吊籃標(biāo)準(zhǔn)懸掛機構(gòu)前米后米的受力分析采用變形協(xié)調(diào)方程計算

1、800型吊籃懸掛機構(gòu)（前3m、后6m）受力分析計算說明書雄宇重工集團股份有限公司江南大學(xué)機械工程學(xué)院吊船工程機械研究所目 錄1.1 懸掛機構(gòu)載荷31.2 懸掛機構(gòu)整體分析41.3 懸掛機構(gòu)分部分析5 AB的組合應(yīng)力校核51.3.2 AB桿穩(wěn)定性校核71.3.3 BD的桿的校核81.3.4 BC的桿的校核101.3.5 CG的桿的校核（受拉力）111.4 鋼絲繩懸掛架銷軸的強度校核111.4.1 剪切強度校核11 擠壓強度校核121.5 鋼絲繩的安全系數(shù)12 LP800吊籃鋼絲繩校核12 LP800吊籃鋼絲繩安全系數(shù)校核121.6綜述131.1 懸掛機構(gòu)載荷新型懸掛機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡圖如下圖所示，點處為

2、支撐點，點處為配重塊，點為吊籃吊點位置。吊籃對點的拉力通過拉攀鋼絲繩傳導(dǎo)到，即的拉力傳導(dǎo)了懸掛機構(gòu)的后端，增加了整體懸掛機構(gòu)的安全性。對該懸掛機構(gòu)受力進行簡化得，點為鉸支座，點為配重塊，為固定鉸支座。其中吊籃載重為800kg，自重為579kg，配重塊為900kg。具體載荷計算為（1）鋼平臺自重：425kg（按3節(jié)×2米=6米）（2）鋼絲繩：50kg（按長度100米×2根×25kg）（3）安全繩：50kg（按長度100米×2根×25kg）（4）電纜線：30kg（按長度100米）（5）重錘：24kg（12kg×2）（6）額定載荷：800k

3、g又因兩個懸掛機構(gòu)吊一個吊籃，故單一懸掛機構(gòu)的吊點受力為=8964N。式中為自重系數(shù)，為1.3。桿=3000，=1092，=6000，與的夾角為=20°與的夾角為°該懸掛機構(gòu)用Q235B材料。由試驗可得，在懸掛機構(gòu)拉攀繩預(yù)緊力為4000N的情況下，單懸掛機構(gòu)點受力6895N，其拉攀繩受力為15108N。1.2 懸掛機構(gòu)整體分析因該懸掛機構(gòu)在之間使用拉攀繩固定，故可對該懸掛機構(gòu)作整體分析，其受力簡圖如下所示根據(jù)靜力平衡得，式中為配重塊處對點的拉力，不是實際配重塊的重力。得4482N，13446N，已知前腿底部點落在樓板面上的面積為S=2752式中，前支腿采用2個801004的

4、方管支撐樓面。得前腿底部點樓板面壓為6.4MPa式中為自重系數(shù)，為1.3。已知每塊配重為25Kg，故僅需18塊配重即可滿足懸掛機構(gòu)的平衡，但為了確保懸掛機構(gòu)的安全，按照2倍安全系數(shù)來配置配重塊數(shù)量，配重塊也僅需36塊。現(xiàn)在需選用36塊配重壓在懸掛機構(gòu)的末端，保持懸掛機構(gòu)的安全。后腿支架上所有36塊配重的總重量為N后腿支架采用2個801004的方管支撐樓面，故其和樓面接觸面積為=1376其對樓面的壓應(yīng)力為=4.3MPa式中為自重系數(shù)，為1.3，后腿下端有2個方管。1.3 懸掛機構(gòu)分部分析1.3.1 AB的組合應(yīng)力校核取為研究對象，其基本受力分析如下圖所示，需通過變形協(xié)調(diào)方程計算拉攀繩受力大小。如

5、下圖所示為懸掛機構(gòu)受力和變形示意圖，前支撐點為鉸支撐，主梁為外伸梁。（a）懸掛機構(gòu)總體變形圖AA（b）空載時局部變形圖 （c）滿載時局部變形圖吊籃懸掛機構(gòu)受力模型及變形圖空載時，即懸掛機構(gòu)吊點處受力=0N，拉攀鋼絲繩的張力等于預(yù)緊力，預(yù)緊鋼絲繩初始伸長和前梁向上彎曲擾度分別為 ； （1）為彈性模量，為鋼管截面積，由圖2（b）可知變形協(xié)調(diào)方程為： （2）鋼管未預(yù)緊時短缺距離，即為鋼管原長端點到前梁為未受力時端點的距離。（1）代入（2）得 （3）滿載時如圖2（c），鋼管總伸長和前梁向下彎曲撓度分別為：； （4）由圖2（c）可知變形協(xié)調(diào)方程： （5）（3）、（4）代入（5）簡化后得鋼管最終張力為：3

6、0027N； =1.007; （6）式中：，通過現(xiàn)場試驗一般取4000N；為鋼絲繩和吊點橫梁的夾角，為20°；為系數(shù)；為拉攀鋼絲繩總長，為=9292mm；為吊點離支撐點的距離，可知=3000mm；為配重后支撐點離前支撐點的距離，可知=6000mm；為懸掛機構(gòu)上支桿的高，為1092mm；為鋼絲繩的截面積，直徑為8.3mm，截面積為54.12；前梁彎曲力為由下式計算： （7）=1306N前梁最大應(yīng)力發(fā)生在截面，為拉彎組合，其值為： （8）=119MPa<MPa其中所選用的801004mm的方管，分別為前梁截面慣性矩、抗彎模量和截面面積：=1994539； =39891； =1376

7、 （9）根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范第節(jié)的要求Q235鋼的抗拉、抗壓和抗彎的設(shè)計值為215MPa1.3.2 AB桿穩(wěn)定性校核因桿長度達(dá)3米，受力軸向力為=28216N故要考慮壓桿穩(wěn)定的問題對于Q235，取GPa，MPa，根據(jù)歐拉公式的柔度界限值為壓桿柔度為 158得為長度因數(shù)，=2；為壓桿橫截面對中性軸的慣性半徑，=38；為壓桿慣性矩，=1994539；為壓桿橫截面積，=1376；式中B為方管長，為80，H為方管寬，為100mm；t為方管厚，為4；為桿長。可知該桿件適用于歐拉公式，即，其校核公式為=83MPa壓桿的工作應(yīng)力為=21MPa故，其穩(wěn)定安全系數(shù)為=4.0>3 滿足要求。 BD的桿的校核取

8、為研究對象，受力分析如下圖所示：鋼絲繩的拉力為N，鋼絲繩與水平桿的夾角=20°，=1092mm，根據(jù)靜力平衡得，1326N，15639N， 729084N·桿的實常數(shù)為80×100×4，其抗彎模量為：39891在桿的危險截面端，其彎曲應(yīng)力為18.3MPa<MPa可求其壓桿柔度為57.5=100式中，為長度因數(shù)，=2； 為桿長.可知該桿件為小柔度壓桿，不適用于歐拉公式，使用強度校核，其壓應(yīng)力為MPa<MPa綜上所述桿是安全可靠的。 BC的桿的校核如圖所示，其鋼絲繩的分力對BC桿的壓力為F，根據(jù)第1.2節(jié)計算得鋼絲繩拉力為為30027N，則F=c

9、os10.3°=29543N。因桿長度達(dá)6米，故要考慮壓桿穩(wěn)定的問題，已知BC桿的材料實常數(shù)為80×100×4Q235的柔度界限值=100 壓桿柔度為158> 可知該桿件適用于歐拉公式。即，其校核公式為=83MPa壓桿的工作應(yīng)力為=21MPa故，其穩(wěn)定安全系數(shù)為=4.0>3 滿足要求。 CG的桿的校核（受拉力）CG桿主要起到抗傾覆的作用，其受拉力，根據(jù)抗傾覆公式=2.1>2式中k為抗傾覆系數(shù)；為單懸掛機構(gòu)配重的總重量（9000N）；為單懸吊機構(gòu)吊頭承重（8964N）；為承重鋼絲繩中心到支點間的距離，為=3000；為配重中心到支點間的距離，為=60

10、00。CG桿承受的最大拉力為配重的總重力，為=6.5MPa=215MPa1.4 鋼絲繩懸掛架銷軸的強度校核需要對鋼絲繩懸掛架銷軸進行剪切和擠壓強度校核。已知銷軸的材質(zhì)為45鋼。軸徑30，查鋼材手冊得45鋼的=355MPa，安全系數(shù)，得許用拉壓應(yīng)力、剪切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力分別為MPa MPaMPa 剪切強度校核已知銷軸所受剪切力=18KN，銷軸的截面積為=706.5，銷軸所示剪切應(yīng)力為=12.5MPa< 擠壓強度校核已知銷軸所受擠壓面積/2=1200，其擠壓應(yīng)力為<故滿足強度要求。1.5 鋼絲繩的安全系數(shù) LP800吊籃鋼絲繩校核LP800吊籃鋼絲繩的安全系數(shù)為n=S×a/W 其中S=58500N，a=2，W=(800+425+50+30+24)= 1329Kg×9.8=13024N.式中：吊籃的額定載重量為800Kg,考慮了吊籃的工作高度及鋼絲繩的自重，懸掛機構(gòu)的抗傾覆系數(shù)應(yīng)大于或等于2。鋼絲繩的重量計算按2根100長的鋼絲繩的自重。單根鋼絲繩的拉力應(yīng)是吊籃額定載重的9倍則n=53190×2/13024=99滿足標(biāo)準(zhǔn)要求 LP800吊籃鋼絲繩安全系數(shù)校核單根鋼絲繩的拉力應(yīng)是吊籃額定載