起重机的动刚度及其测试方法
用单片机测量起重机的动刚度
ｗｉ ｒ ｄｔ ｎ ｌｍｅ ｈ ｄ ，ｉ ｉ ｍｏ ｅ ｒ ｌ ｂ ｅ ｔ ｔａ ｉ ｏ ａ ｔ ｏ ｓ ｔ ｓ ｈ ｉ ｒ ｅｉ ｌ ， ａ
Ｋｅ ｙｗｏ ｄｓ： ｃｒｎｅ；ｄ ｎａ ｉ ｔｆｎｅ ｓ；ｓｎ ｌ ｈｉ ｒ ａ ｙ ｍ ｃ ｓｉ ｓ ｉ ｇｅ ｃ ｐ；ｍｅ ｓ ｅ ｎ ａ ｕｒ ｍｅ ｔ
选用 加 速 度 传 感 器 来 采集 主 梁 振 动 信 号 。一 般 来说 ，传 感 器 得 到 的信 号 较 小 ，不 足 以 推 动集 成 电路 芯 片 工 作 ，故 需 将 信 号 放 大 。笔 者 设 计 的 单 片机 通 过 读 取 信 号 的 下 降沿 来 计 数 ，而 放 大 以 后 的信 号 还 属 于 模 拟 信 号 ，判 读 信 号 的下 降 沿 十 分不便 ，因此 ，要 对 信 号 进 行 整 形 处 理 ，使 其 成 为单 片机 容 易 识 别 的 方 波 信 号 。把 处 理 以 后 的 信
Ａ ｂ ｔ ａ ｔ： Ｉ ｉｗ ｆｉｃ ｎｖ ｎｉｎ ｅ ｉ ｒ ｎ ｙ ａ ｃ ｓｉ ｎ ｓ ａ ｕｒ ｓｒ ｃ ｎ ｖｅ ｏ ｎ ｏ ｅ ｅ ｃ ｎ ｃ ａ ｅ ｄ ｎ ｍｉ ｔｆ ｅ ｓｍｅ ｓ ｅｍｅ ｔ ｏ ｅ ｉｎ ｃ ｕｒ ｔ ａ ｕｒｎ ｎ ｔｕ・ ｎ ，ａ ｃ ｎｖ ｎｅ ｔａ ｃ ａｅ ｍｅ ｓ ｉ ｇ ｉ ｓｒ ｍｅ ｔｉ ｅ ｅｏ ｅ ｂ ｉｔｗｉ ｈ ９Ｃ５ ｏ ｐ ｔ ｒｃ ｐ．Ｔｈｉ ｐ ｒｐｒ ｓ ｎ ｓｄ ｓｇ ｓｏ ｔ ａ ｄ ｒ ｎｄ ｓ ｆｗａｅ．Ｃｏ ａ ｅ ｎ ｓ ｄ ｖ ｌｐ ｄ ｕｌ ｔ ｔ ｅ ８ ｈ ２ ｃ ｍ ｕ ｅ ｈｉ ｓｐａ ｅ ｅ ｅ ｔ ｅ ｉｎ ｆｉ ｈ ｒ ｗａｅ ａ ｏ ｔ ｒ ｓ ｍｐ ｒ ｄ
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动刚度的测量方法
动刚度的测量方法嘿，咱今儿就来唠唠动刚度的测量方法！你可别小瞧这动刚度，它在好多领域那可都是相当重要的呢！想象一下，要是咱想知道一个结构体在受到动态力的时候表现咋样，那不就得靠测量动刚度嘛。
那咋测呢？常见的一种方法就是通过实验来搞。
就好比你要了解一个人的性格，得跟他多接触、多观察不是。
咱把结构体放在特定的实验装置上，给它施加各种动态的力，然后看看它咋反应的。
这就像给结构体来了一场“考验”，看它能不能经得住。
还有啊，得用合适的传感器来收集数据。
这传感器就像是结构体的“小跟班”，随时记录着它的一举一动。
这可不能马虎，要是传感器选得不好，那得到的数据可不靠谱啦！然后呢，分析这些收集来的数据也很关键呀。
这就像是从一堆杂乱的线索中找出真相一样。
咱得仔细琢磨，看看结构体在不同情况下的表现，从而得出动刚度的数值。
另外一种方法呢，就是通过理论计算。
这就有点像做数学题啦，根据结构体的特性、材料啊等等，用一些公式和模型来推算出动刚度。
不过这可需要有扎实的理论知识哦，可不是随随便便就能算出来的。
测量动刚度的时候，咱还得注意环境因素呢。
温度啦、湿度啦，这些都可能会影响结果。
就好像人在不同的环境下心情和表现也可能不一样呢。
你说这动刚度的测量是不是挺有意思的？它就像是给结构体做了一次全面的“体检”，让我们能更清楚地了解它的“身体状况”。
而且啊，不同的结构体，测量动刚度的方法可能还不太一样。
就像每个人都有自己的特点和脾气一样。
所以咱得根据具体情况来选择合适的方法。
总之呢，动刚度的测量可不是一件简单的事儿，但它又特别重要。
只有把它测准了，咱才能更好地利用结构体，让它们发挥出最大的作用呀！你说是不是这个理儿？。
机床直线导轨用钢的动态刚度测量与分析
机床直线导轨用钢的动态刚度测量与分析【引言】机床直线导轨是机床的重要组成部分，直接影响机床的精度和稳定性。
而直线导轨的刚度是评估其性能的核心指标之一。
因此，对机床直线导轨用钢的动态刚度进行测量与分析，对提高机床精度和稳定性具有重要意义。
【测量方法】测量机床直线导轨用钢的动态刚度可采用自由衰减法，即施加一个周期性的力信号，通过测量导轨的相位差和系统的振动，计算得到机床直线导轨钢的动态刚度。
首先，根据实际情况选择合适的施加力信号。
一般情况下，可以选择正弦信号或方波信号。
正弦信号适用于测量较小刚度的导轨，而方波信号适用于测量较大刚度的导轨。
然后，在导轨的一端施加施加力信号，并通过传感器测量导轨的振动。
可以选择加速度传感器或激光干涉仪等测量设备。
通过测量得到导轨的振动响应，并记录下来。
接下来，对测得的振动信号进行频谱分析，得到导轨的频率响应函数。
通过对频率响应函数进行拟合，可以得到导轨的动态刚度。
【数据分析】通过测量机床直线导轨用钢的动态刚度数据，可以进行相应的数据分析和评估。
首先，利用测量的动态刚度数据和设计要求进行对比，判断导轨的刚度是否合格。
若刚度不符合要求，则需要进一步分析和调整。
其次，通过分析动态刚度曲线，可以观察到导轨在不同频率下的刚度变化情况。
根据刚度变化情况，可以评估导轨在不同频率下的稳定性和适用范围。
进一步地，可以将机床直线导轨的动态刚度与其它指标进行对比和分析，例如静态刚度、阻尼系数等。
这样可以全面评估机床直线导轨的性能，并找到改善的方向。
最后，还可以利用测量数据进行有限元分析，模拟机床直线导轨的刚度变化情况。
通过有限元分析，可以更加准确地预测导轨在不同工况下的刚度表现，并为导轨改进提供依据。
【结论】机床直线导轨用钢的动态刚度测量与分析对于提高机床精度和稳定性具有重要意义。
通过合适的测量方法和数据分析，可以获得导轨的刚度性能指标，并进一步进行评估和改善。
这有助于优化机床导轨设计，提高机床的加工精度和稳定性。
起重机动载测试流程
起重机动载测试流程一、起重机动载测试概述起重机动载测试是对起重机进行安全性和性能的检测，确保其在工作过程中能够稳定、高效地进行各项工作。
测试包括起重机的静态和动态负载测试，以及相关安全装置和控制系统的测试。
通过测试，可以验证起重机的结构强度、安全性能、动态响应、操纵性和控制性能，为起重机正常运行提供可靠的保障。
二、起重机动载测试准备工作1.测试前准备（1）制定测试方案：根据起重机的型号、规格、用途和工作环境等信息，制定起重机动载测试方案，包括测试内容、测试参数、测试设备和人员组织。
（2）准备测试设备：准备好所需的测试设备，包括负载传感器、数据采集仪器、控制系统和安全保护装置等。
（3）组织测试人员：确定测试人员，包括起重机操作员、测试工程师和安全监督人员等。
2.测试前检查（1）起重机检查：对起重机进行全面检查，包括结构、润滑部件、电气系统、安全装置和控制系统等，确保其正常运行。
（2）测试设备检查：对测试设备进行检查和校准，确保其准确可靠。
3.测试前准备（1）制定测试方案：根据起重机的型号、规格、用途和工作环境等信息，制定起重机动载测试方案，包括测试内容、测试参数、测试设备和人员组织。
（2）准备测试设备：准备好所需的测试设备，包括负载传感器、数据采集仪器、控制系统和安全保护装置等。
（3）组织测试人员：确定测试人员，包括起重机操作员、测试工程师和安全监督人员等。
4.测试前检查（1）起重机检查：对起重机进行全面检查，包括结构、润滑部件、电气系统、安全装置和控制系统等，确保其正常运行。
（2）测试设备检查：对测试设备进行检查和校准，确保其准确可靠。
三、起重机动载测试流程1.起重机静态负载测试（1）测试目的：验证起重机的结构强度和稳定性。
（2）测试内容：将静态负载施加到起重机的主钩上，逐渐增加负载，记录主钩的负荷、位移、变形和响应时间等参数。
（3）测试方法：使用负载传感器和数据采集仪器，监测和记录起重机主钩的负载和位移数据，分析和评估其结构强度和稳定性。
50-10t,16.5m桥式起重机主梁强度刚度的验算
QD50/10t-16.5mA5吊钩桥式起重机主梁强度刚度的验算2008年1月一、主要参数及技术特性的计算1)主要参数跨度L=1650（cm）额定起重量G起=50000kg桥架自重G桥=16857kg 主梁（单根）自重G主=4072kg 小车自重G小=15960kg 小车轮距b=337cm小车轨距K=350cm主要钢结构件材质：Q235B查表：σs=235Mpa=235×10.1972=2396.342kgf.cm-2取安全系数n0=1.5［σ］=σsn0=2396.3421.5=1597.56(kgf.cm-2)GB3811-83中规定,双梁桥式起重机垂直静扰度应满足下述要求: 工作级别为A5及以下的起重机［y c］≤L700=1650700=2.357(cm)2)小车在主梁上轮压P1和P2的计算由图中查出:小车轮距：b=337(cm),ζ=36.2(cm)V A’≈ V D’=P1=G小4+G起4(1- 2ζb)=159604+500004(1- 2×36.2337)=3990+9815=13805(kg)V C’≈ V B’=P2=G小4+G起4(1+ 2ζb)=3990+15185=19175(kg)R= P1+ P2=32980(kg)3)主梁截面技术特性的计算：H=142cm，B=50.2cm，h=140cm，b=49cm由图2主梁截面图求出：主梁上最大弯矩处的截面抗弯模数W Z（cm3）和跨中的断面惯性矩J Z（cm4）对箱形主梁可以把每根主梁视为简支梁，截面抗弯模数W Z由下式得出：W z=BH 3-bh36H=50.2×1423-49×14036×142=10893.26（cm3）J z=BH 3-bh312=50.2×1423-49×140312=7734214)主梁单位长度自重的计算：主梁单位长度自重用下式计算：g=GL =40721650=2.47——不考虑运动冲击系数g’=ψ4·GL——考虑有运行冲击系数式中：G——单根主梁自重4072kg L——跨度1650cm Q4——运行冲击系数，按下式计算ψ4=1.1+0.058V小车运行h1，其中V小车运行=38.55m/min，h1——轨道接缝处两轨道的高低差，取轨距K=3500的l1000的中间值1.75mm。
起重机实验主梁刚度检测
起重机金属结构设计起重机金属主梁动刚度测定实验工程楼72320191224(1)掌握桥式起重机主要动刚度测试和结果整理的主要方法。
(2)明晰梁结构各阶共振频率代表的实际意义以及应用价值。
(1)掌握桥式起重机主要动刚度测试和结果整理的主要方法。
(2)明晰梁结构各阶共振频率代表的实际意义以及应用价值。
基于傅立叶变换仪测得的信号，利用时频变换，将时域信号变成频域信号，通过分析频域信号的共振峰值，判断梁的共振频率，进而判断动刚度。
快速傅里叶变换测试仪，激励铺，麦克风，加速度传感器，计算机，1.将麦克风或者加速度传感器安放在起重机主梁的端部2.将麦克风或者加速度传感器连接至快速傅里叶变换仪的接收通道，同时将激励锤连接至快速傅里时变换仪的激励通道。
3.在计算机软件里面，对信号采集参数进行设置。
4.利用微励锤敲击被测梁的另端，敲击5次期间观察信号，待信号稳定后，记录时城信号和频域信号。
5.仔细观察记录数据和频域信号，分析梁结构的各阶共振较率。
(起重机主梁刚度测定) 通过麦克风测得震动声波，为时域信号，利用传内器将时域信号转换为须读信号，去掉噪声，可以观测出梁的动刚度，通过观察梁的动刚度曲线图的峰值就可以找出梁的动刚度最小的位置，从而对案的动刚度进行校核。
多次试验用来减小实验误差差。
心得体会:通过本次试验，我了解到桥式起重机主要动刚度测试和结果整理的主要方法，明晰梁结构各阶共振频率代表的实际意义以及应用价值。
同时与课木上的知识结合在一起，对起重机金属结构设计有了更加深刻的理解。
动刚度的计算工况分为以下三种: 1.支腿一刚一柔:按简支外伸梁计算跨中、悬臂端挠度: 2.二刚性腿、小车在跨中:按简支外伸梁计算跨中挽度: 3.二刚性腿、小车在悬臂端:按一次超静定计算悬臂端挠度。
我深刻理解了校核动刚度的必要性，感谢华东老师的细心教导。
（起重机主梁刚度测定）。
门式起重机的垂直与水平动态刚度
门式起重机的垂直与水平动态刚度
徐格宁;徐克晋
【期刊名称】《太原重型机械学院学报》
【年(卷),期】1994(15)2
【摘要】本文对不同类型门式起重机进行了振动分析研究，提出一系列门式起重机垂直与水平动态刚度的实用计算公式，增补了静、动态刚度的计算方法，扩大了门式起重机静、动态刚度的校核范围，针对门式起重机的特点和对现有研究资料的分析，推荐出静，动态刚度的控制值，为实现门式起重机的动态设计创造了有利条件。
【总页数】13页(P104-116)
【关键词】门式起重机;动态刚度
【作者】徐格宁;徐克晋
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TH213.502
【相关文献】
1.大跨度门式起重机刚性支腿对结构刚度的影响分析 [J], 官保华;甄圣威;曾庆敦
2.桥(门)式起重机拱度、静刚度测量的几种方法和优缺点 [J], 王登明;袁代霞;王宏继
3.门式起重机刚度实验分析 [J], 肖武能;阿劣作罗莫;吴鑫;左志玲;蒋敏;刘宇;张大鹏
4.门式起重机刚度强度的有限元分析 [J], 张大鹏;姚立影
5.门式起微型机的垂直与水平动态刚度 [J], 徐格宁;徐克晋
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0308;桥式起重机动刚度分析;2700
桥式起重机动刚度分析摘要：目前，桥式起重机已经在矿山、冶金、机械等领域得到广泛的应用，料场、仓储、车间等作业都需要桥式起重机的帮助，这是物流系统所必须的载运设备。
虽然桥式起重机在我国的应用范围非常广泛，但是我国桥式起重机的设计还是沿用了几十年前苏联的技术，所以从整体表现来看，强度有余，刚度不足。
学术上对桥式起重机的静刚度计算有较多的研究，但是对动刚度的研究较少。
本文以QK1202（20/5t/22.5m ）桥式起重机为例，对桥式起重机的动刚度进行计算。
关键词：桥式起重机；静刚度；动刚度；计算 静刚度是指载荷作用在主梁跨中时，在垂直平面内引起的最大静挠度，这是产品设计控制最主要的指标。
而动刚度就是主梁在载荷作用下的震动周期，要求T ≤[T]。
目前，国内在桥式起重机动刚度的计算方面，只是作单自由度系统来考虑，很少有人将系统作为二自由度系统来计算分析。
而国外的桥式起重机已经多数都实现了系列化和标准化，非常重视动刚度分析。
从发展趋势方面来看，无论在质量认证，还是劳动局检测方面，动刚度都是产品必备的参数指标，对桥式起重机的动刚度进行分析也是必须的。
1. 桥式起重机的动刚度分析1.1桥式起重机单自由度系统的固有频率桥式起重机的许用动刚度[f]=3.5-5.0赫兹，在空载、不考虑梁自重时：s 3.0s 170.01034.539152k m 26＜空载情况=⨯==ππT f=170.011=T =5.88赫兹考虑梁自重，包括梁上附属结构的质量时：s 3.0s 247.01034.585725.039152k 5.0m 26＜导电侧空载情况=⨯⨯+=+=ππm T f=247.011=T =4.05赫兹在吊重、不考虑梁自重时：s 3.0s 321.01034.5139152k m 26>=⨯==ππ吊重情况Tf=T1=3.12赫兹<[f]，不满足动刚度要求。
考虑梁自重，包括梁上附属结构的质量时：s 3.0s 367.01034.585725.0139152k 5.0m 26>=⨯⨯+=+=ππ导电侧吊重情况m Tf=T1=2.72赫兹<[f]，不满足动刚度要求。
起重机刚性和稳定性
二、梁的刚度验算（一）刚性不足的影响衡量结构刚性（也称刚度）的指标是结构的抗变形能力和结构的自振频率。
前者是指静态而言，称为静态刚性；后者是指动态而言，称为动态刚性。
结构的刚性虽不像强度和稳定性那样直接地决定着结构的承载能力，但刚性太差会影响结构的使用性能和恶化构件的工作条件，从而间接地影响到结构的承载能力。
因此结构的刚性问题对起重机及其结构的正常使用与安全作业也是十分重要的。
ISO22986：2007明确指出：“结构过大的柔性会影响起重机的安全使用”，因此，弹性变形和振动应予以一定的限制。
规定：“起重机不得因结构的弹性变形而产生下列问题：（1）引起起重机或小车与周围物体或结构相碰撞；在运输和安装过程中，可能因刚性不足而造成弯曲变形；（2）妨碍小车小车在带载（载荷不超过动态试验载荷）情况下的正常运转和制动；（3）妨碍小车小车在带载（载荷不超过动态试验载荷）情况下安全地停留在某一作业位置；（4）引起过大的大车偏斜运行侧向力，甚至妨碍大车的正常运行；（5）引起机构驱动装置的不同轴，引起零件过早报废、运行时过大的摩擦或制动器失效等。
桥架结构作为弹性系统，受载后必然产生弹性下挠变形，小车轨道随之产生坡度。
如果起重机刚性设计得太小，使得产生的坡度超过一定的限度，造成小车爬坡打滑或溜车现象，就将会影响小车的正常运行。
（二）起重机的刚性指标要求1、起重机的静态刚性对不同类别的起重机静态刚性，分别讨论如下：（1）电动桥式和门式起重机①跨中位置自行式小车（或电动葫芦）位于桥架跨中时，由额定起升载荷和小车（或电动葫芦）自重载荷在主梁跨中产生的垂直静挠度f 与起重机跨度S 的关系推荐为：对低定位精度要求的起重机，或具有无级调速控制特性的起重机、采用低起升速度和低加速度能达到可接受定位精度要求的起重机：f ≤S 5001； 对使用简单控制系统能达到中等定位精度要求的起重机：f ≤S 7501； 对需要高定位精度的起重机：f ≤S 10001。
testlab原点动刚度测试方法
testlab原点动刚度测试方法
一、仪器简介
testlab原点动刚度测试仪是一款可以测量压缩、拉伸、弯曲和扭转等类型材料的动刚度的测试仪。
该仪器有支持多种传感器的特点，可以满足实验室各种不同实验需求。
二、测试原理
testlab原点动刚度测试仪采用拉伸、压缩、弯曲和扭转等四种方式来测量材料的动刚度，其中，拉伸和压缩的动刚度都是通过测试仪和传感器上的力传感器来计算的，而弯曲和扭转的动刚度则是通过测试仪的应变传感器来计算的。
测量时，以目标物体为中心，测试仪的臂杆对其施加等量负荷或者变形，用来模拟调试过程中的实际工作情况，在测试的过程中，测试仪可以记录材料的变形过程，并且通过计算变形率或者图形拟合来得出与动刚度相关的数据。
三、测试方法
1、样品准备：在实验前，需要准备好样品，并确保样品的保持
性能在实验开始前达到最佳状态。
必须确保样品的结构完整且没有缺陷。
2、安装于测试仪上：把样品固定在测试仪上，并对测试仪进行
相应调整，保证测试仪的正确安装以及模拟实际工况的可靠性。
3、操作测试：按照要求执行测试，并使用测试仪的控制软件来
记录测试过程中样品变形的数据，并计算样品的动刚度。
4、样品移除：在测试完成后，把样品从测试仪上移除，并妥善
保管，以备下次使用。
四、注意事项
1、实验前需要检查实验仪器的状态，确保仪器的准确性和可靠性。
2、使用前，需要确保样品在使用前处于最佳状态，以防止实验中出现误差。
3、在实验中必须按照样品的使用指南进行操作，以保证测试数据的准确性。
4、在数据记录后，要及时备份测试数据，以免出现数据错误或丢失。
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3 起重机动刚度的测试方法
如前所述 ,起重机动刚度的测试 ,实际上就是测 试起重机在规定方向上的自振频率 。对于不同类型 的起重机 ,在不同方向上动刚度的大小 ,相应的标准
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图 4 贴应变片法测试与分析框图 《起重运输机械》 1999 (4)
的动刚度 。这一方法的测试精度高于光线示波器 法 ;而采用动态数据采集分析系统则可直接对信号 进行采集和频谱或功率谱分析 ,实时地得到所测的 动刚度 ,具有速度快 、精度高的特点 。 3. 2 压电加速度计法
图 1 受简谐激振力的单自由度系统 图 2 单自由度系统的动刚度曲线
4 结束语
该微机监控系统在建设部长沙机械研究院设计 的 Q TZ2800 型塔式起重机上作了现场试验 ,结果证 明该微机电控系统工作稳定 、可靠 ,抗干扰能力强 , 功能强大 ,司机可以通过液晶屏随时掌握塔式起重 机的工作参数 ,起吊重物的自动就位误差小于 10cm ,各项功能达到了设计要求 。
λ= ω/ ωn ω ———简谐激振力角频率
动刚度的幅值为
| KD| = K (1 - λ2) 2 + (2ξλ) 2
(2)
可见 ,动刚度并非是一个常数 ,而是随频率的改
变而变化 ,是频率的函数 (见图 2) 。
1 动刚度的基本概念
在机械振动学中 ,动刚度的定义为起重机结构
产生单位振幅所需要的动态力 。对于受简谐激振力
的单自由度系统 (如图 1 所示) ,其动刚度 KD 可以 表示为 :
KD = K〔(1 - λ2) + 2 ξi λ〕
(1)
式中 K ———系统的静刚度
ξ———阻尼比
ξ= C/ (2 mωn) C ———阻尼系数
m ———系统质量 ωn ———系统固有频率 ωn = K/ m = 2πf n
f n ———结构的自振频率 λ———频率比
Kd = 2ξ (1 - ξ) 2 k
(3)
当ξ较小时 ,即ξ≤012 ,则
Kd≈2ξk
(4)
由式 (4) 可知 ,结构的动刚度与静刚度 k 、阻尼
比ξ成正比 ,提高结构的静刚度及阻尼比 ,都可提
高结构的动刚度 。
2 起重机动刚度的物理含义
中均有具体规定 。另外 ,标准中还规定了测量动刚 度的具体条件 ,如桥式起重机垂直方向上动刚度的 测量 ,要求小车在跨中位置 ,吊重为额定载荷 。其目 的主要是为了使动刚度的测试在一个统一的标准条 件下进行 ,以消除其它因素对动刚度测试的影响 。
械局的领导到会作了讲话 。会议传达了中国重机协
会关于“制止低价倾销单双梁起重机工作会议纪要”
等文件 ,听取了专业委员会秘书处所作“九八年工作
总结和九九年工作计划”的汇报 。会议期间 ,代表们
对部分企业盲目降价竞争问题进行了讨论 ,指出企
业的竞争应该是成本价格 、质量 、产品技术水平及售
后服务等全方位的竞争 。会议强调行业单位要提高
自振频率 f n 成正比 ,而振动的衰减时间则与结构自
振频率 f n 成反比 ,即 f n 越小 ,衰减时间越长 ; f n 越
大 ,衰减时间越短 。正是基于这一原因 ,起重机动刚
度用结构的自振频率来衡量 ,这是起重机动刚度区
别于一般机械结构动刚度的特殊之处 。
图 3 冲击动载波形图
3. 1 贴应变片法 这是标准中推荐的一种方法 (见图 4) ,使用比
起重机的动刚度及其测试方法
太原重型机械 (集团) 有限公司 高俊云
动刚度是衡量起重机结构抗振能力的主要指 标 ,对于一般的起重机 ,在设计时主要是对其静刚度 进行校核 ,而对动刚度则不进行验算 。除非有特殊 要求 (如高速运行以及要求精确安装的起重机等) 时 ,才必须对起重机的动刚度加以考虑 。如在 JB/ ZQ8001 —89《通用桥式起重机产品质量分等》中 ,要 求动刚度 ≥2 Hz ,并制定了相应的测试方法 。
电机与电器教研室 邮 编 :410082 收稿日期 :1998211226
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同一起重机结构的动刚度 ,对于各种不同的振 动 ,虽其数值各不相同 ,但都取决于其本身的参数 (静刚度 k 、阻尼比ξ和质量 m ) ,而且在不同频率范 围内 ,各参数对动刚度的影响是不同的 。一般以共 振时的动刚度值 Kd (动刚度的最小值) 作为起重机 结构受迫振动时的动刚度 ,即
较广泛 。首先将应变片沿着所测动刚度的方向贴于 测点处 ,应变片与动态应变仪相连接 ,其输出信号可 分别与光线示波器 、电平记录仪或磁带机等记录设 备相连 ,也可与动态数据采集分析系统相连 。然后 按要求产生测试动刚度所需的动载 ,用测试系统记 录所产生的动态信号 ,通过对记录信号的正确分析 得到所测动刚度的数值 。若信号记录在光线示波器 或电平记录仪的记录纸上 ,可通过量取所测应变时 域曲线的周期 ,再求出这一周期的倒数 ,即为所测的 动刚度 ;若信号记录在磁带机上 ,则需通过对所测信 号的回放 ,用动态信号分析仪对时域信号进行频谱 分析或功率谱分析 , 频谱或功率谱的峰值即为所测
起重机在实际工作时所承受的动载荷主要为冲 击动载 ,如图 3 所示 ,起吊重物到一定高度时突然制 动 ,在主梁上产生冲击动载的波形曲线 ,这一冲击动 载可近似看作三角脉冲 。从理论上讲 ,只要脉冲宽 度 Δ = 1/ f n ,就可激发起重机的自振频率 ,采用适当 的测试与分析方法即可得到起重机的动刚度 。
重机协会葫芦单双梁起重机专业委员会于
1999 年 1 月 22 日至 24 日在天津召开了会员代表大
会 ,来自 91 个单位的 107 名代表参加了会议 。中国
重机协会 、中国重机总公司 、北京起重运输机械研究
所 、国家起重运输机械质量监督检验中心 、天津市机
这种方法的原理与贴应变片法的本质是相同 的 ,只不过所使用的传感器与二次仪表不同 (见图 5) 。首先将加速度计安装在测点处 ,主方向与所测 动刚度的方向相一致 ,并与电荷放大器相连接 ,其输 出信号可分别与电平记录仪或磁带机等记录设备相 连 ,也可与动态数据采集分析系统相连 。然后按要 求产生测试动刚度所需的动载 ,用测试系统记录所 产生的动态信号 ,通过对记录信号的正确分析得到 所测动刚度的数值 。其分析方法与贴应变片法相 同 ,不再赘述 。
实测时 ,为了快速 、准确地得到起重机动刚度 , 主要采用以下两种方法 :
起重机在起吊 、卸载以及突然起制动过程中 ,均 会引起冲击动载 ,使其产生一定振幅和一定时间的 衰减振动 。起重机对动刚度的要求主要是为了控制
由于冲击动载所引起的振幅和振动的衰减时间 。由
于起重机结构 、材质等因素的不同 ,阻尼比在一个较 大范围内进行变化 ,而且难以进行理论估计 ,这就给 直接计算动刚度带来了困难 。
对市场的认识 ,开拓新市场 。
会议经常务理事会讨论审查 ,吸收武进市起重
电器厂等单位为行业协会新会员 ,并对长沙前进电
器厂等八单位长期不履行会员义务作出了暂停其参
加行业活动的决定 。会议同意赵中千同志辞去行业
总公司总经理与行业协会副秘书长职务 ,由李东皋
同志接任行业总公司总经理及行业协会副秘书长职
务。
图 5 压电加速度计法测试与分析框图
除以上两种方法外 ,还可采用机械式测振仪法 和应变式加速度计法对起重机动刚度进行测试 。
图 6 贴应变片法测得的曲线图
图 7 压电加速度计法测得的曲线图 《起重运输机械》 1999 (4)
作 者 :高俊云 地 址 :太原市河西区玉河街 53 号 邮 编 :030024 收稿日期 :1998206223
《起重运输机械》 1999 (4)
参 考 文 献 1 孙函芳 1Intell 6 位单片机 1 北京 :北京航空航天大学出
版社 ,19951 2 何立民 1 单片机应用系统与接口技术 1 北京 :北京航空
航天大学出版社 ,19901
作 者 :黄守道 地 址 :湖南省长沙市岳麓山湖南大学电气与信息工程系
4 应用实例
如图 6 、图 7 所示 ,分别用贴应变片法和压电加 速度计法对龙羊峡 500t 门式起重机在垂直方向上 的动刚度进行测试 ,得到实测曲线及分析结果 ,由此 可以看出所测得的动刚度非常接近 。与此同时 ,贴 应变片法还测得了动应力的大小 ;加速度计法测得 了振动加速度的大小 。因此 ,在实际应用中可根据 测试的具体要求和目的选用不同的测试方法 。
参 考 文 献 1 起重机设计手册 1 北京 :机械工业出版社 ,19801 2 张阿舟 1 振动控制工程 1 宇航出版社 ,19891 3 机械工程手册 1 北京 :机械工业出版社 ,19781 4 500t/ 300t/ 40t 双向门式起重机测试报告 1 太原重型机
械研究所 ,19891
(韩起城)
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由于 k = mω2n ,ωn = 2πf n ,则式 (4) 可变为
Kd
=
8π2ξm
f
2 n
(5)
另外 ,对于自振频率为 f n ,阻尼比为 ξ的一阶
自由度系统 ,其振幅由最大值 X0 衰减到 X n 所需的
时间 T 为
T
=
1 2πξf
ln
n
X0 Xn
(6)
若假定阻尼 、结构质量为常数 ,则动刚度与结构