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【摘 要】回转作为轮式起重机的重要动作之一，起重机的起重性能很大程度上取决于其回转性能的强弱。现在市场上很多起重机都或多或少地存在回转晃动的状况，起重机的回转晃动主要包括垂直晃动和随回转方向晃动两种情况。伴随着技术的进一步发展，消费者对于起重机的质量要求越来越高，这其中回转性能成为消费者购买起重机时关注的重点。本文就轮式起重机的基本情况和起重机的转台优化技术进行了深入细致的分析。
【关键词】有限元技术；轮式起重机；转台优化技术；探究
一、對于轮式起重机的介绍
轮式起重机的原理是将工作装置安装在底盘上进而依靠本身的动力系统进行一系列的工作。因为轮式起重机的移动性能和起重性能较好，所以目前市场上使用最广泛的的起重机就是轮式起重机。轮式起重机主要由转台、支腿和吊臂等部件组成，在工作过程中可完成回转、伸缩和起升等动作。而轮式起重机具体又可分为汽车起重机、越野起重机和全地面起重机三类，这三种起重机又各自具备不同的特点和优势。
二、起重机的现状分析
（一）国外起重机的现状
随着科技和工业的进一步发展，国内外起重机都朝着更好的性能方向逐步发展。美国等一些国家的起重机制造公司在设计起重机时已经广泛运用一些先进技术，传统的图板在设计过程中已经被摒弃，无图化生产已经成为事实。可以说，国外起重机的发展到目前为止，已经达到了一个比较成熟的阶段。目前，国外起重机的结构设计都是经过反复的实验和完善后才进行制造的。伴随着信息技术的飞速发展，很多国外起重机制造公司充分运用优化系统和计算机辅助设计，在保证起重机基本性能的同时，开始从其他角度进一步着手优化起重机的质量，诸如通过制造更好的金属材料使得起重机所能承受的强度进一步提高。
就目前轮式起重机制造行业而言，美国和欧洲一些国家处于领先地位。而欧洲作为起重机的发源地，轮式起重机的生产技术一直处于较高的水平。轮式起重机中，欧洲又主要生产全地面起重机。美国起重机的生产逐渐引导市场起重机生产的主流，在起重机市场中所占的份额越来越大。
（二）国内起重机的现状
进入21世纪以来，我国起重机行业出现了突飞猛进，10年间起重机的产量增长了十几倍，起重机的主机产值也逐渐提升。伴随着这些变化的产生，中国不仅成为全球最大的起重机生产国，也是全球最大的起重机消费国。在我国，从事起重机生产的厂商有十多个，而起重机的市场份额主要有少数几个自主发展的厂商所占据。在起重机生产逐步发展这一过程中，也有一些起重机生产厂商逐渐销声匿迹。通过对比，我们不难得出这样的结论：只有坚持创新、自主研发才能在起重机行业开拓出一片属于自己的天地。近些年来，起重机生产厂商的技术水平也迅速提高，多家起重机生产厂商已经掌握了多桥转向等针对大吨位起重机生产的一些重要技术。尽管国内起重机生产已经取得了一定的成就，但与世界起重机生产先进水平相比，仍存在较大的差距。
三、对轮式起重机转台优化技术的探析
（一）对回转间隙的优化
由于一些起重机的啮合间隙控制不合理，导致起重机的回转减速机安装面会出现局部的翘曲问题。而通过对比分析和相关实验得出，当啮合间隙控制在0.15mm时，起重机的回转晃动会减少到最低程度。因此，在对起重机进行调试安装过程中，我们应将起重机的啮合间隙进一步调整为0.15mm，另外，为进一步防止起重机的回转减速机安装面出现局部翘曲的问题，我们应对回转减速机安装面进行相关的校平质量检测和控制。
（二）对铜套和尾铰轴间隙的优化
起重臂与转台的连接主要通过尾铰轴，当转台在回转机构的带动下回转时，起重臂可以进行一周的回转进行相关吊重工作。转台回转的晃动情况主要取决于起重臂与转台之间的间隙。而铜套镶嵌在转台的尾铰点孔处，铜套与尾铰点轴间隙的配合直接影响着起重机转台的回转晃动程度。
（三）对转台的优化
当转台的侧向刚度较差时，想要对转台进行优化，需要从高转台的侧向高度进行着手。对转台进行优化时，前、尾铰点的位置不需要改变，只要增加转台底板的长度就可以在一定程度上增强其截面的抗扭能力，进而进一步加强转台的侧向刚度。而增加转台底板的长度时，只需向后加长，并不需要改变回转中心。
（四）对轮式起重机转台的有限元探析
市场上由某公司推出的ANSYS Workbench，因为具有比较强大的前后处理功能，可以作为转台的有限元分析的对象。可以说，这种产品为CAD系统和相关设计提供了一定的研究平台，因为其具备比较完整的协同仿真环境，同时又能和很多种CAD建模软件进行有效的结合，所以能够更好地保证分析研究结果的科学合理性。这种软件的特点主要包括分析的集成、消费者可以根据需要自主开发出新的功能、和节省处理时间等。通过这种软件对转台进行有限元分析的过程主要包括以下几个步骤：1）建立相关的几何模型；2）选择恰当的分析结算器；3）建立相对应的有限元分析模型；4）进行提交分析；5）显示分析的最终结果。
（五）有限元分析模型的建立
在进行数值模拟分析时，可以运用ANSYS Workbench软件针对转台的刚度进行深入的分析。就一般情况而言，有限元分析软件的建立模型的功能与其他软件相比较薄弱，并且建立一些相对复杂模型时的难度进一步增加，为此，在建立转台模型时要运用比较强大的三维建模软件，之后再将三维模型使用源文件的格式导入到ANSYS Workbench软件中进行进一步的分析与探究。
有限元分析的基本思想就是对一个连续体进行划分为多个有限单元，由这些个有限单元构成一个组合，而这些单元可以看做是一个个因素，这些因素都不同程度上影响着有限元分析的结果准确度和可靠度。为此，在进行网格的划分时，一定要注意考量每一网格单元的质量情况，进而网格单元质量提供保证。而对于转台单元的划分时，主单元的定义主要是八节点六面体，而每一节点又有三个自由度作为对不同功能的考核。另外，在单元退化时，也可成为非六面体，例如四面体、五面体。
参考文献：
[1]闫海涛，成凯，赵二飞.基于交互式决策算法的轮式起重机变幅机构铰点优化.《起重运输机械》.2011年8期
[2]李涛 .轮式起重机回转性能的改进与优化研究. 机械工程. 长安大学 .2011（学位年度）
[3]夏长俊，范文良，李田科.基于虚拟样机的轮式起重机吊装安全性研究.《计算机仿真》 .2012年2期
作者简介：
郑红 1977年5月 女 陕西渭南 硕士 讲师 机械设计与制造 湖南机电职业技术学院
基金项目：
湖南省教育厅科研项目（13C256）
【关键词】有限元技术；轮式起重机；转台优化技术；探究
一、對于轮式起重机的介绍
轮式起重机的原理是将工作装置安装在底盘上进而依靠本身的动力系统进行一系列的工作。因为轮式起重机的移动性能和起重性能较好，所以目前市场上使用最广泛的的起重机就是轮式起重机。轮式起重机主要由转台、支腿和吊臂等部件组成，在工作过程中可完成回转、伸缩和起升等动作。而轮式起重机具体又可分为汽车起重机、越野起重机和全地面起重机三类，这三种起重机又各自具备不同的特点和优势。
二、起重机的现状分析
（一）国外起重机的现状
随着科技和工业的进一步发展，国内外起重机都朝着更好的性能方向逐步发展。美国等一些国家的起重机制造公司在设计起重机时已经广泛运用一些先进技术，传统的图板在设计过程中已经被摒弃，无图化生产已经成为事实。可以说，国外起重机的发展到目前为止，已经达到了一个比较成熟的阶段。目前，国外起重机的结构设计都是经过反复的实验和完善后才进行制造的。伴随着信息技术的飞速发展，很多国外起重机制造公司充分运用优化系统和计算机辅助设计，在保证起重机基本性能的同时，开始从其他角度进一步着手优化起重机的质量，诸如通过制造更好的金属材料使得起重机所能承受的强度进一步提高。
就目前轮式起重机制造行业而言，美国和欧洲一些国家处于领先地位。而欧洲作为起重机的发源地，轮式起重机的生产技术一直处于较高的水平。轮式起重机中，欧洲又主要生产全地面起重机。美国起重机的生产逐渐引导市场起重机生产的主流，在起重机市场中所占的份额越来越大。
（二）国内起重机的现状
进入21世纪以来，我国起重机行业出现了突飞猛进，10年间起重机的产量增长了十几倍，起重机的主机产值也逐渐提升。伴随着这些变化的产生，中国不仅成为全球最大的起重机生产国，也是全球最大的起重机消费国。在我国，从事起重机生产的厂商有十多个，而起重机的市场份额主要有少数几个自主发展的厂商所占据。在起重机生产逐步发展这一过程中，也有一些起重机生产厂商逐渐销声匿迹。通过对比，我们不难得出这样的结论：只有坚持创新、自主研发才能在起重机行业开拓出一片属于自己的天地。近些年来，起重机生产厂商的技术水平也迅速提高，多家起重机生产厂商已经掌握了多桥转向等针对大吨位起重机生产的一些重要技术。尽管国内起重机生产已经取得了一定的成就，但与世界起重机生产先进水平相比，仍存在较大的差距。
三、对轮式起重机转台优化技术的探析
（一）对回转间隙的优化
由于一些起重机的啮合间隙控制不合理，导致起重机的回转减速机安装面会出现局部的翘曲问题。而通过对比分析和相关实验得出，当啮合间隙控制在0.15mm时，起重机的回转晃动会减少到最低程度。因此，在对起重机进行调试安装过程中，我们应将起重机的啮合间隙进一步调整为0.15mm，另外，为进一步防止起重机的回转减速机安装面出现局部翘曲的问题，我们应对回转减速机安装面进行相关的校平质量检测和控制。
（二）对铜套和尾铰轴间隙的优化
起重臂与转台的连接主要通过尾铰轴，当转台在回转机构的带动下回转时，起重臂可以进行一周的回转进行相关吊重工作。转台回转的晃动情况主要取决于起重臂与转台之间的间隙。而铜套镶嵌在转台的尾铰点孔处，铜套与尾铰点轴间隙的配合直接影响着起重机转台的回转晃动程度。
（三）对转台的优化
当转台的侧向刚度较差时，想要对转台进行优化，需要从高转台的侧向高度进行着手。对转台进行优化时，前、尾铰点的位置不需要改变，只要增加转台底板的长度就可以在一定程度上增强其截面的抗扭能力，进而进一步加强转台的侧向刚度。而增加转台底板的长度时，只需向后加长，并不需要改变回转中心。
（四）对轮式起重机转台的有限元探析
市场上由某公司推出的ANSYS Workbench，因为具有比较强大的前后处理功能，可以作为转台的有限元分析的对象。可以说，这种产品为CAD系统和相关设计提供了一定的研究平台，因为其具备比较完整的协同仿真环境，同时又能和很多种CAD建模软件进行有效的结合，所以能够更好地保证分析研究结果的科学合理性。这种软件的特点主要包括分析的集成、消费者可以根据需要自主开发出新的功能、和节省处理时间等。通过这种软件对转台进行有限元分析的过程主要包括以下几个步骤：1）建立相关的几何模型；2）选择恰当的分析结算器；3）建立相对应的有限元分析模型；4）进行提交分析；5）显示分析的最终结果。
（五）有限元分析模型的建立
在进行数值模拟分析时，可以运用ANSYS Workbench软件针对转台的刚度进行深入的分析。就一般情况而言，有限元分析软件的建立模型的功能与其他软件相比较薄弱，并且建立一些相对复杂模型时的难度进一步增加，为此，在建立转台模型时要运用比较强大的三维建模软件，之后再将三维模型使用源文件的格式导入到ANSYS Workbench软件中进行进一步的分析与探究。
有限元分析的基本思想就是对一个连续体进行划分为多个有限单元，由这些个有限单元构成一个组合，而这些单元可以看做是一个个因素，这些因素都不同程度上影响着有限元分析的结果准确度和可靠度。为此，在进行网格的划分时，一定要注意考量每一网格单元的质量情况，进而网格单元质量提供保证。而对于转台单元的划分时，主单元的定义主要是八节点六面体，而每一节点又有三个自由度作为对不同功能的考核。另外，在单元退化时，也可成为非六面体，例如四面体、五面体。
参考文献：
[1]闫海涛，成凯，赵二飞.基于交互式决策算法的轮式起重机变幅机构铰点优化.《起重运输机械》.2011年8期
[2]李涛 .轮式起重机回转性能的改进与优化研究. 机械工程. 长安大学 .2011（学位年度）
[3]夏长俊，范文良，李田科.基于虚拟样机的轮式起重机吊装安全性研究.《计算机仿真》 .2012年2期
作者简介：
郑红 1977年5月 女 陕西渭南 硕士 讲师 机械设计与制造 湖南机电职业技术学院
基金项目：
湖南省教育厅科研项目（13C256）