起升动载激励下岸桥起升传动系统动态特性

doi:10.12068/j.issn.1005-3026.2016.04.016

东北大学学报:自然科学版 ›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (4): 526-531.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2016.04.016

起升动载激励下岸桥起升传动系统动态特性

刘媛媛，张氢，秦仙蓉，孙远韬

(同济大学机械与能源工程学院，上海200092)

收稿日期:2015-04-24 修回日期:2015-04-24 出版日期:2016-04-15 发布日期:2016-04-05
通讯作者: 刘媛媛
作者简介:刘媛媛(1991-)，女，安徽宿州人，同济大学博士研究生；张氢(1964-)，男，江苏南通人，同济大学教授，博士生导师；秦仙蓉(1973-)，女，陕西合阳人，同济大学教授，博士生导师.
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51205292)；工信部2013智能制造装备发展专项(2519).

Dynamic Characteristics of Container Crane’s Lifting Transmission System Under Lifting Dynamic Load

LIU Yuan-yuan， ZHANG Qing， QIN Xian-rong， SUN Yuan-tao

School of Mechanical Engineering， Tongji University， Shanghai 200092， China.

Received:2015-04-24 Revised:2015-04-24 Online:2016-04-15 Published:2016-04-05
Contact: LIU Yuan-yuan
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摘要/Abstract

摘要： 为研究岸桥起升传动系统在起升复杂工况下的动态特性，建立了起升机构的动力学模型，模拟了传动系统所受的起升动载.考虑传动系统中齿轮副的时变啮合刚度和支撑刚度，建立了起升传动系统平移-扭转耦合的动力学模型，得到了电机从启动到匀速最后减速到停止的起升过程中传动系统各构件的振动响应，并对不同阶段的啮合力进行了频域分析.研究表明，传动系统各构件的扭转振动与起升动载有相同的变化趋势，且由于起升速度的变化，加速和减速阶段的啮合力频谱出现了边频带现象.

关键词: 岸桥, 起升机构, 齿轮传动, 起升动载, 动态特性

Abstract: In order to study the dynamic characteristics of a container crane’s lifting transmission system under variable working conditions， a dynamic model of the lifting mechanism was established to simulate the lifting dynamic load. A translation-rotation coupling dynamic model was built with considering the time-vary mesh stiffness and support stiffness of every gear pair. The displacement response of every gear pair and vibration characteristics were obtained during acceleration， constant speed and deceleration stage， and mesh force at three stages were analyzed in frequency domain. The results showed that the lifting dynamic load cannot be ignored， and the changing trend of torsional vibration is identical to the lifting dynamic load. Meshing force spectrum at acceleration and deceleration stage has side-bands by the variation of velocity.

Key words: container crane, lifting system, gear transmission, lifting dynamic load, dynamic characteristic

中图分类号:

TH218

刘媛媛，张氢，秦仙蓉，孙远韬. 起升动载激励下岸桥起升传动系统动态特性[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2016, 37(4): 526-531.

LIU Yuan-yuan， ZHANG Qing， QIN Xian-rong， SUN Yuan-tao. Dynamic Characteristics of Container Crane’s Lifting Transmission System Under Lifting Dynamic Load[J]. Journal of Northeastern University Natural Science, 2016, 37(4): 526-531.

参考文献

[1]Park K P，Cha J H，Lee K Y.Dynamic factor analysis considering elastic boom effects in heavy lifting operations［J］.Ocean Engineering，2011，38(10):1100-1113.
[2]Arena A，Casalotti A，Lacarbonara W，et al.Dynamics of container cranes:three-dimensional modeling，full-scale experiments，and identification［J］.International Journal of Mechanical Sciences，2015，93:8-21.
[3]卜忠红，刘更，吴立言.行星齿轮传动动力学研究进展［J］.振动与冲击，2010，29(9):161-166.(Bu Zhong-hong，Liu Geng，Wu Li-yan.An extensive review of planetary gear trains dynamics［J］.Journal of Vibration and Shock，2010，29(9):161-166.)
[4]Al-shyyab A，Kahraman A.Non-linear dynamic analysis of a multi-mesh gear train using multi-term harmonic balance method:period-one motions［J］.Journal of Sound and Vibration，2005，284(1/2):151-172.
[5]Ligata H，Kahraman A，Singh A.An experimental study of the influence of manufacturing errors on the planetary gear stresses and planet load sharing［J］.ASME，Journal of Mechanical Design，2008，130(4):041701.
[6]Narayanaswamy R，Glynn C D.Vibro-acoustic prediction of low-range planetary gear noise of an automotive transfer case ［J］.Journal of the Acoustical Society of America，2005，118(3):1952-1956.
[7]White R J.Exploration of a strategy for reducing gear noise in planetary transmission and evaluation of laser micrometry as a means for measuring transmission error［D］.Cleveland:Case Western Reserve University，2006.
[8]秦大同，龙威，杨军，等.变风速运行控制下风电传动系统的动态特性［J］.机械工程学报，2012，48(7):1-8.(Qin Da-tong，Long Wei，Yang Jun，et al.Dynamic characteristics of wind turbine transmission system under varying wind speed and operation control conditions［J］.Journal of Mechanical Engineering，2012，48(7):1-8.)
[9]周志刚，秦大同，杨军，等.变载荷下风力发电机行星齿轮传动系统齿轮-轴承耦合动力学特性［J］.重庆大学学报，2012，35(12):7-14.(Zhou Zhi-gang，Qin Da-tong，Yang Jun，et al.Gear-bearing coupling dynamics characteristics of wind turbine planetary gear transmission system under variable［J］.Journal of Chongqing University，2012，35(12):7-14.)
[10]Srikanth P，Sekhar A S.Dynamic analysis of wind turbine drive train subjected to nonstationary wind load excitation［J］.Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers，Part C:Journal of Mechanical Engineering Science，2015，229(3):429-446.(上接第525页)
[5]Sen S，Ray C S，Reddy R G.Processing of Lunar soil simulant for space exploration applications［J］.Materials Science and Engineering A，2005，413(12):592-597.
[6]于旭光，邱竹贤.熔盐电解法制取Al-Si合金［J］.东北大学学报(自然科学版)，2004，25(5):442-444.(Yu Xu-guang，Qiu Zhu-xian.Preparation of Al-Si alloy by molten salt electrolysis ［J］.Journal of Northeastern University(Natural Science)，2004，25(5):442-444.)
[7]马绍良，许敏，林玉胜，等.大型铝电解槽直接生产铝硅合金的研究［J］.有色金属(冶炼部分)，2011，49(5):20-23.(Ma Shao-liang，Xu Min，Lin Yu-sheng，et al.Research on Al-Si alloy produced from large aluminum reduction cell ［J］.Nonferrous Metals(Extractive Metallurgy)，2011，49(5):20-23.)
[8]Liu A M，Li L X，Xu J L，et al.Preparation of Al-Si master alloy by electrochemical reduction of fly ash in molten salt ［J］.Journal of the Minerals Metals Materials Society，2014，66(5):694-699.
[9]Ueda M，Abe Y，Ohtsuka T.Reduction of SiO₂ to Si by aluminum metal fog in NaCl-KCl-AlCl₃ molten salt ［J］.Materials Letters，2006，60(5):635-638.
[10]Qiu Z X，Fan L，Grjotheim K，et al.Formation of metal fog during molten salt electrolysis observed in a see-through cell ［J］.Journal of Applied Electrochemistry，1987，17(4):707-714.
[11]Grjotheim K.Aluminum electrolysis ［M］.Dusseldorf:Verlag，1982:365.
[12]梁英教，车荫昌.无机物热力学数据手册［M］.沈阳:东北大学出版社，1993:16-442.(Liang Ying-jiao，Che Yin-chang.Inorganic matter thermodynamics data hand book ［M］.Shenyang:Northeastern University Press，1993:16-442.)
[13]何小凤，李运刚，田薇，等.SiO₂在KCl-NaCl-NaF体系中的溶解度及溶解机理［J］.中国有色金属学报，2008，18(5):929-933. (He Xiao-feng，Li Yun-gang，Tian Wei，et al.Solubility and dissolving mechanism of SiO₂ in KCl-NaCl-NaF molten salt ［J］.The Chinese Journal of Nonferrous Metals，2008，18(5):929-933.)
[14]李余增.热分析［M］.北京:清华大学出版社，1987:301-314. (Li Yu-zeng.Thermo-analysis ［M］.Beijing:Tsinghua University Press，1987:301-314.)
[15]Segal E，Fatu D.Some variants of the Freeman-Carroll method ［J］.Journal of Thermal Analysis，1976，9(1):65-69.
[16]Jerez A.A modification to the Freeman and Carroll method for the analysis of the kinetics of non-isothermal processes ［J］.Journal of Thermal Analysis，1983，23(2):315-318.
[17]Liu N A，Fan W C.Critical consideration on the Freeman and Carroll method for evaluating global mass loss kinetics of polymer thermal degradation ［J］.Thermochimica Acta，1999，338 (1):85-94.
[18]牛丽萍，张廷安，张含博，等.铝热还原制备高钛铁的热力学和动力学［J］.中国有色金属学报，2010，20(10):425-428.(Niu Li-ping，Zhang Ting-an，Zhang Han-bo，et al.Thermodynamics and kinetics of preparation of high titanium ferroalloy by thermite reaction［J］.The Chinese Journal of Nonferrous Metals，2010，20(10):425-428.)
[19]Shi Z N，Xu J L，Wang Z W，et al.Investigation of Fe-Ni-Al₂O₃ anodes for aluminum production ［J］.Electrochemistry，2009，77(8):656-658.

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Dynamic Characteristics of Container Crane’s Lifting Transmission System Under Lifting Dynamic Load

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[1]	李奇，于天彪，王宛山. 光学自由曲面铣床静动态特性研究[J]. 东北大学学报（自然科学版）, 2022, 43(5): 674-680.
[2]	张睿，朱丽莎，张义民. 直行截割下采煤机截割部齿轮箱动态特性实验分析[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2019, 40(12): 1744-1749.
[3]	马树军，玄航，孙嘉蔚，杨磊. 在非黏性流体域中微悬臂梁振动的建模与仿真[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2018, 39(9): 1272-1276.
[4]	杨周，张静，张义民，谭学飞. 基于可靠性稳健优化设计的齿轮轮齿修形量[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2016, 37(3): 368-372.
[5]	秦大同，任菲，吴晓铃. 太阳轮偏心误差对人字齿行星传动动态特性影响[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2015, 36(5): 709-714.
[6]	周世华，李朝峰，王开宇，闻邦椿. 风电齿轮箱传动系统的动力学建模[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2014, 35(9): 1301-1305.
[7]	林超，王延涛. 非圆摆线针轮传动的原理与设计[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2014, 35(8): 1190-1194.
[8]	王靖岳，郭立新，张亮，王浩天. 齿轮传动系统随机振动模型与仿真[J]. 东北大学学报(自然科学版), 2013, 34(4): 578-582.
[9]	关鹏;王学智;于天彪;王宛山;. 基于有限元方法的液体动静压主轴系统数字化分析[J]. 东北大学学报(自然科学版), 2012, 33(6): 879-882.
[10]	孙丽娜;李沈;花纯利;刘颖;. 柴油机曲轴连杆组合结构动态特性分析[J]. 东北大学学报(自然科学版), 2012, 33(12): 1762-1765.
[11]	李小彭;赵志杰;聂慧凡;闻邦椿;. 某型数控车床床身的模态分析与结构优化[J]. 东北大学学报(自然科学版), 2011, 32(7): 988-991.
[12]	胡明;郭成;蔡光起;. 利用MRD实现并联机床振动控制的研究[J]. 东北大学学报(自然科学版), 2008, 29(9): 1330-1333.
[13]	张楠;侯晓林;闻邦椿;. 基于Hamilton多机振动系统同步稳定特性分析[J]. 东北大学学报(自然科学版), 2008, 29(5): 709-713.
[14]	李小彭;宫照民;刘杰;闻邦椿;. 多跨故障转子系统动态特性有限元仿真研究[J]. 东北大学学报(自然科学版), 2008, 29(2): 250-253.
[15]	刘阳;李景奎;朱春霞;蔡光起;. 直线滚动导轨结合面参数对数控机床动态特性的影响[J]. 东北大学学报(自然科学版), 2006, 27(12): 1369-1372.