CN116969364A - 一种刚度稳定装置、岸桥及减振控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种刚度稳定装置，用于岸桥技术领域，具体为一种刚度稳定装置，包括重锤和阻力器，重锤通过重锤线悬挂连接在岸桥上，岸桥产生振动时能带动重锤做单摆运动；阻力器的一端与重锤相连接，阻力器的另一端与岸桥相连接，阻力器能对重锤的摆动产生阻力。上述刚度稳定装置能抵消岸桥作业或者环境因素产生的激励载荷，从而减小岸桥钢结构振动并稳定岸桥钢结构。本申请还提供了一种设有上述刚度稳定装置的岸桥，能够减轻岸桥钢结构和整机重量并降低制造养护成本。本申请还提供了一种岸桥的减振方法，可以调节重锤摆动周期以适应吊载货物被不同长度吊载钢丝绳吊载产生的不同周期的激励载荷。

Description

一种刚度稳定装置、岸桥及减振控制方法

技术领域

本申请涉及岸桥技术领域，具体涉及一种刚度稳定装置岸桥及减振控制方法。

背景技术

现在随着集装箱船大型化，其装卸岸桥的整机结构朝着更高更重的趋势发展，但随着岸桥钢结构高度、长度的增加，其结构在工作中的摆动幅度也会随之增加，而通常情况下摆动范围需要被控制在一定范围内。为了实现该要求，现有的岸桥减振的技术较为单一，一般是通过修改结构形式，或增加钢结构截面、板厚等方式，这样会增加整机结构重量。结构重量的增加也会加大岸桥轮压，对港口现有的水工基础增加了负担，甚至可能超载导致安全事故。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种刚度稳定装置，其结构能够抵消岸桥作业时或者环境因素产生的激励载荷，并能减小钢结构的振动，同时稳定岸桥钢结构。

为了达到上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种刚度稳定装置，包括：

重锤，所述重锤通过重锤线悬挂连接在岸桥上，所述岸桥产生振动时能带动所述重锤做单摆运动；

阻力器，所述阻力器的一端与所述重锤相连接，所述阻力器的另一端与所述岸桥相连接，所述阻力器能对所述重锤的摆动产生阻力。

可选的，所述阻力器包括第一阻力器和第二阻力器；

所述第一阻力器的一端与所述重锤相连接，所述第一阻力器的另一端与所述岸桥相连接，所述第一阻力器能对所述重锤产生第一方向的阻力；

所述第二阻力器的一端与所述重锤相连接，所述第二阻力器的另一端与所述岸桥相连接，所述第二阻力器能对所述重锤产生第二方向的阻力；

所述第一方向和所述第二方向之间存在夹角。

可选的，所述重锤处于铅锤状态时，所述第一阻力器和所述第二阻力器相互垂直。

可选的，所述岸桥包括岸桥小车和岸桥大梁，所述岸桥小车能沿所述岸桥大梁的方向运动，所述岸桥能沿垂直于所述岸桥大梁的方向运动；所述重锤处于铅锤状态时，所述第一阻力器平行于所述岸桥小车的运动方向；所述第二阻力器平行于所述岸桥的运动方向。

可选的，所述阻力器包括阻力器缸体和设置在所述阻力器缸体内并能相对所述阻力器缸体伸缩的阻力器活塞杆，所述阻力器缸体的端部和所述阻力器活塞杆的端部分别与所述岸桥和所述重锤铰接。

可选的，所述阻力器对所述重锤产生阻力的大小可以调节。

可选的，所述阻力器包括阻力器缸体和设置在所述阻力器缸体内并能相对所述阻力器缸体伸缩的阻力器活塞杆，所述阻力器缸体的端部和所述阻力器活塞杆的端部分别与所述岸桥和所述重锤铰接，所述阻力器活塞杆在所述阻力器缸体内伸缩时受到的阻力可调节。

本申请通过在岸桥上设置了一个由悬吊的重锤与阻力器相结合的刚度稳定器，这样可以产生一个与激励载荷频率相同，作用力相反的载荷，该载荷作用在岸桥钢结构上，即可抵消激励载荷，并减小岸桥钢结构的振动，同时稳定钢结构。

本申请还提供了一种岸桥，包括岸桥小车和岸桥大梁，所述岸桥小车下方通过吊载钢丝绳连接有吊载货物；还包括所述刚度稳定装置，所述阻力器对所述重锤产生阻力的大小可以调节。

可选的，所述岸桥大梁上方设置有岸桥钢结构，所述岸桥钢结构包括岸桥梯形架；所述岸桥大梁下方设置有门框，所述刚度稳定装置设置在所述岸桥梯形架或者所述门框上。

本申请提供的岸桥，通过在岸桥上设置刚度稳定装置，而无需通过增加岸桥钢结构主体的刚度来减少摆动，能够大大减小钢结构重量，使整机重量轻，降低了制造、养护成本。

本申请还提供了一种对所述岸桥的减振控制方法，步骤如下：

测量所述岸桥小车和所述吊载货物之间的高度差；

通过所述岸桥小车和所述吊载货物之间的高度差计算出所述吊载货物的振动激励频率；

通过所述振动激励频率计算得出所述重锤的目标摆动频率；

调整所述阻力器的阻力大小，使所述重锤的实际摆动频率等于所述目标摆动频率。

本申请提供的岸桥的减振控制方法，通过调整阻力器对重锤的阻力大小，从而调节重锤摆动周期以适应吊载货物被不同长度吊载钢丝绳吊载产生的不同周期的激励载荷。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请中的刚度稳定装置的主视图；

图2为图1圆圈中结构放大图；

图3为本申请中的刚度稳定装置的侧视图；

图4为图3圆圈中结构放大图；

图5为本申请中的岸桥示意图；

图6为本申请中的阻力器的装配示意图。

在图1-图6中：

1、重锤线；2、重锤；3、第二阻力器；4、安装平台；5、岸桥梯形架；6、第一阻力器；7、岸桥钢结构；8、吊载货物；9、吊载钢丝绳；10、岸桥小车；11、岸桥大梁；12、阻力器活塞杆；13、阻力器缸体；14、电磁阀；15、液压站。

具体实施方式

本申请提供了一种刚度稳定装置，其结构能够抵消岸桥作业时或者环境因素产生的激励载荷，并能减小钢结构的振动，同时稳定岸桥钢结构。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1-6所示，本申请实施例提供了一种刚度稳定装置，包括重锤2和阻力器；重锤2通过一根重锤线1悬挂连接在岸桥上，并形成一个单摆结构，岸桥产生振动时能带动重锤2做单摆运动；

阻力器的一端与上述重锤2相连接，阻力器的另一端与岸桥相连接，阻力器能对重锤2的摆动产生阻力。

通常情况下，岸桥的岸桥小车10通过吊载钢丝绳9吊载货物8后，会沿着岸桥大梁11的长度方向做平移(又称小车吊载移动)，这时吊载货物8受到岸桥小车10加速度的影响会做单摆运动，并产生一个周期性的激励载荷，激励载荷会传递到岸桥钢结构7上，钢结构会受迫振动产生摆动；

另外，岸桥本身能在地面上行走(又称大车移动)，其行走方向与岸桥大梁11的方向垂直，在行走过程中，其岸桥钢结构7也会产生摆动；

此外，岸桥有时会在暴风工况下作业，其岸桥钢结构7在风载荷下同样会产生摆动；

本申请提供的刚度稳定装置，利用悬吊在岸桥上的重锤2形成了一个单摆结构，这个单摆结构在摆动时能产生周期性载荷，该周期性载荷可以施加在岸桥钢结构7上，以此减小岸桥小车10在吊载货物8行走时，或者岸桥本身在地面上行走时，又或者由于风载荷的原因造成的岸桥钢结构7受迫振动而产生的摆动；

单摆型结构减振原理：采用与主结构频率相同的被动减震单摆，可大幅减小主结构的摆动，但其缺点是对激励载荷控制较为单一，只能控制单一激振频率。

由于悬吊在岸桥上的重锤2，其单摆长度是固定的；阻力器可以在重锤2摆动时，对其产生推力或者拉力，从而改变重锤2的摆动周期；

通过将重锤2与阻力器相结合，以使将重锤2的摆动周期调整为与吊载货物8产生的周期性激励载荷的周期一致，从而最大限度地抵消激励载荷，实现更好的减振效果。

综上，本申请通过在岸桥上设置了一个由悬吊的重锤2与阻力器相结合的刚度稳定器，这样可以产生一个与激励载荷频率相同，作用力相反的载荷，该载荷作用在岸桥钢结构7上，即可抵消激励载荷，并减小岸桥钢结构7的振动，同时稳定钢结构。

优选的，如图1-4所示，重锤2被悬吊在岸桥上并自然垂下；

阻力器包括第一阻力器6和第二阻力器3；

第一阻力器6的一端与重锤2的一个侧端面相连接，第一阻力器6的另一端和与重锤2的这个侧端面相对的岸桥的部分相连接，这个第一阻力器6能对重锤2产生第一方向的阻力；

类似的，第二阻力器3的一端与重锤2的另一个侧端面相连接，第二阻力器3的另一端和与重锤2的另一个侧端面相对的岸桥的部分相连接，第二阻力器3能对重锤2产生第二方向的阻力；

第一方向和第二方向之间存在夹角。

由于岸桥不管是在大车行走、小车行走，又或者是环境因素如风载荷的影响下，通常存在不止一个方向的振动，因此也使重锤2的摆动不会仅仅朝一个方向；若在重锤2和岸桥之间只设置一个阻力器，也只能对重锤2的摆动产生一个方向的阻力效果，只能调节该方向上重锤2摆动的周期；

但如果遇到极端情况，重锤2的摆动方向与阻力器的阻力方向垂直，则无法实现重锤2在该方向上摆动周期的调节；因此，优选的，设置两个不相互平行的阻力器，即两个阻力器产生的阻力之间存在夹角，便解决了以上问题。

优选的，如图1-5所示，重锤2处于铅锤状态时，第一阻力器6和第二阻力器3相互垂直，这时第一方向和第二方向相互垂直，也即第一方向和第二方向正交，产生的阻力不会彼此抵消。

优选的，如图1-5所示，考虑到岸桥的振动，虽然也有一部分来源于风振，但是多数情况下，还是需要对岸桥小车10的运动和岸桥本身的运动产生的振动进行减振，因此，在重锤2处于铅锤状态时，将第一阻力器6设置为平行于岸桥小车10的运动方向，第二阻力器3设置为平行于岸桥的运动方向，从而最大程度地起到减振效果。

优选的，阻力器包括阻力器缸体13和设置在阻力器缸体13内并能相对阻力器缸体13伸缩的阻力器活塞杆12，阻力器缸体13的端部和阻力器活塞杆12的端部分别与岸桥和重锤2铰接。具体的，阻力器可以为液压缸阻力器、气缸阻力器，又或者采用电磁阻尼器。

优选的，阻力器对重锤2产生阻力的大小可以调节；由于不同长度的吊载钢丝绳9，会产生不同的激励载荷的频率；因此，本实施例中，针对不同长度的吊载钢丝绳9，对阻力器阻力进行调节，从而调节重锤2的摆动频率，使其与吊载货物8的摆动频率一致，从而抵消激励载荷，减小钢结构的振动，同时稳定钢结构。

进一步的，阻力器包括阻力器缸体13和设置在阻力器缸体13内并能相对阻力器缸体13伸缩的阻力器活塞杆12，阻力器缸体13的端部和阻力器活塞杆12的端部分别与岸桥和重锤2铰接，阻力器活塞杆12在阻力器缸体13内伸缩时受到的阻力可调节。

具体的，以液压缸阻力器为例，液压缸阻力器包括阻力器活塞杆12、阻力器缸体13和电磁阀14，液压缸阻力器的有杆腔与无杆腔的出口分别连接电磁阀14，再通过管路连接到液压站15；电磁阀14可以调节液压缸阻力器的油杆腔和无杆腔的排油和进油流量，从而使液压缸阻力器产生稳定、持续又可以调节大小的阻力，不同大小的阻力可以使得重锤2摆动时受倒影响，从而产生不同的摆动频率。

气缸阻力器或者电磁阻尼器的阻尼调节方法与液压缸阻力器类似，在此不再赘述。

本申请还提供了一种岸桥，包括岸桥小车10和岸桥大梁11，岸桥小车10下方通过吊载钢丝绳9连接有吊载货物8；还包括刚度稳定装置，阻力器对重锤2产生阻力的大小可以调节。

本申请提供的岸桥，通过在岸桥上设置刚度稳定装置，而无需通过增加岸桥钢结构7主体的刚度来减少摆动，能够大大减小钢结构重量，使整机重量轻，降低了制造、养护成本。

优选的，岸桥大梁11上方设置有岸桥钢结构7，岸桥钢结构7包括岸桥梯形架5；岸桥大梁11下方设置有门框，为了保证刚度稳定装置对岸桥的整体减振效果，刚度稳定装置设置在岸桥梯形架5或者门框上。

具体的，如图1-5所示，本实施例中，岸桥梯形架5的中部设置有横向的安装平台4，重锤2通过重锤线1悬吊在安装平台4上方，重锤2底面与安装平台4上表面存在间隙；安装平台4上表面设置有第一铰接座，第一阻力器6的一端与第一铰接座铰接，第一阻力器6的另一端与重锤2的侧面铰接；岸桥梯形架5的斜向撑杆上设置有第二铰接座，第二阻力器3的一端与第二铰接座铰接，第二阻力器3的另一端与重锤2的侧面铰接；本申请的刚度稳定装置设置在此位置能够对岸桥起到较好的减振作用。

本申请还提供了一种对岸桥的减振控制方法，步骤如下：

测量岸桥小车10和吊载货物8之间的高度差(即单摆的长度)；

通过岸桥小车10和吊载货物8之间的高度差计算出吊载货物8的振动激励频率；

通过振动激励频率计算得出重锤2的目标摆动频率；

调整阻力器的阻力大小，使重锤2的实际摆动频率等于目标摆动频率。

本申请提供的岸桥的减振控制方法，通过调整阻力器对重锤2的阻力大小，从而调节重锤2摆动周期以适应吊载货物8被不同长度吊载钢丝绳9吊载产生的不同周期的激励载荷。

实施例一

本实施例的具体工作原理如下：

当岸桥吊载货物8后达到一定的高度，吊载货物8与吊载钢丝绳9会组成一个单摆系统，进行周期性的摆动，并产生一个激励载荷传递给岸桥钢结构7，岸桥钢结构7会受迫振动，由于吊载钢丝绳9吊载货物时会存在不同的长度，因此产生的激励载荷的频率会不同。刚度稳定装置的重锤2和重锤线1也是组成一个单摆系统，但稳定器的重锤线1长度是固定的，重锤2摆动时的频率也是一个固定频率，此时将第一阻力器6和第二阻力器3连接于重锤2上，当控制阻力器的电磁阀14调节阻力器内部的排油量，即可使阻力器产生大小不同的推力和活塞杆伸缩速度，阻力器会产生稳定的推力或拉力，减慢或加快重锤2的摆动周期，因此会降低或增加重锤2的摆动频率，使得重锤2的摆动产生不同的频率。

刚度稳定装置根据岸桥钢结构7在不同载荷下横向(大车移动)和纵向(小车吊载移动)的而产生的摆动频率，控制电磁阀14产生不同流量，使得阻力器活塞杆12产生不同的推力和伸缩速度。例如：当岸桥小车10在最大前伸距时，将吊载货物8吊起到最大高度，此时移动岸桥小车10，吊载货物8会产生一个频率为A激励载荷，该激励载荷会迫使岸桥钢结构7摆动，通过控制第一阻力器6的输出推力或拉力，使得重锤的摆动频率为B，当频率A与频率B的大小相同，但是振动方向相反时，重锤2的纵向摆动即可抵消纵向移动岸桥小车10时产生的激励载荷，从而达到稳定结构的目的，以此类推，对应设置阻力器的频率值C、D、E等，以应对岸桥在不同工况工作时吊载货物8的摆动频率。

以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

还需要指出的是，在本申请的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解或重新组合的。这些分解或重新组合应视为本申请的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

应当理解，本申请实施例描述中所用到的限定词“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”和“第六”仅用于更清楚的阐述技术方案，并不能用于限制本申请的保护范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (10)

1.一种刚度稳定装置，其特征在于，包括：

重锤，所述重锤通过重锤线悬挂连接在岸桥，所述岸桥产生振动时能带动所述重锤做单摆运动；

阻力器，所述阻力器的一端与所述重锤相连接，所述阻力器的另一端与所述岸桥相连接，所述阻力器能对所述重锤的摆动产生阻力。

2.根据权利要求1所述的刚度稳定装置，其特征在于，所述阻力器包括第一阻力器和第二阻力器；

所述第一阻力器的一端与所述重锤相连接，所述第一阻力器的另一端与所述岸桥相连接，所述第一阻力器能对所述重锤产生第一方向的阻力；

所述第二阻力器的一端与所述重锤相连接，所述第二阻力器的另一端与所述岸桥相连接，所述第二阻力器能对所述重锤产生第二方向的阻力；

所述第一方向和所述第二方向之间存在夹角。

3.根据权利要求2所述的刚度稳定装置，其特征在于，所述重锤处于铅锤状态时，所述第一阻力器和所述第二阻力器相互垂直。

4.根据权利要求3所述的刚度稳定装置，其特征在于，所述岸桥包括岸桥小车和岸桥大梁，所述岸桥小车能沿所述岸桥大梁的方向运动，所述岸桥能沿垂直于所述岸桥大梁的方向运动；所述重锤处于铅锤状态时，所述第一阻力器平行于所述岸桥小车的运动方向；所述第二阻力器平行于所述岸桥的运动方向。

5.根据权利要求1所述的刚度稳定装置，其特征在于，所述阻力器包括阻力器缸体和设置在所述阻力器缸体内并能相对所述阻力器缸体伸缩的阻力器活塞杆，所述阻力器缸体的端部和所述阻力器活塞杆的端部分别与所述岸桥和所述重锤铰接。

6.根据权利要求1所述的刚度稳定装置，其特征在于，所述阻力器对所述重锤产生阻力的大小可以调节。

7.根据权利要求6所述的刚度稳定装置，其特征在于，所述阻力器包括阻力器缸体和设置在所述阻力器缸体内并能相对所述阻力器缸体伸缩的阻力器活塞杆，所述阻力器缸体的端部和所述阻力器活塞杆的端部分别与所述岸桥和所述重锤铰接，所述阻力器活塞杆在所述阻力器缸体内伸缩时受到的阻力可调节。

8.一种岸桥，其特征在于，包括岸桥小车和岸桥大梁，所述岸桥小车下方通过吊载钢丝绳连接有吊载货物；还包括如权利要求1-7任一所述的刚度稳定装置，所述阻力器对所述重锤产生阻力的大小可以调节。

9.根据权利要求8所述的岸桥，其特征在于，所述岸桥大梁上方设置有岸桥钢结构，所述岸桥钢结构包括岸桥梯形架；所述岸桥大梁下方设置有门框，所述刚度稳定装置设置在所述岸桥梯形架或者所述门框上。

10.一种对如权利要求8所述的岸桥的减振控制方法，其特征在于，步骤如下：

测量所述岸桥小车和所述吊载货物之间的高度差；

通过所述岸桥小车和所述吊载货物之间的高度差计算出所述吊载货物的振动激励频率；

通过所述振动激励频率计算得出所述重锤的目标摆动频率；

调整所述阻力器的阻力大小，使所述重锤的实际摆动频率等于所述目标摆动频率。