文档介绍：平头塔式起重机起重臂设计的计算工况分析
作者:孙会超

[摘要]随着我国科学技术的飞速发展,机械的生产与设计已经有了现代化的新需求,现代机械也逐渐迈入一个发展

二、平头塔式起重机理论原理

平头塔式起重机是目前国内比较流行的动态性能新型塔机,传统塔机在进行制动启动以及耦合运动时,产生出强烈的振动冲击,致使结构受到破坏,影响其使用寿命[3]。而平头塔式起重机设计时考虑了动强度的问题,因而动态特性强、效率快、轻量化、振动噪音小。平头塔式起重机提供了一种倒三角形的截面吊臂,来减小变幅以及小车的重量,进而减轻机体自重,方便于高空分段安拆。平头塔式起重机的吊臂通过销轴来连接吊臂若干阶段间,上弦设置变幅与起升的转向滑轮,下弦设置变幅小车轨道。实现了卷扬机的长度与容绳量增加,提高了起升的高度和倍率,平头塔式起重机有着广泛使用的价值。平头塔式起重机不受施工场地的限制,更利于飞行和雷达使用,可降低施工作业高度,降低其成本,保证施工人员的安全。且平头塔式起重机起重臂受力方向向下,受力明确一致,减少其使用强度,正常使用寿命,更有利于其系列化、标准化、横块化发展设计。

三、塔式起重机计算工况

塔式起重机的吊运作业流程总是开始为吊重离地起升,结束为下降制动,这两种的显著典型工况可以通过塔机作业流程得以论证。当前,塔机的动态分析还局限于对这两类工况的文献研究。

1、典型工况

起升机构进行独立作业时会出现这两类典型的工况,因而如果仅考虑起升机构独立作业这样的情况下,塔式起重机的工况就大致分为五种。一是吊重离地就起升,二是吊重悬空时再启动上升,三是制动上升,四是制动下降,五是突然执行卸载。根据五种工况的研究测试表明,第一种和第四种工况产生的动载荷最大,但在塔机计算动力系数的标准上还存在着争议。本文对吊重离地起升工况及其动载荷进行了研究,而不对下降制动工况进行考虑。则是因为现在塔机起升机构已经都开始设置较低的微动下降速度档来进行直接制动,因而所产生的动载荷将远远低于吊重离地的起升工況。

2、动载荷特性

最早在桥式起重机上已经开始了对塔式起重机的动态特性应用,乃至后来塔式起重机的计算工况选择以及特性研究方法均与其有着相似之处。但是在动载荷特性上塔式起重机的体系却不像早前桥式传统起重机,塔式起重机比之更为复杂[4]。考虑到货物离地起升时的情况,系统受力以及结构振动的方向使得吊臂动应力增大,在结构中将会有更大的动载荷产生。塔机需要考虑多机构复合作业,例如在吊臂起升离地的时候需要加速启动,吊重起升引起附加振动使得动载荷加大,塔机回转时引起扭振也会对塔机造成伤害,影响使用寿命。平头塔式起重机的吊臂通过销轴来连接吊臂若干阶段间,增加卷扬机的长度与容绳量增加,提高起升的高度和倍率,有利于增加使用寿命。

3、计算工况选择

塔机多机构复合作业工况是除了吊重离地起升工况外,产生动载荷最大的工况之一。因而选取以下三种工况来对塔机结构进行动态分析,计算工况比较实际情况。一是,吊重离地起升。二是,先采取吊重离地起升,而后起重小车进行加速运行启动。三是,在吊重离地起升后,塔机进行加速回转启动。

四、结语

平头塔式起重机作为一种倒三角形的截