100t铁路起重机箱形伸缩吊臂结构的模糊优化设计
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起重机箱形主梁的结构的改进设计研究
一
在整 个主梁 中， 当小车满 载于主梁 跨 中时是 非常危险 的， 因此 ， 我 寸数值也会 随着比例的变化而改 变， 但是 划分的单元数 量并不会改变 ， 们首先来分析 １ 载 荷问题 。 这对于以后 的分析 和加载特 别有利。 １ ． 箱形主梁的基本参数 当优化中的 目 标 函数 能够 满足主梁 各项条件 时， 它的重 量最轻 ， 但 起重机 主粱结构 和圣兽的主要载荷 如下图Ｉ 所示 。 是主梁 采用的相 同材质只有一种 密度， 因此 ， 主梁 的质量与体 积有很 大
中， 无论 是设计 制造还是 使用条件和 安全问题都 存在许多的不足， 起 重 因此 ， 我们要采 用这些参 数 ， 而 不能使用具 体的数 字。 对 于设定 的壳单 机 所需 的原材料 比较多， 在 结构 设计上也十分不合理 ， 使用的效率 比较 元实常 数， 应 采用不 同的方 式表示 出来 ， 并且在建 模的过 程 中， 应 采用 低， 这 就导致 在基建中增加了许 多的成本。 由于桥 式起 重机在现代 的其 Ａ、 Ｂ 表示上下 盖板 间距和左右 腹板的间距 。 当模型划分 网格之后 ， 应考 中设计 中占有重要 的地位 ， 下面我们就 针对桥式起 重机箱形主梁结 构的 虑 模 型优化时所 采用的 自动划分 网格 ， 尽可能 固定 单元号。 因此 ， 要将 改进设计 进行研究 。 主梁 截面中的任意 线段和跨度的方 向分为不 同的段数 ， 不能确定为具体 的长 度数值 。 在 这种 情况下， 如果参 数的数 值发 生改变 ， 那么网格 的尺 起 重机 箱 形圭 梁 的设 计计 算
】 － ｌ … ｌ ０■ 』 － － ■ － ■ ０ ＿ Ｉ ¨ Ｉ ２ ／
１
的关系。 采用一 阶方法优化 ， 并设定各个 设计变 量和各 状态 变量值 ， 如 小表ｌ 和 表２ 所示 小 值 １ ． ４
在整 个主梁 中， 当小车满 载于主梁 跨 中时是 非常危险 的， 因此 ， 我 寸数值也会 随着比例的变化而改 变， 但是 划分的单元数 量并不会改变 ， 们首先来分析 １ 载 荷问题 。 这对于以后 的分析 和加载特 别有利。 １ ． 箱形主梁的基本参数 当优化中的 目 标 函数 能够 满足主梁 各项条件 时， 它的重 量最轻 ， 但 起重机 主粱结构 和圣兽的主要载荷 如下图Ｉ 所示 。 是主梁 采用的相 同材质只有一种 密度， 因此 ， 主梁 的质量与体 积有很 大
中， 无论 是设计 制造还是 使用条件和 安全问题都 存在许多的不足， 起 重 因此 ， 我们要采 用这些参 数 ， 而 不能使用具 体的数 字。 对 于设定 的壳单 机 所需 的原材料 比较多， 在 结构 设计上也十分不合理 ， 使用的效率 比较 元实常 数， 应 采用不 同的方 式表示 出来 ， 并且在建 模的过 程 中， 应 采用 低， 这 就导致 在基建中增加了许 多的成本。 由于桥 式起 重机在现代 的其 Ａ、 Ｂ 表示上下 盖板 间距和左右 腹板的间距 。 当模型划分 网格之后 ， 应考 中设计 中占有重要 的地位 ， 下面我们就 针对桥式起 重机箱形主梁结 构的 虑 模 型优化时所 采用的 自动划分 网格 ， 尽可能 固定 单元号。 因此 ， 要将 改进设计 进行研究 。 主梁 截面中的任意 线段和跨度的方 向分为不 同的段数 ， 不能确定为具体 的长 度数值 。 在 这种 情况下， 如果参 数的数 值发 生改变 ， 那么网格 的尺 起 重机 箱 形圭 梁 的设 计计 算
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１
的关系。 采用一 阶方法优化 ， 并设定各个 设计变 量和各 状态 变量值 ， 如 小表ｌ 和 表２ 所示 小 值 １ ． ４
起重机伸缩吊臂截面优化设计解析
确定其它节臂的壁厚。3伸缩吊臂优化设计过程QAY125伸 缩吊臂结构特点是截面为大圆角十二边形（下盖板为11 个边），具有较好的稳定性和
抗屈曲能力，能充分发挥材料的力学性能，且使用高强 度钢材，减轻了吊臂重量，提高了整机的起重性能。另 外，吊臂上下盖板仅有2道焊缝，且布置
在侧面中线附近低应力区，焊接工艺性好，传力更可靠。 这种吊臂形状代表国内外较先进的技术。因此，在进行 优化设计时，不改变此吊臂的基本形状
它使用状态变量和目标函数对设计变量的偏导数，在每 次迭代中计算梯度确定搜索方向，因而精度较高，但占 用的时间相对较多。此外，还应注意的是
由于采用梯度法搜索，可能使得搜索结果位于局部最优 解，而不是全局最优解，故对所得结果应仔细判断。优 化时，起始序列选用现有的设计产品数据
，首先确定迭代40次，得到的优化结果不理想，主要是 吹、叫比其下限值大得较多，重量减小得较少，看来结 果出现了局部最优解。为此，细化设计
板高度进一步减小，下部趋近于圆弧。3种截面的特性数 据见表d表示的是最终确定的吊臂形状。表1QAY125基本 臂优化前后截面特性比较项目
面积优化前截面第一次优化第二次优化第三次优化3.2其 余节臂截面尺寸确定在基本臂截面尺寸优化确定后，便 可根据每节臂之间的间隙（滑块厚度
尺寸）大小用作图法定出2、玉4和5节臂的尺寸。而每节 臂的厚度则根据全伸臂时的强度、刚度及局部稳定性要 求来确定。总的原则是与现有产品的
，即仍保持吊臂为12个边。3.1基本臂截面的优化设计作 为吊臂来说，总希望在不发生局部失稳的前提下，壁厚 设计得薄一点，截面设计大一些。
但由于受整机尺寸的限制，吊臂外形尺寸不能增大，因 而只能在截面总高和总竞保持不变的条件下进行截面的 优化。而由QAY125伸缩吊臂在全缩
起重机箱形伸缩臂稳定性分析的递推解法
解失 稳特 征 方程 式 （ ４ ， １ ） 则可 求得 其 失稳 临界 力 Ｐ
（） １ ４
方程（ 的通解为：； ４８ｌ ） 曩ｃ《 ＋ ２ ） ， ＋ ｏ 毫 ） ｈ
又由 边界条 ＝ 时， ＝只 ｌ 件 ‘ ＋，
＝
得：
（） ４
４ｓ （ ＋ ０（ ＝ ｎ皇＾ ＋ ０ ） ｍ ． 酗）置ｃ ） ４ 萄 （＋）量 ｃ （＋ ｓ ｓ 毛 ｏ（‘一 皇 ． ） ｃ ）旦 ｓ （‘＝ ｓ ｎ ｃ （ ‘一 ｏ岛 ） ｓ ｓ（ ‘ ｉ ） ｎ
可 统一写 为：
［ｎ ｃ （ ］ 【 ｒ０ ｓ（ ｏ ） ｉ ） ｓ ＨＱ０ ’ １ ＝
（＝，… ｊｌ ２
（） ２
（） １ ３
＋ ： ＝岛 毫
：
注意 到 是任 意 的， 失稳 特征 方 程 为： 则
岳
（） ３
［ （） ｏ ） ｓ Ｕ ｃ ㈣ ］ ［ｌ ＝ ｉ ． ｓ ｎｅｏ 】 ｏ ｒ
１前富 我 国原 起重 机设计 规 范 Ｇ ３ １－ ３ 中关 于伸缩 臂 稳定 分析 的计算 长度 Ｂ８ １８ 版
』 ， … ． 、
式 （） ４ 可表 示 为
系数 ｕ。 是用 能 量法 推导 的， 采用 的近 似 挠度 曲线 为 ，ｔ 所
ｔ—ｃ ） ｌ ｏ百 。
记 Ｑ ：
应 用 技 术
Ｉ Ｈ－ Ｃａｉｅｄｃｌ ｉ ＂ ｈ ｅ ｈＯＲ Ｉ ｉｓｎａＴｎｇｅｗ ｎｃｃｎｅｏｙｖ ｅ
起 重机 箱形伸缩 臂稳定 性分析 的递推解 法
樊 滨 刘士 明ｚ 陆念 力 ｚ
１０ ３ ： ２ 哈尔滨 工业 大学 机 电工 程 学院 ５ ０８ ． 哈 尔滨 １０ ０） ５０ １ （． １ 哈尔滨 东建 机械 制造 有 限公司 哈尔滨 ［ 摘 要］ 重机 设计 规范 Ｇ ３ １— ３ 中多节 箱形 伸缩 臂 的计算长 度 采用 能量 方法推 导 而得， 起 Ｂ８１８ 版 未免 不够精 确 ；新修 定的起 重机 设计 规 范 Ｇ ／ ３ １ ２ ０ ＢＴ８卜 ０８ 版基 于精 确有 限元 方法 给出 更为精 确 的多节 箱形伸 缩 臂的计 算长 度 。本文 则应 用于微 分方 程法 对箱 形伸 缩臂 稳定性 进行 精确 推导 ，以验 证新 规范 的正确 性 ，同 时 扩展 了规 范应 用 范 围 。为 相 关技 术 人 员更 好 的 理解 与 运 用规 范提 供参 考 。 ［ 键词 ］ 关 汽车起 重 机 箱形 伸缩 臂 稳 定性 计算长 度 系数 中图分 类号 ：Ｈ １ Ｔ ２ 文献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ：０９ ９４ （００ ３— ６ ２０ １０— １Ｘ ２ １） ００ １— １
（） １ ４
方程（ 的通解为：； ４８ｌ ） 曩ｃ《 ＋ ２ ） ， ＋ ｏ 毫 ） ｈ
又由 边界条 ＝ 时， ＝只 ｌ 件 ‘ ＋，
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得：
（） ４
４ｓ （ ＋ ０（ ＝ ｎ皇＾ ＋ ０ ） ｍ ． 酗）置ｃ ） ４ 萄 （＋）量 ｃ （＋ ｓ ｓ 毛 ｏ（‘一 皇 ． ） ｃ ）旦 ｓ （‘＝ ｓ ｎ ｃ （ ‘一 ｏ岛 ） ｓ ｓ（ ‘ ｉ ） ｎ
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（＝，… ｊｌ ２
（） ２
（） １ ３
＋ ： ＝岛 毫
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注意 到 是任 意 的， 失稳 特征 方 程 为： 则
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（） ３
［ （） ｏ ） ｓ Ｕ ｃ ㈣ ］ ［ｌ ＝ ｉ ． ｓ ｎｅｏ 】 ｏ ｒ
１前富 我 国原 起重 机设计 规 范 Ｇ ３ １－ ３ 中关 于伸缩 臂 稳定 分析 的计算 长度 Ｂ８ １８ 版
』 ， … ． 、
式 （） ４ 可表 示 为
系数 ｕ。 是用 能 量法 推导 的， 采用 的近 似 挠度 曲线 为 ，ｔ 所
ｔ—ｃ ） ｌ ｏ百 。
记 Ｑ ：
应 用 技 术
Ｉ Ｈ－ Ｃａｉｅｄｃｌ ｉ ＂ ｈ ｅ ｈＯＲ Ｉ ｉｓｎａＴｎｇｅｗ ｎｃｃｎｅｏｙｖ ｅ
起 重机 箱形伸缩 臂稳定 性分析 的递推解 法
樊 滨 刘士 明ｚ 陆念 力 ｚ
１０ ３ ： ２ 哈尔滨 工业 大学 机 电工 程 学院 ５ ０８ ． 哈 尔滨 １０ ０） ５０ １ （． １ 哈尔滨 东建 机械 制造 有 限公司 哈尔滨 ［ 摘 要］ 重机 设计 规范 Ｇ ３ １— ３ 中多节 箱形 伸缩 臂 的计算长 度 采用 能量 方法推 导 而得， 起 Ｂ８１８ 版 未免 不够精 确 ；新修 定的起 重机 设计 规 范 Ｇ ／ ３ １ ２ ０ ＢＴ８卜 ０８ 版基 于精 确有 限元 方法 给出 更为精 确 的多节 箱形伸 缩 臂的计 算长 度 。本文 则应 用于微 分方 程法 对箱 形伸 缩臂 稳定性 进行 精确 推导 ，以验 证新 规范 的正确 性 ，同 时 扩展 了规 范应 用 范 围 。为 相 关技 术 人 员更 好 的 理解 与 运 用规 范提 供参 考 。 ［ 键词 ］ 关 汽车起 重 机 箱形 伸缩 臂 稳 定性 计算长 度 系数 中图分 类号 ：Ｈ １ Ｔ ２ 文献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ：０９ ９４ （００ ３— ６ ２０ １０— １Ｘ ２ １） ００ １— １
100t伸缩臂履带式起重机臂架结构设计和优化分析
100t伸缩臂履带式起重机臂架结构设计和优化分析作者：王振兵, 李艾民来源：《计算机辅助工程》2012年第04期摘要：为确保100 t伸缩臂履带式起重机臂架结构设计的合理性，采用壳单元建立该起重机的有限元模型，用ANSYS计算臂架结构应力和应变，得到臂架的应力和应变分布，验证臂架的强度和稳定性.在起重机性能满足要求的情况下，以减轻结构自重为优化目标，以截面尺寸为优化设计变量，用ANSYS对臂架进行优化设计.优化设计后的臂架满足设计规范，臂架截面尺寸缩小、自重降低，整机性能得到提高.关键词：履带式起重机；伸缩臂；强度；稳定性；有限元； ANSYS中图分类号： TH213.7；TB115.1 文献标志码： BDesign and optimization analysis on boom structure of100 t telescopic boom crawler craneWANG Zhenbing， LI Aimin(School of Mechatronic Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, Jiangsu, China )Abstract： To ensure the structure design rationality of 100 t telescopic boom crawler crane, the finite element model of 100 t telescopic crawler crane is built by shell element, the stress and strain of the boom structure are calculated by using ANSYS, then the stress and strain distributions of the boom are obtained, and the strength and stability of the boom are verified. Under the condition that the crane performance meets the requirements, taking the decrease of structure dead weight as optimization object and section dimension as optimization design variable, the boom is optimized and designed by using ANSYS. The boom meets design code after optimization and design, the boom section dimension and dead weight are reduced, and the performance of the whole structure is improved.Key words： crawler crane; telescopic boom; strength; stability; finite element; ANSYS起重机是工矿企业广泛使用的一种起重运输机械,臂架是主要承载构件,其设计是否合理直接影响起重机的承载能力、整机稳定性和整机自重等.纵观国内外流动式起重机臂架设计,大多采用的臂架截面形式是多边形截面.采用传统力学方法设计的起重机臂架,不但计算复杂,而且计算精度较低；设计时往往采用较大的安全因数, 浪费材料，导致设备笨重.因此,减轻起重机臂架自重对提高整机经济技术指标有重要意义.有限元优化设计与通常的机械优化设计相比更精确、简捷，一方面可避免繁琐的编程工作;另一方面,优化过程中可提取应力集中处的最大应力,并以此为约束条件满足设计要求.［1］本文首先叙述伸缩臂的结构模型，然后用ANSYS对起重机臂架进行应力、应变分析，最后以ANSYS为工具,臂架结构自重为优化目标,强度、刚度为约束条件,对起重机的臂架进行有限元优化设计.1 伸缩臂履带式起重机臂架结构简介所设计的伸缩臂履带式起重机是6节伸缩式结构，臂架由6节臂组成，具体结构见图1.其中，基本臂1与转台通过销轴铰接，并且在中下部与变幅油缸7铰接.伸缩臂2～6靠伸缩油缸支撑在基本臂内，通过滑块8导向；伸缩臂通过基本臂内部油缸9的伸出和回缩实现臂架伸缩.臂架采用全液压控制，具有结构紧凑、体积小等特点.根据人们对各种截面形式的优化改进,本文采用大圆角槽形截面设计臂架，臂架截面见图2.2 有限元分析 2.1 臂架有限元建模由于臂架有限元模型复杂，面与面之间相互不独立，传统CAD软件建立的模型在导入ANSYS时容易出错，本文直接在ANSYS中建立模型.建模过程采用自顶向下与自底向上相结合的方式，根据臂架的几何尺寸和实际板厚，以板厚度中分面位置建立模型，模型的其他尺寸完全按照图纸设计并根据实际情况适当简化结构，同时遵循以下原则：(1)各板厚度方向的位置以板厚度中分面位置确定；(2)对于圆形板和圆弧板，采用正多边形进行网格划分；(3)为保证焊接工艺而设计的板边缘对计算结果影响很小，故在建立有限元模型时可不予考虑；(4)在两个相连臂节间滑块处建立耦合，模拟臂节间连接.2.2 单元类型和网格划分对已经建立好的三维有限元模型需定义单元属性，包括定义单元类型、实常数和单元材料属性等.本文所用材料参数如下：弹性模量为2.1×1011Pa，泊松比为0.3，密度为7 800 kg/m3.定义单元类型为SHELL 63单元，其具有弯曲能力和膜力，可以承受平面内载荷和法向载荷.该单元的每个节点具有6个自由度，提供与单元刚度矩阵和几何刚度矩阵有关的运算，能较好地适应本文的研究情况.节点之间采用MAS 21单元相连.网格划分前需选择单元属性和指定网格尺寸；在网格划分过程中，对应力集中处以及重要的地方使用较密的网格进行划分，其他地方尽量使用较稀的网格进行划分；划分后整个模型共有73 870个节点、73 114个单元.［2］2.3 载荷和位移约束从整个臂架结构看，各节臂与滑块之间通过相互之间的接触和挤压传递作用力，属于接触问题，是非线性的.目前，求解接触问题的趋势是采用有限元接触解法，但在现有的技术条件下求解还有困难，且所求得的解不易收敛，只能采用一般的有限元法求解.载荷组合为：吊重（考虑动载因数和起升冲击因数）＋臂架自重.对于臂架自重，在ANSYS前处理模块中输入吊臂所采用材料的密度和重力加速度，程序便可根据输入的单元类型和实常数自动将单元载荷因子的信息计入总载荷进行计算（需注意单位的统一）.对于载重力,臂架整体结构在吊重时只有6节臂承受载重力，其他各节臂通过滑块相互传递作用力.利用力学知识可从履带式起重机臂架的三角点入手，通过平衡方程将作用在6节臂上的吊重转化为臂段间的相互作用力，作用在滑块与臂架的作用面处.同时，对模型施加以下位移约束［3］：(1)对相邻臂节滑块连接处相对应的节点建立x，y和z等三个方向的位移耦合；(2)在臂架根部销轴连接处和臂架下侧顶升油缸销轴连接处建立刚性节点，并对其施加全位移约束.2.5 有限元结果分析指定分析类型为静力分析后进行求解：进入通用后处理器，通过图形或列表方式显示分析结果，最终得出起重机臂架在全伸工况下的应力和位移云图.臂架材料采用的钢为960，其特性参数为：σs=960 MPa，σb=980 MPa，得材料许用应力σa=(0.5σs+0.35σb)/1.34=614.179 MPa，臂架整体应力分布见图3，可知，各个截面应力均小于许用应力.耦合区的应力集中与模型简化有关，不可避免，故不做说明.3 伸缩臂履带式起重机臂架优化设计优化设计是一种寻求或确定最优设计方案的技术.所谓“最优设计”，指的是一种可以满足所有设计要求的方案，即最优设计方案就是一个最有效率的设计方案，而优化数学模型的建立的原则就是使吊臂在最危险的工况下性能最优.根据上述分析选择臂架全伸的工况作为危险工况.［5］3.1 设计变量以各臂截面厚度为变量(6节臂分别为d i,i=1,2,…,6)，为保证臂架强度余量，第1节臂不参与优化，各截面的上下限取统一值.根据经验，选取第2节臂为8～12 mm，第3～6节臂为统一值，且取5～10 mm.3.2 约束方程根据起重机的设计要求，选定约束条件为：（1）强度约束.σ≤σa，σ为危险点最大应力.(2)刚度约束.s≤f a，s为幅平面内最大位移；f a为变幅平面内最大许用挠度.(3)几何条件约束.由于各节臂之间通过套接连在一起，应满足第i(i=1,2,…,5)节臂截面各方向尺寸比第i+1节臂大.(4)上、下限约束.各截面尺寸满足一定的上、下限值.3.3 目标函数和优化方法在ANSYS优化设计中，只允许设置一个目标函数,即单目标优化.若有多个目标,则事先必须用加权等方法变为单目标优化问题，同时目标函数数值只能为正.本文以减少臂重为优化目标,因此目标函数设为臂架的总质量，标记为MASS，同时优化方法选用ANSYS自带的0阶方法［6］3.4 优化结果分析臂架的优化结果见表1，其中臂架截面面积圆整取值38 mm2是考虑安全性和板材标准数据圆整之后得出的.由表1可知，对臂架的优化设计既满足设计规范，又保证臂架截面尺寸取较小值,达到节省材料、降低臂架自重(达10%)和提高整机性能的目的.4 结束语用ANSYS的结构分析模块对大圆角槽形截面吊臂进行有限元分析和优化. （1）椭圆形截面是八边形截面的演化,具有很好的抗屈曲能力,大大降低臂架自重,更充分地利用臂架材料. （2）优化时臂架间连接关系的处理方式对优化结果精度影响很大,本文用自由度耦合符合实际. （3）有限元分析结果表明，使用传统计算方法设计出的臂架强度和稳定性满足要求. （4）在满足起重机性能的情况下，用ANSYS对臂架进行优化分析，减轻臂架质量（达10%），提高整机性能.参考文献：［1］王欣, 高顺德. 大型吊装技术与吊装用起重设备发展趋势［J］. 石油化工建设, 2005,WANG Xin, GAO Shunde. The development trend of large hoisting technology and lifting with lifting equipment［J］. Chem Eng Const［2］张胜民. 基于有限元软件ANSYS 7.0的结构分析［M］. 北京: 清华大学出版社, 2003:［3］王金诺, 于兰峰. 起重运输机金属结构［M］. 北京: 中国铁道出版社［4］杨晶, 李卫明, 刘玉浩. 汽车起重机吊臂的有限元分析［J］. 辽宁工学院学报, 2007,YANG Jing, LI Weiming, LIU Yuhao. Finite element analysis of truck crane boom［J］. J［5］顾迪民. 工程起重机［M］. 2版. 北京: 中国建筑工业出版社［6］黄琳. 起重机伸缩臂结构优化研究［D］. 大连: 大连理工大学, 2007.。
起重机械故障与优化设计
起重机械故障与优化设计摘要:围绕起重机械的故障诊断与检验展开分析，以介绍起重机械的具体内容为切入点，先说明其具体故障类型和解决措施，提出起重机械的检验检测要点，并提出完善起重机械故障检测检验技术的措施，以供借鉴。
关键词:起重机械，故障诊断，检测检验技术引言：起重机械主要通过其升降作用来完成相应物品或人的装载、运输工作，起重机械的种类非常多，而且由于其功能的区别以致其具体的结构也存在着一定的区别。
起重机械在人们生产生活中的应用范围非常广泛，一旦起重机械出现问题就很有可能给人民带来严重的生命财产损失，因此必须按照规定对其进行检验。
在进行起重机械检验时应当按照相关规定和检验要求来进行检验，而且最后采用无损检测的方法对其进行检验，这样可以防止检验对其造成的损伤，保证其功能不会由于检验操作而受到影响。
1.起重机械常见的故障类型及其解决方式1.1止挡和缓冲器的配合效率低起重机在出厂时，缓冲装置就已经安装在起重机的端梁位置上，出厂后，只需对止挡和缓冲器位置进行安装和调整即可开展相应操作。
不过在止挡安装时，厂家为了降低安装难度，一般会直接在轨道两侧采用铁板焊接的方式作为止挡，未充分考虑到止挡与缓冲器之间的配合，这使得在使用过程中，因止挡安装位置偏低，导致起重机运行到端部时出现较为严重的碰撞现象，进而造成扫轨板变形。
而厂家对于变形的扫轨板仅仅采用了拆除作业，并未对其产生原因进行深入分析。
在后续运行中，车轮与止挡之间碰撞更加剧烈，车轮出现变形、歪斜、裂纹、跑偏等问题，这不仅降低了机械使用寿命，还会造成脱轨的发生。
1.2防风装置替代缓冲器在门式起重机应用过程中，可以直接将缓冲器拆除，以链条与轨道末端锚的连接来实现起重机防风防滑的效果。
门式起重机的缓冲器主要是为了同止挡配合起到一定阻挡作用，这样即使在大风等恶劣天气下，工作人员也能进行起重机启动和暂停，但是将缓冲器拆除后，只能依靠止挡做出阻挡，止挡的阻挡效力较差，很容易在大风作用下被撞飞，从而引起较为严重的事故。
铁路起重机箱型伸缩臂设计的多目标模糊优化模型
第３卷 ， ５ ２ 第 期 ２０ １ １年 ９月
文 章 编 号 ：１ ０一６ ２ （０ １ ５０ ３ —５ ０ １一 ３ ２ １ ）０ —１ ５０ ４
中 国 铁 道 科 学
ＣＨ Ｉ ＮＡ ＲＡＩ ＬＷ ＡＹ ＣＩ Ｓ ＥＮＣＥ
Ｖ０． ２ Ｎｏ ５ １３ ．
Ｓ ｐ ｅ ｂ ｒ ２ １ ｅ ｔｍ ｅ ， ０ １
铁 路 起 重 机 箱 型伸 缩臂 设计 的 多 目标 模 糊 优 化 模 型
杨 帆 ，于 兰峰 ，里 超 ，曹 晔 ，钱佳敏
６０ ３ ） １ ０ １ （ 西南交通大学 机械工程学 院机械工程研究所 ，四川 成都 摘
要 ：以 Ｎ１ ０ Ｇ型铁 路起 重机 箱形伸缩臂 设计 为例 ，以箱形伸缩 臂 的截 面几何 参数 为设 计变 量 ，以箱 ０２
玉ห้องสมุดไป่ตู้
件在 变 幅平 面和 回转 平面 的端 部 初弯 矩 ，Ｎ ・ｍｍ； Ｍ 和 Ｍ Ｈ分 别 为变 幅平 面 和旋 转 平 面 中 由横 向载 ｙ
荷在 结 构 件 中 引 起 的最 大 弯 矩 ，Ｎ ・ ｍｍ； 和 ｗ 分 别 为 变 幅 平 面 和 回转 平 面 截 面 抗 弯 模 数 ，
化 问题属 于多 目标模 糊 优化 问题 。 本文 以 Ｎ１ ０ Ｇ型铁 路起 重机 的六 边形 ２节箱 ０２
形伸 缩臂 的设计 为 例 ，建 立 以结构 重量 最小 、整 体 稳定 性最 大为 目标 的模糊 多 目标优 化模 型 ，应用 遗 传算 法 ＮＳ Ａ－Ｉ 解 ，得到 了 目标 空 间下 的 Ｐ ｒ－ Ｇ Ｉ求 ａｅ
图 １ 箱形伸缩臂截面参数示意 图
（ ） 目标 函 数 一 ：使 箱 形 伸 缩 臂 的总 重 量 最 １
小 ，即
文 章 编 号 ：１ ０一６ ２ （０ １ ５０ ３ —５ ０ １一 ３ ２ １ ）０ —１ ５０ ４
中 国 铁 道 科 学
ＣＨ Ｉ ＮＡ ＲＡＩ ＬＷ ＡＹ ＣＩ Ｓ ＥＮＣＥ
Ｖ０． ２ Ｎｏ ５ １３ ．
Ｓ ｐ ｅ ｂ ｒ ２ １ ｅ ｔｍ ｅ ， ０ １
铁 路 起 重 机 箱 型伸 缩臂 设计 的 多 目标 模 糊 优 化 模 型
杨 帆 ，于 兰峰 ，里 超 ，曹 晔 ，钱佳敏
６０ ３ ） １ ０ １ （ 西南交通大学 机械工程学 院机械工程研究所 ，四川 成都 摘
要 ：以 Ｎ１ ０ Ｇ型铁 路起 重机 箱形伸缩臂 设计 为例 ，以箱形伸缩 臂 的截 面几何 参数 为设 计变 量 ，以箱 ０２
玉ห้องสมุดไป่ตู้
件在 变 幅平 面和 回转 平面 的端 部 初弯 矩 ，Ｎ ・ｍｍ； Ｍ 和 Ｍ Ｈ分 别 为变 幅平 面 和旋 转 平 面 中 由横 向载 ｙ
荷在 结 构 件 中 引 起 的最 大 弯 矩 ，Ｎ ・ ｍｍ； 和 ｗ 分 别 为 变 幅 平 面 和 回转 平 面 截 面 抗 弯 模 数 ，
化 问题属 于多 目标模 糊 优化 问题 。 本文 以 Ｎ１ ０ Ｇ型铁 路起 重机 的六 边形 ２节箱 ０２
形伸 缩臂 的设计 为 例 ，建 立 以结构 重量 最小 、整 体 稳定 性最 大为 目标 的模糊 多 目标优 化模 型 ，应用 遗 传算 法 ＮＳ Ａ－Ｉ 解 ，得到 了 目标 空 间下 的 Ｐ ｒ－ Ｇ Ｉ求 ａｅ
图 １ 箱形伸缩臂截面参数示意 图
（ ） 目标 函 数 一 ：使 箱 形 伸 缩 臂 的总 重 量 最 １
小 ，即
100t 全回转拱上吊机走行机构优化设计
100t全回转拱上吊机走行机构优化设计蔡正茂（中交二航局第四工程有限公司，安徽芜湖 241007）［摘要］根据大型全回转拱上吊机爬拱时走行机构存在轮压大、前后轮受力不均的问题，结合常泰大桥100t全回转拱上吊机整机性能参数和要求，在对走行机构进行受力分析及有限元计算的基础上，对其结构进行优化设计，提出了一种走行机构主结构非对称设计方式，均衡了爬拱过程中走行前后走行轮受力，增强拱上吊机牵引走行的稳定性，对拱上吊机走行机构的设计提供了有益参考。
［关键词］拱上吊机；走行机构；有限元分析；优化设计［中图分类号］TH21 ［文献标识码］B ［文章编号］1001-554X（2021）06-0066-04Optimal design of running mechanism of 100t full rotary arch craneCAI Zheng-mao100t全回转拱上吊机是作业于常泰长江大桥钢桁拱桥的桅杆式起重机，整机分为上部桅杆吊部分和下部走行部分（见图1）。
上部桅杆吊部分主要包括臂架、三角架、上转台、变幅回转系统等部件，下部走行部分主要包括上底盘、下底盘、螺旋调平、前后走行机构、前后锚固机构、牵引系统等部件。
走行及工作状态下，上部桅杆吊部分始终保持水平状态，并可完成360°全回转吊装工作；下部走行部分的上底盘由螺旋调平部件控制，使其始终保持水平状态，下底盘及以下结构与桥面保持同一斜度。
由于常泰长江大桥钢桁拱桥的结构特点，上部桅杆吊部分下部走行部分图1 100t全回转拱上吊机整机总图拱桥上弦杆与水平面存在0°～25°的斜度，拱上架梁吊机在爬拱走行过程中，走行机构需与拱桥上弦杆保持同一斜度，由于倾斜受力，存在前后车轮受力不均、轮压大、走行安全风险高等特点。
本文结合以往拱上吊机走行机构的设计制造和现场使用情况，分析了100t全回转拱上吊机走行机构的受力情况，采用ANSYS有限元软件对走行机构进行了分析计算，在此基础上对其结构进行了优化和改进。
浅论起重机臂架参数化优化设计
浅论起重机臂架参数化优化设计臂架是履带起重机的重要构件，起承载作用。
臂架的自重、强度等对起重机整体性能有着直接影响，而且在起重机中臂架占据着较大比重，影响着起重机提高能力和减轻自重。
由此可见，对臂架的进行参数化分析和优化设计尤为重要。
粒子群算法是一种群智能优化算法，通过对鸟群觅食模拟，模拟由简单个体组成的群落与环境、个体之间的互动行为，属于全局随机搜索算法。
该算法结构简单，便于计算，需要设置参数较少，但是该算法容易出现局部最优。
通过对算法的研究发现，模拟退火算法能够有效解决上述问题。
因此，在本次优化设计中，首先采用粒子群算法，用模拟退火算法对可能陷入局部最优的部分进行扰动。
一、参数化建模1、受力分析履带起重机臂架为通用型起重机，其结构为四弦杆桁架式，在变幅平面内选择滑轮组以两端简支中心受压构件进行计算。
在回转平面内根据臂根固定、臂端自由承受纵横弯曲作用构件进行计算。
图1 臂架变幅平面受力图图1 中Q代表吊重量；代表拉板力；代表起升绳力；代表臂架自重；和分别代表起升冲击系数和起升载荷动载系数。
与的关系为：该式中、分别代表滑轮组倍率和效率。
根据图1，以B铰点取矩，对拉板力的计算如下：该式中代表的是臂架的重心比，为了简化程序，取值为0.5。
在危险截面下臂架轴向力为臂架自重、变幅拉索力、起升单绳拉力和起升载合力，得出下列公式：其中是臂架质量（危险截面上方）。
在变幅和回转两个平面对单臂架载荷组根据物品惯性力、偏摆力以及风力组合。
图2 臂架回转平面受力图图2为回转平面，在此平面内货物偏摆、臂重风载以及惯性载荷形成侧向集中力：该式中代表的是风载影响下货物形成的侧向力，取为，通常情况下取值在3～6°之间；代表的是由制动惯性力和旋转的机构起动形成的侧向力，为了便于计算，在这里取额定起重量的10%；为风载，一般情况下，取40% 作为集中力作用于臂端。
2、目标函数的建立研究对象为通用型履带起重机臂架，目标函数设定依据臂架最轻质量，约束条件为其稳定性、刚度以及强度，以此建立数学模型如下：2.1目标函数min为杆件体积；为钢材密度，为7.85 ；为各几何的尺寸大小。
吊车吊臂的优化设计
c(1)=-x(1)*x(2)^2+(x(1)-2*x(3))*(x(2)-2*x(3))^2+0.02055; c(2)=-x(2)*x(1)^3-(x(2)-2*x(3))*(x(1)-2*x(3))^3+0.2662; c(3)=-x(1)+x(3); c(4)=-x(2)+x(3); c(5)=-x(3)+0.1; ceq=[]; clear; clc; x0=[0.7,0.8,0.15]; %x的预设初始值 lb=[0,0,0.1]; %x的下界值 ub=[1,1,1]; %x的上界值 options=optimset('largescale','off', 'algorithm','active-set', 'tolfun',1e-5); %关闭大规模方式，调用’active-set'算法，设置目标函数精度值 [x,fval]=fmincon(@myfun,x0,[],[],[],[],lb,ub,@mycon,options)
<stopping criteria details> lower 3 upper
Active inequalities (to within options.TolCon = 1e-006): ineqlin ineqnonlin 5 2
x = 0.8704 0.3398 0.1000
fval = 0.2020
while rm<recm %迭代次数是否小于最大迭代次数 j=0; y0=2*x03*(x01+x02)-4*x03*x03; dir0=rand(3,1);
dir0(1)=dir0(1)-0.5; dir0(2)=dir0(2)-0.5; dir0(3)=dir0(3)-0.5; x11=x01+dir0(1)*a; x12=x02+dir0(2)*a; x13=x03+dir0(3)*a; y1=2*x13*(x11+x12)-4*x13*x13; test=abs(y1-y0); yue1=-x11*x12^2+(x11-2*x13)*(x12-2*x13)^2+0.02055; yue2=-x12*x11^3-(x12-2*x13)*(x11-2*x13)^3+0.2662; yue3=-x11+x13; yue4=-x12+x13; yue5=-x13+0.1; %设定约束条件
起重机结构综合优化设计
起重机结构综合优化设计*周 超 李向东江苏省特种设备安全监督检验研究院南京210036摘 要：介绍了起重机结构优化的思路、依据和约束条件，并以一种固定式悬臂起重机为例，进行了结构优化设计分析，根据结构受力特点，确定材料、结构形式和尺寸为优化方向，通过计算分析和综合比较，最终确认比较合理的优化方案，可为工程中起重机结构优化设计提供有益的参考。
关键词：结构优化；悬臂式起重机；设计计算中图分类号：TH215文献标识码：A 文章编号：1001-0785（2020）13-0079-04Abstract: Ideas, basis and constraints of crane structure optimization were introduced. Taking a fixed cantilever crane as the example, structural optimization design analysis was carried out. According to the mechanical characteristics of the structure, it is determined that the material, structural form, and size need to be optimized. Through calculation analysis and comprehensive comparison, a more reasonable optimization scheme was finally developed. This paper can be used as a reference for structural optimization design of cranes in engineering.Keywords: structural optimization; cantilever crane; design calculation0 引言起重机是工业生产的基础装备，对经济发展有举足轻重的作用。
100吨起重机技术参数
100吨起重机技术参数-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII浦沅牌QY100H-3汽车起重机产品介绍书长沙中联重工科技发展股份有限公司浦沅分公司浦沅牌QY100H-3汽车起重机1. 产品型号汽车行业型号： ZLJ5660JQZ100H工程行业型号： QY100H2．产品主要特点2.1 起重机起重作业系统为五节十二边形主臂。
两节侧置桁架＋箱型抽拉式副臂。
单缸变幅，双卷扬，液控比例控制；油箱下置。
主要结构特点如下：上车独立奔驰发动机。
动力强劲，能耗低，效率高。
主臂采用十二边形截面优化设计，进口WELDOX960高强钢制作，圆弧型滑块支承，承载能力更强，使用更加安全可靠。
配以12.5吨活动配重，进一步提升起重性能。
活动配重可依靠尾部升降油缸进行自装卸。
各类液压阀及液压执行元件均采用国际一流品牌的进口元件，极大提高了产品的可靠性；液压管理采用卡套式接头和精拔无缝管；先进的负载传感变量及液控比例控制液压系统控制的各执行元件，使整车控制优化，机构动作更加协调，达到节能、可靠的目的。
主泵采用了电控调节系统，通过PLC程序控制器，对发动机进行过载保护，防止发动机过载熄火，同时还可以精确调节执行元件的工作速度，使整个系统达到节能可靠精确的目的。
支腿操纵为单泵供油，通过电磁换向阀组控制的多联阀面操纵。
配第五支腿可进行360°全方位作业。
2.3 底盘底盘为全驾六桥专用底盘，12×6驱动，三桥转向，三桥驱动。
主要特点如下：采用奔驰电喷发动机，马力强劲，省油、噪音低，达到欧Ⅲ排放标准。
德国ZF公司原装进口带液力变矩器的电控自动换挡变速箱，6个前进档，一个倒档，带液力缓速制动器，使驾驶更加轻便舒适；全新设计的传动系统，匹配性能优异的分动箱，极大地提高了底盘可靠性。
铝合金镶边全走台板制作更加精美。
2.4 空调标配底盘单冷空调、暖风，上车冷暖空调。
2.5选装件选装集中润滑系统，对各关键部件进行自动润滑，提高使用寿命。
起重机箱形伸缩臂整体稳定性分析
刘士 明 ， 陆念 力 ， 寇
（ ． 尔 滨 工 业 大 学 机 电 工程 学 院 ， １哈 黑龙 江 哈 尔 滨
捷
１０１） １ ８９
１ ０ ０ ；２ 东北 大 学 资 源 与 土 木 工 程 学 院 ， 宁 沈 阳 ５０１ ． 辽
摘要 ： 重机伸缩臂 由多节可轴 向相对滑动 的变截 面箱形 臂套 接组成 ． 起 箱形 伸缩 臂承受 全部弯 矩 ， 而轴 向力是 通过搭接处 的摩擦力与 内置 油缸共 同承受 ， 其力学模 型不 等同于变截面阶梯柱模型和完全 由油缸 承受轴力 的变 截面箱形臂模 型． 如何准确计人油缸支撑作用及搭接摩擦 力 的影 响 ， 对起 重机箱 形伸缩 臂稳定 性分 析计算具 有 十分重要 的意义 ． 挠度微分平衡方程 出发 ， 从 给出起重机箱形伸缩臂三种计算模 型的欧拉临界力 的分 析推导 ， 并 着重讨论考虑油缸支撑 和伸缩 吊臂间搭接摩擦力协同作用 的变截 面箱形伸缩 臂计算 模型 ． 分析 结果表 明 ， 考虑 油缸支撑和箱形 吊臂 间搭接摩擦 力协同作 用时 吊臂的失稳 临界力介 于完全 由油缸承受 轴力 的变截 面箱形臂模 型与变截面阶梯柱模型 的失稳 临界力 之问． 关键词 ： 起重机 ； 箱形伸缩臂 ； 定性 ； 稳 油缸支撑 ； 搭接摩擦力
Ｌ Ｕ ｈ — ｉ ｇ ／ Ｓ ｉｍ ｎ ，ＬＵ ａ —ｉ Ｎｉ ｎ ｌ ，ＫＯＵ ｉ 。 Ｊ ｅ
（ ． ｃ ｏ ｌ ｆＭ ｅ ｈ ｔｏ ｉｓＥｎ ｎ ｅ ｉ Ｈａ ｂｎ Ｉｓｉｕ ｅｏ ｃ ｎ ｌｇ １ Ｓ ｈ ｏ ｃ ａｒ ｎｃ ｇｉｅ ｒｎｇ， ｒ ｉ ｎ ｔｔｔ ｆＴｅ ｈ ｏｏ ｙ，Ｈ ｒ ｉ ５ ０ ｏ ａ ｂｎ １ ０ ０１，Ｃｈｎ ｉａ； ２ Ｃ ｌ ｇ ｆＲｅ ｏ ｒ ｅ ｎ ｖｌＥｎ ｉｅ ｒｎ ． ｏｌ ｅｏ ｓ ｕ ｃ ｓａ ｄＣｉｉ ｅ ｇｎ ｅ ｉｇ，Ｎｏ ｔｅ ｓｅ ｎＵｎｖ ｒｉｙ，Ｓ ｅ ａ ｇ １ ０ １ ｒｈ ａ ｔｒ ｉｅ ｓｔ ｈ ｎｙ ｎ １ ８ ９，Ｃｈｎ ） ｉａ
（ ． 尔 滨 工 业 大 学 机 电 工程 学 院 ， １哈 黑龙 江 哈 尔 滨
捷
１０１） １ ８９
１ ０ ０ ；２ 东北 大 学 资 源 与 土 木 工 程 学 院 ， 宁 沈 阳 ５０１ ． 辽
摘要 ： 重机伸缩臂 由多节可轴 向相对滑动 的变截 面箱形 臂套 接组成 ． 起 箱形 伸缩 臂承受 全部弯 矩 ， 而轴 向力是 通过搭接处 的摩擦力与 内置 油缸共 同承受 ， 其力学模 型不 等同于变截面阶梯柱模型和完全 由油缸 承受轴力 的变 截面箱形臂模 型． 如何准确计人油缸支撑作用及搭接摩擦 力 的影 响 ， 对起 重机箱 形伸缩 臂稳定 性分 析计算具 有 十分重要 的意义 ． 挠度微分平衡方程 出发 ， 从 给出起重机箱形伸缩臂三种计算模 型的欧拉临界力 的分 析推导 ， 并 着重讨论考虑油缸支撑 和伸缩 吊臂间搭接摩擦力协同作用 的变截 面箱形伸缩 臂计算 模型 ． 分析 结果表 明 ， 考虑 油缸支撑和箱形 吊臂 间搭接摩擦 力协同作 用时 吊臂的失稳 临界力介 于完全 由油缸承受 轴力 的变截 面箱形臂模 型与变截面阶梯柱模型 的失稳 临界力 之问． 关键词 ： 起重机 ； 箱形伸缩臂 ； 定性 ； 稳 油缸支撑 ； 搭接摩擦力
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100t伸缩臂履带式起重机臂架结构设计和优化分析
Ａ Ｓ Ｓ对臂 架进行优 化 设计 ． 化设 计 后 的臂 架满 足设 计 规 范 ， 架截 面尺 寸 缩 小 、 ＮＹ 优 臂 自重 降低 ， 整 机性 能得 到提 高．
关键 词 ： 带式起 重机 ；伸缩臂 ；强度 ； 定性 ； 限元 ； Ｎ Ｙ 履 稳 有 Ａ ＳＳ
中图分 类号 ： Ｈ １ ． Ｔ １５ １ Ｔ ２ ３ ７；Ｂ １ ． 文献 标志码 ： Ｂ
第２ １卷 第 ４期
２ ２年 ８月 ０１ Βιβλιοθήκη 计 算 机 辅 助 工 程
Ｃｏ ｕ ｅ ｄ ｄ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｍｐ ｔ ｒＡｉ ｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ
Ｖ０ ． Ｎｏ． １２１ ４
Ａｕｇ ２ ２ ． ０１
文 章 编 号 ：０６—０ ７ （０ ２ ０ 一０ ６０ １０ ８ ｌ ２ １ ）４ Ｏ １－３
Ａｂｓｒ ｃ ｔ ａ ｔ：Ｔｏ ｅ ｕ ｅ ｔ ｅ ｓｒ ｃｕｒ ｅ ｉｎ ｒ ｔ ｎ ｌｔ ｆ １ ０ ｅｅ ｃ ｐｉ ｏ ｎｓ ｒ ｈ ｔｕ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ａ ｉ ａｉｙ ｏ ｔｔｌ ｓ ｏ ｃ ｂｏ ｍ ｃａ ｅ ｒ ｎ ｏ ０ ｒ ｗｌ ｒ ｃ ａ ｅ，ｔ ｎｉ ｈｅ ｆ ｔ ｉ ｅ ｅｅ ｎ ｄ ｌｏ ００ ｔｔ ｌｓ ｏ ｉ ｒ ｗｌｒｃ ａ ｅ ｉ ｕ ｌ ｂｙ ｓ ｅ ｌｅｅ ｎ ，ｔ ｅ ｓｒ ｓ ｎ ｔａ ｎ ｏ ｅ ｂ ｏ ｌｍｅ ｔｍｏ ｅ ｆ１ ｅ ｅ ｃ ｐ ｃ ｃ ａ ｅ ｒ ｎ ｓｂ ｉ ｈ ｌ ｌ ｍｅ ｔ ｈ ｔｅ ｓａ ｄ ｓｒ ｉ ｆｔ ｏ ｍ ｔ ｈ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ａ ｅ ａ ｃ ｌ ｔｄ ｙ ｔｕ ｔ ｒ ｒ ｃ ｌｕ ａｅ ｂ ｕｓｎ ＡＮＳ ｉｇ ＹＳ， ｔ ｅ ｔ ｅ ｔｅ ｓ ｎ ｓｒ ｉ ｄｓｒｂ ｔｏ ｓ ｆ ｈ ｂ ｏ ｈ ｎ ｈ ｓｒ ｓ ａ ｄ ｔａｎ ｉｔｉｕ ｉ ｎ ｏ ｔ ｅ ｏ ｍ ａ ｅ ｒ ｏ ｔｉ ｅ ｂａ ｎ ｄ，ａ ｄ ｔ ｅ ｔｅ ｇ ｈ ｎ ｓａ ｉｉ ｆ ｔ ｅ ｂ ｏ ｎ ｈ ｓｒ ｎ ｔ ａ ｄ ｔ ｂｌｔ ｏ ｈ ｏ ｍ ａ ｅ ｖ ｒｆｅ ． Ｕｎ ｅ ｈ ｏ ｄｉ ｏ ｔ ａ ｈ ｃ ａ ｅ ｙ ｒ ｅｉ ｄ ｉ ｄ ｒ ｔｅ ｃ ｎ ｔ ｎ ｈ ｔｔｅ ｒｎ ｉ
关键 词 ： 带式起 重机 ；伸缩臂 ；强度 ； 定性 ； 限元 ； Ｎ Ｙ 履 稳 有 Ａ ＳＳ
中图分 类号 ： Ｈ １ ． Ｔ １５ １ Ｔ ２ ３ ７；Ｂ １ ． 文献 标志码 ： Ｂ
第２ １卷 第 ４期
２ ２年 ８月 ０１ Βιβλιοθήκη 计 算 机 辅 助 工 程
Ｃｏ ｕ ｅ ｄ ｄ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｍｐ ｔ ｒＡｉ ｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ
Ｖ０ ． Ｎｏ． １２１ ４
Ａｕｇ ２ ２ ． ０１
文 章 编 号 ：０６—０ ７ （０ ２ ０ 一０ ６０ １０ ８ ｌ ２ １ ）４ Ｏ １－３
Ａｂｓｒ ｃ ｔ ａ ｔ：Ｔｏ ｅ ｕ ｅ ｔ ｅ ｓｒ ｃｕｒ ｅ ｉｎ ｒ ｔ ｎ ｌｔ ｆ １ ０ ｅｅ ｃ ｐｉ ｏ ｎｓ ｒ ｈ ｔｕ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ａ ｉ ａｉｙ ｏ ｔｔｌ ｓ ｏ ｃ ｂｏ ｍ ｃａ ｅ ｒ ｎ ｏ ０ ｒ ｗｌ ｒ ｃ ａ ｅ，ｔ ｎｉ ｈｅ ｆ ｔ ｉ ｅ ｅｅ ｎ ｄ ｌｏ ００ ｔｔ ｌｓ ｏ ｉ ｒ ｗｌｒｃ ａ ｅ ｉ ｕ ｌ ｂｙ ｓ ｅ ｌｅｅ ｎ ，ｔ ｅ ｓｒ ｓ ｎ ｔａ ｎ ｏ ｅ ｂ ｏ ｌｍｅ ｔｍｏ ｅ ｆ１ ｅ ｅ ｃ ｐ ｃ ｃ ａ ｅ ｒ ｎ ｓｂ ｉ ｈ ｌ ｌ ｍｅ ｔ ｈ ｔｅ ｓａ ｄ ｓｒ ｉ ｆｔ ｏ ｍ ｔ ｈ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ａ ｅ ａ ｃ ｌ ｔｄ ｙ ｔｕ ｔ ｒ ｒ ｃ ｌｕ ａｅ ｂ ｕｓｎ ＡＮＳ ｉｇ ＹＳ， ｔ ｅ ｔ ｅ ｔｅ ｓ ｎ ｓｒ ｉ ｄｓｒｂ ｔｏ ｓ ｆ ｈ ｂ ｏ ｈ ｎ ｈ ｓｒ ｓ ａ ｄ ｔａｎ ｉｔｉｕ ｉ ｎ ｏ ｔ ｅ ｏ ｍ ａ ｅ ｒ ｏ ｔｉ ｅ ｂａ ｎ ｄ，ａ ｄ ｔ ｅ ｔｅ ｇ ｈ ｎ ｓａ ｉｉ ｆ ｔ ｅ ｂ ｏ ｎ ｈ ｓｒ ｎ ｔ ａ ｄ ｔ ｂｌｔ ｏ ｈ ｏ ｍ ａ ｅ ｖ ｒｆｅ ． Ｕｎ ｅ ｈ ｏ ｄｉ ｏ ｔ ａ ｈ ｃ ａ ｅ ｙ ｒ ｅｉ ｄ ｉ ｄ ｒ ｔｅ ｃ ｎ ｔ ｎ ｈ ｔｔｅ ｒｎ ｉ
避免起重机吊臂伸缩时抖动的结构设计要点
避免起重机吊臂伸缩时抖动的结构设计要点摘要：起重机伸缩式吊臂在伸缩过程中易出现抖动，尤其是在起重机伸缩时吊臂完全伸缩或上升至最大高度后，进行缩臂或下摆操作时，会出现较大的抖动，从而导致被吊货物不稳定，操作困难，存在安全隐患。
因此本文将对避免起重机吊臂伸缩时抖动的结构设计要点进行探究。
关键词：起重机吊臂；伸缩；抖动；结构设计1引言起重机伸缩臂在使用伸缩缸和钢索的情况下，经常会发生一定的抖动，甚至会产生异常的声音。
当抖动、异常响声较大时，调试人员普遍认为与水力系统有关系，所以在分析和处理起重机伸缩式吊臂抖动问题时，需要先检查油缸中是否有空气、平衡阀是否工作正常等。
实际上，由于吊臂架的结构不合理，在伸缩过程中也会出现抖动和异常声响。
因此，以下将对避免起重机吊臂伸缩时抖动的结构设计要点进行探究。
2起重机吊臂伸缩时抖动原因起重机伸缩式吊臂的回缩会由于牵扯到起重机伸缩式吊臂和液压件，其原因分析比较复杂，难以处理；(1)将吊臂机本身的加工错误所引起的抖动因素考虑在内；(2)尼龙滑块由于较高的摩擦系数而引起的抖动；如果吊臂在伸缩过程中的摩擦力太大，会导致系统的压力变化，由此使其在液压冲击情况下导致吊臂出现抖动问题。
如果吊臂的滑块磨损较大，那么吊臂在伸出的过程中会发生倾斜，并且很容易发生抖动；缩臂时，也增加了吊臂的阻力，使其抖动更加剧烈。
(3)应注意是否有足够的润滑；(4)考虑油缸会不会发生抖动；(5)检查平衡阀门的故障情况；（6）吊臂伸缩钢丝绳松动。
吊臂伸缩式钢索的松动会导致起重机的振动。
判别方法：拆卸伸缩钢索，仅靠伸缩缸来驱动伸缩臂，观察吊臂伸缩是否自由，是否有抖动。
如果没有抖动，安装伸缩钢索进行伸缩测试，如果有抖动，就可以判断为伸缩钢索有松动。
期间首先要检查伸缩臂的钢索的长度和张紧度，确认其是否达到所需的标准：再次检查伸杆和缩臂滑轮的润滑状况，以及带轮的轴瓦是否有磨损。
尼龙滑块的材质要用新型材质进行测试，不合适的话要重新打黄油，如果是因为油缸的晃动而引起的，那将需要进行更换。
NS100G型100t伸缩臂式铁路起重机设计研究
对NS1251型伸缩臂式铁路救援起重机的运行动作进行分析,并根据其电液比例控制的要求设计了采用PLC逻辑控制器的电气控制系统,着重介绍了控制系统的硬件设计和软件设计原理和设计思路.在此基础上对所设计的电气控制系统的应用情况进行了介绍.实践证明采用这种电控技术改善和提高了NS1251铁路起重机的可靠性、可操作性、维修方便性等,综合性能大大地超越了全液压控制的铁路起重机的性能.
NS160G型160t伸缩臂铁路起重机,将成为目前我国功能最全、起重力矩最大的伸缩臂式铁路起重机,NS160G型起重机的研制开发,必将为保障铁路线路通畅发挥巨大的作用,必将为我国铁路运输事业的发展作出积极贡献。
9.期刊论文基于PLC控制技术的铁路起重机电气控制系统-大连交通大学学报2009,30(5)
3.期刊论文刘洋160 t伸缩臂式铁路起重机液压系统的设计-液压与气动2001,""(7)
介绍了160 t伸缩臂式铁路起重机液压系统的设计特点及阀控无级调速的原理,着重介绍了液压系统各动作回路的原理及特点。
4.期刊论文张力群青藏铁路伸缩臂式铁路起重机若干问题的商榷-铁道车辆2004,42(11)
结合青藏铁路实际使用条件,对<青藏铁路专用伸缩臂救援起重机及配套平车设计任务书>中规定的性能和结构特点进行了阐述和分析,针对存在的主要问题提出了改进措施.
2000,""(5)
分析了160 t伸缩臂式铁路起重机顺序伸缩阀组的工作原理,根据该机在工作过程中顺序伸缩出现的不同现象所反映出来的不同问题,提出了不同的排除方法.
2.期刊论文刘永.LIU Yong NS100GT型100 t伸缩臂式铁路起重机的设计-铁道车辆2005,43(9)
介绍了NS100GT型100 t伸缩臂式铁路起重机的设计背景、内容、结构和技术参数.
NS160G型160t伸缩臂铁路起重机,将成为目前我国功能最全、起重力矩最大的伸缩臂式铁路起重机,NS160G型起重机的研制开发,必将为保障铁路线路通畅发挥巨大的作用,必将为我国铁路运输事业的发展作出积极贡献。
9.期刊论文基于PLC控制技术的铁路起重机电气控制系统-大连交通大学学报2009,30(5)
3.期刊论文刘洋160 t伸缩臂式铁路起重机液压系统的设计-液压与气动2001,""(7)
介绍了160 t伸缩臂式铁路起重机液压系统的设计特点及阀控无级调速的原理,着重介绍了液压系统各动作回路的原理及特点。
4.期刊论文张力群青藏铁路伸缩臂式铁路起重机若干问题的商榷-铁道车辆2004,42(11)
结合青藏铁路实际使用条件,对<青藏铁路专用伸缩臂救援起重机及配套平车设计任务书>中规定的性能和结构特点进行了阐述和分析,针对存在的主要问题提出了改进措施.
2000,""(5)
分析了160 t伸缩臂式铁路起重机顺序伸缩阀组的工作原理,根据该机在工作过程中顺序伸缩出现的不同现象所反映出来的不同问题,提出了不同的排除方法.
2.期刊论文刘永.LIU Yong NS100GT型100 t伸缩臂式铁路起重机的设计-铁道车辆2005,43(9)
介绍了NS100GT型100 t伸缩臂式铁路起重机的设计背景、内容、结构和技术参数.
起重机箱形伸缩臂稳定性分析
起重机箱形伸缩臂稳定性分析摘要：起重机伸缩臂是起重机非常关键的工作部件，其稳定性计算是设计分析的重点。
我国原起重机设计规范GB3811-83采用变截面阶梯柱模型，运用能量法推导伸缩臂的失稳临界力。
而修订版起重机设计规范仍根据变截面阶梯柱模型，却以精确解析方法来计算失稳临界力。
尽管增加了计算精度，却和实际工况还是不符。
本文基于精确临界平衡方程的视角，推导了起重机箱形伸缩臂三种计算模型，探讨油缸支撑、伸缩吊臂间搭接摩擦力协同作用及其稳定性分析。
关键词：起重机；伸缩臂；稳定性引言本文提出完全由油缸承受轴力的变截面箱形臂模型，此模型计人油缸的支撑作用，认为伸缩吊臂问只传递弯矩，而不承受轴向力，但此模型忽略箱形伸缩臂搭接滑块处摩擦力的影响，在理论上也不够精确。
在第二种模型的基础上，提出考虑伸缩臂间搭接摩擦力影响的一种新的计算模型，该模型认为伸缩臂与油缸共同承受轴向力，箱形伸缩吊臂还传递弯矩，该受力情况更符合实际起重机箱形伸缩臂的工作状态。
1 伸缩臂局部稳定性分析的解析法式中——临界压缩应力；——临界剪切应力；——临界局部挤压应力。
采用上述方法分别计算出伸缩臂腹板和盖板在给定工况下的局部稳定性安全储备值，并比较大小，其中数值较小的局部稳定性安全储备值就是整节伸缩臂在给定工况下的局部稳定性安全储备值。
2 伸缩臂局部稳定性分析的有限元法有限元分析软件ANSYS提供的特征值屈曲分析法所依据的理论基础与上述解析法的理论基础相同，而有限元法能更全面地考虑边界约束对屈曲稳定的影响，所以所得的局部稳定性分析结果与解析法的分析结果的差别就体现了不同边界约束的影响。
ANSYS的特征值屈曲分析利用最小势能原理，导出单元的平衡方程式为：式中 k--单元刚度矩阵；--单元节点位移列阵；--结构稳定时的几何刚度矩阵。
将单元矩阵组成整体刚度，得到整体平衡方程式为式(9)中，随着值增大到一定值，也即是载荷增大到一定值时，系数矩阵变成奇异，方程有非零解，表明结构丧失稳定性。
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（ 西南交通大学机械工程学院 ， 四川 ６０ ３ ） １０ １ 摘要 ： １０ｔ 对 ０ 铁路救援起重机箱形伸缩 吊臂进行模糊优化设 计。考虑强度 、 刚度 、 稳定性和几何参数约束 的模糊性 ， 以吊臂 自重最轻为 目标 ， 吊臂截 面参数为设计变量 ， 建立 了非对称模糊优化模型 ， 采用最 优水平截集
法求解 。应用混合离散变量 优化 的 ＭＤ Ｄ优化子程 序和遗传 算法 ， Ｏ 分别编写 相应 的优 化程序进 行计算 ， 在传
统优化 的基础上使 吊臂 自重降低 了 ９ ％左右 。 关键词 ： 箱形伸缩 吊臂 ； 模糊 优化 ； 最优水平 截集法
中 图分 类 号 ：Ｄ ２ ． Ｔ ４２４ ７ 文 献标 识 码 ： Ａ
性， 使得设 计 变量 和 目标 函数 不 能 达 到应 有 的 取 值范围， 从而 往往漏 掉 了真正 的优化 方案 。
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《 中国重型装备》 Ｃ ＩＡＨ Ａ ＹＥ ＵＰ Ｅ Ｔ Ｈ Ｎ Ｅ Ｖ Ｑ ＩＭ Ｎ
１ ０ｔ 路 起 重 机 箱 形 伸 缩 吊臂 结 构 ０ 铁 的 模 糊 优 化 设 计
杨 帆 于兰峰 里 超 曹 晔 钱佳 敏
伸 缩臂对 提 高救援 能力具 有 十分重要 的意义 。在
１０ｔ ０ 铁路 起 重 机 六 边形 箱 形 伸 缩 吊臂 截 面
如图 １ 所示 。
已往 的结 构优 化设 计 中 ， 由于 缺 乏 处理 模 糊 概 念
的方法 和手段 ， 把许 多本来 是模 糊 的量 ， 为地 当 人
成 确定性 的量 进 行处 理 ， 略 了客 观存 在 的模 糊 忽
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铁路救援起重机是排除线路故 障、 起复脱轨 和颠覆机 车 的重要 救 援 设 备 ， 铁 路行 业 的 事故 在
处 理 中发 挥着 无可 替代 的作用 。箱形 伸缩 式 吊臂
１ 模 糊优 化模型 的建 立
１ １ 设 计变 量及 目标 函数 ．
作 为铁路 救援 起 重机 的主 要受 力 部 件 ， 理 地设 合 计 出满 足强度 、 刚度 、 稳定 性等 要求 而重量 又轻 的
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