QPG160高卷揚啟閉機主傳動系統(tǒng)動力學分析與數(shù)字仿真.pdf

1、在大型水利水電工程建設(shè)中，大壩泄洪閘門能否正常啟閉具有至關(guān)重要的作用。同時閘門啟閉機主傳動系統(tǒng)的扭振經(jīng)常會給操作和設(shè)備帶來嚴重的危害，而引起扭振的原因是多方面的，如機械系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)因素、工藝操作因素等。因此，為了保證高卷揚啟閉機閘門啟閉的安全、可靠，對主傳動系統(tǒng)的扭振現(xiàn)象進行動力學研究與仿真是非常必要的。 本文以QPG160高卷揚啟閉機為系統(tǒng)，對啟閉機傳動系統(tǒng)進行了分析，說明了傳動系統(tǒng)物理模型的簡化，數(shù)學模型的建立，并建立了一

2、個高卷揚啟閉機的七質(zhì)量六自由度數(shù)學一力學模型。然后對數(shù)學模型進行無量綱處理，再利用該模型來建立系統(tǒng)的仿真模型。 根據(jù)三種不同的工況：(Ⅰ)閘門從靜止到提升的過程；(Ⅱ)閘門從提出水面到中間高度(懸空)的過程；(Ⅲ)閘門上升到最高點制動時。通過MATLAB數(shù)值仿真運算對傳動系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動進行了固有頻率和彈性力矩振幅向量振型的計算與分析。運用Simulink動態(tài)仿真工具，采用逐步建模的方法，根據(jù)各子系統(tǒng)的數(shù)學模型建立各自的仿真模型，并

3、將它們組合，建立了各工況下系統(tǒng)的SIMULINK仿真模型框圖，應(yīng)用四階Runge-Kutta法仿真模型，模仿實際系統(tǒng)的運行狀態(tài)及其隨時間變化的過程。 根據(jù)仿真結(jié)果，得到了三種不同工況下的TAF(Thetorqueamplificationfactor)即扭矩放大系數(shù)來衡量機械傳動系統(tǒng)對外加載荷的響應(yīng)。考察對QPG160高卷揚啟閉機的仿真計算結(jié)果，可以看出：每一種工況下的第一階固有頻率都小于10HZ，TAF的值也比較合理，整套傳動

4、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)基本理想。同時提出若增加電機傳動軸和聯(lián)合減速箱傳動軸的長度，并降低其剛度，也能優(yōu)化調(diào)整主傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。 實驗證明，本文所建模型及仿真基本上是正確的，運動分析的結(jié)論是正確的。用SIMULINK仿真得到的動態(tài)響應(yīng)曲線是能夠用于實踐的，對實踐可以起到一定的指導意義；得出的扭矩放大系數(shù)TAF，為傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)修改提供了可靠的、明確的理論依據(jù)。 本文還對QPG高卷揚啟閉機的折線卷筒進行了深入細致的研究，提出一種單折