門座式起重機的旋轉阻力矩的處理

摘 要:門座起重機旋轉阻力矩的處理是選擇旋轉驅動裝置的一個重要環節，它處理的正確與否直接影響到驅動類型的選用，同時也影響到驅動功率的確定。而影響旋轉阻力矩因素中的M風和M斜是受風向影響的，在不同的旋轉范圍內，可能是驅動力矩，也可能是阻力矩，不能一并都看作阻力矩。所以正確處理M風和M斜，又是旋轉阻力矩處理的關鍵。

關鍵詞:門座起重機旋轉機構旋轉阻力矩驅動功率處理

中圖分類號:TH2文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)09(b)-0077-01

門座式起重機旋轉機構設計中，旋轉阻力矩由下面四部分組成:M=M風+M斜+M慣+M摩，其中:風阻力矩M風是作用在旋轉部分和貨物上的風力所產生的阻力矩;傾斜阻力矩M斜是因為流動式起重機，很可能在傾斜情況下作業，此時，由于旋轉部分的自重和貨載不垂直于旋轉平面，旋轉時產生傾斜阻力矩;慣性阻力矩M慣是旋轉機構在起動、不穩定運動狀態時，旋轉部分自重、貨重以及轉動構件作加速運動產生慣性阻力矩;摩擦阻力矩M摩是旋轉支承裝置在運動時的摩擦力所產生的阻力矩。上述四種阻力矩中，M摩和M慣的大小和方向與臂架轉角位置無關，其方向總是與旋轉運動方向相反;M風和M斜不僅大小隨轉角方位變化，而且符號也有時為正，有時為負。在確定不同載荷情況的計算載荷時，應采用不同組合方式。下面重點討論一下M風和M斜的設計計算過程。

1 風阻力矩M風

風阻力矩由兩部分組成，一部分是風吹到貨物上引起的，另一部分是風吹到起重機旋轉部分引起的。圖1為旋轉機構風阻力矩計算簡圖。

起重機旋轉部分處于任意位置，與風向夾角為φ并迎風旋轉時，產生的風阻力矩為:

M風=WⅡ風旋·ρ風旋·sin2φ+WⅡ風貨·Rmax·sinφ=qⅡ風(F風旋·ρ風旋·sinφ+F風貨·Rmax)sinφ

其中:WⅡ風旋是工作時作用在起重機旋轉部分的最大風力;WⅡ風貨是工作時作用在貨物上的最大風力;qⅡ風是工作時最大計算風壓;φ是起重機臂架與風向平面的夾角;F風貨是貨物迎風面積;F風旋是旋轉部分迎風面積(結構物垂直于風力方向平面上的投影面積);ρ風旋是臂架垂直于風向時WⅡ風旋作用線至旋轉中心線的距離。

從M風的計算公式中可以看出:M風是個隨φ角而變化的力矩，當φ從0到180°時，M風是風阻力矩，且當φ=90度時，M風最大，有M風max，M風max=qⅡ風(F風旋·ρ風旋+ F風貨·Rmax)

當φ角從180°～360°時(順風)，M風則不是阻力矩，而是旋轉的驅動力矩了，在選制動器時，應考慮它的影響。

在確定驅動功率時，風阻力矩應視驅動型式來考慮。對于內燃機驅動，由于它沒有過載能力，當阻力矩大于驅動力矩時，內燃機會媳火;對于電力驅動，電動機有一定的過載能力，允許短暫過載，只要不超過許容范圍，機構的旋轉仍能正常進行。因此，對內燃機驅動，按M風計算。對電力驅動。按等效風阻力矩計算:M風(效)=0.7M風max。

2 傾斜阻力矩M斜

傾斜阻力矩M斜是起重機坡度角α所產生，圖2為旋轉機構傾斜阻力矩計算簡圖。

旋轉部分的總重量為V(包括貨物重量)，總重心到旋轉中心線距離為e。由圖2可知，當旋轉部分重心與x—x軸線重合時，V沿斜面的分力為:VX=Vsinα且V在臂架平面內。

當臂架轉過一個角φ時，沿斜面的分力仍為Vsinα，但不在臂架平面內。而與臂架成一φ角。此時分力Vsinα又可分解成沿臂架平面的分力和垂直臂架平面的分力，垂直臂架平面的分力與旋轉方向相反。阻礙起重機旋轉，它所產生的阻力矩M斜即為所求:M斜=Vsinα·sinφ·e

其中:V是旋轉部分的總重量，V=G旋+Q;e是作用點至旋轉中心線的距離;α是坡度傾角;φ是臂架相對于x—x軸線轉過的角度。由上式可知，傾斜阻力矩也是隨φ角而變化的一個變量。當φ=90°時，sinφ=1，M斜為最大值:M斜max =Vsinα·e

和風阻力矩M風一樣，當φ從0～180°時，M斜為正值，是阻力矩，當φ從180～360°時，M斜為負值，是驅動力矩。故在選擇旋轉制動器時也應考慮該力矩的影響，同計算等效風阻力矩一樣的道理，對于電力驅動M斜也應計算等效力矩M斜(效):M斜(效)=0.7M斜max。

3 結語

從以上M風和M斜大小的計算和正負的判定中，可以清楚的看出它們的大小和方向對驅動裝置的選擇影響很大，希望引起重視。在確定驅動功率時，根據不同的驅動型式分析了風阻力矩的各種設計計算方法。

參考文獻

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