吉林大学学报(工学版) ›› 2018, Vol. 48 ›› Issue (4): 1106-1113.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170539

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起重机卷扬系统能量流动分析及势能回收系统实验

贺继林1,2, 陈毅龙1,2, 吴钪3, 赵喻明1,2,3, 汪志杰3, 陈志伟1,2   

  1. 1.中南大学 机电工程学院,长沙 410083;
    2.中南大学 高性能复杂制造国家重点实验室,长沙 410083;
    3.山河智能装备股份有限公司,长沙 410100
  • 收稿日期:2017-05-11 出版日期:2018-07-01 发布日期:2018-07-01
  • 作者简介:贺继林(1975-),男,副教授,博士生导师.研究方向:智能化工程装备制造和复合材料.E-mail:hejilin@csu.edu.cn
  • 基金资助:
    国家科技支撑计划项目(2014BAA04B01).

Energy flow analysis of crane hoisting system and experiment of potential energy recovery system

HE Ji-lin1,2, CHEN Yi-long1,2, WU Kang3, ZHAO Yu-ming1,2,3, WANG Zhi-jie3, CHEN Zhi-wei1,2   

  1. 1.College of Mechanical and Electrical Engineering, Central South University, Changsha 410083, China;
    2.Key State Laboratory of High Performance Complex Manufacturing, Central South University, Changsha 410083, China;
    3.Sunward Intelligent Equipment Co., Ltd., Changsha 410100, China
  • Received:2017-05-11 Online:2018-07-01 Published:2018-07-01

摘要: 卷扬系统的工作能耗占起重机整机工作能耗的37%,在卷扬下放过程中存在较大的势能损耗,针对此部分能量损耗,本文提出了卷扬势能回收和再利用系统方案。通过分析现有卷扬下降过程中的能耗损失机理,提出了一种基于卷扬-马达-同步电机机械连接的能量回收系统,建立了系统数学模型,并给出节能系统势能回收率的计算公式,分析了系统的动力耦合特性和影响能量回收率的因素(负载质量和电机功率)。最后,以某型25 t越野轮胎起重机作为研究对象,搭建实验平台对势能回收率进行研究。实验结果表明,系统势能回收率约为45%~65%。

关键词: 机械设计, 越野轮胎起重机, 卷扬系统, 能量回收, 混合动力

Abstract: The winch system is one of the main components of crane hoisting device, which accounts for 37% of the total energy consumption of the whole machine with lot of potential energy loss during work. This paper studies the potential energy recovery and reuse of the winch system. First, the energy loss mechanism in the process of winding down is analyzed. On this basis, an energy recovery system is proposed. Second, the mathematical model of the recovery system is established, and the calculation formula of the energy recovery rate is derived. Finally, taking certain type of 25t off-road tire crane as the research object, an experimental platform is set up. The experiment results validate the rationality and feasibility of the proposed energy recovery system that the recovery rate of the potential energy is about 45% ~ 65%.

Key words: mechanical design, off-road tire crane, hoist system, energy regeneration, hybrid power

中图分类号: 

  • TH213
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