岸橋掛艙試驗報告-第二次預試驗

1、岸橋掛艙試驗報告上海振華重工（集團）股份有限公司1/15 Shanghai Zhenhua Heavy Industries Co.,LTD_岸橋掛艙試驗報告岸橋掛艙試驗報告（第二次預試驗）（第二次預試驗）公司名稱上海振華重工（集團）股份有限公司報告編號試驗人員王磊 李凱 張東紅 劉冬一試驗地點長興基地四號碼頭 試驗橋吊試驗時間2012 年 9 月 21 日報告編寫王磊岸橋掛艙試驗報告上海振華重工（集團）股份有限公司2/15目錄目錄1 1概況概況.31.1測試目的.32 2測試情況測試情況.32.1參數(shù)設置.32.2試驗過程.33 3掛艙試驗數(shù)據(jù)與分析掛艙試驗數(shù)據(jù)與分析.43.1掛艙測試限定轉

2、速.43.2掛艙試驗限定掛艙力.73.3分析.84 4結構應力測試結構應力測試.94.1 應力測量點的位置設置.94.2 測試工況.104.3 測點編號及標定.114.4 測試的主要數(shù)據(jù)及初步結果.114.5 分析.135 5結論結論.14岸橋掛艙試驗報告上海振華重工（集團）股份有限公司3/151 1 概況概況1.1測試目的a. 測定掛艙過程中電機的響應過程：扭矩、轉速、響應時間及影響因素。b. 測定液壓系統(tǒng)的響應過程：系統(tǒng)壓力、各元件的響應時間及影響因素。c. 測定掛艙時制動器的響應時間。d. 測定純電子掛艙時各系統(tǒng)和元件的響應過程和時間。e. 測定掛艙力的動態(tài)過程及其對相關部件的影響。f.

3、 研究和改善掛艙系統(tǒng)的安全性。2 2 測試情況測試情況2.1 參數(shù)設置2.1.1 限定轉速單根鋼絲繩掛艙力（噸）油缸壓力設定(Mpa)單個電機力矩(通過設置限制) Nm12.510.562002016.810100電機轉速55%*1800=9902521124152.1.2 限定掛艙力電機轉速 rpm70%*1800=126085%*1800=1440單根鋼絲繩掛艙力 25T電機力矩：12415Nm100%*1800=18002.2 試驗過程橋吊上只保留吊具上架。試重箱處于兩門腿之間；陸側吊具上架處于兩個試重箱的正上方。本次試驗通過縮減其中吊具上架一個角對應的鋼絲繩的長度模擬單個角掛艙（三個角

4、對應的鋼絲繩長度約 20 米，一個角對應的鋼絲繩長度約 19.8 米） 。岸橋掛艙試驗報告上海振華重工（集團）股份有限公司4/15試驗時分別以不同工況下的速度提升吊具，直至達到掛艙掛艙狀態(tài)。實驗前、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：試驗前后吊具及載荷狀態(tài)：試驗前后吊具及載荷狀態(tài)3 3 掛艙試驗數(shù)據(jù)與分析掛艙試驗數(shù)據(jù)與分析3.1掛艙測試限定轉速如參數(shù)設置中 2.1.1 所示，限定電機轉速，按設定的單根鋼絲繩掛艙力的不同，分三種工況進行掛艙試驗，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岸橋掛艙試驗報告上海振華重工（集團）股份有限公司5/15表 1：各元器件響應時間設定電機轉速rpm單根鋼絲繩掛艙力（噸）設定油缸壓力繼電器發(fā)訊值A(bar)掛艙過程持續(xù)時間(ms)壓力繼電器發(fā)訊時壓力傳感器的值(Bar)掛艙過程中壓力傳感器最大值B(Bar)沖擊系統(tǒng)B/A掛艙發(fā)生過程中油缸的位移mm反扭矩建立所需的時間 ms12.51055621131241.18377820168563181.7188.91.123668990252104301882331.103388注：試驗中各色曲線的名稱如下：圖圖 3-13-1：工況：工況 1 1 電機轉速：電機轉速：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：制動器通電狀態(tài)綠色：電機轉速藍色：電機力矩淺青綠：油缸位移金黃：油缸內(nèi)壓力黃色：掛艙發(fā)訊點粉色：壓力傳感器岸橋掛艙試驗報告上海振華重工（集團）股份有限公司6/15圖圖 3-23-2：工況：工況 2 2 電機轉速：電機轉速：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 電機轉速：電機轉速：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)訊時油缸壓力值小于設定的壓力繼電器發(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)達到并超過了設定的掛艙發(fā)訊值210bar。發(fā)訊前，油缸內(nèi)的壓力急劇上升，到達一個峰值（此時壓力繼電器還沒有閉岸橋掛艙試驗報告上海振華重工（集團）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，而此時壓力繼電器才閉合后發(fā)出掛艙訊號。注：因掛艙系統(tǒng)計算所需，需要確定電機反力矩建立的時間。電機力矩是根據(jù)負載的實際情況而反饋的，所以取電機力矩反饋的第一點為反力矩建立時間點。3.2掛艙試驗限定掛艙力如參數(shù)設置中 2.1.2 所示，設定掛艙力，按設定電機轉速的不同，分三種工況進行掛艙試驗，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：各元器件響應時間設定單根鋼絲繩掛艙力（t）電機轉速（rpm）設定油缸壓力繼電器發(fā)訊值A(bar)掛艙過程持續(xù)時間(ms)壓力繼電器發(fā)訊時壓力傳感器的值(Bar)掛艙過程中壓力傳感器最大值B(Bar)沖擊系統(tǒng)B/A掛艙發(fā)生過程中油缸的位移/mm反力矩建立所需的時間/s70%*1800210562221.7240.31.14484無反力矩85%*18002109592182401.14584無反力矩25100%*1800210958243.4243.41.16720無反力矩圖圖 3-43-4：工況：工況 4 4 單根鋼絲繩掛艙力：單根鋼絲繩掛艙力：2525 噸噸

9、電機轉速：電機轉速：70%*1800=1260rpm70%*1800=1260rpm岸橋掛艙試驗報告上海振華重工（集團）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：單根鋼絲繩掛艙力：2525 噸噸 電機轉速：電機轉速：85%*1800=1530rpm85%*1800=1530rpm圖圖 3-63-6：工況：工況 6 6 單根鋼絲繩掛艙力：單根鋼絲繩掛艙力：2525 噸噸 電機轉速：電機轉速：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。因為油缸內(nèi)的位移傳感器主要是

10、用于吊具傾轉動作的控制，在掛艙工況下，隨著起升速度岸橋掛艙試驗報告上海振華重工（集團）股份有限公司9/15的增加，油缸的速度會越來越快，位移傳感器響應速度已跟不上油缸的速度，不能實時的對油缸位移進行監(jiān)測。(2) 電機的反扭矩并不是在每種掛艙工況下都會建立的而是取決于實際負載情況的反饋。從圖中可以看出，所需的時間非常短暫，應在 8ms 以內(nèi)（軟件的掃描周期為 8ms）.4 4 結構應力測試結構應力測試4.1 應力測量點的位置設置結構應力測試時，在陸側吊具的四個掛艙油缸搖臂上全部粘貼應變片。測試時發(fā)生掛艙工況的搖臂上粘貼的應變片的編號為 3-1。在陸側兩個大車平衡梁上均粘貼應變片及后大梁上跨中位置

11、粘貼應變片。4.1.1 搖臂的應力測點圖圖 4-14-1 搖臂上應變片位置搖臂上應變片位置4.1.2 結構件上應力測試位置(1) 后大梁上門框內(nèi)中部海側岸橋掛艙試驗報告上海振華重工（集團）股份有限公司10/15圖圖 4-24-2 后大梁門框內(nèi)中部應變片位置后大梁門框內(nèi)中部應變片位置(2) 大車平衡梁的測點位置圖圖 4-34-3 大車平衡梁應變片位置大車平衡梁應變片位置4.2 測試工況 電氣控制參數(shù) 機械設計參數(shù)工況編號反轉力矩設置反轉力矩保持時間制動器閉合時間制動器力矩 掛艙力起升速度測試記錄文件名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岸橋掛艙試驗報告上海振華重工（集團）股份有限公司11/154.3 測點編號及標定標定載荷 LL=65 t LS = 15+5.5 =20.5 t 總重 85.5 t 鋼絲繩張力 10.7 t/根 構件名稱位 置電纜線編號儀 器 編號標定應變鋼絲繩張力左 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 側大平衡梁右 外91-41121.3 t 4.4 測試的主要數(shù)據(jù)及初步結果(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，電機轉速 1800掛艙力 25 噸，電機轉速 1530掛艙力 25 噸，起升速度 1260構件測點編號測量應變/10E6搖臂力（噸）鋼絲繩力（噸）測量應變/10E6搖臂力（噸）鋼絲繩力（噸）測量應變/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：25.9t/腿陸側：23.5t/腿陸側：23.85t/腿理論腿壓海側：25.9t/腿海側：23.5t/腿海側：23.85t/腿測量應變/10E6平衡梁上的力(t)測量應變/10E6平衡梁上的力(t)測量應變/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 岸橋掛艙試驗報告上海振華重工（集團）股份有限公司12/15陸側總輪壓62.8 53.8 51.4 (2) 后大梁上門框內(nèi)跨中的應力 工況 6 工況 5 工況 4 測點應變應力應變應力應變應力 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) 搖臂應變

16、搖臂應變時間曲線時間曲線岸橋掛艙試驗報告上海振華重工（集團）股份有限公司13/15(b)(b) 大車平衡梁應變大車平衡梁應變時間曲線時間曲線(c)(c)門框內(nèi)跨中的應變門框內(nèi)跨中的應變時間曲線時間曲線圖圖 4-44-4： 工況工況 6 6 應變曲線應變曲線 4.5 分析(1) 通過結構應力的測定分析沖擊系數(shù)：1) 由工況 6 中搖臂應變推導出的鋼絲繩最大力為 25.3t，即沖擊系數(shù)：岸橋掛艙試驗報告上海振華重工（集團）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為 3-1 的應變片在工況 6 下的應變時間曲線。由于該曲線沒有接入 PLC 系統(tǒng)，

17、所以無法和圖 3-6 中的曲線實時對應。但是可以從圖 4-4（a）中判斷 A 點疑為掛艙發(fā)訊點（從圖 4-4（a）中可以看出從 B 點峰值到 A 點時間間隔為 90ms,對比圖 3-6 中從掛艙發(fā)訊到油缸壓力峰值出現(xiàn)共約 95ms。排除測量時兩儀器的精度誤差，可以認為圖中 A 點即為掛艙發(fā)訊點。 ） ，對應的應變?yōu)?623。點 B 為峰值,應變?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。應是因為在進行數(shù)據(jù)標定、液壓參數(shù)設置存在誤差及其它未知因素影響所導致的。(2) 掛艙時大車平衡梁上檢測到的陸側最大輪壓為 62.8 噸，而由搖臂上的力計算出的陸側最大理論輪壓為 25.9x2=51.8 噸。則沖擊系數(shù)：62.8/51.8=1.21。與由搖臂上測得的沖擊系數(shù) 1.18 相比，相差不大，可認為等同。(3) 由于后大梁上，跨中區(qū)域受力不清晰的原因，大梁的應力應變沒有進行進一步分析。5 5 結論結論(1) 通過本次試驗可知，由于系統(tǒng)的動態(tài)響應，系統(tǒng)存在一定的沖擊，沖擊系數(shù)為實測最大為 1.18，考慮測量時的誤差建議實際應用中取 1.2。(2) 電機反力矩建立非?？?，