轨道龙门吊行走大车的啃轨问题及纠偏控制-《上海海事大学学报》(2008年3期).docx

龙源版权所有 轨道龙门吊行走大车的啃轨问题及纠偏控制作者：王　洋　林叶春　梁　森　朱先铭来源：《上海海事大学学报》2008年第03期 摘 要：针对轨道龙门吊大车的刚性支腿与柔性支腿力矩不平衡，导致行走大车走偏而引起啃轨的问题，运用1种新型的力矩偏差调节与位置偏差调节相结合的PID实时纠偏控制系统进行纠偏.经实验，与其他控制系统相比，该系统具有一定的优越性，在实际应用中取得良好效果. 关键词：轨道龙门吊；啃轨；PID；纠偏控制 中图分类号：PH213.5；TP273.2 文献标志码：A Rail-gnawing of rail mounted gantry crane and rectifying deviation control WANG Yang１, LIN Yechun２, LIANG Sen1, ZHU Xianming3 (1. School of Electric, Shanghai Dianji Univ., Shanghai 200240, China; 2. Academy of Science & Technology, Shanghai Maritime Univ., Shanghai 200135, China; 3. American Bureau of Shipping, Shanghai 200003, China) Abstract： Because of the torque imbalance between rigid leg and flexible leg of the rail mounted gantry crane, the crane walks deflected and the problem of rail-gnawing is brought out. A new PID real-time control system which rectifies the deviation combining torque modulation with position feedback is applied. The experiment shows that it has more advantages compared with other control systems. It makes good progress in the practical application. Key words： rail mounted gantry crane; rail-gnawing; PID; rectifying deviation control 0 引 言 轨道式龙门吊与其他类型的港口机械相比，具有堆场利用率与作业效率高、结构简单、维护方便、运行成本低等一系列优点.［1］港口集装箱堆场作业的使用工况决定该机型跨度较大（通常为30～60 m），沿轨道方向运行距离较长.为满足作业效率的要求，大车运行机构的运行速度需达到90 m/min以上.用户在感受其优点的同时，也经常会碰到1个共性问题，即大车运行啃轨. 本文具体分析振华港机使用的轨道龙门吊在行走过程中出现的大车啃轨问题，并针对由大车的2个支腿力矩不平衡而引起的啃轨，采取1种新型的PLC结合变频器来实现的实时PID纠偏控制.本文有2大特点：一是新的纠偏控制对象.解决起重机啃轨问题的文章很多，但是很少有针对港口用的轨道龙门吊的；二是新型的控制方法.传统的控制方法都是利用变频器调速，而本文利用变频器调力矩，并结合PLC调位置，在实验中取得理想效果. 1 啃轨的危害 啃轨又称“啃道”、“咬道”，指在龙门吊大车的运行过程中，车轮轮缘与轨道侧面接触，产生水平侧向推力所引起的轮缘与轨道的摩擦及磨损.啃轨是轨道龙门吊运行中的主要问题，尤其在要求快速运行的场合，啃轨给龙门吊正常工作带来许多负面影响，形成事故隐患.其主要危害有以下几点： (1)降低车轮和轨道的使用寿命.啃轨造成车轮和轨道强制性接触，加剧2者的相互磨损，严重时可导致轮缘与轨道侧面的金属剥落及轮缘向外翘曲变形，从而加速车轮与轨道的损坏，降低使用寿命. (2)磨损轨道.车轮啃轨加大轨道的磨损，严重者会将轨道磨出台阶，直至更换轨道. (3)增加运行阻力.根据实际测定，龙门吊啃轨运行的阻力是正常阻力的2.5～4.5倍.运行阻力的增加，迫使运行电动机和传动机构长期超载运行，可能造成烧坏电动机或扭断传动轴的后果. (4)龙门吊工作时噪声大、振动大.由于大车车轮啃轨，必然产生水平侧向力，这种侧向力导致轨道横向位移，使固定轨道的螺栓松动，压板脱落，致使轨道向内或向外弯曲加大，加重啃轨，造成整台车在运行时产生巨大震动. (5)龙门吊在行驶中突然脱轨，