轮胎起重机起重能力的计算.pdf

年第期 总第期港口装卸 轮胎起 重机 起重能力的计 算 武汉交 通科技大学虞正平 摘要 当臂架垂直于倾覆边或与倾覆边成 角时 在无风静载和有风动载的工况 下 对 轮胎起重机整机稳定性决定的起重能力的计算进行了分析并对确定臂长在不同工况下 按 力矩 法 的计算规则 推 出整机稳定性决定的起重能力的计算公式 介绍了同时考虑 整机稳定性 机构 工作参数和金属结构强度的轮胎起重机综合起重能力的电算方法 关键词 轮胎起重机起重能力稳定性力矩法 概述 轮胎 起 重 机 在 设 计的前期和 后期 均 要 进行起重能力的计算 在设计的前期 初步估 算出各部 分 的重量 和 重 心位 置 后 要通过 起 重能力的计算 合理 确定支腿的间距 初定配 重的重量 在设计的后期 要通过起重能力的 计算 最 后 确 定 配 重的重 量 及 起 重 机 的起 重 能力 曲线 轮胎起重机起 重能力的计算 一般 包括三 个方 面 即 工 作 机 构的驱 动 功率和零部件的 强 度所决定的起重量 起 重 机 金属结构等承载 构 件的 强 度 所决定的起重量 整机抗倾覆 稳定性所决定的起重量 把这 三个方面综合起来 就得 到在一定 臂 长 时的起重量特性曲线 或得 到 一定 臂长 时各种不同幅度 下的起重量表 显然 它们是 设计或选 用 力 矩 限制器 确定起 重 机起 吊重 量的依据 由于前两个方面的计算较为简单 本文着重 讨论整机 稳 定性所决 定的起重 量 以及考虑以上三个方 面的综合起重能力 整机稳定性决定的起重最 的计算 依据 起 重 机 设 计 规 范 起 重 机 稳定性 计算按力矩法进行 并要考虑以下种工况 无风静载 有风 动载突然卸载暴 风侵袭 下 的非工作状态 由设计经 验得 知 前两种工况比后两 种 工况严重得多 工 况与工况相比 当臂长 一定 时 大多数是工况严重但在大幅度 下 又多数是工况严重 所以这两种工况均 要计算 下面就上述工 况最不利的载荷组合 条件进行起重机抗倾覆稳定性的计算 轮 胎式 起 重 机的稳 定性宜 用 力矩 法计 算 力矩法规定 若包括起重机自重在 内的各 项载荷分别乘以相应的载荷 系数 表后 对倾覆 边 的 力 矩 之代 数和大于或等于零 习 则认为起重机是 稳定的 并规 定 起稳定作用的力矩符号 为正 使起重机倾 覆的力矩符号为负 表载荷系数 工工况况自重重载荷荷水平惯性性风力力 系系系数系数 系数系数 了了 艺匕月一 不一 一 厂厂厂厂 注 一臂架自重对臂端和下铰点按静力等效原 则折算到臂端的重量 一起升载荷 收稿日期 一一 无风静载工况 此工 况 下 不考虑 附加载 荷 风载荷和坡 角的影响见图臂架垂直于车架纵向轴 线 由习 得 习 一尺 一 二 句 一 一 一 石 名凡 一 一 二 占一 一 砂 晋 资 一 一 十 矶 赫 一 鲡一 一 图无风静载工况的轮胎起 重机稳定性计算简图 式中 上车重量不含配重及臂 架 的重量 及其重心坐标 配重重量及其重心坐标 臂架重量及其重心坐标 一一 下车重量重心坐标为零 一一起升重量及工作 幅度 力的单位 为 长度单位为 由式可知 当为 自变量时 是 的函数 有风动载 臂架垂直于倾搜边工况 如图所示 起重机正开始起 吊物 品 工 作状态最大 风力沿臂架方 由后向前吹 同时 起重机上还作用着对稳定性不利的起升与变 幅机构起动或制 动所产生的惯性力 由习 得 一 入 式中 件 起 升载 荷 动载 系数 取 外一 为起升速度 饭 变幅时臂端速度在 方 向上的分量 重力加速度 变幅起动或制动时间 起重机的回转速度 厂 作用于起重机上的工作状态 最大风力及风 力作用高度 物 品偏摆所 产生的作用 于臂 端的 水 平 分力及 其 作用高 度 物品偏摆角一 其余符号意义同前 有风动载 臂架与倾覆边成 角工 况 此时虽然物品引起的倾覆 力矩与自重引 一 图有风动载 臂架垂直于倾夜边工况 的轮胎起重机稳定性计算简图 起的复原力矩都相应地减小 但风 力对起重 机倾覆的影响增大风力与臂架方 向成 除 了考虑 起升机构起 制动引起的惯性 力和 回转离 心力外 还 需计及回转机构起动或制 动所产生的切 向惯性力的影响图 这时 起重机抗倾覆稳定性的计算公式为 乞 一 一 斗 二 一 一 帆 一一 十声 几 簇 尹王 一 凡 一 式中 回转机构起 制动时间 两 种有风动载工 况都考虑得 较 恶劣 可 根据 实际使用场合酌情修正 图有风动载 臂架与倾覆边成 角工况 的轮胎起重机稳定性计 一 算简图 从 上 面的计算可知 起重量不仅与臂长 和幅度有关 而 且与配 重重量和支腿的间距 有关 合理 调整配 重重量和支腿间距 有利于 提高起重机的起重能力 例如 增加配重或支 腿间距 就能提高大幅度时的起重量 综 合起重能力的计算 在同一臂长 同一幅度条件下 起 重机的 起 重 量 不仅要 满足整机 工作稳 定性的要求 而且要满足工作机构的功率 零部件强度和 金属结构强度的安全条件 因此 由整机工作 稳定性决定的每一个起重量 均需进行工作 机构的安全条件和金属结构强度的校核 机构工作的安全条件 在工作机构的设计计算中 已经考虑了 主要的作业 工 况 依照起 重机的设计参数进 行了设计计算 故由整机稳 定性计算出来的 起重量 只要不超过 设计值 就能满足机构安 全工作的要求 即 落 二 式 中 整机稳定性所决定的起升载荷 起 升滑轮组的倍率 最大额定起升载荷 斌一一 起 吊 时 滑轮组的倍率 还应计算 由及 臂架 自重 而产 生的变 幅拉绳的拉 力 若此 拉力超过 了变幅机构 的 承受能力 则应减少 直至满足为止 金属结构的强度 校核 轮胎起重 机的金属结构主 要包括 臂架 转 台 车架和支腿 其计算载荷是根据设计参 数和计算工况推算出来的 轮胎起重机 一般 都有种以 上的臂架长度 每种臂长在不 同 幅度上都有不同的起重量 在进行金属结构 的 设计 汁算时 不可能都考虑到 也没有这个 必要 所以 根据典型工况设计出来的金属结 构 不能保证由整机稳定性决定的每一个 起 升载荷均满足强度 条件 必须逐一在同一工 况下进行校核 综上所述 轮胎起重 机综合起重 能 力的 计算工作是十分 繁重的 依靠手 工计算很 困 难 而且容易出错 只有借助 于计算机 才能 快捷 准确地完成 并能根据计算结果 合理 调整设计参数 达到预期的设计目标 作者结 合新型轮胎起重机 的 设计工作 编制了 轮胎起重机综合起重能力计算程序 利用微 机进行计算收到了较好的效果 其计算框图 见图 是否打支腿 人 二 甲 一 一 计计算整机稳定性决定的尹 王 尸 计 算工况和 核 臂 架和转 台的强 度 厂 匕一一一一一 计 动 尸 一一一上 一 按出现 二 二 的臂架位置 的四 支腿 压力校核 车架 支腿的强度 匕输出结果 起重量 的验证与修正 图轮胎起重机综 合起重能力计算框图 尸 起升机 构的额定起升载荷 吼 一一 臂架重量及其重心坐标 一臂 架迎风面积 口 一 臂架仰角 行 的计 算 来修正起重机的起重量特性曲线 或起重性能