在履带起重机柔性变幅系统中,变幅绳和拉板只能承受拉力而不能承受压力,当臂架向后倾翻时不能起支撑作用。一旦履带起重机发生突然卸载,尤其在大臂长、大仰角工况作业时,由于臂架、拉板和变幅绳的弹性作用极易发生臂架后倾事故。因此,履带起重机防后倾系统对于整机稳定性和安全性起着至关重要的作用。随着履带起重机向大吨位发展,臂架长度和起重量不断增加,防后倾系统研究显得更加重要。但是,因为臂架防后倾系统属于非线性复杂系统,常规的静力学解析算法无法分析防后倾系统的动态特性;而且臂架后倾非常危险,不具备物理实验的条件。 本文以大连理工大学与福田雷沃国际重工股份有限公司合作开发的QUY500履带起重机实际项目为背景,研究了履带起重机防后倾系统的形式和原理;应用动力学仿真软件ADAMS,使用ADAMS/View模块结合三维实体设计软件Pro/E和有限元分析软件ANSYS,基于刚——柔耦合建模技术建立了柔性臂架的虚拟样机结构模型;使用ADAMS/Hydraulics模块建立了防后倾液压系统模型,实现了履带起重机虚拟样机的机械—液压联合仿真。 通过对履带起重机主臂大仰角工况缓慢加载、突然卸载的动力学仿真,分析突然卸载时臂架在防后倾系统作用下的运动学、动力学特性,对比分析相同工况、不同臂长时防后倾的作用效果,并通过仿真对防后倾液压系统的节流孔进行了优化。 本文通过建立履带起重机虚拟样机和对突然卸载进行仿真,分析研究了履带起重机防后倾系统的力学特性和动态特性,并对防后倾系统相关参数进行了优化,为履带起重机尤其大吨位履带起重机防后倾系统设计提供了理论基础和研究手段,对于大吨位履带起重机的研发有重要意义。

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