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,G
０为下车重量;Ｇ
1
为上车
与吊重得重量与,移到位于对称轴上得回转中心后产生力矩M;e
0、e
１
为G
、G
1
位
置到四支腿中心得距离,按对称轴为直角坐标系定位、R
1、Ｒ
２
、R
3
、R
4
分别就是
四支腿得支反力,其中Ｒ
3、R
４
为近吊装物处两支腿反力,徐工QY130K汽车起重机
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,它们得刚度相同且支撑地面得刚度相同。
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得集中力矩M与吊重P,最后在支腿处迭加,根据受力平衡可得:
图1 四支腿反力简图
e 0、e
1
为G
、Ｇ
1
位置到四支腿对称中心得距离。
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汽车起重机车长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汽车起重机主要参数
类别项目单位参数
尺寸参数整机全长mm １4９50 整机全宽mｍ３00０整机全高mm 3９50
轴距第一、二mｍ1420 第二、三mm2４2０第三、四ｍm1875 第四、五mｍ1350 第五、六mm14０0
重量参数行驶状态整机自重ｋg 55０00
一/二轴kg ９100/9１00 三/四轴kｇ910０/125０0 五/六轴ｋg１2700／9７00
支腿距离
纵向ｍ7、56
横向ｍ７。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桥与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,由合力矩确定得平行力系中心即为吊车重心。
图2 车轴及转盘中心位置尺寸
由轴重参数得:下车重量G
=9100+９100+9100+12５00+１2700+97０0＝622００ kｇ
上车配重重量=38０00 kg
上车未加配重时重心到车后边缘距离Ｒc为:
9700312700 4.412500 5.7591007.62910010.04910011.46
62200
6.78Rc m ?+?+?+?+?+?=
=
则下车重心G ０到臂架回转中心G １得纵向距离为6、78-4。9=1.88m
工作臂架回转中心Ｇ１到两后支腿得纵向距离为3。63ｍ,上车配重及吊重支
点G 1到支腿对称轴中心Ｏ点距离e １＝０.1５ｍ,下车重心G 0到支腿对称中心O 得距离e 0=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,ｅ0＝1、73 m,e 1=０。1５ｍ, G ０=62２KN,G 1=2２０+3８0=600KN;
(１)当а＝１060时吊重至臂架回转中心Ｇ1得水平距离为７.0１ｍ,吊重产生得力矩M=6、964×２2０=１54２.６K Ｎ·m;代入上述公式得:
011011cos sin (1)(1)()41 1.730.15cos106sin106622(1)600(1)1542.6()4 3.78 3.78 3.78 3.81
(906.7576.2277.7)301.34
e e R G G M b b b a KN αα??=
++--+????
??=
++--+????=+-=
(2)当а=440时吊重至臂架回转中心G 1得水平距离为8.744m,M=8、882×22０=１92３。7 KN ·m 、代入上述公式得:
011011cos sin (1)(1)()41 1.730.15cos 44sin 44622(1)600(1)1923.7()4 3.78 3.78 3.78 3.81
(906.7576.2717.7)191.34
e e R G G M b b b a KN αα??=
++--+????
??=
++--+????=+-=
(３)当а=—２20时吊重至臂架回转中心G 1得水平距离为13。8m,Ｍ＝１3。65×2２0=３036KN ·m 。代入上述公式得:
011011cos sin (1)(1)()41 1.730.15cos 22sin 22622(1)600(1)3036()4 3.78 3.78 3.78 3.81
(906.7576.2445.4)259.44
e e R G G M b b b a KN αα??=
++--+????
--??=
++--+????=+-=
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 0=1、７3 m,e 1＝０.15ｍ, G 0＝622KN,G 1＝２00+３8０＝580KN;
(1)当а=106０时吊重至臂架回转中心G １得水平距离为7、01m,吊重产生得力矩M ＝７、01×２０0=1402.6KN ·m;代入上述公式得:
011011cos sin (1)(1)()41 1.730.15cos106sin106622(1)580(1)1402.6()4 3.78 3.78 3.78 3.81
(906.7557252.5)302.84
e e R G G M b b b a KN αα??
=
++--+????
??=
++--+????=+-=
(2)当а=440时吊重至臂架回转中心Ｇ1得水平距离为8。744m,M=8。744×200＝１748、8 KN ·ｍ。代入上述公式得:
011011cos sin (1)(1)()41 1.730.15cos 44sin 44622(1)580(1)1748.8()4 3.78 3.78 3.78 3.81
(906.7557652.4)202.84
e e R G G M b b b a KN αα??=
++--+????
??=
++--+????=+-=
(3)当а=-17０
时吊重至臂架回转中心G 1得水平距离为13、5m,M=13、5×2 0０＝2700ＫN ·m 。代入上述公式得:
011011cos sin (1)(1)()41 1.730.15cos 17sin 17622(1)580(1)2700()4 3.78 3.78 3.78 3.81
(906.7557475.3)247.14
e e R G G M b b b a KN αα??
=
++--+????
--??=
++--+????=+-=
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
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3片梁上,受力范围为3。0m×3.0m,每片梁受力为５0。1３/3=16.7t,根据梁板设计图纸,原空心梁板荷载按照公路一级设计,查《公路工程技术标准》(JＴJ 0０1—９7),计算荷载为“汽—超2０",验算荷载为“挂车—1２０”,其荷载分布如图3所示。
图3 挂车—１2０荷载分布图(重力单位:KN;尺寸单位:ｍ) 由图3可知,“挂车—120”１、2ｍ×３.2ｍ范围内承受６０0ＫN得轴重,在不考虑前、后方车辆荷载得情况下,根据轴压横向布置,每片梁承载能力亦为１5t,承载力大于本方案吊机支腿反力,梁板结构能满足受力要求。?