull;m之间的开环系统和闭环控制系统。此外,电力消费电动机的闭环控制系统不到,在开环系统;特别是在运动的开始阶段,汽车开环系统的峰值功率2.5倍的闭环控制系统。总之,根据设计闭环控制,电动机可以节省50%能源在开始阶段,大约30%在稳定运行阶段。
起重机操作员得不到充足的信息,如目标空间条件和材料被解除,来控制起重机。这种限制会降低生产力和安全。刘和郭[23]将二维。后的跟踪控制的研究桥式吊车。本文跟踪控制问题是考虑的载荷运输欠驱动二维桥式吊车。两个滑模控制器被设计用来执行轨迹跟踪。Chang和Wijaya [24]研究实时视觉跟踪和控制开销起重机的快速动态测量。这工作提出了一种简单而有效的图像处理方法来捕捉的动态运动一个高架起重机,启用它在实时控制。
李等。[25]描述了一个先进的塔式起重机的原型配备无线视频控制和无线电频率识别技术。有了这些先进技术,塔式起重机可以提供一个增强的吊车司机的工作空间和各种其他功能提供最新的材料状态。塔式起重机还可以提供更快信息流的精度和提高传动效率更高。
图1所示。分析了起重机轨道。
2。材料和方法
2.1。检查起重机轨道的基本数据
分析了起重机轨道位于一个冶金操作大厅和放在35支持支柱(图1)。起重机轨道梁是简单的和他们的长度是18000毫米。在一些简单的梁,18000毫米的长度,在那里建立门式闸,图2所示。门式制动器的主要任务,定期间隔排列,是吸收水平部队出现在起重机的运动。
在图3中有了一个简单的起重机轨道梁的横截面,18000毫米的长度没有刹车龙门。的位置所需的制动在这些光束发射光束的住宿。床单被设置为左和右,与某些小的距离,从梁中心和他们交叉焊接形梁的下翼缘。这个住宿旨在传播水平刹车力制动龙门。起重机轨道梁的横截面、长度18000毫米的刹车龙门,也在图3。
3所示。计算应力分析的起重机轨道
分析的目的是计算临界压力的行为引起的通过一个典型的起重机20000公斤能力和起重机的设计荷载对应的能力。因此比较变量值的确定奠定基础预计将会有一个应变仪测量和计算值。有限元法是应用为目的的分析。
几何模型是设计为一个3D模型特征中期的表面法兰,纵向和横向增援的尺寸检查测量得到的实际的跟踪。典型的尺寸所示3和4所示。在图5的网格模型加载,因为有限元分析需求,Fw1和车轮的压力Fw2对应于起重机的轮压能力20000公斤。
图6演示了正应力的分布值的腹板吊车轨道,在起重机的旅行监控领域,起重机的位置是在LC1梁长度的25%,在40%的梁长度,在在梁长度的45%,起重机位于最有效的位置。代表加载,这是由于自身重量引起的梁。
起重机轨道的方法使只有从人行桥。从这个原因可以应用应变仪表只有上法兰的起重机轨道。因此进行仿真分析,确定了职位的适合应用应变仪,一起确定预期在给定的压力值点在实验测量。的法向应力行为得到有限元分析(图7)点的应变仪放置在这个波束的一部分,即在横向方向上法兰(z轴方向,根据图6)。
图2所示。详细信息视图与制动龙门起重机轨道。1 -简单的梁,2 -简单的与制动梁龙门。
图3所示。没有刹车龙门起重机轨道梁的截面和刹车龙门。
4结果
4.1。起重机轨道专业通过应变仪测量
基于理论分析和视觉检查起重机轨道有提出了实验方法确定变形产生的应力状态。选择传感器的点建立的传感器是适用于每种类型的光束在跑道上,有或没有一个刹车龙门,以及限制的运动吗沿着轨道起重机,由于技术安排,都包括在内。
图4所示。几何模型梁的长度为18000mm。
图5所示。网格几何模型梁的长度为18000mm,梁的详细视图。
图6所示。在x轴方向应力行为在网络上的梁。
专业知识为目的的有传感器整体申请10选定的光束。传感器布置的例子制动器的梁龙门无花果所示。8和9和图10中的简单梁。简单的梁上的传感器布置的例子是图10所示。
应变仪传感器HBM 6/120XY11被用来测量。应变仪传感器的应用是由两个组件 HBM X60的粘合剂。传感器与测量仪器的连接是用屏蔽线。蜘蛛8,测量放大器和A/D转换器的HBM公司使用。在每个测量时间点的法向应力的变化增量进行评估测量值的相对变形增量在单独的计量模式猫人,[26、27]。
在图11中压力变化的时间依赖性的点测量在起重机负载和运动没有显示负载在两根柱子之间的测量光束而旅行蟹在梁的侧面的传感器。平等的加载模式被用于所有10个测量光束。从个人获得的测量压力值传感器相关与通过有限元分析得到的应力值。
图9所示。图片文件的传感器应用于起重机轨道的上法兰。
图10所示。安排简单的梁上的应变计传感器。
4.2。评估的疲劳损伤累积根据代码3欧元,1 - 9部分:疲劳[28]
评估目标结构的疲劳极限状态是确保,有一个可接受的概率,这期间确定生活建设不会损坏或没有失败会发生由于材料疲劳。起重机轨道疲劳评估类型的加载应力范围与变量。可靠性评估施工细节,加载和疲劳与正常的变量范围强调,使用比较总损伤的表现。
图11所示。时间依赖性的压力在所有梁传感器装载起重机的负载和无负荷。
图12所示。疲劳强度曲线双斜率(m = 3 m = 5)个人详细类别。
可变荷载的建筑细节,反映正常的压力范围。的光谱加载取代了块加载与k的块,倪期间周期与振幅的数量建筑耐久性。重要的是要注意,在一个给定的等级情况下,维勒的曲线(图12)被认为是曲线生存的概率R = 95%(大约均值减去两个标准差)[28]。不幸的是,一个指示的特定值或值作为标准偏差的基础是失踪的[29]。如果它是需要这些数据必须假定值从其他来源的基础上[30]的经验。像,它是可能的确定相应的归一化维勒的曲线根据图13(31、32)。
名义应力的疲劳强度是由一系列()曲线,这对应于典型详细的类别。每一个细节类别指定一个数字代表参考价值 /平方毫米疲劳强度的2bull;106周期。为恒定振幅和名义应力疲劳的优点可以获得遵循[28]:
和 为 (图13)
图13所示。归一化维勒的曲线从钢结构焊接细节根据图12[29]。
表1曲线数值的疲劳耐久性[28]。
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详细的分类 Delta; (） |
Delta; (） |
在截止极限应力范围 Delta; (） |
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160 |
12.901 |
17.036 |
17 |
64 |
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140 |
12.751 |
16.786 |
104 |
57 |
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125 |
12.601 |
16.536 |
93 |
51 |
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112 |
12.451 |
16.286 |
83 |
45 |
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100 |
12.301 |
16.036 |
74 |
40 |
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90 |
12.151 |
15.786 |
66 |
36 |
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80 |
12.001 |
15.536 |
59 |
32 |
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71 |
11.851 |
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