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为了提高集装箱堆场的作业效率,轨道式龙门起重机RMG已经发展到大型化(大跨距和大起升高度)、高速化(起重机大车小车和吊具的运行速度更快)、高效化(双小车一次吊运更多的集装箱)和低故障率,这些都对起重机的动态性能提出了更高的要求。本文通过建立RMG的有限元模型,对RMG的主要动态特性进行了初步的分析与计算,主要包括自振模态,瞬态响应(小车的起/制动、吊具吊箱、吊具落箱),风载响应等三个方面的动态特性,由此得到一些有益的启示,有助于RMG的结构改进和运行工艺的制订。
模态分析考虑了两种约束形式:工作状态和非工作状态。通过两种典型情形的模态分析,获得了起重机初步的动态特性。从分析结果可以发现,起重机的总体结构比较合理,但是大梁与支腿的联接处是薄弱环节,需要进行优化改进。此外,两侧的大车车轮驱动机构中必须设置同步装置。分析表明大梁的刚度是足够的,大梁上两部小车应该交错运行,以免发生干涉。
瞬态动力学分析包括三种典型工况:RMG小车的起/制动、吊具的提箱和吊具的落箱。由此获得了起重机在三种典型工况下工作时的动态特性和起重机安全运行的工艺条件。分析表明,两部小车,应该尽可能反向或错开时间运行,以抵消或减弱小车运行时对起重机整体在这一方向上的激励作用。对于起重机吊具起吊和吊具落箱的工况,由于起重机大梁的刚度比较大,在额定负荷下工作时,起重机完全可以安全运行。
风载荷的分析包括两种情形:工作状态风载荷和非工作状态风载荷。由此获得了两种状态下最大风力作用在起重机最不利方向(垂直于起重机大车轨道方向的X轴方向)时的动态特性。分析表明,在工作状态最大风力的作用下,起重机的安全性是可以得到保证的。在非工作状态最大风力的作用下,必须采取有力措施加强起重机的固定。为避免在风力的作用下发生碰撞,在非工作状态下,相邻的两台起重机必须在垂直于大车轨道的方向上错开位置停放。
通过以上几个方面的动态特性分析,获得了RMG的自振特性和在各种工况下的动态响应,提出了在保证安全的前提下提高RMG作业效率的途径。