基于磁流變技術的起重機回轉機構振動控制研究.pdf

1、針對起重機回轉機構在緊急啟制動時由于上部回轉結構巨大的轉動慣量，在齒輪嚙合處產(chǎn)生劇烈的振動沖擊，容易導致回轉齒輪損傷失效的問題，提出了一種基于磁流變技術的沖擊載荷控制方法，即通過改變回轉機構的傳遞剛度和阻尼特性，結合半主動控制策略，實現(xiàn)對沖擊載荷峰值和啟制動時間的優(yōu)化。本文根據(jù)起重機回轉機構的結構特點和磁流變彈性體的材料特性，提出一種適用于起重機回轉機構的磁流變彈性體聯(lián)軸器，對其進行詳細的結構設計和磁路仿真，理論推導聯(lián)軸器扭轉剛度系數(shù)、

2、阻尼系數(shù)與控制電流的關系。建立含有齒側間隙、齒輪嚙合剛度、外部激勵、非線性扭轉剛度系數(shù)和阻尼系數(shù)的系統(tǒng)動力學模型，對模型中的關鍵參數(shù)進行推導，得到完備的振動微分方程。通過MATLAB軟件對系統(tǒng)動力學模型進行數(shù)值仿真求解，得到系統(tǒng)的動力學響應，通過數(shù)據(jù)處理評估回轉齒輪的安全性，考察聯(lián)軸器的扭矩傳遞能力和阻尼耗能特性，預測不同電流、不同初始速度和不同齒側間隙對系統(tǒng)運動特性的影響以及對沖擊峰值的抑制效果。結合磁流變聯(lián)軸器的動力學特性，設計了適

3、用于起重機回轉機構的雙態(tài)控制和PID控制策略，使聯(lián)軸器電流可以根據(jù)系統(tǒng)動態(tài)響應進行自適應調節(jié)，預測了兩種控制策略的控制效果并進行比較，通過沖量分析對聯(lián)軸器的控制機理做了初步分析。
　　研究結果表明，在啟制動過程中，回轉機構存在著劇烈的振動沖擊，沖擊載荷甚至會超過齒輪的許用彎曲應力；本文設計的磁流變彈性體聯(lián)軸器可以滿足起重機回轉機構這類大扭矩、重載荷設備的工作要求，具有強大的扭矩傳遞能力；阻尼耗能很小，不影響起重機回轉機構的傳動效率