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中联重科泵车臂架主动减振控制项目化解施工安全难题

中联重科泵车臂架该项目的成功验收主动减振控制项目化解施工安全难题

中国工程机械信息

近日，中联重科混凝土机械公司泵车臂架主动减振控制项目通过分公司研发中心验收，解决了影响泵车施工安全的大难题。

混凝土泵车臂架振动问题是当前行业内实际应用的热点问题。臂架系统是混凝土泵车的核心结构之一，泵车臂架在施工过程中由于受到混凝土流动冲击的作用，不可避免会出现不同程度的晃动，极端工况下混凝土泵车臂架末端晃动可达到m，严重影响混凝土泵车布料准确性及施工安全。混凝土机械公司泵车臂架主动减振探讨进1步与中国石化联合会合作的机会项目组自2009年起就开始对减振控制技术进行持续攻关，项目组从泵车臂架与测试机混凝土流动耦合机理入手，对混凝土泵车臂架激振的原理进行了深入的分析，通过对多自由度臂架姿态、多相流动冲击反力的研究及臂架末端振动测试，找出了影响混凝土泵车臂架振动的主要因素，为后期进行减振主动控制奠定了基础。

在众多影响因素中，项目组发现泵送脉动是导致泵车臂架晃动的根本原因。混凝土的压力脉动不可避免地会引起臂架系统的振动。泵车工作时，臂架的结构振动与输送管内的混凝土在相互作用，属于典型的输流管道流固耦合动力学问题。虽然混凝土在管内流速较小，但由于其密度较大且臂架为柔性的多关节结构，所以混凝土与臂架之间耦合作用不容小视。为此，臂架减振项目组对泵送-臂架耦合系统进行了充分的试验测试研究，成功开发出自适应变频减振控制技术。通过对泵送系统的错频控制，消除了臂架共振现象，对抑制因共振造成的臂架振动过大问题效果显著。

1200泵车臂架主动减振项目组现场调研臂架振动特性

针对更加普遍的因混凝土流动反力脉动导致的臂架晃动问题，项目组持续对中联重科混凝土泵车各主流车型在典型工作姿态下的臂架振动特性进行了研究分析，摸清了不同米段泵车臂架振动的规律性。他库存建材们通过在实际工地测试，针对实际施工工况对关键控制参数进行自适应控制，实现了对混凝土泵车臂架多工况变姿态主动减振控制，典型工况下臂架可减振50%以上。项目组还借助漂移迷你裙消除控制技术实现控制过程臂架零漂移，大大提高了施工的安全性。目前，公司喷涂的最厚处达4毫米以上泵车臂架稳定性得到了客户的普遍认可与肯定。

随着公司技术的发展进步，越来越多的车型配备了碳纤维复合材料臂架，与先前全钢质臂架相比，碳纤维复合材料臂架振动特性更为复杂，在施工过程中臂架高阶振动明显，给臂架主动减振控制带来了新的研究课题。针对碳纤维复合材料臂架的特性，项目组在对一阶振动抑制的基础上，对其高阶成本也进行了有针对的抑制控制，实现了综合减振的总体目标，并作为关键控制技术搭载，已经应用到了80m、101m臂架泵车等公司的标杆产品上，为公通过数据收集司产品战略的落地提供了坚实的技术支撑。

通过持续的研究攻关，泵车臂架主动减振控制技术研究项目共计申报专利28项(发明专利12项)，公开发表论文1升降台0余篇，日前项目顺利通过验收。