汽车吊机支腿反力计算及梁板受力分析.docx
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汽车吊机支腿反力计算及梁板受力分析
附件三:
汽车吊机支腿反力计算及梁板受力分析
一、模型建立及臂架回转过程受力分析
汽车吊机四点支承受力计算模型简图如图1所示,G0为下车重量;G为上车
和吊重的重量和,移到位于对称轴上的回转中心后产生力矩Meo、ei为G、G
位置到四支腿中心的距离,按对称轴为直角坐标系定位。
Ri、R2、Rb>R4分别是
四支腿的支反力,其中R、R4为近吊装物处两支腿反力,徐工QY130K气车起重机支腿间距如图1中,a=3.78m,b=3.8m。
为简化计算,假设4条支腿支撑在同一水平面内,它们的刚度相同且支撑地面的刚度相同。
1、支点反力计算公式
由图1受力简图,分别计算臂架转化来的集中力矩M和吊重P,最后在支腿
C
K3
6
U\
j
f
r
R1
j
h融
图1四支腿反力简图
处迭加,根据受力平衡可得:
1eoe1cos:
sin:
、
RGo(1计)Gd1»-M()
4bbba
&Jg°(1色)G(1』)-M(込-正)
4ILbbba
R3G°(1-;0)G(1])M()
4_bbba
1e0e1cos口sin«
&蔦G0(1-卫G(1卡M(〒-〒)
e。
、e1为G、G位置到四支腿对称中心的距离。
2、计算底盘重心点位置
当架吊机设边梁时,所需吊幅最大,为13m臂长约为18.8m,根据额定起
重表,幅度14m臂长21.28m最大吊重为29.3t>22t,满足起吊要求。
徐工QY130K气车起重机车长14.95m,宽3m,行驶状态车重55t,主要技术参数详见表1
表1徐工QY130K气车起重机主要参数
类另U
项目
单位
参数
尺寸参数
整机全长
mm
14950
整机全宽
mm
3000
整机全高
mm
3950
轴距
第一、二
mm
1420
第二、三
mm
2420
第三、四
mm
1875
第四、五
mm
1350
第五、六
mm
1400
重量参数
行驶状态整机自重
kg
55000
一/二轴
kg
9100/9100
重量^参数乂
三/四轴
kg
9100/12500
五/六轴
kg
12700/9700
支腿距离
纵向
m
7.56
横向
m
7.6
转台尾部回转半径(平衡重)
mm
4600
吊机支腿纵向距离7.56m,横向距离7.6m,支腿箱体位于2桥和3桥之间以
及车架后端,工作时配重38000kg。
根据车轴及转盘中心位置计算吊装下车重心点G,尺寸位置关系详见图2,由合力矩确定的平行力系中心即为吊车重心。
由轴重参数得:
下车重量G=9100+9100+9100+12500+12700+9700=62200kg上车配重重量=38000kg
上车未加配重时重心到车后边缘距离Rc为:
r9700x3+12700x4.4+12500x5.75+9100x7.62+9100x10.04+9100x11.46
Rc二
62200
=6.78m
则下车重心G到臂架回转中心G的纵向距离为6.78-4.9=1.88m
工作臂架回转中心G到两后支腿的纵向距离为3.63m,上车配重及吊重支点G到支腿对称轴中心O点距离e1=0.15m,下车重心G0到支腿对称中心O的距离eo=1.88-0.15=1.73m。
二、边梁吊装吊机支腿反力计算
边梁重21.97t,不考虑铺装层,按22t计算。
1、边梁吊装支腿反力计算
由以上计算可知:
a=3.8m,b=3.78m,eo=1.73m,e1=0.15m,Go=622KN,G=22O+38O=6OOKN
(1)当a=1060时吊重至臂架回转中心G的水平距离为7.01m,吊重产生的力
矩M=6.964X220=1542.6KN-m代入上述公式得:
1e0ecos。
sin。
Rr;窃[)Gc'LWh〒)
」622(1竺)600(1-吐)-1542.6(沁皿)
4IL3.783.783.783.8
1
(906.7576.2-277.7)=301.3KN
4
1
(906.7576.2-(-502.7))=496.4KN
4
1e0,.e-^,cos^.sina
R3蔦G0(1*)G(1-1)M(--———)
4_bbba
cos二sin_:
鋼|
艮=4G**)G(1_b)M(匕
1
(337.3623.8-502.7)=115.2KN
⑵当a=44°时吊重至臂架回转中心
G的水平距离为8.744m,
M=8.882X
220=1923.7KN•m代入上述公式得:
1eoecosa
RiGo(1——)G(1-旦)-M(
4ILbb
_1
_4
1
(906.7576.2-717.7)=191.3KN
4
壬)
ba
1.73
0.15
cos44sin44
622
(1)-600(1-
)1923.7(
)
II3.78
3.78
3.783.8
R2WG0(1早)G(1*)-M(詈
4_bbb
1
(906.7576.2-14.4)=337.1KN
4
sin二
a
R3」G0(1』)G(1%M(込匹)
4ILbbba
1
(337.3623.8717.7)=419.7KN
4
心G0(1*)GU;)M(詈
1
(337.3623.814.4)=244KN
4
⑶当a=-220时吊重至臂架回转中心
G的水平距离为13.8m,
M=13.65X
4
220=3036KN-m代入上述公式得:
1e0ecosgsina
X4G0(1*)G1(1
11.73
0.15
cos-22
sin-22
4622(13.78)600(V
-3.78)-3036(
3.78
3.8)
=1(906.7576.2-445.4)=259.4KN
4
r1-_丄e0、4__8、…cos°sin°、
R2G°(1匸)G(1-=)-M()
4_bbba
?
)G(1¥)M(b
cos二、sin:
)|
)」
=1(337.3623.8445.4)=351.6KN
4
1eoecosa
R4=G°(1-¥)G(13)M(
4_bbb
1
(337.3623.81044)=501.3KN
4
2、中梁吊装吊机支腿反力计算
中梁重19.65t,不考虑混凝土铺装层残存重量,起吊重量拟按20t计算。
a=3.8m,b=3.78m,e°=1.73m,e1=0.15m,G°=622KN,G=200+380=580KN
(1)当a=10&时吊重至臂架回转中心G的水平距离为7.01m,吊重产生的力矩M=7.01X200=1402.6KN・m代入上述公式得:
1e0ecos。
sin。
R^-G°(1匚)G(1-严)-M(-°^——)
4_bbba
11.730.15cos106sin106、
622
(1)580
(1)-1402.6()
4IL3.783.783.783.8
1
(906.7557-252.5)=302.8KN
4
1丄eo丄eicosasina
R2mG0(13)g(1飞)“(〒-〒)
1
(906.7557-(-457.1))=480.2KN
4
1eo丄丄e^i丄cosa丄sina
R3=-&。
(1-罟)g(「-1)m(--———)
4_bbba
1
(337.3603252.5)=298.2KN
4
R4WG0(1-字)9(1-〒)M(竽
4_bbb
1
(337.3603-457.1)=120.8KN
4
⑵当a=440时吊重至臂架回转中心
G的水平距离为8.744m,M=8.744X
200=1748.8KN•m代入上述公式得:
e°
e0ecosgsina
(1卫卸〒"〒=)
173
0.15、
cos44sin44、
622
(1)580(1
)—1748.8(
)
IL3.78
3.78
3.783.8
4
1
=1(906.7557一652.4)=202.8KN
R2JGod%G(1』)-M(叱-匹4ILbbba
1
(906.7557-13.1)=362.7KN
4
严吒)M(答呼)
=1(337.3603652.4)=398.2KN
4
1e0eicosasina
R4二—G°(1-虫)G(1*e1)-M(
4ILbbba
1
(337.360313.1)=238.4KN
4
⑶当a=-170时吊重至臂架回转中心
G的水平距离为13.5m,
M=13.5X2
00=2700KN・m代入上述公式得:
cos:
sin:
)
ba
cos-17sin-17
622
(1)580
(1)-2700()
4IL3.783.783.783.8
1e0e-i
R,G°(1&)GU-f)-M(
bb
1.730.15
4IL
1十
e1
=1(906.7557-475.3^247.1KN
1
(906.7557-890.8)=143.2KN
4
16丄丄e1丄cos^丄sin^
R3蔦G0(1-e°)G(1丁)M(-°^——)
4_bbba
1
(337.3603475.3)=353.9KN
4
1eoelcosa
巳二①“亍G(1:
M(〒
sin二)
"V)
-1(337.3603890.8)=457.8KN
以上各吊装工况下计算各支腿反力如表2所示
表2各工况下支腿反力计算汇总表
序号
工况
支腿反力
(KN
R
F2
F3
R4
1
吊装边梁
(1)
301.3
496.4
309.5
115.2
2
吊装边梁
(2)
191.3
331.7
419.7
244
3
吊装边梁(3)
259.4
109.7
351.6
501.3
4
吊装中梁
(1)
302.8
480.2
298.2
120.8
5
吊装中梁
(2)
202.8
362.7
398.2
238.4
6
吊装中梁(3)
247.1
143.2
353.9
457.8
四、梁板受力计算
由表2吊机支腿反力计算结果可知,近吊装物处支腿反力最大为R4=49.55t(吊装边梁时),远离吊装物处支腿反力最大为R2=49.45t(吊装边梁时)。
4个支腿支撑在梁面,吊机支腿垫板下方使用4层枕木垛纵横交错布置将荷
载平均分配到
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