中联重科泵车臂架主动减振控制项目化解施工安全难题

  近日,中联重科混凝土机械公司泵车臂架主动减振控制项目通过分公司研发中心验收,解决了影响泵车施工安全的大难题。

  混凝土泵车臂架振动问题是当前行业内实际应用的热点问题。臂架系统是混凝土泵车的核心结构之一,泵车臂架在施工过程中由于受到混凝土流动冲击的作用,不可避免会出现不同程度的晃动,极端工况下混凝土泵车臂架末端晃动可达到1-2m,严重影响混凝土泵车布料准确性及施工安全。混凝土机械公司泵车臂架主动减振项目组自2009年起就开始对减振控制技术进行持续攻关,项目组从泵车臂架与混凝土流动耦合机理入手,对混凝土泵车臂架激振的原理进行了深入的分析,通过对多自由度臂架姿态、多相流动冲击反力的研究及臂架末端振动测试,找出了影响混凝土泵车臂架振动的主要因素,为后期进行减振主动控制奠定了基础。

1200泵车臂架主动减振项目组现场调研臂架振动特性

1200泵车臂架主动减振项目组现场调研臂架振动特性

  在众多影响因素中,项目组发现泵送脉动是导致泵车臂架晃动的根本原因。混凝土的压力脉动不可避免地会引起臂架系统的振动。泵车工作时,臂架的结构振动与输送管内的混凝土在相互作用,属于典型的输流管道流固耦合动力学问题。虽然混凝土在管内流速较小,但由于其密度较大且臂架为柔性的多关节结构,所以混凝土与臂架之间耦合作用不容小视。为此,臂架减振项目组对泵送-臂架耦合系统进行了充分的试验测试研究,成功开发出自适应变频减振控制技术。通过对泵送系统的错频控制,消除了臂架共振现象,对抑制因共振造成的臂架振动过大问题效果显著。

  针对更加普遍的因混凝土流动反力脉动导致的臂架晃动问题,项目组持续对中联重科混凝土泵车各主流车型在典型工作姿态下的臂架振动特性进行了研究分析,摸清了不同米段泵车臂架振动的规律性。他们通过在实际工地测试,针对实际施工工况对关键控制参数进行自适应控制,实现了对混凝土泵车臂架多工况变姿态主动减振控制,典型工况下臂架可减振50%以上。项目组还借助漂移消除控制技术实现控制过程臂架零漂移,大大提高了施工的安全性。目前,公司泵车臂架稳定性得到了客户的普遍认可与肯定。

  随着公司技术的发展进步,越来越多的车型配备了碳纤维复合材料臂架,与先前全钢质臂架相比,碳纤维复合材料臂架振动特性更为复杂,在施工过程中臂架高阶振动明显,给臂架主动减振控制带来了新的研究课题。针对碳纤维复合材料臂架的特性,项目组在对一阶振动抑制的基础上,对其高阶成本也进行了有针对的抑制控制,实现了综合减振的总体目标,并作为关键控制技术搭载,已经应用到了80m、101m臂架泵车等公司的标杆产品上,为公司产品战略的落地提供了坚实的技术支撑。

  通过持续的研究攻关,泵车臂架主动减振控制技术研究项目共计申报专利28项(发明专利12项),公开发表论文10余篇,日前项目顺利通过验收。

责任编辑:Jefon

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中联重科股份有限公司

中联重工科技发展股份有限公司创建于1992年,2000年10月在深交所上市(简称“中联重科”,股票代码000157),是中国工程机械装备制造领军企业,全国首批创新型企业之一。主要从事建筑工程、能源工程、交通工程等国家重点基础设施建设工程所需重大高新技术装备的研发制造。公司注册资本19.71亿元,员工20000多人。2009年,中联重科下属各经营单元实现产值337亿元,利税超过42.52亿元。中联重科秉承“至诚无息博厚悠远”的企业文化理念,内源式发展与外延式发展并重。目前,生产经营基地分布于中国湖南、上海、陕西、广东以及意大利米兰等地,已形成中联科技园、麓谷工业园、泉塘工业园、常德灌溪工业园、望城工业园、益阳沅江工业园、上海工业园、陕西渭南工业园、意大利CIFA工业园等产业园区,总面积近300万平方米。拥有国际一流的超大型钢结构厂房、现代化的加工设备和自动化生产线,拥有覆盖全国、延伸海外的完备销售网络,强大服务体系。公司质量、环境和职业健康安全一体化管理体系获得德国莱茵TÜV认证,在国内建筑机械行业率先按照欧盟标准推行产品CE认证,并获得俄罗斯GOST认证、韩国安全认证。中联重科继承了国家建设部长沙建设机械研究院的技术优势,建有国家级技术中心,是中国工程机械协会8个专业分会会长及秘书长单位,混凝土机械标准化分技术委员会秘书处单位。先后完成重大科研课题670多项,负责制(修)订国家行业标准300多项,目前是187项有效标准的制、修订归口单位,行业技术覆盖率75%以上。中联重科先后完成了90多项国家“九五”、“十五”、“863”等国家重大装备开发、科技攻关课题和专项,被科技部确定为“十一五”三项国家科技支撑计划的承担单位。是国际标准化组织ISO投票P成员单位(ParticipatingMember),每年销售收入的50%来自于新产品开发。中联重科自成立以来年均增长速度超过60%,目前生产具有完全自主知识产权的13大类别、28个系列,450多个品种的主导产品,是全球产品链最齐备的工程机械企业。其中,2008年收购意大利CIFA公司后,混凝土机械产品市场占有率跃居全球第一。塔式起重机年产量2000台、环卫机械产量3000台,市场占有率均居国内第一。汽车起重机年产5000台以上,市场占有率国内第二位。中英文商标——“中联”与“ZOOMLION”均获认定为“中国驰名商标”,多个系列产品获中国免检产品、中国名牌产品称号。畅销包含港澳地区的国内市场,并远销海外,深受用户青睐。2009年中联重科在全球工程机械行业排名第10位;在中国机械工业100强排名第六位。全国工程机械行业利润排名第一位,上海、深圳上市公司综合绩效排名前列;进入“中国企业500强”,“中国机械工业50强”;连续多年被评为“最具成长性”企业、最具影响力企业、全国用户满意企业;被评为中国机械工业现代化管理进步示范企业;获得全国五一劳动奖状、中国自主创新能力十强、中国最具影响力品牌、中华慈善事业突出贡献奖、全国抗震救灾英雄集体等奖项和荣誉。全球经济一体化的趋势下,中联重科以产品系列分类,形成混凝土机械、工程起重机械、城市环卫机械、建筑起重机械、路面施工养护机械、基础施工机械、土方机械、专用车辆、液压元器件、工程机械薄板覆盖件、消防设备、专用车桥等多个专业分、子公司,打造一个国际化工程机械产业集群,朝着年销售收入千亿目标进军!
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