电动葫芦锌水包倾翻烫伤事故
　　1．事故简介
　　1989年5月，某锌矿冶炼厂的冶炼车间，利用悬挂架空轨道上的钢丝绳式电动葫芦吊运熔化锌水包，由于电动葫芦运行小车吊板疲劳开裂，造成电动葫芦卷筒装置一端与运行小车脱离，致使电动葫芦在空中倾斜悬挂在运行小车一组车轮之下，造成锌水包倾翻，泼撒出的锌水严重烫伤操作者的事故。
　　2．事故发生过程
　　事故现场是倾翻的锌水包将锌水泼撒满地，电动葫芦的操作者腿部和脚均被严重烫伤致残。
　　这起锌水烫伤事故是发生在锌水冶炼车间吊运熔化锌水的吊运作业时。吊运熔化锌水的起重设备是一部架设在单轨架空悬挂轨道上的钢丝绳式电动葫芦。这台电动葫芦为某厂生产制造的 CD型电动葫芦，起重量 G＝3000kg、起升高度 H＝12m、起升速度 Vn＝ 8m／min、运行速度Vt=20m／min、工作级别为M3，操作方式为跟随式地面操纵，即操作手电门（按钮开关）是悬吊在电动葫芦运行小车一侧走轮吊板上的开关箱下面。
　　吊运锌水的作业流程是：将冶炼熔化的锌水倒入锌水包中，再利用电动葫芦吊起锌水包，通过悬挂架空单轨轨道将锌水包吊运到车间的另一跨，浇注成锌锭。
　　电动葫芦吊运锌水包的操作者甲，在操纵电动葫芦吊运作业中由于操作手电门是跟随式操纵，因此甲不得不跟随着锌水包的移动而移动，相距的距离比较近。操作者甲正在操作电动葫芦吊运锌水包运行作业时，突然锌水包倾翻将锌水撒溅出来，当场将操作者甲烫成重伤，幸亏操作者年青，动作灵敏闪躲得快，不然将有生命危险。
　　事后发现吊运锌水包的电动葫芦本体（起升机构）与一组运行车轮脱离，电动葫芦只有另一组车轮悬吊着电动葫芦在单轨架空轨道上，电动葫芦此时是顺着运行轨道方向倾斜悬吊着，自然锌水包要发生冲击摆动倾翻，致使锌水包中的锌水飞溅出来，事故灾害不可避免。
　　由于 CD型电动葫芦在起升高度 H3≥12m时，电动葫芦的运行机构是由二组车轮组组成，一组车轮为主动车轮，另一组为被动车轮，车轮组是通过一个三角形吊板与电动葫芦卷筒外壳连接为一体，电动葫芦出现的故障是被动车轮组的三角形吊板与葫芦卷筒外壳上的连接梁脱开而造成的。
　　3．事故原因分析
　　根据事故现场调查及事后分析，发生这起事故的主要原因如下：
　　（l）根本原因是悬挂支承电动葫芦被动车轮组三角形连接吊板与电动葫芦本体脱开，造成电动葫芦出现翻转倾斜，又引起吊载锌水包振动冲击并翻转倾翻，锌水从包中飞溅造成操作者烫成重伤。
　　（2）三角形连接吊板从电动葫芦脱开的原因是生产电动葫芦的企业未能按图纸规定尺寸加工，再加上高温烘烤疲劳变形及磨损等，造成三角形连接吊板孔疲劳开裂。
　　4．事故结论与教训
　　这是一起选型不当、操作方式不合理、起重设备自身带有危险隐患所造成的典型事故。
　　这起事故的教训是：
　　（l）生产厂对产品质量必须严格把关，忽视一个环节的质量也会大祸临头。这起事故不仅对用户造成了严重损失，也给操作者甲带来了极大的痛苦，对生产厂的声誉也带来了严重的损害，教训是十分深刻的。
　　（2）用户在选用起重设备时应慎重行事。选用CD型钢丝绳电动葫芦吊运熔化金属是不允许的，因为CD型电动葫芦不具备冶金起重机的最基本安全保证措施，如 CD型电动葫芦不具备第二制动保护装置，没有手动释放装置、不具备双驱动机能、电机绝缘等级低仅为E级、工作级别低仅为M3级、钢丝绳为麻芯易烤着、电机电器又无热保护措施及适应环境温度仅在．-20℃－40℃而达不到55℃等等。
　　（3）吊运熔化金属的起重设备不应采用地面跟随式操作方式。
　　5．事故的预防对策
　　（l）起重设备必须保证各个环节安全可靠，做到三按生产――按图纸、按工艺和按标准生产，严格把好质量关。
　　（2）CD型电动葫芦必须拥有经国家技术监督局验收通过而发放的生产许可证方可生产。
　　（3）如果选用电动葫芦吊运熔化金属时，必须选用非标适用于冶金起重机要求的冶金型电动葫芦。电动葫芦工作级别应3M6级、应具有双驱动双制动机能、应具有手动释放机能、电动机应具有热保护装置、电动机绝缘等级应达到H级，钢丝绳应具有石棉芯、电器应具有相应保护措施及整机工作环境温度应能适应一5℃－55℃的范围。
　　（4）如果只能采用电动葫芦吊运熔化金属时，应采用司机室操纵；或只能采用地面操纵时，应采用非跟随操纵方式或采用无线电遥控操作方式，以保证操作者能安全地远离熔化金属包。
　　（5）生产厂和用户应注意能慎重供货和选用冶金行业的葫芦式起重设备。
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Copyright & 2004 - 2014 Pmec. All Rights Reserved基于虚拟样机的电动葫芦动力学仿真--《武汉科技大学》2010年硕士论文
基于虚拟样机的电动葫芦动力学仿真
【摘要】：
虚拟样机技术(Virtual Prototype Technology)是20世纪80年代随着计算机技术的发展迅速发展起来的一项计算机辅助工程(CAE)技术。工程师可以在计算机上建立样机模型,对模型进行各种动态性能分析,然后改进设计方案,用数字化样机代替传统的物理样机实验。运用虚拟样机技术,可以大大简化机械产品的设计开发过程,大幅度缩短产品开发周期,降低产品开发成本,改进产品设计质量,提高面向客户与市场需求的能力。
本课题是以某品牌3.2吨电动葫芦为研究对象,以UG软件和虚拟样机软件ADAMS为平台,运用虚拟样机技术对电动葫芦的设计开发进行探讨性的研究,以便得出电动葫芦工作过程中的相关特性。具体研究内容有以下几点:
1、对3.2t电动葫芦的工作原理及工作过程进行研究,根据实际测量的电动葫芦外形尺寸,用UG软件建立电动葫芦各个零部件的三维实体模型,主要包括起升机构和运行机构的实体模型。根据系统中各零部件的相对位置关系,进行虚拟装配,得到电动葫芦的虚拟装配模型。
2、利用ADAMS/Exchange模块,通过Parasolid标准格式将在UG中建立的电动葫芦虚拟装配模型导入到ADAMS软件中。
3、在ADAMS软件中根据电动葫芦的各个部分的工作原理及连接状况,通过对电动葫芦各个机构之间添加约束、运动及载荷等,得到电动葫芦的虚拟样机模型。
4、运用机械系统动力学仿真软件ADAMS对电动葫芦工作过程中的状态进行仿真,并对结果进行合理有效的分析。
本次的研究是将虚拟样机技术应用于电动葫芦设计开发的一个初步探讨性的研究工作。通过本次研究表明,运用虚拟样机技术对电动葫芦进行动力学仿真分析,可以很好地将电动葫芦在工作状态下的机械特性真实反映出来,是一种可行的分析手段,使用该技术可以为今后电动葫芦的设计和实验提供较重要的参考依据。
【关键词】：
【学位授予单位】：武汉科技大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2010【分类号】：TH211.3【目录】：
Abstract5-8
第一章 绪论8-13
1.1 课题提出背景和研究意义8-10
1.1.1 课题提出背景8-9
1.1.2 本课题研究意义9-10
1.2 国内外研究现状10-12
1.3 本课题研究内容12-13
第二章 虚拟样机技术及多体系统动力学13-26
2.1 虚拟样机技术的概念13
2.2 虚拟样机技术的形成和发展13-14
2.3 虚拟样机技术的特点及相关软件14-17
2.3.1 虚拟样机技术的特点14-15
2.3.2 虚拟样机技术的相关软件15-17
2.4 多体系统动力学概述17-20
2.4.1 多体系统动力学的任务17-18
2.4.2 多体系统动力学模型18-19
2.4.3 多体系统动力学建模与求解过程19-20
2.5 ADAMS 多体系统动力学20-25
2.5.1 ADAMS 多体系统的坐标系20-21
2.5.2 ADAMS 自由度的确定21-22
2.5.3 ADAMS 动力学方程22-25
2.5.4 ADAMS 的数值计算25
2.6 本章小结25-26
第三章 电动葫芦动力学模型及载荷26-32
3.1 起重机动力学特性26
3.2 电动葫芦的质量推算26-27
3.3 起升机构动力学模型及载荷27-30
3.3.1 起升启动工况27-29
3.3.2 起升制动工况29-30
3.4 运行机构动力学模型及载荷30-31
3.5 本章小结31-32
第四章 电动葫芦几何模型的建立32-39
4.1 电动葫芦的分类32-33
4.1.1 钢丝绳电动葫芦32
4.1.2 环链电动葫芦32-33
4.1.3 微型电动葫芦33
4.2 本次研究电动葫芦介绍33-34
4.2.1 本次研究电动葫芦特点33
4.2.2 电动葫芦相关参数33-34
4.3 电动葫芦建模工具34-36
4.3.1 UG 软件建模步骤34-35
4.3.2 UG 与ADAMS 的数据传输35-36
4.4 电动葫芦模型的建立36-38
4.4.1 电动葫芦零件的建立36-37
4.4.2 电动葫芦零件的装配37-38
4.5 本章小结38-39
第五章 电动葫芦的ADAMS 动力学仿真39-57
5.1 ADAMS 软件介绍39-41
5.1.1 ADAMS 软件模块39-40
5.1.2 ADAMS 的零件库40
5.1.3 ADAMS 的约束库40
5.1.4 ADAMS 的载荷40-41
5.2 电动葫芦虚拟样机建立41-44
5.2.1 电动葫芦模型导入41
5.2.2 电动葫芦约束添加和检验41-42
5.2.3 添加接触力42-43
5.2.4 电动葫芦驱动的添加43-44
5.3 电动葫芦仿真分析44-56
5.3.1 空载电动葫芦的运行仿真45-50
5.3.2 吊重电动葫芦的运行仿真50-56
5.4 本章小结56-57
第六章 总结与展望57-58
参考文献58-61
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