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; G1 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 M ;e0、e1 为 G0、 G1 位置到四支腿中心的距离,按对称轴为直角坐标系定位。
R1、 R2 、R3、R4 分别是 四支腿的支反力 , 其中 R3、R4 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 处迭加,根据受力平衡可得 :图 1 四支腿反力简图R 1 1 G 0 (1 e0 ) G 1(1 e1 ) M (cossin ) 4 b b ba R 2 1 G 0 (1 e0 ) G 1 (1 e1 ) M (cossin ) 4 b b b a R3 1 G0 (1 e0 ) G1(1 e1 )M (cos sin )4bbba R 4 1 G 0 (1 e 0 ) G 1(1 e 1 cos sin ) 4b b ) M ( abe0、e1 为 G0、G1 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 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。
1表 1 徐工 QY130K汽车起重机主要参数类别项目单位参数整机全长mm 14950整机全宽mm 3000整机全高mm 3950尺寸参数第一、二mm 1420mm 2420第二、三轴距第三、四mm 1875第四、五mm 1350第五、六mm 1400行驶状态整机自重kg 55000一/ 二轴kg 9100/9100 重量参数三/ 四轴kg 9100/12500五/ 六轴kg 12700/9700纵向m 7.56支腿距离m 7.6 横向转台尾部回转半径(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 G0,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。
图 2 车轴及转盘中心位置尺寸2由轴重参数得:下车重量G0 =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:9700 3 12700 4.4 12500 5.75 9100 7.62 9100 10.04 9100 11.46 Rc622006.78m则下车重心 G0 到臂架回转中心G1 的纵向距离为 6.78-4.9=1.88m工作臂架回转中心 G1 到两后支腿的纵向距离为 3.63m,上车配重及吊重支点G1 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 e0=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 ,e1=0.15m, G0=622KN,G1=220+380=600KN;(1)当а =1060时吊重至臂架回转中心 G1 的水平距离为 7.01m,吊重产生的力矩M=6.964×220=1542.6KN·m;代入上述公式得:R11 G0 (1e0 ) G1 (1e14 b b1 622(1 1.73 )600(14 3.781 (906.7 576.2 277.7)4) M ( cos sin )b a0.15) 1542.6( cos106sin106 )3.78 3.78 3.8301.3KNR2 1 G0 (1 e0 )G1(1e1)M ( cos sin )4 b b b a1 (906.7 576.2 ( 502.7)) 496.4KN4R3 1 G0 (1 e0 ) G1 (1 e1 )M ( cos sin )4 b b b a1 (337.3 623.8 277.7)309.5 KN43R41 G0 (1e0 ) G1 (1e1)M ( cos sin )4 b b b a1 (337.3 623.8502.7)115.2 KN4(2) 当а =440时吊重至臂架回转中心G1 的水平距离为8.744m, M=8.882×220=1923.7 KN·m。
代入上述公式得:R1 1 G0 (1e0 )G1 (1e1 )M ( cossin)4 b b b a11.73) 600(10.151923.7(cos44 sin 44 622(1 3.78)3.78)4 3.78 3.8 1(906.7576.2 717.7) 191.3KN4R2 1 G0 (1 e0 )G1(1 e1 )M ( cos sin )4 b b b a1(906.7576.2 14.4) 337.1KN4R3 1 G0 (1 e0 ) G1 (1 e1 )M ( cos sin )4 b b b a1(337.3623.8 717.7)419.7 KN4R4 1 G0 (1 e0 )G1(1 e1 )M ( cos sin )4 b b b a1(337.3623.8 14.4) 244KN4(3) 当а =-220时吊重至臂架回转中心G1 的水平距离为13.8m, M=13.65×220=3036KN·m。
代入上述公式得:R11(1e0) G1e1cos sinG0b(1 ) M ( )4 b b a1622(11.73600(10.15)3036(cos 22 sin 22 4 ) 3.7 3.78)3.788 3.8 1(906.7576.2 445.4) 259.4 KN4R2 1 G0 (1e0 )G1 (1e1)M ( cos sin )4 b b b a1(906.7576.2 1044.0) 109.7 KN44R 3 1 G 0 (1 e0 ) G 1 (1e1 ) M ( cos sin ) 4 b b b a1(337.3 623.8 445.4) 351.6 KN 4R4 1 G0 (1 e0 ) G1 (1 e1) M ( cos sin ) 4 b b b a1(337.3 623.8 1044) 501.3KN 42、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 ,e0=1.73 m ,e1=0.15m , G0=622KN,G1=200+380=580KN ; (1) 当а =1060时吊重至臂架回转中心 G1 的水平距离为 7.01m ,吊重产生的力矩 M=7.01×200=1402.6KN ·m ;代入上述公式得:R 1 1 G 0(1 e0 ) G 1 (1 e1 ) M (cossin )4 b bba 1 622(1 1.73) 580(1 0.15 ) 1402.6( cos106 sin106 ) 4 3.78 3.78 3.78 3.81(906.7 557 252.5) 302.8KN4R2 1 G0(1 e0 ) G1 (1 e1) M ( cos sin ) 4 b b b a1(906.7 557 ( 457.1)) 480.2KN 4R 3 1 G 0(1 e0 ) G 1 (1 e1) M ( cos sin ) 4 b b b a 1 (337.3 603 252.5) 298.2KN4R4 1 G0(1 e0 ) G1 (1 e1) M ( cos sin ) 4 b b b a1 (337.3 603 457.1) 120.8 KN 4 (2) 当 а =440 时吊重至臂架回转中心 G1 的水平距离为 8.744m , M=8.744× 200=1748.8 KN ·m 。
代入上述公式得:5R 1 1 G 0 (1 e0 ) G 1 (1 4 b 1 622(1 1.73) 580(1 4 3.78 1 (906.7 557 652.4)4e1) M( cos sin ) b b a0.15) 1748.8( cos44 sin 44) 3.78 3.78 3.8202.8KNR 2 1 G 0 (1 e0 ) G 1 (1 e1) M (cos sin )4 b bb a 1(906.7 557 13.1) 362.7 KN 4R 3 1 G 0 (1 e0 ) G 1 (1 e1) M ( cos sin ) 4 b b b a 1(337.3 603 652.4) 398.2 KN 4R 4 1 G 0 (1 e0 ) G 1 (1 e1) M ( cos sin ) 4 b b b a1 (337.3 603 13.1) 238.4KN 4 (3) 当а =-170 时吊重至臂架回转中心 G1 的水平距离为 13.5m , M=13.5×2 00=2700KN · m 。
代入上述公式得:R 1 1 G 0 (1 e0 ) G 1(14 b 1 622(1 1.73) 580(1 4 3.78 1 (906.7 557 475.3)4e1 ) M (cos sin )bb a0.15 ) 2700( cos 17 sin17 )3.78 3.78 3.8247.1KNR2 1 G0 (1 e0 ) G1 (1 e1) M ( cos sin ) 4 b b b a 1(906.7 557 890.8) 143.2 KN 4R 3 1 G 0 (1 e0 ) G 1 (1 e1) M ( cos sin ) 4 b b b a1 (337.3 603 475.3) 353.9 KN46 专业资料整理R4 1 G0 (1 e0 )G1 (1e1 )M ( cos sin )4 b b b a1 (337.3 603 890.8) 457.8KN4以上各吊装工况下计算各支腿反力如表 2 所示。