路灯车全工况力矩限制器算法及载荷设计计算   顺德路灯车出租, 顺德路灯车, 路灯车出租   路灯车在力矩限制器调试中曾出现固定副臂工况下幅度误差较大的情况，具体表现为在空载情况下显示的幅度与实际幅度基本一致，而随着载荷的增加，显示幅度与实际幅度误差越来越大，最大时超过了国家标准允许±5%的精度要求，不能满足正常工作的需要。

    力矩限制器调试问题分析,  力矩限制器系统工作流程，首先设定正确的作业工况参数，如臂架长度、起升绳倍率等，主机调用当前工况的起重性能表，实时采样角度传感器和拉力传感器的数值，将传感器的电信号转化为对应的角度和拉力值，通过力矩限制器算法结合几何参数，分别算出实时工作幅度和实际载荷，得出当前的负荷率，实时显示相关信息，并根据负荷率，作出相应的工作、预警及切断动作等安全指示。从流程图可以看出，实际载荷计算影响因数主要是工作幅度及拉力。固定副臂工况力矩限制器系统主要组成，固定副臂系统由固定副臂、副臂后拉索、副臂支架、副臂前拉索等组成。主臂与固定副臂的夹角相对固定，主臂变幅时带动固定副臂变幅，通常只在主臂安装角度传感器，固定副臂上没有角度传感器。

      1.主控制器  2.人字架  3.主臂防后倾  4.主臂  5.拉力传感器  6.副臂后拉索  7.副臂支架  8.副臂前拉索  9.固定副臂  10.高度限位器  11.角度传感器  12.显示器,，M点为主臂在转台上的铰点，N点为副臂在主臂上的铰点，由于副臂前、后拉索长度固定，故副臂与主臂的夹角也固定。固定副臂与主臂的夹角可由固定副臂及前后拉索的几何尺寸计算得到，主臂角度参数来自主臂根部的角度传感器。L1为整机结构的固定参数，所以对于确定的工况，其工作幅度可以通过几何参数结合主臂角度求解得到。 

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      按上述工作幅度算法，空载时显示幅度与现场实际幅度基本一致，并从实际得到验证。吊重时主臂角度一致，尺寸L1和L2均没有发生变化，结合钢丝绳受力伸长的特点，将幅度误差产生原因定位于L3的可能变化上。在副臂前后拉索受力伸长时，副臂会绕N点产生一定的转动，即β角会变小，使L3的实际数值加大，导致工作幅度与显示幅度的误差。2钢丝绳的结构伸长钢丝绳结构伸长与其弹性模量有关，通常以钢丝累计面积来计算宏观弹性模量，实际结果分别是135GPa和大于140GPa。欧美和日本钢丝绳吊索主要使用专用钢丝绳，捻距较大，表观弹性模量也比较大。近年路灯车推进零部件国产化，开始使用国产拉索替代进口拉索，国产钢丝绳的弹性模量达不到设计要求，出现了该路灯车力矩限制器调试中幅度误差较大的现象。为了获得真实的拉索弹性模量，以便于计算拉索伸长量，从而得出更准确的副臂角度，本文采用卧式试验机进行钢丝绳伸长量检测试验。路灯车副臂拉索采用直径为22mm的钢丝绳，结构形式为6×29Fi-IWR，强度级别为1870，拉索长度为14818mm，试验结果转换为不同弹性模量曲线。为了方便曲线的实际应用，将曲线拟合为函数y=-428.57x2+8985.7x+12300，其中x为拉索力，y为弹性模量。   Fzbls—主臂拉索力；Fgss—起升绳拉力；Ffhq—主防后倾力；Gzb—主臂臂架自重重力；Gfbxt—固定副臂系统重力，包含臂架、撑杆以及前后拉板；Qg—起升载荷；Lbz—主臂臂架自重对主臂铰点的力臂；Lfbxt—副臂系统自重对主臂铰点的力臂；LQ—起升载荷对主臂铰点的力臂；Lfhq—防后倾力对主臂铰点的力臂；Lgss—起升钢丝绳力对主臂铰点的力臂；Lzbls—主臂拉索力对主臂铰点的力臂。通过静力学分析，各力对主臂根铰点的力矩和为零，（1）由此可以根据包括拉板力在内的各已知力求出起升载荷。副臂系统作为臂架系统的一部分，可以通过静力学分析求解。 图中Ffbqls—副臂前拉索力；Gfb—固定副臂自重重力；Rfbqls—副臂前拉索力对副臂铰点的力臂；Rfb—副臂自重对副臂铰点的力臂；Rfb—副臂自重对副臂铰点的力臂；RQ—起升载荷对副臂铰点的力臂。FfbqlsFfbhlsRR12图6固定副臂支架受力图图中Ffbhls—副臂后拉索力；R1—副臂前拉索力对副臂支架铰点的力臂；R2—副臂后拉索力对副臂支架铰点的力臂。  （2）FfbqlsR1=FfbhlsR2（3）根据式（2）及（3）可以求解副臂系统各部件的受力。 

       根据拉索结构伸长的特性，结合系统受力分析和钢丝绳试验中所得拟合函数，对力矩限制器算法原理进行优化改进。改进的出发点主要是对固定副臂安装角β进行修正，从而对工作幅度进行补偿。 结合弹性模量函数，对路灯车进行样机试验，试验工况为43m主臂+16m固定副臂，安装角度为10°和30°两种。（1）安装角10°和30°时幅度误差均在1%以内，远高于国家标准允许的±5%精度要求。（2）实测幅度相对于显示幅度大多呈现偏小的趋势，这可能与臂架变形影响相关。本文通过对固定副臂工况的力矩限制器算法进行优化，并结合试验得出的拉索弹性模量曲线，应用于路灯车力矩限制器的调试，样机测试数据说明优化的力矩限制器算法幅度误差更小。不同结构的拉索弹性模量曲线不一，需要通过试验获得。本文所述的力矩限制器算法中未引入臂架变形算法，对于小吨位路灯车固定副臂工况，臂架变形较小，误差能满足标准要求，可忽略。但对于中大吨位路灯车，由于副臂较长，力限器算法中可加入臂架变形算法。本文所述的优化算法同样可运用到载荷表的计算模型中，可使计算结果更接近真实情况，使设计更加安全。本文从钢丝绳的结构伸长分析出发，通过固定副臂力矩限制器算法优化，为全工况力矩限制器算法及载荷设计计算提供一种解决思路。

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