800吊籃標(biāo)準(zhǔn)懸掛機(jī)構(gòu)(前3米后6米)的受力分析(采用變形協(xié)調(diào)方程計(jì)算)

1、1800800 型吊籃懸掛機(jī)構(gòu)型吊籃懸掛機(jī)構(gòu)（前（前 3m3m、后、后 6m6m）受力分析計(jì)算說明書受力分析計(jì)算說明書雄宇重工集團(tuán)股份有限公司雄宇重工集團(tuán)股份有限公司江南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院吊船工程機(jī)械研究所江南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院吊船工程機(jī)械研究所2目目 錄錄1.11.1 懸掛機(jī)構(gòu)載荷懸掛機(jī)構(gòu)載荷 .3 31.21.2 懸掛機(jī)構(gòu)整體分析懸掛機(jī)構(gòu)整體分析 .4 41.31.3 懸掛機(jī)構(gòu)分部分析懸掛機(jī)構(gòu)分部分析 .5 51.3.1 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

2、1.4 鋼絲繩懸掛架銷軸的強(qiáng)度校核鋼絲繩懸掛架銷軸的強(qiáng)度校核 .11111.4.1 剪切強(qiáng)度校核.111.4.2 擠壓強(qiáng)度校核.121.51.5 鋼絲繩的安全系數(shù)鋼絲繩的安全系數(shù) .12121.5.1 LP800 吊籃鋼絲繩校核.121.5.2 LP800 吊籃鋼絲繩安全系數(shù)校核.121.61.6 綜述綜述.131331.11.1 懸掛機(jī)構(gòu)載荷懸掛機(jī)構(gòu)載荷新型懸掛機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡圖如下圖所示，點(diǎn)處為支撐點(diǎn)，點(diǎn)處為配重塊，EG點(diǎn)為吊籃吊點(diǎn)位置。吊籃對點(diǎn)的拉力通過拉攀鋼絲繩傳導(dǎo)到，即的AAADCA拉力傳導(dǎo)了懸掛機(jī)構(gòu)的后端，增加了整體懸掛機(jī)構(gòu)的安全性。對該懸掛機(jī)構(gòu)受力進(jìn)行簡化得，點(diǎn)為鉸支座，點(diǎn)為配重塊，為

3、固定鉸EG支座。其中吊籃載重為 800kg，自重為 579kg，配重塊為 900kg。具體載荷計(jì)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（12kg2）（6）額定載荷：800kg又因兩個(gè)懸掛機(jī)構(gòu)吊一個(gè)吊籃，故單一懸掛機(jī)構(gòu)的吊點(diǎn)受力為A=8964N。kP2579080003 . 16895式中為自重系數(shù)，為 1.3。k桿=3000，=1092，=6000，與的夾角為=20ABBDBCADAC4與的夾角

4、為CDAC3 .10)6000/1092arctan(該懸掛機(jī)構(gòu)用 Q235B 材料。由試驗(yàn)可得，在懸掛機(jī)構(gòu)拉攀繩預(yù)緊力為4000N 的情況下，單懸掛機(jī)構(gòu)點(diǎn)受力 6895N，其拉攀繩受力為 15108N。AP1.21.2 懸掛機(jī)構(gòu)整體分析懸掛機(jī)構(gòu)整體分析因該懸掛機(jī)構(gòu)在之間使用拉攀繩固定，故可對該懸掛機(jī)構(gòu)作整體分ADCADCE析，其受力簡圖如下所示根據(jù)靜力平衡得，0yF EPGN，0EMP ABG BC式中為配重塊處對點(diǎn)的拉力，不是實(shí)際配重塊的重力。GC得4482N，G 13446N，EN 已知前腿底部點(diǎn)落在樓板面上的面積為E5S=2752）（9272-1008022mm式中，前支腿采用 2 個(gè)

5、80 100 4 的方管支撐樓面。得前腿底部點(diǎn)樓板面壓為E6.4MPa=EkNS前樓式中為自重系數(shù)，為 1.3。k已知每塊配重為已知每塊配重為 25Kg，故僅需，故僅需 18 塊配重即可滿足懸掛機(jī)構(gòu)的平衡，但為塊配重即可滿足懸掛機(jī)構(gòu)的平衡，但為了確保懸掛機(jī)構(gòu)的安全，按照了確保懸掛機(jī)構(gòu)的安全，按照 2 倍安全系數(shù)來配置配重塊數(shù)量，配重塊也僅需倍安全系數(shù)來配置配重塊數(shù)量，配重塊也僅需36 塊?，F(xiàn)在需選用塊。現(xiàn)在需選用 36 塊配重壓在懸掛機(jī)構(gòu)的末端，保持懸掛機(jī)構(gòu)的安全。塊配重壓在懸掛機(jī)構(gòu)的末端，保持懸掛機(jī)構(gòu)的安全。后腿支架上所有后腿支架上所有 36 塊配重的總重量為塊配重的總重量為N250 369

6、000G 后腿支架采用 2 個(gè)80 100 4 的方管支撐樓面，故其和樓面接觸面積為=1376)2)(2(tbtaabA2mm其對樓面的壓應(yīng)力為其對樓面的壓應(yīng)力為=4.3MPaAGk2后樓1376290003 . 1式中為自重系數(shù)，為 1.3，后腿下端有 2 個(gè)方管。k1.31.3 懸掛機(jī)構(gòu)分部分析懸掛機(jī)構(gòu)分部分析1.3.1 AB 的的組組合合應(yīng)應(yīng)力校核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(jì)AB算拉攀繩受力大小。如下圖所示為懸掛機(jī)構(gòu)受力和變形示意圖，前支撐點(diǎn)為鉸支撐，主梁B為外伸梁。ABCTABCPTTTD6 （a）懸掛機(jī)構(gòu)總體變形圖（b）空載時(shí)局部變形圖 （c）滿

7、載時(shí)局部變形圖吊籃懸掛機(jī)構(gòu)受力模型及變形圖空載時(shí)，即懸掛機(jī)構(gòu)吊點(diǎn)處受力=0N，拉攀鋼絲繩的張力等于預(yù)緊力，AP預(yù)緊鋼絲繩初始伸長和前梁向上彎曲擾度分別為 ； （1）EALTLoo2sin3ooTwaabEI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：EA （2）sinoowL鋼管未預(yù)緊時(shí)短缺距離，即為鋼管原長端點(diǎn)到前梁為未受力時(shí)端點(diǎn)的距離。 （1）代入A（2）得 （3）IbaaALETo3)(2滿載時(shí)如圖 2（c） ，鋼管總伸長和前梁向下彎曲撓度分別為：Lw； （4）EATLL 2sin3PTwaabEI由圖 2（c）可知變形協(xié)調(diào)方程： （5）sinLw （3） 、 （4）代入

8、（5）簡化后得鋼管最終張力為：T30027N；1sinoTTPk =1.007; （6）IbaaALk3)(12ow0LAwLA7式中：，通過現(xiàn)場試驗(yàn)一般取 4000N；0T 為鋼絲繩預(yù)緊力為鋼絲繩和吊點(diǎn)橫梁的夾角，為 20；為系數(shù)；k為拉攀鋼絲繩總長，為=9292mm；L2222ABBDBCBD為吊點(diǎn)離支撐點(diǎn)的距離，可知=3000mm；ABABa為配重后支撐點(diǎn)離前支撐點(diǎn)的距離，可知=6000mm；BCBCb為懸掛機(jī)構(gòu)上支桿的高，為 1092mm；BD為鋼絲繩的截面積，直徑為 8.3mm，截面積為 54.12；A2mm前梁彎曲力為由下式計(jì)算：Q （7）sinQPT=1306N20sin3002

9、78964Q前梁最大應(yīng)力發(fā)生在截面，為拉彎組合，其值為：B （8）coscosZZMTQaTWSWS=119MPa3=4.03 crn滿足要求。滿足要求。1.3.3 BD 的桿的校核的桿的校核取為研究對象，受力分析如下圖所示：BD9鋼絲繩的拉力為N，鋼絲繩與水平桿的夾角=20，30027T，=1092mm，根據(jù)靜力平衡得3 .10BD，0 xF coscosBxTTF，0yF sinsinByTTF，0BMcoscosBP BDMP BD1326N，15639N， 729084NBxFByFBM桿的實(shí)常數(shù)為 801004，其抗彎模量為：BDzW39891HtHtBBHWz6)2()2(333在

10、桿的危險(xiǎn)截面端，其彎曲應(yīng)力為BDB18.3MPaMPaBDzMW彎 215可求其壓桿柔度為57.5=100lip式中，為長度因數(shù)，=2； 為桿長.lBD可知該桿件為小柔度壓桿，不適用于歐拉公式，使用強(qiáng)度校核，其壓應(yīng)力為10MPa p 可知該桿件適用于歐拉公式。即，其校核公式為即，其校核公式為= =83MPa=83MPa22Ecr22158210000壓桿的工作應(yīng)力為壓桿的工作應(yīng)力為=21MPa=21MPaFS故，其穩(wěn)定安全系數(shù)為故，其穩(wěn)定安全系數(shù)為=4.03=4.03 crn11滿足要求。滿足要求。1.3.5 CG 的桿的校核的桿的校核（受拉力）（受拉力）CG 桿主要起到抗傾覆的作用，其受拉力

11、，根據(jù)抗傾覆公式=2.122PaLGk,3000896460009000式中 k 為抗傾覆系數(shù)；為單懸掛機(jī)構(gòu)配重的總重量（9000N） ；G為單懸吊機(jī)構(gòu)吊頭承重（8964N） ；P為承重鋼絲繩中心到支點(diǎn)間的距離，為=3000；aAB為配重中心到支點(diǎn)間的距離，為=6000。LBCCG 桿承受的最大拉力為配重的總重力，為G=6.5MPa=215MPaSG拉CG13769000 1.41.4 鋼絲繩懸掛架銷軸的強(qiáng)度校核鋼絲繩懸掛架銷軸的強(qiáng)度校核需要對鋼絲繩懸掛架銷軸進(jìn)行剪切和擠壓強(qiáng)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S2f 拉壓應(yīng)力、剪

12、切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力分別為MPa 177.5Sf MPa 0.577205MPa 1.8425P1.4.1 剪切剪切強(qiáng)強(qiáng)度校核度校核已知銷軸所受剪切力=18KN，銷軸的截面積為=706.5 ，銷SF24Sd2軸所示剪切應(yīng)力為=12.5MPaSFS2 121.4.2 擠壓強(qiáng)擠壓強(qiáng)度校核度校核已知銷軸所受擠壓面積/2=1200 ，其擠壓應(yīng)力為80 30S 2 7.5MPa2 PPS P故滿足強(qiáng)度要求。故滿足強(qiáng)度要求。1.51.5 鋼絲繩的安全系數(shù)鋼絲繩的安全系數(shù)1.5.1 LP800 吊吊籃鋼絲繩籃鋼絲繩校核校核LP800 吊籃鋼絲繩的安全系數(shù)為n=Sa/W 其中S=58500N，a=2，W=(800+425+50+30+24)= 1329Kg9.8=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(jī)構(gòu)的抗傾覆系數(shù)應(yīng)大于或等于 2。鋼絲繩的重量計(jì)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=531902/13024=99滿足標(biāo)準(zhǔn)要求1.5.2 LP800 吊吊籃鋼絲繩籃鋼絲繩安全系數(shù)校核安全系數(shù)校核單