QY5L汽车起重机伸缩臂收缩过程的力学研究

摘要

目前，某公司新开发的 QY5L 单缸插销式起重机的伸缩臂在收缩过程中，出现伸缩臂抖动现象，尤其当伸缩臂从全伸位置处开始回收时，抖动现象更加明显，抖动的出现严重影响起重机的正常工作，同时对操作人员的安全构成威胁。伸缩液压缸的推力波动与伸缩臂收缩过程的抖动现象密切相关，因此，对起重机伸缩臂的收缩过程进行力学研究具有重要意义。本文以 QY5L 单缸插销式起重机伸缩臂为研究对象，运用理论分析和实验分析相结合的方法，对伸缩臂收缩过程进行了力学研究，提出了抑制伸缩臂收缩过程中抖动的解决方案。　　首先，通过对起重机伸缩液压缸推力模型的研究，从理论上分析了制造误差等因素对伸缩臂与滑块之间摩擦阻力的影响；其次，为改变伸缩臂与滑块之间摩擦阻力，设计了几种不同的滑块结构形式，以调节滑块与伸缩臂之间的装配间隙；不同结构形式下滑块与伸缩臂之间的摩擦阻力数值表明，滑块结构改进后，伸缩臂与滑块之间的摩擦阻力有明显的减小；然后，基于ANSYS软件中的参数化设计语言，建立单缸插销式起重机上车参数化有限元模型，开展其在典型工况下的静力分析，为滑块结构改进方案的可行性提供依据；最后，进行了起重机收缩抖动实验测试，实验结果和理论分析结果一致，表明了伸缩臂搭接量、伸缩速度和滑块结构等因素对伸缩臂抖动影响较大，验证了滑块改进方案对伸缩臂收缩过程的抖动现象有良好的抑制效果。　　本文的研究内容为起重机伸缩臂收缩过程中抖动的抑制提供了解决思路，同时为解决类似工程问题提供了参考。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 起重机简介

1.1.1 起重机分类

1.1.2 起重机发展概况

1.2 研究背景及研究意义

1.3 课题研究现状

1.4 课题主要研究内容

第2章 单缸插销式起重机参数化有限元模型的建立

2.1 单缸插销起重机的主要结构及伸缩原理

2.1.1 单缸插销起重机主要结构

2.1.2 起重机伸缩原理

2.2 有限元法概述

2.2.1 有限元法简介

2.2.2 ANSYS软件简介

2.3 单缸插销起重机参数化有限元模型

2.3.1 模型建立方法及其简化

2.3.2 有限元模型单元类型选择

2.3.3 有限元模型装配连接关系

2.3.4 有限元模型材料属性

2.3.5 单杠插销起重机有限元模型

2.4 本章小结

第3章 伸缩液压缸推力计算方法研究

3.1 伸缩臂抖动影响因素的预测

3.1.1 伸缩液压缸分力理论

3.1.2 伸缩臂抖动的研究方向

3.2 起重机伸缩臂推力理论

3.2.1 伸缩推力概念

3.2.2 伸缩推力计算方法

3.3 滑块接触处正确性验证

3.3.1 滑块接触状态检查

3.3.2接触处摩擦系数检查

3.4 伸缩臂不考虑制造误差的推力曲线

3.4.1 臂头下滑块两边铣最佳角度

3.4.2 滑块各种结构形式推力

3.5 伸缩臂考虑制造误差的推力曲线

3.5.1 伸缩臂制造误差

3.5.2 有无制造误差推力对比

3.5.3 考虑制造误差时滑块各形式推力对比

3.6 本章小结

第4章 起重机有限元分析

4.1 实验方案静力校核

4.1.1 结构分析基本原理

4.1.2 载荷分类

4.1.3 典型工况

4.1.4 有限元模型正确性验证

4.1.5 伸缩臂静力校核

4.1.6 臂头下滑块静力校核

4.1.7 臂头上滑块静力校核

4.1.8 臂尾滑块静力校核

4.2 模态分析

4.2.1 模态分析原理

4.2.2 模态分析结果

4.3 本章小结

第5章 伸缩臂收缩抖动实验研究

5.1 实验方案

5.1.1 实验目的

5.1.2 实验器材

5.1.3 实验内容

5.2 数据采集及数据处理方法

5.2.1双轴倾角传感器

5.2.2 压力变送器

5.2.3 数据处理方法

5.3 实验数据对比分析

5.3.1 液压缸推力与振幅的关系

5.3.2 伸缩速度对振幅的影响

5.3.3 摩擦系数对振幅的影响

5.3.4 滑块结构对振幅的影响

5.3.5 伸缩臂搭接量对振幅的影响

5.4 伸缩臂抖动机理及改进

5.4.1 伸缩臂抖动机理

5.4.2 伸缩臂抖动改进措施

5.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢