第八章 抗倾覆稳定性

1、第八章 整体抗抗倾覆稳定性和抗风防滑安全性81 概述n1. 稳定性及其意义定义：抗倾覆稳定性起重机在自重和外载荷的作用下抵抗翻到的能力。意义：如果起重机抗倾覆稳定性不足，一旦倾覆，将造成重大的人身和设备事故，所以保证起重机具有足够的抗倾覆稳定性，是设计和制造工作中最基本的要求之一。n2. 促使起重机倾覆的因素超载过大的风力过大的坡角过大的惯性载荷（大、小车起制动，回转离心力，回转起制动，变幅起制动）误操作违章操作n3. 抗倾覆稳定性的衡量指标过去：稳定性系数法 哪些力属于复原力矩，哪些力属于 倾覆力矩，不同的起重机是不同的。0MM倾覆力矩复原力矩KGB3811-83：按照国外标准，力矩法： M

2、 0 在各种不同的工况， 在最不利的载荷组合下，包括起重机 自重在内的各项载荷对倾覆边的力矩 之和大于或等于零。 计算规定：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。GB3811-2008：按照国外标准，力矩法： M稳稳 M倾倾 当稳定力矩的代数和大于倾覆力矩的代数和时，则认为该起重机整机是稳定的。其计算结果都是对特定倾覆线的。 n8-2 流动式起重机整机抗倾覆稳定性n1、流动式起重机整机抗倾覆稳定性验算下列四种载荷状态：载荷状态载荷特征1无风试验或运行时2有风工作或运行时3向后倾翻时4非工作风作用时1）、无风试验或运行时2）、有风工作或运行时n无风试验或运行时有风工作或运行时3

3、）、向后倾翻时n起重机处于一下支承条件和质量分布状态时，应配置平衡重，并保证起重机有一个合理的稳定安全系数。4）、非工作风载荷作用时制造商应规定起重机在工作时承受风载荷的极限以及在非工作状态时应采取的特殊预防措施。2、塔式起重机整体抗倾覆稳定性n塔式起重机整体抗倾覆稳定性按5种工况校核，并采用有相应载荷系数的计算载荷。n对于轨道式要考虑最大垂直高低差和坡度所引起的载荷。n对于不能随风自由回转的按最不利的方向施加非工作状态风载荷。对于能自由回转的，按预期的最不利方向施加。3、除流动式、塔式和浮式起重机以外的起重机整体抗倾覆稳定性5.1工作状态的抗后倾覆稳定性n当起重机处于卸载状态，所有可移动的工

4、作部件都缩回到最靠近向后倾覆的位置时，按下列两种方法：n 力矩法有工作状态风载荷和惯性力构成的倾覆力矩不应大于稳定力矩的90%。n重力法-不考虑风载荷时，静止起重机的质心在水平面上的投影位置不应超过从前支点到后倾覆线距离的80%。 8-2、起重机抗风防滑安全性n1）、除塔式起重机以外的轨道起重机n a、正常工作状态n 起重机正常工作状态设定为带载、顺风、下坡运行制动，此时抗风防滑安全性计算如下：fDWZPPPPP1 . 11n式中：PZ1 -运行机构制动器在车轮踏面上产生的制动力，Nn PW -起重机承受的工作状态风载荷，NnP -起重机自重载荷和起升载荷沿坡道方向产生的滑行力，NnPD -起

5、重机运行停车减速惯性力，NnPf -起重机运行摩擦阻力，Nn -运行摩擦阻力系数 ).(GQfPPP运行阻力系数静摩擦系数f装滑动轴承的车轮装减摩（滚动）轴承的车轮轨道与制动车轮之间轨道与夹轨钳之间0.0150.0060.140.25b、非工作状态n起重机非工作状态抗风防滑安全性校验如下：nPZ2 -由制动器与夹轨器、锚定装置或防风拉索等沿 轨道方向产生的抗风防滑阻力，Nn 夹轨器单独作用时：fGwZPPPP1 . 12fPPZ.2nP-夹轨器对轨道产生的夹持力，Nnf-静摩擦系数。nPw -三类风载荷，NnPf -非工作状态下阻止起重机被风移动的摩擦阻力，NnPG -自重载荷沿坡道方向产生的

6、滑行力，N2)、轨道塔式起重机抗风防滑安全性na、正常工作状态n核算抗风防滑安全性时，塔式起重机正常工作状态设定为带载、顺风、下坡和运行制动，此时的校验计算如下：fDQGwZPPPPPP35. 12 . 11n式中：PQ -额定起升载荷沿坡道方向产生的滑行力，Nn 当制动力PZ1 大于被制动车轮与轨道的粘着力时， PZ1用该粘着力代替。nb、非工作状态n 塔式起重机非工作状态的抗风防滑安全性校验如下fqGwZPPPPP2 . 12n式中：n PZ2 -制动器、夹轨器等装置沿 轨道方向产生的抗风防滑阻力，NnPq -固定吊具（吊钩、下滑轮组及1/2D 的悬吊钢丝绳等）的重力沿坡道方向产生的滑行力

7、，Nn当制动力PZ2 大于被制动车轮与轨道的粘着力时， PZ2用该粘着力代替 在起重机抗倾覆稳定性校核时，各种载荷对稳定性的实际影响程度是用各载荷力矩分别乘以载荷系数（加权系数）考虑的，即： M=KGPGa+KPPb+KiP惯CKfP风d0式中: PG起重机自重（包括平衡重） N P 起重机的各种载荷 N P惯起重机受到的水平惯性力（包括物品的水平惯性力） N P风起重机受到的风力 N a起重机自重重心到倾覆边的距离 m b起重机各种载荷到倾覆边的距离 m c水平惯性力到倾覆边的距离 m d风载荷到倾覆边的距离 mKG、KP、Ki、Kf载荷系数n6. 载荷系数起重机组别验算工况自重KG载荷系数

8、KP水平惯性力(包括物品)Ki风力Kf说明123411.25+0.1A/PQ1.15-0.2001000101.1A臂架自重对臂端和臂架铰点按静力等效原则折算到臂端的重量PQ起升载荷伸缩臂起重机不必验算工况412340.951.41.15-0.2001000111.112340.951.41.20010011.15带悬臂起重机须验算：(1)纵向（悬臂平面） 稳定性（工况1.2）(2)横向（行走方向） 稳定性（工况4）无悬臂起重机仅需验算横向稳定性（工况4）12340.951.51.35-0.2001000111.1注注：n物品所受风力和水平惯性力可合在一起考虑。用吊重绳偏摆角计算总水平力。n流

9、动式起重机的载荷系数只适用于用支腿支撑的作业工况。n臂架在风力作用下能自由回转的臂架式起重机，臂架应处在倾覆边一面，风从平衡重方向吹向臂架。82 桥架型起重机的抗倾覆稳定n门式起重机或装卸桥无悬臂时： 只需验算沿（大车）轨道方向的空载起重机起、制动时的抗倾覆稳定性。仅当物品的挡风面积特别大、运行机构起、制动特别猛烈时才验算满载时的抗倾覆稳定性。n门式起重机或装卸桥有悬臂时： 除上述之外，还须验算垂直于轨道方向的抗倾覆稳定性。计算如下：一、空载起重机沿轨道方向起、制动时，抗 倾覆稳定性的验算公式为： M=KG 0.5(PG桥PG小) B Ki (P桥 h3P小 h4) Kf P1 h1 0式中：

10、 P1 作用在桥架和小车上的工作状 态最大风力 P桥 起重机起、制动时引起的桥架 水平惯性力 P小 起重机运行起、制动时引起的 小车水平惯性力 PG小 小车自重 PG桥 桥架自重 h1 桥架与小车挡风面积形心高度 h3 桥架重心高度 h4 小车重心高度二、满载起重机沿轨道方向起、制动时，抗 倾覆稳定性的验算公式为： M=KG 0.5(PG桥PG小PQ) B Ki (P桥 h3P小 h4PQi h2) Kf (P1 h1P2 h2)0式中： PQi起重机运行起、制动时引起的物品水平惯性力 PQ 起升载荷（包括物品、吊重） P2 作用在物品上的工作状态最大风力 h2 起升机构上部定滑轮组（或卷筒）

11、高度三、起重机满载垂直于轨道（沿桥架）方向 抗倾覆稳定性的验算公式： （载重稳定性） M=KG (PG桥 CPG小a) Kp PQ a Ki (PQi h2 P小 h3) Kf (P1 h1P2 h2)0 式中：P小小车运行制动时的水平惯性力 C桥架自重重心到倾覆边的距离四、非工作状态下起重机的抗倾覆稳定性验 算公式： （自身稳定性） M=KG 0.5(PG桥PG小) B Kf P1 h1 0 式中： P1 沿轨道方向作用于起重机（包括桥架与小车）上 的非工作状态最大风力 此时，防滑装置的作用不用考虑。83 臂架型起重机的抗倾覆稳定 对于臂架回转式起重机的种类很多，如塔式、门座式、汽车、轮胎、

12、履带、铁路起重机等。一、流动式回转起重机的抗倾覆稳定性1、有风动载工况 若起重机的轮距轨距，则工作时易翻到的最不利状态是：最大幅度的臂架垂直倾覆边轨道起吊额定起重量轨道前低后高工作状态最大风力沿臂架方向由后向前吹还作用着对稳定性不利的起升、回转和变幅机构在起升或制动时的惯性力起重机抗倾覆稳定性的计算公式为：0)(hv900)5 .0(tv)(sin)5 .0(32213202max22111hPhPKtmhnRnPKlamgtvPPKhclPKMfgPQigPQQpGGQQ变平臂算变垂直臂）（式中式中： PQ 起升载荷，包括吊具自重 PG 自重引起的载荷 C 最大幅度时整台起重机自重重心到回转

13、中心间的距离 a 轨距中心到最大幅度时臂架端部的水平距离 a=Rmax+h3sinr RMAX 起重机的最大幅 h1 RMAX时，起重机自重的重心高度 h2 起重机挡风面积形心高度 h3 RMAX时，臂架端点的高度 v1 物品起升（下降）速度 如有自由下降，应取为1.25v1(m/s) V变平、V变垂直 分别为变幅机构工作时 悬挂物品的端点沿水平与 垂直方向移动的速度 n 起重机每分钟转速 r/min t1、t2 分别为起升机构与变幅机构起 动或制动时间 P1 作用在起重机上的工作状态最大风力 P2 作用在物品上的工作状态最大风力 允许最大坡度 门座：永久性 0； 临时性轨道 2 流动式：用辅

14、助支承工作时 130； 不用辅助支承工作时 3 对于建筑用塔式起重机，由资料介绍，不论它 的轨距有多大，应计及两根轨道高度差100mm的可能性，具体查阅相关标准。 m臂算 臂架向悬挂物品端折算的质量 对于直臂架：m臂算m臂/3 对于四联杆组合臂架： m臂算0.6m象0.5（m臂m拉） m臂 臂架质量（包括臂架上附加设备的质量） m象 象鼻梁质量 m拉 拉杆质量)(900)900()(900)()()()(1)30()()(R9002202max22022max22022max2300230max202max202max22max20max20max20maxmax02max20gnhhRPnh

15、nRPnhgnRPhgRPmhgmRPmhPRPmRPnmhPPmRhPPRmmRPhPPRRRhnRnPQQQnnQQQQPmhlQlQllQlQQ的推导：2、起重机臂架与倾覆边成45动）的时间回转机构起动（或制式中：，变平臂算臂算垂变臂算风倾4322132402max02max22111t0)(htv)(7 . 0)900()(669007 . 0)5 . 0(tv)(7 . 07 . 07 . 0sin)5 . 0(7 . 0MPhPhPKmgthnnRPPhnRnPKlamgtvPPKhPclPKMfgPGQQigPQQpGGGQQghngnRmmghnmgnRghnnmgRPghnn

16、mgRgthnmgRgthnmgRghnhRnPghnhnmgRmgRtghnhRnPghnmRtghnhRhPmRthgPmRthmgPtmhmgPRRRRtmRgthnRPGQnQQQlllGQ)900(66)900(66)900(45cos2.94cos45P()900(2.94)900(900)900()900()900(900)900()900()900()(RP;P)900(nP6602max02max02max02max0230max02max020max20202maxmax020max202max020max2max0max0max0maxmax402max）（）（，代入推导

17、）（臂算。切切切切臂算3、无风静载工况 当不考虑附加载荷和坡角影响时，其抗倾覆稳定性为：0)5 .0()5 .0(MmaxlRPKclPKQPGG4、非工作状态暴风侵袭工况 非工作状态下起重机最易翻倒的状态是：臂架处于最小幅度，且垂直于轨道（有前高后低的允许最大坡角）。非工作状态的最大风力沿臂架由前向后吹其抗倾覆稳定性计算公式：式中式中: c 最小幅度时整台起重机重心到回转中心的距离 h1 Rmax时，起重机重心高度 h2 Rmax时，起重机挡风面积的形心高度 P1 Rmax时，作用在起重机上的非工作状态最大风力0sin) 5 .0(211hPKhclPKMfGG二、 门座起重机的抗倾覆稳定n门座式起重机翻倒的后果要比流动式严重的多，应注意到起重