折臂式吊车力矩限制仪的研制.pdf

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1、第24卷第2期2011年3月机电产品开崖与剀崭Development＆l佃ovationofMachin’ry＆E1Pft—ralProductsVOI．24．NO．2Mar一2011文章编号：1002—6673(2011)02一117一03折臂式吊车力矩限制仪的研制毛洪艳(沈阳交通工程学校，辽宁沈阳110026)摘要：较详细的介绍了一种折臂式吊车力矩限制仪的称重数学模型和实际倾翻力矩数学模型的建立过程．以及实际倾翻力矩数学模型的误差分析和简化思路。关键词：折臂式吊车；力矩限制仪中图分类号：TB21文献标识码：Adoi：10．3969，j．issn．1002—6673

2、．2011．02．046TheStudyofTorquesRestrictInstnlmentofaFolded—a珊一craneMAoHo嘴一Y眠(shenyallgTra伍cEn百neeringSchool，ShenyaIlgLiaoning11()()26，c}lim)Abst瑚d：Theartickdetailedtalkedaboutthestlldyonatorquesfes—ctiIlstrumentofaf01dedamlcrane，includingphySicalmodekaIlal弘is，七hecralleweighedmatllem撕calmo

3、delandthe础tingtorquesrmthenlacicalmodd，越alysistheerrorofdleactIlaltildngtorquesH1athem撕calmodelofa11dsimPli句t11ethou曲t．T}lisarticlefocIlsesonthebu订dingofcrmewei曲edmathematicalrnodeland蝴tiIlgcorquesmadlema石calmodel．●【eywords：南lded一姗一cme；torqueSrestfictinscrument0引言研制折臂吊车的设计目标：①时刻检测吊车在工作过

4、程中任意状态下的实际倾翻力矩，并与该状态下的许用倾翻力矩加以实时比较，以防止翻车和超重起吊等危险的发生；②具有称重功能、能检测并显示所吊物体的净重量、吊杆幅度和吊杆高度、上下吊臂的俯仰角、吊臂系统的回转角度、副臂的伸长量、车体四条腿向支腿的任意伸长量等多种参数、显示吊杆系统的多种状态参数；③要求本吊车的四条横向支腿的外渗量能适应任何工况，同时力矩限制仪对任意一个横向支腿的任意伸长量都能检测出来．并能确定该状态下的许用倾翻力矩；④力矩限制仪内的单片机具有故障自诊断功能，并通过事先定义的故障码来显示故障原因，以方便调试和维护。1力矩限制仪的数字模型分析1．1参数设定设吊车

5、所吊重物的净重为G0，吊具的自重为G，，上臂内副壁的自重为G2。，上臂的自重为G笠，上臂的两个支撑油缸单个自重为G，，下臂的自重为G4，下臂的收稿日期：2010-11—30作者简介：毛洪艳(1965一)，女，辽宁人，高级讲师，本科，学士。研究方向：机械设计。两个支撑液压油缸单个自重为G如这些参数除G0外，为已知常量。需要用传感器来检测的未知参数共11个．分别是：副臂的净伸长量b：上臂支撑角[FED即Y角；￡EDB为B；下臂的俯仰角￡DBO为a；回转支撑的I旦I转角为0；当人坐在主驾驶室内面向前方，吊车左侧前、后两个横向支腿的净伸长量分别为L1、k，右侧前、后两条支腿的

6、净伸长量分别为k、L4；另外，设上臂支撑液压油缸的无杆腔和有杆腔的压力分别是P】、P2。这11个参数中：角度用角位移传感器来检测；长度用自制的大行程线位移传感器来检测：J乐力用压力传感器来检测。在图1中，P、Q、T点分别是实测出的副臂、上臂、下臂的重心，液压油缸的重心粗略定在液压油缸安装距的中点上。1．2数学模型的建立所要建立的数学模型有：计算所吊重物净重的称重数学模型，计箅吊车实时倾翻力矩和许用倾翻力矩的力矩数学模型，计算吊杆高度和吊竿幅度(钓竿水平投影长)的数学模型等等，本文仅以称重数学模型和计算倾翻力矩的数学模型为倒加以说明，其它从略。(1)称重数学模型。在G=

7、G0+G，表达式中，G。因为吊具与定滑轮之间距离的变化而引起的不同可以忽略不计。求出G的表达式后，作G(FG—G，的变换即可以求出G0。117·产品与市场·图l吊杆系统受力分析图上臂对D点顺时针方向的力矩：产生顺时针方向力矩有两个因素：上臂支撑油缸的支撑力F和卷扬钢丝绳的拉力Fs；通过N点处的定滑轮组合吊具上的动滑轮组的变速。单根钢丝绳拉力Fs=G，8。一是上臂支撑液压油缸的支撑力矩地。。上臂有两只支撑液压油缸．设液压油缸的缸简直径和活塞杆直径分别为D、d；无杆腔和有杆腔的压力分别是P。和P2，则：地。=2+(1T，4)【D产Pl一(Drd2)4P2