大跨度桥式起重机小车啃轨原因分析及改进方法

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啃轨”是起重机(小车)的车轮轮缘与轨道 的侧面接触 ，在运行过程 中产生摩擦与磨损的-种现象 。车轮轮缘与轨道侧面的单侧 理论 间隙-般可定为 5～15mm，只要起重机(小车)运行过程 中车轮水平偏移量大于该值 ，就会发生啃轨 ，这是啃轨 的边界条件⌒轨不严重时虽然起重机能继续使用，但轮缘与轨道的摩擦会加剧 ，进而影响-些部件 的使用寿命 ，给使用单位造成经济损失。对于大跨度桥式起重机 ，由于制造等因素 ，小车极易发生啃轨事故。基于此 ，分析大跨度 细高梁 啃轨原因，提出相应对策与改进方法是很必要的。

1 桥式起重机小车啃轨原因分析对于大规格吊钩桥式起重机，在使用-年多后，常发现起重机小车啃轨现象 .而且均是小车外轮缘啃轨道重新调整小车车轮平行度 、垂直度等达到符合要求后 ，仍未解决该问题。初步分析，怀疑是大梁变形造成小车轨距增大并超过啃轨边界条件 ，从而导致啃轨。为确定分析是否正确 .并找出啃轨的真实原因，本文对该起重机主梁上拱及水平旁弯进行了测量 ，发现主动车轮主梁水平旁弯测量最大测量值为 1lmm，被 动车轮侧主梁水平旁弯测量最大测量值为 15ram。测出主动车轮侧主梁上拱度为 41ram，被动车轮侧主梁上拱度 为 40mm，按GB/T3811-2008(起重机设计规范》l规定 ，该规格起重机主梁上拱度为(0.9/1000-1.4/1000)Lk.即 31.05～48.3mm。

主梁水平旁弯度≤Lk/2000，即 17.25mm。因此，该起重机主梁上拱度及水平旁弯度均符合规定要求。

修稿 日期 ：2012-11-22作者简 介 ：刘春 美(1972-)，女 ，云南人 ，高级工程师 。主要从事大跨度桥式起重机的研究。

接下来又对起重机小车轨道轨距偏差测量值进行测量，发现最大偏差值为1lmm，大大超过了小车轨距允许偏差值7mm。

从 以上测量结果可以看出，虽然起重机的上拱度及水平旁弯度均在标准允许范围内，但 由于其跨度大，所以水平旁弯绝对值就大 ，当两根主梁均向外弯，且其值接近标准允许最大值时，就会造成小车轨道轨距偏差值增大并超过小车轨距偏差允许值 ，从而造成啃轨 。根据进-步分析 ，该批起重机在制作 、安装及验收过程 中，其轨距均符合标准要求，旁弯是在使用过程中由于水平惯性力的作用产生的。因此，需要重新校核该起重机的水平刚度。起重机主梁及端 梁截面如 图 1、图 2所示 。

该起重机总重 34.688t.小车 总重 2.89t。大车运行 速度为 l 16.8m/min。

(1)主梁及端 梁 沿水 平 方向 的惯 性矩 I ，I ，从图 1、图 2可以计算得出 ：Ii2x1700x6×(5406) ÷4 图2 端梁截面图lOx600 128600 121.85x10 mm4)122x572x8x(2708) ÷414x460 ÷1214x460 ÷120.404x10 (mm )(2)起重机水平惯性载荷l引。当大车运行机构起动或制动时，载重小车引起的惯性力以-集 中载荷 P 作用于主梁 ，桥架质量产生 的惯性力 以均布载荷 q 作用在桥架主梁上 .如图 3所示。图中：PH5ma，qH 5qa式中： 广 系数，考虑起重机机构驱动力(制动力)突加及突变时结构 的动力效应 ，1≤ ≤2，平均取 1.5。

· 产品与市场 ·要完成 PI双闭环控制、重复控制 、A/D转换 、SPWM脉冲的生成等。主程序主要完成系统的初始化 、协调和控制其他子程序拈的任务。PI控制拈完成电压 、电流的双闭环控制功能，使输出电压、电流稳定在设定值上，重复控制拈可将反镭来的电压或电流信号与给定值求差.得到当前误差量，此误差量和上周期输出量的和作为本周期的输出 ，即每隔-个周期输 出量获得-次累加 .当累加到-定值时 ，重复控制器开始作用 ，直到输 出的波形 .达到设计 的要求 ，重复控制器停止调节。SPWM脉冲生成拈可产生规定的正弦波 。A/D转换拈将采样的模拟信号转换为数字信号。

5 仿真分析应用 Matlab的动态仿真工具 Simulink对系统进行仿真 ，仿真模型参数 ：直流电压 Uec280V、逆变额定输 出电压 Uo220V、输出频率 f50Hz、滤波电容 C230txF、滤波 电感 LxlmH、负载 RL5n、开关管 的频率 f10kHz；内环 KpI-4.49xl0 、KiI5.63；外环 KpOo.0936、KiO57.8448。重复控制器的各参数Q(z)-o.95、N200、k4。

仿真结果显示，该系统可获得 50Hz的220V的稳定交流电 ，且系统动态响应 快 ，超调量小 ，稳态误差较小.逆变输出电压波形的总谐波失真 THD小于 3% ，能够满足 5kVA电力专用 UPS中逆变电源系统的使用要求。

6 结论逆变 电源系统可将 190～286V的直流电转换成 50Hz的 220 V的稳定交流电，并有较好的稳 、动态性能。各电路设计结构简单 、可靠性高、成本低，达到了5kVA电力专用 UPS中逆变电源系统的使用要求。