岸橋掛艙試驗(yàn)報(bào)告-第二次預(yù)試驗(yàn)

1、岸橋掛艙試驗(yàn)報(bào)告上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司1/15 Shanghai Zhenhua Heavy Industries Co.,LTD_岸橋掛艙試驗(yàn)報(bào)告岸橋掛艙試驗(yàn)報(bào)告（第二次預(yù)試驗(yàn)）（第二次預(yù)試驗(yàn)）公司名稱上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司報(bào)告編號(hào)試驗(yàn)人員王磊 李凱 張東紅 劉冬一試驗(yàn)地點(diǎn)長(zhǎng)興基地四號(hào)碼頭 試驗(yàn)橋吊試驗(yàn)時(shí)間2012 年 9 月 21 日?qǐng)?bào)告編寫王磊岸橋掛艙試驗(yàn)報(bào)告上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司2/15目錄目錄1 1概況概況.31.1測(cè)試目的.32 2測(cè)試情況測(cè)試情況.32.1參數(shù)設(shè)置.32.2試驗(yàn)過(guò)程.33 3掛艙試驗(yàn)數(shù)據(jù)與分析掛艙試驗(yàn)數(shù)據(jù)與分析.43.1掛艙測(cè)試限定轉(zhuǎn)

2、速.43.2掛艙試驗(yàn)限定掛艙力.73.3分析.84 4結(jié)構(gòu)應(yīng)力測(cè)試結(jié)構(gòu)應(yīng)力測(cè)試.94.1 應(yīng)力測(cè)量點(diǎn)的位置設(shè)置.94.2 測(cè)試工況.104.3 測(cè)點(diǎn)編號(hào)及標(biāo)定.114.4 測(cè)試的主要數(shù)據(jù)及初步結(jié)果.114.5 分析.135 5結(jié)論結(jié)論.14岸橋掛艙試驗(yàn)報(bào)告上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司3/151 1 概況概況1.1測(cè)試目的a. 測(cè)定掛艙過(guò)程中電機(jī)的響應(yīng)過(guò)程：扭矩、轉(zhuǎn)速、響應(yīng)時(shí)間及影響因素。b. 測(cè)定液壓系統(tǒng)的響應(yīng)過(guò)程：系統(tǒng)壓力、各元件的響應(yīng)時(shí)間及影響因素。c. 測(cè)定掛艙時(shí)制動(dòng)器的響應(yīng)時(shí)間。d. 測(cè)定純電子掛艙時(shí)各系統(tǒng)和元件的響應(yīng)過(guò)程和時(shí)間。e. 測(cè)定掛艙力的動(dòng)態(tài)過(guò)程及其對(duì)相關(guān)部件的影響。f.

3、 研究和改善掛艙系統(tǒng)的安全性。2 2 測(cè)試情況測(cè)試情況2.1 參數(shù)設(shè)置2.1.1 限定轉(zhuǎn)速單根鋼絲繩掛艙力（噸）油缸壓力設(shè)定(Mpa)單個(gè)電機(jī)力矩(通過(guò)設(shè)置限制) Nm12.510.562002016.810100電機(jī)轉(zhuǎn)速55%*1800=9902521124152.1.2 限定掛艙力電機(jī)轉(zhuǎn)速 rpm70%*1800=126085%*1800=1440單根鋼絲繩掛艙力 25T電機(jī)力矩：12415Nm100%*1800=18002.2 試驗(yàn)過(guò)程橋吊上只保留吊具上架。試重箱處于兩門腿之間；陸側(cè)吊具上架處于兩個(gè)試重箱的正上方。本次試驗(yàn)通過(guò)縮減其中吊具上架一個(gè)角對(duì)應(yīng)的鋼絲繩的長(zhǎng)度模擬單個(gè)角掛艙（三個(gè)角

4、對(duì)應(yīng)的鋼絲繩長(zhǎng)度約 20 米，一個(gè)角對(duì)應(yīng)的鋼絲繩長(zhǎng)度約 19.8 米） 。岸橋掛艙試驗(yàn)報(bào)告上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司4/15試驗(yàn)時(shí)分別以不同工況下的速度提升吊具，直至達(dá)到掛艙掛艙狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)前、后鋼絲繩狀態(tài)如圖 2-1 所示。（a a）掛艙前）掛艙前 （b b）掛艙后）掛艙后 圖圖 2-12-1：試驗(yàn)前后吊具及載荷狀態(tài)：試驗(yàn)前后吊具及載荷狀態(tài)3 3 掛艙試驗(yàn)數(shù)據(jù)與分析掛艙試驗(yàn)數(shù)據(jù)與分析3.1掛艙測(cè)試限定轉(zhuǎn)速如參數(shù)設(shè)置中 2.1.1 所示，限定電機(jī)轉(zhuǎn)速，按設(shè)定的單根鋼絲繩掛艙力的不同，分三種工況進(jìn)行掛艙試驗(yàn)，得到的各參數(shù)曲線分別見圖 3-1，3-2，3-3。根據(jù)這些曲線可得到表 1 所示數(shù)據(jù)

5、。配載：約2x110t岸橋掛艙試驗(yàn)報(bào)告上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司5/15表 1：各元器件響應(yīng)時(shí)間設(shè)定電機(jī)轉(zhuǎn)速rpm單根鋼絲繩掛艙力（噸）設(shè)定油缸壓力繼電器發(fā)訊值A(chǔ)(bar)掛艙過(guò)程持續(xù)時(shí)間(ms)壓力繼電器發(fā)訊時(shí)壓力傳感器的值(Bar)掛艙過(guò)程中壓力傳感器最大值B(Bar)沖擊系統(tǒng)B/A掛艙發(fā)生過(guò)程中油缸的位移mm反扭矩建立所需的時(shí)間 ms12.51055621131241.18377820168563181.7188.91.123668990252104301882331.103388注：試驗(yàn)中各色曲線的名稱如下：圖圖 3-13-1：工況：工況 1 1 電機(jī)轉(zhuǎn)速：電機(jī)轉(zhuǎn)速：990rpm

6、990rpm，單根鋼絲繩掛艙力：，單根鋼絲繩掛艙力：12.512.5 噸噸 紅色：制動(dòng)器通電狀態(tài)綠色：電機(jī)轉(zhuǎn)速藍(lán)色：電機(jī)力矩淺青綠：油缸位移金黃：油缸內(nèi)壓力黃色：掛艙發(fā)訊點(diǎn)粉色：壓力傳感器岸橋掛艙試驗(yàn)報(bào)告上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司6/15圖圖 3-23-2：工況：工況 2 2 電機(jī)轉(zhuǎn)速：電機(jī)轉(zhuǎn)速：990rpm990rpm，單根鋼絲繩掛艙力：，單根鋼絲繩掛艙力：2020 噸噸圖圖 3-33-3：工況：工況 3 3 電機(jī)轉(zhuǎn)速：電機(jī)轉(zhuǎn)速：990rpm990rpm，單根鋼絲繩掛艙力：，單根鋼絲繩掛艙力：2525 噸）噸）注：該工況下，掛艙發(fā)訊時(shí)油缸壓力值小于設(shè)定的壓力繼電器發(fā)訊值。由圖3-3 可

7、知，在掛艙發(fā)訊前，油缸內(nèi)的壓力已經(jīng)達(dá)到并超過(guò)了設(shè)定的掛艙發(fā)訊值210bar。發(fā)訊前，油缸內(nèi)的壓力急劇上升，到達(dá)一個(gè)峰值（此時(shí)壓力繼電器還沒(méi)有閉岸橋掛艙試驗(yàn)報(bào)告上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司7/15合） ，液壓閥件打開，液壓油開始回流，壓力隨之下降，而此時(shí)壓力繼電器才閉合后發(fā)出掛艙訊號(hào)。注：因掛艙系統(tǒng)計(jì)算所需，需要確定電機(jī)反力矩建立的時(shí)間。電機(jī)力矩是根據(jù)負(fù)載的實(shí)際情況而反饋的，所以取電機(jī)力矩反饋的第一點(diǎn)為反力矩建立時(shí)間點(diǎn)。3.2掛艙試驗(yàn)限定掛艙力如參數(shù)設(shè)置中 2.1.2 所示，設(shè)定掛艙力，按設(shè)定電機(jī)轉(zhuǎn)速的不同，分三種工況進(jìn)行掛艙試驗(yàn)，得到的各參數(shù)曲線分別見圖 3-4，3-5，3-6。根據(jù)這些曲

8、線可得到表 2所示數(shù)據(jù)。 表 2：各元器件響應(yīng)時(shí)間設(shè)定單根鋼絲繩掛艙力（t）電機(jī)轉(zhuǎn)速（rpm）設(shè)定油缸壓力繼電器發(fā)訊值A(chǔ)(bar)掛艙過(guò)程持續(xù)時(shí)間(ms)壓力繼電器發(fā)訊時(shí)壓力傳感器的值(Bar)掛艙過(guò)程中壓力傳感器最大值B(Bar)沖擊系統(tǒng)B/A掛艙發(fā)生過(guò)程中油缸的位移/mm反力矩建立所需的時(shí)間/s70%*1800210562221.7240.31.14484無(wú)反力矩85%*18002109592182401.14584無(wú)反力矩25100%*1800210958243.4243.41.16720無(wú)反力矩圖圖 3-43-4：工況：工況 4 4 單根鋼絲繩掛艙力：?jiǎn)胃摻z繩掛艙力：2525 噸噸

9、電機(jī)轉(zhuǎn)速：電機(jī)轉(zhuǎn)速：70%*1800=1260rpm70%*1800=1260rpm岸橋掛艙試驗(yàn)報(bào)告上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司8/15圖圖 3-53-5：工況：工況 5 5 單根鋼絲繩掛艙力：?jiǎn)胃摻z繩掛艙力：2525 噸噸 電機(jī)轉(zhuǎn)速：電機(jī)轉(zhuǎn)速：85%*1800=1530rpm85%*1800=1530rpm圖圖 3-63-6：工況：工況 6 6 單根鋼絲繩掛艙力：?jiǎn)胃摻z繩掛艙力：2525 噸噸 電機(jī)轉(zhuǎn)速：電機(jī)轉(zhuǎn)速：100%*1800=1800rpm100%*1800=1800rpm3.3分析(1) 從圖中可以看出，隨著起升速度的增加，油缸位移曲線有些失真。因?yàn)橛透變?nèi)的位移傳感器主要是

10、用于吊具傾轉(zhuǎn)動(dòng)作的控制，在掛艙工況下，隨著起升速度岸橋掛艙試驗(yàn)報(bào)告上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司9/15的增加，油缸的速度會(huì)越來(lái)越快，位移傳感器響應(yīng)速度已跟不上油缸的速度，不能實(shí)時(shí)的對(duì)油缸位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)。(2) 電機(jī)的反扭矩并不是在每種掛艙工況下都會(huì)建立的而是取決于實(shí)際負(fù)載情況的反饋。從圖中可以看出，所需的時(shí)間非常短暫，應(yīng)在 8ms 以內(nèi)（軟件的掃描周期為 8ms）.4 4 結(jié)構(gòu)應(yīng)力測(cè)試結(jié)構(gòu)應(yīng)力測(cè)試4.1 應(yīng)力測(cè)量點(diǎn)的位置設(shè)置結(jié)構(gòu)應(yīng)力測(cè)試時(shí)，在陸側(cè)吊具的四個(gè)掛艙油缸搖臂上全部粘貼應(yīng)變片。測(cè)試時(shí)發(fā)生掛艙工況的搖臂上粘貼的應(yīng)變片的編號(hào)為 3-1。在陸側(cè)兩個(gè)大車平衡梁上均粘貼應(yīng)變片及后大梁上跨中位置

11、粘貼應(yīng)變片。4.1.1 搖臂的應(yīng)力測(cè)點(diǎn)圖圖 4-14-1 搖臂上應(yīng)變片位置搖臂上應(yīng)變片位置4.1.2 結(jié)構(gòu)件上應(yīng)力測(cè)試位置(1) 后大梁上門框內(nèi)中部海側(cè)岸橋掛艙試驗(yàn)報(bào)告上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司10/15圖圖 4-24-2 后大梁門框內(nèi)中部應(yīng)變片位置后大梁門框內(nèi)中部應(yīng)變片位置(2) 大車平衡梁的測(cè)點(diǎn)位置圖圖 4-34-3 大車平衡梁應(yīng)變片位置大車平衡梁應(yīng)變片位置4.2 測(cè)試工況 電氣控制參數(shù) 機(jī)械設(shè)計(jì)參數(shù)工況編號(hào)反轉(zhuǎn)力矩設(shè)置反轉(zhuǎn)力矩保持時(shí)間制動(dòng)器閉合時(shí)間制動(dòng)器力矩 掛艙力起升速度測(cè)試記錄文件名1700ms12.5 t55% x 18001220.0 t55% x 18002325.0 t

12、55% x 18003425.0 t70% x 18004525.0 t85% x 18005625.0 t100% x 18006岸橋掛艙試驗(yàn)報(bào)告上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司11/154.3 測(cè)點(diǎn)編號(hào)及標(biāo)定標(biāo)定載荷 LL=65 t LS = 15+5.5 =20.5 t 總重 85.5 t 鋼絲繩張力 10.7 t/根 構(gòu)件名稱位 置電纜線編號(hào)儀 器 編號(hào)標(biāo)定應(yīng)變鋼絲繩張力左 外13-131010.7 t 左 內(nèi)23-231610.7 t右 內(nèi)33-335010.7 t陸側(cè)吊具搖臂右 外43-431010.7 t 左 外102-1-95左 內(nèi)112-2-95右 內(nèi)122-3-100 后大

13、梁 跨 中右 外132-4-85左 內(nèi)61-111左 外71-21321.3 t 右 內(nèi)81-310 陸 側(cè)大平衡梁右 外91-41121.3 t 4.4 測(cè)試的主要數(shù)據(jù)及初步結(jié)果(1) 起升力與大平衡梁的垂直力工況：6工況：5工況：4掛艙力 25 噸，電機(jī)轉(zhuǎn)速 1800掛艙力 25 噸，電機(jī)轉(zhuǎn)速 1530掛艙力 25 噸，起升速度 1260構(gòu)件測(cè)點(diǎn)編號(hào)測(cè)量應(yīng)變/10E6搖臂力（噸）鋼絲繩力（噸）測(cè)量應(yīng)變/10E6搖臂力（噸）鋼絲繩力（噸）測(cè)量應(yīng)變/10E6搖臂力（噸）鋼絲繩力（噸） 3-173450.6 25.3 70548.6 24.3 67746.7 23.4 3-231221.2 10

14、.6 26518.0 9.0 29820.3 10.1 3-330118.2 9.1 30318.5 9.2 29217.8 8.9 搖臂 3-419813.6 6.8 1329.0 4.5 15410.6 5.3 起升載荷 103.694.195.4陸側(cè)：25.9t/腿陸側(cè)：23.5t/腿陸側(cè)：23.85t/腿理論腿壓海側(cè)：25.9t/腿海側(cè)：23.5t/腿海側(cè)：23.85t/腿測(cè)量應(yīng)變/10E6平衡梁上的力(t)測(cè)量應(yīng)變/10E6平衡梁上的力(t)測(cè)量應(yīng)變/10E6平衡梁上的力(t)1-122.6220201-221.8834.5 1829.5 1728.7 1-3161514大車平衡梁1

15、-41628.3 1524.3 1422.7 岸橋掛艙試驗(yàn)報(bào)告上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司12/15陸側(cè)總輪壓62.8 53.8 51.4 (2) 后大梁上門框內(nèi)跨中的應(yīng)力 工況 6 工況 5 工況 4 測(cè)點(diǎn)應(yīng)變應(yīng)力應(yīng)變應(yīng)力應(yīng)變應(yīng)力 2-1-236.0 -49.6 -229.0 -48.1 -247.0 -51.9 2-2 -259.0 -54.4 -247.0 -51.9 -250.0 -52.5 2-3 -169.0 -35.5 -135.0 -28.4 -172.0 -36.1 2-4-203.0 -42.6 -198.0 -41.6 -213.0 -44.7 (a)(a) 搖臂應(yīng)變

16、搖臂應(yīng)變時(shí)間曲線時(shí)間曲線岸橋掛艙試驗(yàn)報(bào)告上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司13/15(b)(b) 大車平衡梁應(yīng)變大車平衡梁應(yīng)變時(shí)間曲線時(shí)間曲線(c)(c)門框內(nèi)跨中的應(yīng)變門框內(nèi)跨中的應(yīng)變時(shí)間曲線時(shí)間曲線圖圖 4-44-4： 工況工況 6 6 應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線 4.5 分析(1) 通過(guò)結(jié)構(gòu)應(yīng)力的測(cè)定分析沖擊系數(shù)：1) 由工況 6 中搖臂應(yīng)變推導(dǎo)出的鋼絲繩最大力為 25.3t，即沖擊系數(shù)：岸橋掛艙試驗(yàn)報(bào)告上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司14/1525.3/25=1.01。 2) 如圖 4-4（a）中所示綠色曲線為編號(hào)為 3-1 的應(yīng)變片在工況 6 下的應(yīng)變時(shí)間曲線。由于該曲線沒(méi)有接入 PLC 系統(tǒng)，

17、所以無(wú)法和圖 3-6 中的曲線實(shí)時(shí)對(duì)應(yīng)。但是可以從圖 4-4（a）中判斷 A 點(diǎn)疑為掛艙發(fā)訊點(diǎn)（從圖 4-4（a）中可以看出從 B 點(diǎn)峰值到 A 點(diǎn)時(shí)間間隔為 90ms,對(duì)比圖 3-6 中從掛艙發(fā)訊到油缸壓力峰值出現(xiàn)共約 95ms。排除測(cè)量時(shí)兩儀器的精度誤差，可以認(rèn)為圖中 A 點(diǎn)即為掛艙發(fā)訊點(diǎn)。 ） ，對(duì)應(yīng)的應(yīng)變?yōu)?623。點(diǎn) B 為峰值,應(yīng)變?yōu)?734。兩相比為1.18，即沖擊系數(shù)為 1.18。3) 由 1） 、2）可知，從搖臂和大車平衡梁得出的沖擊系數(shù)是有差別的。應(yīng)是因?yàn)樵谶M(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)定、液壓參數(shù)設(shè)置存在誤差及其它未知因素影響所導(dǎo)致的。(2) 掛艙時(shí)大車平衡梁上檢測(cè)到的陸側(cè)最大輪壓為 62.8 噸，而由搖臂上的力計(jì)算出的陸側(cè)最大理論輪壓為 25.9x2=51.8 噸。則沖擊系數(shù)：62.8/51.8=1.21。與由搖臂上測(cè)得的沖擊系數(shù) 1.18 相比，相差不大，可認(rèn)為等同。(3) 由于后大梁上，跨中區(qū)域受力不清晰的原因，大梁的應(yīng)力應(yīng)變沒(méi)有進(jìn)行進(jìn)一步分析。5 5 結(jié)論結(jié)論(1) 通過(guò)本次試驗(yàn)可知，由于系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，系統(tǒng)存在一定的沖擊，沖擊系數(shù)為實(shí)測(cè)最大為 1.18，考慮測(cè)量時(shí)的誤差建議實(shí)際應(yīng)用中取 1.2。(2) 電機(jī)反力矩建立非?？?，