近日，中聯重科混凝土機械公司泵車臂架主動減振控制項目通過分公司研發中心驗收，解決了影響泵車施工安全的大難題。
混凝土泵車臂架振動問題是當前行業內實際應用的熱點問題。臂架系統是混凝土泵車的核心結構之一，泵車臂架在施工過程中由于受到混凝土流動沖擊的作用，不可避免會出現不同程度的晃動，極端工況下混凝土泵車臂架末端晃動可達到1-2m，嚴重影響混凝土泵車布料準確性及施工安全。混凝土機械公司泵車臂架主動減振項目組自2009年起就開始對減振控制技術進行持續攻關，項目組從泵車臂架與混凝土流動耦合機理入手，對混凝土泵車臂架激振的原理進行了深入的分析，通過對多自由度臂架姿態、多相流動沖擊反力的研究及臂架末端振動測試，找出了影響混凝土泵車臂架振動的主要因素，為后期進行減振主動控制奠定了基礎。
在眾多影響因素中，項目組發現泵送脈動是導致泵車臂架晃動的根本原因。混凝土的壓力脈動不可避免地會引起臂架系統的振動。泵車工作時，臂架的結構振動與輸送管內的混凝土在相互作用，屬于典型的輸流管道流固耦合動力學問題。雖然混凝土在管內流速較小，但由于其密度較大且臂架為柔性的多關節結構，所以混凝土與臂架之間耦合作用不容小視。為此，臂架減振項目組對泵送-臂架耦合系統進行了充分的試驗測試研究，成功開發出自適應變頻減振控制技術。通過對泵送系統的錯頻控制，消除了臂架共振現象，對抑制因共振造成的臂架振動過大問題效果顯著。
針對更加普遍的因混凝土流動反力脈動導致的臂架晃動問題，項目組持續對中聯重科混凝土泵車各主流車型在典型工作姿態下的臂架振動特性進行了研究分析，摸清了不同米段泵車臂架振動的規律性。他們通過在實際工地測試，針對實際施工工況對關鍵控制參數進行自適應控制，實現了對混凝土泵車臂架多工況變姿態主動減振控制，典型工況下臂架可減振50%以上。項目組還借助漂移消除控制技術實現控制過程臂架零漂移，大大提高了施工的安全性。目前，公司泵車臂架穩定性得到了客戶的普遍認可與肯定。
隨著公司技術的發展進步，越來越多的車型配備了碳纖維復合材料臂架，與先前全鋼質臂架相比，碳纖維復合材料臂架振動特性更為復雜，在施工過程中臂架高階振動明顯，給臂架主動減振控制帶來了新的研究課題。針對碳纖維復合材料臂架的特性，項目組在對一階振動抑制的基礎上，對其高階成本也進行了有針對的抑制控制，實現了綜合減振的總體目標，并作為關鍵控制技術搭載，已經應用到了80m、101m臂架泵車等公司的標桿產品上，為公司產品戰略的落地提供了堅實的技術支撐。
通過持續的研究攻關，泵車臂架主動減振控制技術研究項目共計申報專利28項(發明專利12項)，公開發表論文10余篇，日前項目順利通過驗收。
分享到：
手機版|
