起重機抗傾覆穩(wěn)定性分析

杜靜云（福建省鍋爐壓力容器檢驗研究院龍巖分院，福建龍巖 364000）

起重機抗傾覆穩(wěn)定性分析

杜靜云
（福建省鍋爐壓力容器檢驗研究院龍巖分院，福建龍巖 364000）

進入21世紀以來，在經(jīng)濟和技術(shù)發(fā)展的推動下，為我國相關(guān)行業(yè)的發(fā)展帶來了極大的推動作用，在很多施工建設(shè)中離不開起重機設(shè)備的支撐。如何確保起重機裝置的穩(wěn)定運行，就需要高度關(guān)注起重機的抗傾覆性。在工程施工中，起重機裝置發(fā)揮著重要的作用，在不斷提升了建筑施工機械化水平之后，將越來越高的要求拋向了起重機的安全性和穩(wěn)定性。所以，必須要對其抗傾覆穩(wěn)定進行著重的分析與談探究。

起重機 抗顛覆 穩(wěn)定性

1　分析穩(wěn)定性的重要性

在吊裝時，明確的給出起重機的額定載荷：通常在堅實的支撐表面上設(shè)置所列額定值，在要求的范圍之內(nèi)控制起重機的水平偏差，這樣起重機不會因為支撐物不穩(wěn)定而歪斜和搖晃。為了確保起重機在施工的時候可靠、安全，需要認真的分析其支撐面的受力情況。

2　起重機的構(gòu)成與參數(shù)分析

2.1機械構(gòu)成

以履帶式起重機為例進行論述。首先，動臂結(jié)構(gòu)。多節(jié)的組裝桁結(jié)構(gòu)即動臂，對節(jié)數(shù)進行調(diào)節(jié)后，臂的長度可以被改變，在轉(zhuǎn)臺前部設(shè)置安裝其端部，通過鋼絲變幅滑輪組支撐懸掛其頂端，這樣其傾斜角就可以被改變。可以將副臂加在動臂的頂端，動臂和副臂會構(gòu)成一個夾角。主、幅卷揚系統(tǒng)是起升機結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)成，在動臂吊重時主要會應(yīng)用到主卷揚系統(tǒng)，副臂吊重主要由副卷揚系統(tǒng)完成。其次，底盤。行走機構(gòu)與行走裝置是底盤的主要構(gòu)成部分，起重機的左右轉(zhuǎn)彎和向前行走主要是由前者來進行掌控的，由導向輪、支撐輪、履帶輪、托鏈輪、履帶架和驅(qū)動輪一同構(gòu)成了行走裝置，通過水平軸、鏈條傳動和垂直軸來帶動動力裝置運行，從而將支撐輪與導向輪帶動起來，確保機器主體可以順著履帶行走。

2.2分析技術(shù)參數(shù)

起重力矩和起重量是履帶式起重機的主要技術(shù)參數(shù)。其中在進行選擇的時候，工作半徑、起吊高度和起重量在其中發(fā)揮著重要的作用。而且經(jīng)常被稱之為可以進行起重的三個重要因素。這三個要素彼此間也是互相牽制、互相影響的。

2.3分析及計算受力情況

履帶支撐面是構(gòu)成起重機轉(zhuǎn)軸的基本要素，本文只對這種結(jié)構(gòu)形式進行探究。履帶的有效支撐長度由L表示；履帶的有效寬度用W表示；兩個履帶中線之間的距離用B表示；起重臂之外的總體總量用C1表示；起重臂的自重用Cb表示，載荷的重量用Q表示。在堅硬的地面上安裝起重機工作時，除了可以升高起重機的被動鏈輪之外，被動鏈輪與驅(qū)動鏈輪之間的間距I是主要的支撐長度，有些起重機的鏈輪因為能夠被升高，這樣的驅(qū)動鏈輪主體同地面接觸的最早的履帶滾輪的距離即為支撐距離。當在松軟的地面上使起重機運行工作時，就會向著地表面內(nèi)部壓入履帶，將支撐面增大。所以，在計算履帶壓力時，對于此部分增大的面積不適合進行考慮。這樣就會容易將土壤沉陷，所以，一定要認真仔細的考慮和計算支撐條件。一旦起重機可以在傾斜的狀態(tài)下工作，它就會喪失掉穩(wěn)定性，對應(yīng)的，就會增加履帶的壓力。假如縱向中心線和起重臂的夾角被控制在a，這樣在支撐形新上的靜力矩就可以用這樣的式子來表示：

｛Gb+Lbcosa）+QR-GbXo｝COSP=Mf

總垂直荷載：

Gb+C1+Q=p

側(cè)向力矩：

Sinp｛Gb（A+Lbcosa）—G1Xo｝=Ms

履帶下面的壓力在垂直很在下可以這樣計算：

G1+Gb+Q/2WL=P1=P/2WL

前方力矩的壓力影響可以用一根橫梁來模擬：能夠?qū)⒋耸阶拥贸鰜恚?/p>

3Mf/WL2=a=WL/12xL/4xMf

這樣在履帶中心的前方力矩上會作用這樣的壓力：

±3Mf/LW=P2

疊加P1和P2，一旦P1比P2要大，這樣疊加到一起的壓力就會構(gòu)成梯形，一旦P1比P2小，這樣疊加到一起的壓力就會構(gòu)成三角形，

當呈現(xiàn)出梯形的壓力圖時，這樣P1+P2為履帶前面的壓力，P1-P2為后面的壓力。當呈現(xiàn)出三角形的壓力圖時，Pmax為最大壓力，并且，順著履帶底部長度L壓力三角形不斷的發(fā)揮著自己的作用。這樣力矩Mf和垂直荷載P必然會出現(xiàn)在其中。

PmaxWL=2×WL×Pmax×1/2=p P/WL=pmax

3　計算與分析穩(wěn)定性

很多起重機的縱向穩(wěn)定性要比橫向強，因此，一般只按照縱向?qū)ζ鹬貦C的穩(wěn)定性進行計算分析。當具備K≥1.4的穩(wěn)定系數(shù)條件時，就可以說具備穩(wěn)定的吊裝。

Ro｛f1+N/2+M/2｝/M1+M2+M3+M4≥1.4

其中，W1+W2+G=Ro

其中，作用傾覆邊緣的力矩用M1表示 ，因為慣性力所生成過的傾覆力矩由M2表示，離心力帶來的傾覆力矩用M3表示。風荷載帶來的傾覆力矩用M4表示。兩個履帶中心和沒有荷重是起重機中心間距用n表示，兩個履帶之間的距離為m；平衡物重為G。

4　結(jié)語

分析起重機的抗傾覆性，能夠保證安全的完成吊裝任務(wù)，避免出現(xiàn)安全事故。在分析穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，可以與當前的計算機仿真系統(tǒng)結(jié)合起來，將起重機的穩(wěn)定性更加有效的測算出來。

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［3］王小明，盧志強.國內(nèi)外大型起重機的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］.機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2009（02）：936-937.

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