行走式臂架型回轉(zhuǎn)起重機回轉(zhuǎn)時起重能力變化規(guī)律的研究

任冬青

（齊齊哈爾軌道交通裝備有限責(zé)任公司 大連研發(fā)中心，遼寧 大連116052）

0 引言

行走式臂架型回轉(zhuǎn)起重機種類繁多，有汽車起重機、輪胎起重機、履帶起重機、門座起重機、鐵路起重機等，在礦山、電力、港口、鋼鐵、化工、鐵路救援等各行業(yè)使用廣泛，在國民經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。本文主要分析行走式臂架型回轉(zhuǎn)起重機在下車固定、上車幅度和臂長一定，做回轉(zhuǎn)動作時，起重機吊重能力的變化規(guī)律。

1 臂架型回轉(zhuǎn)起重機計算工況及數(shù)學(xué)模型建立、分析

1.1 兩個模型

假定行走式臂架型回轉(zhuǎn)起重機在堅實、水平支承面上，下車固定，打支腿或不打支腿時都有矩形傾覆線，上車吊臂幅度和臂長一定，圍繞回轉(zhuǎn)中心做360°回轉(zhuǎn)。上車重力為G1，重心落在起重機橫向平面上，距離起重機回轉(zhuǎn)中心距離為c；下車重力為G2，重心在回轉(zhuǎn)中心線上；吊臂工作幅度為R，吊重物為P，模型如圖1。

圖1 模型

起重機矩形傾覆線長為2a，寬為2b。由于起重機下車相對橫向平面和縱向平面對稱，所以可以只分析起重機上車在［0，π/2］回轉(zhuǎn)角度內(nèi)的吊重能力，［0，2π］角度內(nèi)吊重能力可由起重機在［0，π/2］內(nèi)的吊重能力關(guān)于橫向與縱向平面對稱得出。假定上車回轉(zhuǎn)角度為φ，模型如圖2。

圍繞AC傾覆線列力矩平衡方程：

圖2 模型

P·（R·cosφ-a）=G1·（c·cosφ+a）+G2·a，0≤φ≤arccos（a/R）。圍繞BC傾覆線列力矩平衡方程：

P·（R·sinφ-b）=G1·（c·sinφ+b）+G2·b，arcsin（b/R）≤φ≤π/2。

1.2 起重機圍繞AC傾覆線的起重能力分析

1.3 起重機圍繞BC傾覆線的起重能力分析

arcsin（b/R）<φ≤π/2 時，P（φ）=［G1·（c·sinφ+b）+G2·b］/（R·sinφ-b），，P（φ）在 arcsin（b/R）<φ≤π/2 范圍內(nèi)單調(diào)減。，為最小值；φ→arcsin（b/R）時，P（φ）為無窮大。

1.4 起重機AC、BC傾覆線不傾覆的吊重能力

令 α=arcsin（b/R），β=arccos（b/R），α和β角位置如圖3所示。

如圖3可知，0<α<β<π/2。起重機對AC及BC傾覆線不傾覆的吊重能力P（φ）曲線如圖4。

圖3

1.5 起重能力最大位置

起重機吊重能力需同時滿足圍繞AC和BC傾覆線不傾翻，所以起重機在［0，π/2］角度回轉(zhuǎn)，吊重能力如圖4陰影部分。……