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《臂架类起重机回转机构制动时动载荷分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第17卷第2期湖北工学院学报2002年6月Vol.17No.2JournalofHubeiPolytechnicUniversityJun.2002[文章编号]1003-4684(2002)06-0091-03臂架类起重机回转机构制动时动载荷分析李勇智(武汉理工大学物流工程系,湖北武汉430063)[摘要]分析了臂架类起重机回转机构在制动过程中动载荷产生的原因、影响动载荷的因素,讨论机构齿侧向隙消除阶段的运动以及碰撞阶段机构的冲击振动响应,并在此基础上提出回转机构最大动载荷的计算方法.[关键词]回转机
2、构;冲击振动;动载荷[中图分类号]TH213.4[文献标识码]:A回转机构是臂架类起重机的重要工作机构.根化到高速轴的转动惯量,J0为转动装置中各级传动据起重机设计规范,回转驱动装置与传动部件的计轴转化到电机轴上的转动惯量.设各级传动轴的转算载荷,要考虑摩擦阻力矩、风阻力矩、倾斜阻力矩动惯量为Ji,电机轴到i级传动轴之间的传动比为等静载荷,动载荷仅考虑由回转机构起制动引起的ii,则[1]惯性载荷.然而,在回转装置的实际运转过程中JiJ0=∑2.特别是在制动过程中,机构中发生的冲击振动现象ii十分明显.
3、这种非常显著的动态效应在回转机构零在回转机构振动模型中,转动惯量J0与J并非部件强度计算中仅由安全系数来考虑也就是把一个刚性连接,而是由等效扭转弹簧相连接,其等效扭转较复杂的动态系统人为的转化为简单的静态系统,刚度k可根据各级传动轴的串联连接方式由各级传并没有准确地反映事物的本质.因此,深入研究回动轴的抗扭刚度ki所确定,即2转机构在制动时的动载过程,准确地分析回转机构1ii=∑.kki动载荷产生的原因以及影响因素,对回转机构的设由于各级齿轮传动均存在着齿侧间隙Di,在转动惯计是十分重要的.量J与等效
4、扭簧一端有折合间隙1回转机构振动模型及制动时的动载D=∑(Di/ii).过程回转机构在突然上闸制动时,在转动惯量J0上作用起重机回转系统中的各运动质量在运行过程中制动力矩Mzh与原来的驱动力矩的方向相反,在传均作旋转运动,将系统作为振动系统可统一转化为动齿轮间隙间将引起冲击载荷.系统在Mzh与作用在高速轴上具有间隙的双转动惯量单自由度弹性系在J上的回转静阻力矩Mz的共同作用下产生的动[2]统,如图1所示.载效应,动载过程可分为3个阶段:第1阶段是弹性卸载阶段,各级等效扭转弹簧迅速卸载.此阶段由于时间短
5、暂,可忽略不计.第2阶段为间隙消除阶段,在这一阶段中,两个转动惯量作独立的匀减速运动,直至间隙消除完毕,各级传动齿轮重新反向啮合.第3阶段为弹性碰撞阶段,两转动惯量在间隙图1回转机械的振动模型消除后仍有一定的转速,以各自的转速碰撞后将引振动模型中的转动惯量J为起重机回转质量转起系统的弹性振动.系统的最大振动效应将发生在[收稿日期]2002-02-25[作者简介]李勇智(1956-),男,湖北武汉人,武汉理工大学副教授,研究方向:起重运输机械设计理论与方法.92湖北工学院学报2002年第2期此阶段.2D
6、(MzhJ-MzJ0),(2)J0J2消除间隙阶段的运动分析可确定常数A、B:2D(MzhJ-MzJ0)A=;在间隙消除过程中,由于弹性元件k尚未将转k(J0+J)动惯量J0与J连接,两个转动惯量在制动力矩和回MzhJ-MzJ0B=-.转阻力矩的分别作用下,独立进行匀减速运动.两k(J0+J)个转动惯量的角减速各为:从而得到微分方程(1)在初始条件(2)下的解:E0=Mzh/J0,E=Mz/J.2D(MzhJ-MzJ0)MzhJ-MzJ02U=+().设开始制动时J0与J以相同的角速度Xs转动,经过k
7、(J0+J)k(J0+J)时间T后完全消除间隙D,此时两转动惯量的角位MzhJ-MzJ0sin(Xnt+7)+.(3)k(J0+J)移分别为H0,H,则有2H0=XsT-E0T/2;MzhJ-MzJ0式中:7=arctan(-).等效扭转H=X2k(J0+J)sT-ET/2;弹簧作用于两个转动惯量的弹簧力矩也按相同的规D=H-H0.律变化:由此可确定间隙消除的时间M=kU=2D2DJ0JT==M,2Dk(MzhJ-MzJ0)MzhJ-MzJ02E0-EzhJ-MzJ0+().J0+JJ0+J从而得出两
8、个转动惯量在间隙消除完毕时的角速度MzhJ-MzJ0sin(Xnt+7)+=Mzh2DJ0JJ0+JX=Xs-=;J0MzhJ-MzJ0MzhJ-MzJ0(1+J0+JMz2DJ0JX=Xs-=.JMzhJ-MzJ02Dk(J0+J)1+sin(Xnt+7)).(4)此角速度将作为弹性碰撞阶段的初始条件.MzhJ-MzJ0式(3)、(4)中的第二项为系统在常力矩Mzh、Mz作3弹性碰撞阶段的冲击振动效应用的静变形和静变形产生的弹簧力矩,它们反映了系统的静
