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桥式抓斗卸船机卸料运动特性研究
| 论文题名： | 桥式抓斗卸船机卸料运动特性研究 |
| 关键词： | 港口工程;桥式抓斗卸船机;卸料工艺;运动特性 |
| 摘要： | 经济的迅猛发展，促使对煤炭、矿石、粮食等资源型干散货需求逐渐增加，同时资源的分布不均匀，导致以船舶运输为主的干散货国际贸易量日益增长，干散货运输朝着船舶大型化、港口装卸专业化的方向发展。桥式抓斗卸船机，作为港口码头散货装卸的重要设备，具有运营成本低、适应性好、安全可靠等优点。为适应大宗散货物流装备高效化、大型化、节能环保的发展趋势，研究如何提高其作业效率具有重要意义。 本文针对传统的静态卸料工艺进行改进与创新，将ZV输入整形防摇控制方法应用动态卸料和抛料卸料中，并深入研究其运动特性。考虑绳长变化、系统阻尼等因素，进行桥式抓斗卸船机抓斗摆动过程动力学分析，用拉格朗日方程法建立数学模型，并采用四阶龙格—库塔数值计算方法求解动力学微分方程，得到各时刻的吊重摆角、角速度、角加速度等参数。在传统ZV输入整形的基础上，提出以等效自然频率和阻尼比来计算整形器参数，从而提高整形器鲁棒性和防摇性能。规划抓斗运行路径，提出抓斗走弧形路径时的三种安全距离，以避免抓斗和设备发生碰撞。计算开斗时间以及保证卸料时不撒料的可卸料时间，得到卸料时物料下落轨迹包络线，直观显示卸料过程是否发生卸料。基于对桥式抓斗卸船机动态卸料和抛料卸料运动特性的研究，开发了桥式抓斗卸船机卸料运动特性研究仿真软件。软件可实现ZV整形器参数计算、路径规划、开斗时间及可卸料时间计算、半自动运行仿真、参数提取，得到速度曲线、抓斗摆角曲线及卸料时物料下落轨迹线等功能。软件操作简单、界面美观，降低了研究工作强度，直观的反映了控制效果。 通过大量仿真，揭示了桥式抓斗卸船机卸料运动特性受抓斗宽度、初始摆角、电机时滞、阻尼系数、最小绳长等参数影响的变化规律，改进的ZV输入整形防摇控制方法对静态卸料、动态卸料以及抛料卸料都具有良好的防摇效果。动态卸料较静态卸料大幅提高了作业效率，抛料卸料又较动态卸料有明显效率提高。 |
| 作者： | 于珍珍 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 李勇智 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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