船用起重机防摇装置设计研究.pdf

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1、第35卷第7期2013年7月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．35，No．7Jul．，2013船用起重机防摇装置设计研究王阳(中国船舶重工集团公司第七一三研究所，河南郑州450015)摘要：采用多体动力学软件RecurDyn分析摇摆情况下起重机吊具四绳系统及倒八字绳系防摇系统的运动特性，说明四绳系统增加防摇摆装置的必要性和倒八字绳系防摇系统在船用起重机应用上的局限性。针对起重机柔性系统的不足，提出刚性连杆防摇装置，分析其结构特点并进行动力学仿真，结果表明刚性防摇装置在满足船用起重机功能需求方面具有较大优势。关键词：船用起重机；防摇装置；连杆机构；钢丝

2、绳；仿真分析；RecurDyn中图分类号：U664．6+9文献标识码：A文章编号：1672—7649(2013)07—0105—04doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2013．07．022Researchanddesignofananti-swingmechanismforashipbornecraneWANGYang(The713ResearchInstituteofCSIC，Zhengzhou450015，China)Abstract：Thispaper，bythemuhibodydynamicsoftwareReeurDyn，doesananalysis

3、ofthekinematiccharactersofthecranefour··ropesystemandhorn·-in-·reverseanti··swingsystematthestatusofshipswing，whichindicatesitisnecessarytoaddanti-swingmechanismforthefour-ropesystemandlimitedinshipbornecraneapplicationofthehorn—in—reverseanti-swingsystem．Fortheshortageofflexiblesystem，thispape

4、ralsobringsforwardarigidlinksanti—swingmechanism，analysesitsstructuralcharactersanddoesadynamicsimulationwhichindicatesthattherigidanti-swingmechanismhasanobviousadvantageofsatisfyingtheshipbornecrane’Sfunctionrequirement．Keywords：shipbornecrane；anti·swingmechanism；linksmechanism；steelrope；simu

5、lationanalysis；RecurDyn0引言起重机连接吊具的钢丝绳是柔性的，大车或小车启动、制动时产生的加、减速度导致吊具摇摆晃动，不仅影响工作效率，而且极易造成危险。当前的起重机通常采用四绳结构并借助手动式、机械式、液压式或电子式防摇机构使吊具的摇摆幅度控制在一定范围内并迅速衰减。李维越⋯针对常用防摇机构进行比较，得出“倒八字绳系”防摇系统总体上优于其他防摇系统。雷步忠心1发明集装箱起重机八绳防摇起升机构。但以上防摇系统均是基于安装基础不动的情况下进行设计的。由于船体受到垂荡、横摇、纵摇等外部激励作用，吊具必然会产生相应的响应，传统防摇系统极有可能无法满足船用起重机的防摇需

6、求。因此，无法直接将地面用起重机移植到船体上，尤其是对于运载危险品的船舶来说，必须对其移植应用的可行性进行研究分析；另一方面，也可依据船用起重机工作环境特点设计新型的防摇系统。为全面地分析起重机吊具在摇摆环境下的运动特点，本文借助多体动力学软件RecurDyn对起重机典型起吊机构进行仿真分析，并在此基础上提出新型防摇装置。收稿日期：2013—05—28；修回日期：2013—06—20作者简介：王阳(1971一)，男，高级工程师，研究方向为舰船机电工程。·106·舰船科学技术第35卷1四绳系统仿真为全面了解吊具在摇摆激励下的响应情况，首先对不带防摇装置的四绳系统进行动力学仿真。图1为采

7、用多体动力学软件RecurDyn构建的起重机刚柔耦合动力学模型，该模型未考虑系统防摇。模型中钢丝绳采用Belt模块进行模拟，两端均以固定副与小车和吊具相连。钢丝绳的弹性模量为143200MPa，泊松比为0．33¨-s]。—嘲闺2倒八字绳系防摇系统仿真图3为倒八字绳系防摇系统是在十字形吊具的4个角上，向上拉开8根起升钢丝绳(钢丝绳经小车架上的导向滑轮缠绕在卷筒上)，形成4个倒八字，在4个方向上拽住吊具‘1。。800目400稔0趟—400一8000100200