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轮式工程起重装备单缸伸缩系统关键技术及应用
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  • 公布年份:
    2018
  • 中图分类:
    TH213.6
  • 关键词:
  • 成果简介:
    轮式伸缩臂式起重装备伸缩臂长可达105米,其伸缩系统是决定起重作业性能的关键。传统伸缩系统存在原理复杂、机构繁琐、体积大、重量重、制造成本高、稳定性差、无法安全带载伸缩、无法实现作业智能化操作及管理等行业性难题,一直是制约起重装备作业性能和起重安全的技术瓶颈。如何解决上述问题,是国际起重机行业不断探索研究的内容。利勃海尔、特雷克斯等欧美同行企业都对伸缩技术投入大量资源研究,未见取得突破。 该项目从基础性的伸缩原理和伸缩机构创新突破入手,运用TRIZ工具对多项制约起重装备作业性能和起重安全瓶颈难题进行分析,创造了全球独有的接力式单缸伸缩系统,建立了轮式工程起重装备单缸伸缩系统的数字化设计方法和可视化模拟制造技术,形成四大关键技术发明: 1、提出了接力式伸缩原理:发明了独有的接力式单缸伸缩方法及伸缩机构,攻克了单缸插销液压缸用高精度冷拔管成型技术。具备了全工况带载伸缩功能:伸缩液压缸的长度缩短41%,稳定性提升27%;伸缩机构重量降低30%,成本降低60%;与国内外同行业相比整机起重作业性能提升了5%〜30%。 2、发明了斜面增力式伸缩机构和运动检测及控制装置:首创斜面增力式缸臂销控制及互锁机构,研制了臂位识别精准定位及伸缩运动状态的动态检测与控制装置。实现缸臂销插拔机构体积大小缩小50%,运动测量精度提升80%。 3、创新设计了独有的单缸伸缩智能化控制系统:研发了基于伸缩位移/速度的自适应安全控制技术和单缸伸缩系统作业智能化管理技术。实现了单缸伸缩控制的性能、稳定性、安全性自适应管理,有效排除了环境、变形、元件机能等因子影响,实现系统性能自适应控制,伸缩系统操纵稳定性达到国际先进水平,伸缩效率与国外先进产品相比提髙30%,具备全工况带载伸缩智能化控制,填补了多项行业空白。 4、提出起重机单缸伸缩系统数字化研发方法并推广应用:研发了伸缩系统全三维数字化产品与工艺协同设计及管理系统,提出了基于伸缩控制系统数学模型的半实物仿真验证方法。实现了单缸伸缩系统的全三维数字化产品与工艺协同设计、三维可视化制造和半实物仿真验证,将传统的“3-2-3”研发模式转变成“3 to 3”的全三维设计制造模式,实现了以数字化研发方法为基础解决复杂伸缩系统的不确定性难题,并提升总体研发效率,研发质量达到5.2σ。 基于以上技术发明的接力式单缸插销系统已在55吨至2000吨级轮式工程起重装备批量化应用。项目授权发明专利17件,2件PCT申请进入国家阶段;发表EI检索论文8篇:主持制修订国际标准2项、国家标准1项、行业标准2项。该项目为我国轮式起重装备伸缩技术的智能化、轻量化和安全性提供了原创性技术保障,海内外客户高度赞誉,树立了轮式工程起重装备的国家形象。2017年12月12日,习近平总书记亲身体验了应用该项目成果的220吨轮式工程起重装备,高度赞扬了其技术创新的能力特别是生产线数字化装配工艺能力。
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