对轨道承重式液压爬升系统的优化设计

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1、学兔兔www.xuetutu.com第9卷第1期中国工程机械学报Vol_9No．12011年3月CHINESEJOURNALOFCDNsTRUCT10NMACHINERYMar．2011轨道承重式液压爬升系统的优化设计乐韵斐，张苗，钱根(同济大学机械工程学院，上海201804)摘要：分析了轨道承重式液压爬升系统的工作原理，该系统由爬升器主体和轨道系统组成，工作时，爬升器沿轨道升降重物，轨道通过卡子连接到辅助塔架上．当爬升高度较大时，轨道系统的质量和稳定性是设计的关键点．以轨道的截面积最小为优化目标，以轨道截面的参数为变量，建立数学模型，利用有限元软件计算出较优的

2、轨道截面参数和卡子间距．最后，还分析了塔架的尺寸和缆风绳的初张力对轨道系统稳定性的影响．关键词：爬升器；轨道承重式；优化；有限元中图分类号：TH113．2文献标识码：A文章编号：1672—5581(2011)01—0082—05Optimizationdesignfortrack-loadedhydraulic■●1●systemsCllmb1ngLEYun-fei，ZHANGMiao，QIANGen(SchoolofMechanicalEngineering，Ton~iUniversity，Shanghai201804，Chnia)Abstract：Inthi

3、sstudy，theworkingprinciplesoforbit—loadedhydraulicclimbingsystems，comprisestheclimbingcomponentandtracksystem，arefirstanalyzed．Duringworkingprocess，theheavycommoditiesarehoistedalongthetrack，wherethetrackislinkedtotheauxiliarytower—frameviabands．Incaseofbigclimbingheights，themassands

4、tabilityoftracksystemsareregardedasthedesigncriteria．Byminimizingthetracksectionasanoptimizationobjective，amathematicalmodelisthenestablishedusingtracksectionalparametersasvariables．Next，thepreferredparametersoftracksectionsparametersanddistancesbetweenbandsarecalculatedbasedonthefin

5、iteelementsoftware．Finally，theimpactsoftower—framedimensionandinitialcabletensionareanalyzedupontrackstability．Keywords：climbingdevice；trackloaded；optimization；finiteelement随着大型构件的安装和维修作业日益增多，液压提升和液压滑移装置得到迅速发展，国内相关产品有钢绞线式提升系统、链板式顶升系统、液压滑移系统等Ⅲ，其技术趋于成熟．本文设计的轨道承重式液压爬升系统采用了1种承载轨道和辅助塔架的组合

6、设计，对比相同承载能力的塔架起重系统，降低了系统的重量，节约了成本．1轨道承重式液压爬升系统工作原理轨道承重式液压爬升系统主要包括顶升液压缸、上下插销机构、承重轨道、辅助塔架、轨道踏板和卡子等，如图1所示．顶升液压缸的2端分别铰接在上下插销机构上，上下插销机构卡在承重轨道上，承重轨道上每隔一定间距设有踏板，工作时，通过插销与踏板的相互作用承受载荷．承重轨道通过卡子连接到辅助塔架上，以保证轨道的稳定性．辅助塔不受垂直方向的载荷，设计为方形塔架，结构较为轻巧．作者简介：乐韵斐(1964一)，女，副教授，工学博士．E．mail：leyunfei@tongji．edu．

7、cn学兔兔www.xuetutu.com第1期乐韵斐，等：轨道承重式液压爬升系统的优化设计轨道承重式液压爬升系统是通过顶升液压缸的同步伸缩和插销的插拔实现重物的步进式升降，工作过程如图2所示．图中H为过程1，5的顶升高度；Hz为过程3，7的顶升高度．在实际应用中，可以根据需要，上插销机构组合2个或多个轨道承载式液压爬行系统同时使用，该系统的辅助塔架也可根据现场条件，改为固定墙或则固定立柱等，使用前必须验证其稳定性．顶升液压缸2轨道优化设计下插销机构典型的轨道截面有实心方形、箱形和H形．由于H形轨道的抗弯模量较大，易于布置踏板，制造工艺相对简单，因此拟采用H形轨道

8、．轨道截面参数直接影响轨