1. Conception de la structure mécanique contre les charges extrêmes
Couplage dynamique du double système de freinage
La conception redondante du frein à disque mécanique de frein électromagnétique est adoptée:
Le frein électromagnétique est déclenché en 0,1 seconde lorsque la puissance est désactivée, et le couple de résistance magnétique généré par l'aimant permanent (jusqu'à 150% du couple nominal) est utilisé pour obtenir une réponse instantanée;
Le frein à disque d'étrier hydraulique est utilisé comme garantie secondaire, et le plaque de frein à coefficient de frottement élevé (μ≥ 0,45) est engagé avec le disque de frein pour fournir en continu le couple de freinage.
Cas: Sous une charge de 400 tonnes, le système de freinage double d'un treuil de récupération en haute mer en Allemagne peut réduire la vitesse de descente de 30 m / min à zéro en 3 secondes.
Optimisation mécanique de la corde métallique
L'algorithme d'enroulement en spirale à double couche est appliqué pour calculer le rapport optimal (d / d ≥ 18) du diamètre de la corde métallique (d) au diamètre du tambour (d) pour éviter la concentration locale de contrainte;
Le revêtement en carbure de tungstène (dureté HV1200) est recouvert de laser à la surface du tambour pour réduire le taux d'usure du corde métallique de 70%.
2. Protection en temps réel du système de contrôle intelligent
Réseau de détection de charge dynamique
Le tableau des capteurs de contrainte MEMS (taux d'échantillonnage 1 kHz) est déployé à des nœuds clés pour surveiller en temps réel:
Fluctuation de tension de corde métallique (précision ± 0,5% FS)
Spectre de vibration de la boîte de vitesses (plage de fréquences 0-10 kHz)
Gradient de température d'enroulement du moteur (résolution 0,1 ℃)
Les données sont transmises à l'unité de commande via le bus CAN, et le couple de sortie est ajusté dynamiquement à l'aide de l'algorithme PID flou.
Modèle de prédiction anti-automne
Construisez un modèle de prédiction de trajectoire de mouvement de charge basé sur le réseau neuronal LSTM:
Paramètres d'entrée: accélération, vitesse du vent, angle de balançoire de corde métallique
Résultat de sortie: prédire la tendance de mouvement anormale 200 ms à l'avance
Condition de déclenchement: lorsque le décalage de charge devrait dépasser le seuil de sécurité (comme le déplacement angulaire> 5 °), démarrez le moteur de correction pour la compensation de position.
3. Perouses de matériaux pour les composants clés
En utilisant l'acier carburisé 18CRNIMO7-6, la dureté de surface est HRC60-62, et le noyau maintient la ténacité HRC35, de sorte que la résistance à la flexion de l'engrenage atteint 1500MPA;
En appliquant la technologie d'optimisation topologique, le poids de la boîte de vitesses est réduit de 40% tout en maintenant la rigidité (par exemple, la boîte de vitesses d'un treuil de mine est réduite de 2,1 tonnes à 1,26 tonne).
Évolution de la corde métallique en acier spécial
Structure du noyau en acier indépendant torsadé à 8 brins:
Le brin extérieur utilise un fil d'acier enduit composite en polymère galvanisé (résistance à la rupture 2160MPA)
Le noyau est rempli de faisceaux de fibres d'aramide pour améliorer les performances anti-rotation (angle de rotation <2 ° / 100m)
Les données mesurées montrent que ce type de corde métallique en acier maintient toujours 90% de la résistance à la rupture dans un environnement extrêmement froid de -40 ℃.
4. Système de vérification pour des conditions de travail extrêmes
Test de couplage de champ multi-physique
Test en trois étapes dans la cabine de simulation environnementale:
Phase 1: Fonctionnement continu de charge nominale à 120% pendant 500 heures (augmentation de la température ≤ 65k)
Phase 2: 150% Test dynamique de la charge d'impact (démarrer et arrêter 3 fois par seconde)
Phase 3: Test de pulvérisation saline (5% de solution de NaCl Spray, de 720 heures)
Plateforme de vérification numérique
Établir un modèle d'éléments finis de haute précision:
Contient 3,27 millions de cellules de grille pour simuler la distribution de la contrainte de contact de maillage des engrenages
La simulation en temps réel est obtenue par l'informatique parallèle GPU (1 seconde processus physique correspond à 0,8 seconde de temps de calcul)
Scénario de test virtuel: simulez la réponse dynamique de 300 tonnes de charge dans des conditions de vent à 8 niveaux et optimiser la fréquence de résonance structurelle.
5. Application de fusion des technologies de pointe
Technologie de freinage électromagnétique supraconductrice
Le disque de frein supraconducteur YBCO refroidi par l'azote liquide génère un champ magnétique fort 10T au moment de la défaillance de la puissance, et le temps de réponse du freinage est raccourci à 20 ms (1/5 du frein électromagnétique traditionnel), qui a été vérifié dans le treuil de recherche scientifique antarctique.
Revêtement en polymère auto-cicatrisant
Le matériau de polyuréthane contenant des microcapsules est enduit sur la surface du câble métallique. Lorsque les microfissures apparaissent, les capsules rupturent et relâchent des agents de réparation (comme le disulfure), atteignant la régénération in situ des pièces usées et prolongeant la durée de vie de la corde métallique de plus de 30% .