起重机设计(2)

2020-04-14 02:04

式中:∑P——起重机发生侧向力一侧的经常出现最不利的轮压之和(它与小车位置有关),见图1; λ——水平侧向力系数,按图2确定。

图中:L——起重机跨度,m;

B——起重机机距,按图1确定。如装有水平导向轮时,则取为水平轮轮距,m。

碰撞载荷Pc

1 作用在缓冲器上的碰撞载荷Pc,按缓冲器在下列碰撞速度下所吸收的动能计算: 对于无自动减速装置或限位开关者,碰撞时的速度大车取85%额定运行速度,小车取额定速度。

对于有自动减速装置或限位开关者,按减速后的实际碰撞速度计算,但不小于50%额定运行速度。

2 缓冲器的固定连接和缓冲器的止档件,应按起重机以额定速度碰撞的条件进行计算。 3 在计算碰撞载荷时对于装有导架以限制吊重摆动的起重机,要将吊重考虑在内,对于吊重能自由摆动的起重机则不考虑吊重所具有的动能。

4 碰撞载荷在起重机上的分布决定于起重机(某些起重机还包括吊重)质量分布情况,计算时应考虑小车位于最不利的位置。不考虑起升、运行冲击系数或起升载荷动载系数。 带刚性起升导架的小车的倾翻水平力Psl

起重机运行中,带刚性起升导架的小车其下端碰到某种障碍物时,产生对小车的倾翻水平力。

无反滚轮的小车下端碰到障碍物后,使得小车被抬起(如图1a所示)或者使大车主动轮打滑。倾翻水平力Psl的极限值取这两种情况中的小值。

有反滚轮的小车下端碰到障碍物后(见图1b),倾翻水平力Psl仅由大车主动轮打滑条件所限制。

由于Psl力的存在使小车轮压发生变化,无反滚轮的小车在小车一边被抬起时对桥梁的影响最大,此时全部载荷(小车自重、吊重和Psl力)均由一根主梁承担;有反滚轮的小车除上述作用力外还要考虑Psl力对主梁的垂直附加载荷P’sl作用,见图1b 。 计算中不考虑起升、运行冲击系数或起升载荷动载系数,也不考虑运行惯性力,并假定Psl上力作用在吊重的最低位置上(有吊重时)或作用在吊具的最下端(无吊重时)。

风载荷Pw

在露天工作的起重机应考虑风载荷并认为风载荷是一种沿任意方向的水平力。 起重机风载荷分为工作状态风载荷和非工作状态风载荷两类。

工作状态风载荷Pw,i是起重机在正常工作情况下所能承受的最大计算风力。 非工作状态风载荷Pw,o是起重机非工作时所受的最大计算风力(如暴风产生的风力)。 风载荷的计算 风载荷按下式计算:

式中:Pw——作用在起重机上或物品上的风载荷,N; C——风力系数;

Kh——风压高度变化系数; q——计算风压,N/m2

A——起重机或物品垂直于风向的迎风面积,m2

在计算起重机风载荷时,应考虑风对起重机是沿着最不利的方向作用的。 风力系数C

风力系数与结构物的体型、尺寸等有关,按下列各种情况决定: a.一般起重机单片结构和单根构件的风力系数C如下表所示。

单片结构的风力系数C

序号 1 2 结构型式 型钢制成的平面行架(充实率φ=0.3—0.6) 型钢,钢板,型钢梁和箱形截面构件 5 10 20 30 40 50 圆管及管结构 qd2 <1 ≤3 7 10 ≥13 封闭的司机室,机器房,平衡重,钢丝绳及物品等 L/h C 1.6 1.3 1.4 1.6 1.7 1.8 1.9 1.3 1.2 1.0 0.9 0.7 1.1—1.2 3 4 注:①表中l为结构或结构件的长度,h为其迎风面的高度,m;q为计算风压,N/m2,d为管子外径,m.

②司机室在地面上的取C=1.1,悬空的取C=1.2.

b.两片平行平面衍架组成的空间结构,其整体结构的风力系数可取单片结构的风力系数。 c.风朝着矩形截面空间衍架或箱形结构的对角线方向吹来,当矩形截面的边长比小于2时,计算的风载荷取为风向着矩形长边作用时所受风力的1.2倍;当矩形截面的边长比等于或大于2时,取为风向着矩形长边作用的风力。

d.三角形截面的空间衍架的风载荷,可取为该空间桁架垂直于风向的投影面积所受风力的1.25倍计算。

e.下弦杆为方形钢管、腹杆为圆管的三角形截面空间桁架,在侧向风力作用下,其风力系数C可取1.3。

f.当风与结构长轴(或表面)成某一角度吹来时,结构所受的风力可以按其夹角分解成两个方向的分力来计算。顺着风向的风力可按下式计算: Pw=CKhqAsin2θ 式中: A——迎风面积,m2 C——风力系数;

θ——风向与结构纵轴的夹角。

风压高度变化系数Kh

起重机的工作状态计算风压不考虑高度变化(Kh=1)。

所有起重机的非工作状态计算风压均需考虑高度变化。风压高度变化系数Kh如下表所示。

风压高度变化系数Kh

离地(海)≤10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 200 面高度h 陆上1.00 1.23 1.39 1.51 1.62 1.71 1.79 1.86 1.93 1.99 2.05 2.11 2.16 2.20 2.25 2.45 0.3(h/10) 海上及岛1.00 1.15 1.25 1.32 1.38 1.43 1.47 1.52 1.55 1.58 1.61 1.64 1.67 1.69 1.72 1.82 上(h/10)0.2 注:计算起重机风载荷时,可沿高度划分成20m高的等风压区段,以各段中点高度的系数Kh乘以计算风压。 计算风压q

a.风压与空气密度和风速有关,可按下式计算:

式中:q——计算风压,N/m2; V——计算风速,m/s。

计算风压规定为按空旷地区离地10m高度处的计算风速来确定。工作状态的计算风速按阵风风速(即瞬时风速)考虑,非工作状态的计算风速按2分钟时距平均风速考虑。 b.计算风压分三种:qI、qⅡ 、qⅢ

qI是起重机正常工作状态计算风压,用于选择电动机功率的阻力计算及机构零部件的发热验算;qⅡ是起重机工作状态最大计算风压,用于计算机构零部件和金属结构的强度、刚性及稳定性,验算驱动装置的过载能力及整机工作状态下的抗倾覆稳定性;qⅢ是起重机非工作状态计算风压,用于验算此时起重机机构零部件及金属结构的强度、整机抗倾覆稳定性和起重机的防风抗滑安全装置和锚定装置的设计计算。不同类型的起重机按具体情况选取不同的计算风压值。

c.室外工作的起重机的计算风压如下表所示。


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