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水平臂式塔机顶部支撑形式对起升动载系数的影响_论文

第3 9卷 第 1 7期  2   0   1   3 年 6 月  山  西  建  筑  S HA NXI   ARC HI T EC T U RE   V 0 1 . 3 9   No . 1 7   J u n . 2 0 1 3   ?21 5?   ? 机 械 与 设 备 ?   文章编号 : 1 0 0 9 — 6 8 2 5 ( 2 0 1 3 ) 1 7 — 0 2 1 5 - 0 2   水 平 臂 式 塔 机 顶 部 支 撑 形 式 对 起 升 动 载 系 数 的 影 响  王   强  ( 贵 州交通职业技术学院汽车工程系 , 贵州 贵阳 5 5 0 0 0 8 )   摘 要: 以Q T Z 1 2 5 0型塔机 的两 种顶部支撑形 式结构为例 , 使 用动力有限元方法 , 从 下降制动 工况的角度 对不 同顶部 支承形式对  塔机起升动载 系数 的影响进行 了分析 。结 果表 明 , 顶部支承形式 的不同对塔机 整体结构 的动 力学 特性和 起升动载 系数 的影响不  大, 从 而为塔机起升动载系数的进一步改进提供 了参考。   关键词 : 塔 式起重机 , 起升动载 系数 , 动力分析 , 有 限单 元法  中图分类号 : T U 7 3 1   文献标识码 : A   O   引 言  升动载系数有何影响进行深入研 究的情况下 , 仅凭借 经验将 起升  缺  动载系数法是 目前世界上计算塔 机动载荷 的最 主要 方法 , 其  动载系数确定为起升速度和工作 级别 的函数 显然存在 片面性 , 3 ) 近年来 , 随着技术的进步 和分析手段 的提高 , 出现 了  通过在静 载 的基 础上乘 以一个 大于 1 的动载 系数来 考虑动态 效  乏说明力 ; 这些塔 机的动载计算是否 也可 以沿用 以往 的计算  应对塔机结构和机构 的影响 , 其 实质仍是 一种静力 计算方 法。各  多种 新型塔机 , 方法值得探讨 。   国标准均使用数个动载 系数 以考 虑塔机 在不 同工 况下 的动 载情  况, 其中起升动载系数 : 是动载系数中较为重要 的一个系数 , 其所  对应 的工况是塔机主要的工作 工况 , 也是振动比较剧烈 的工况。   可见 , 对起升 动载系数 :的确定 还有待进 行更深 入 的研究 ,   而了解其与塔机结构 具体 形式 之间 的关 系是一项 很有 实 际意义  它将为塔机动 载荷 的合 理计 算奠定基础 。   起 升动载系数  是 指起 升质 量 突然 离 地起 升 或 下 降制 动  的工作 , 时, 起升载荷对承 载结构 和机构 产生 的附加 动载荷作 用 。 目前 世  1   塔机 动 力特性 分析  界 上主要 的起重机设计规范均借鉴了德 国的 D I N标 准 , 人为 的规  塔机结构 型式的不 同主要表现在顶部 支承形式 ( 包括 塔帽和  平衡臂 ) 的不 同上 , 目前 , 广 泛采用 的有 两种顶 部 支承形 式 : 塔帽  定 了起 升动载系数 : 的取值方法 , 如式( 1 ) 所示 :   2 = , (  , c )   ( 1 )   式 和撑杆 式 , 而平头式塔机 因其 结构 的特殊 性应作 为特例单 独研  其中, ,为 妒  的取值函数 , 依各 国标准 的不 同而稍有 不 同, 但  究 。Q T Z 1 2 5 0型塔机 的这两种顶部支 承形式 的结构 简图如图 1 所  都 确定 为载荷起升速度 与塔机工作级别 C的函数 。   示 。从 图中可以看出 , 两者 的塔 身和 吊臂均采 用 了相 同的几 何形  如 德 国于 1 9 8 4年 颁布 的德 国工业标 准 D I N 1 5 0 1 8起 重机 承  式 和参数 , 不 同的仅是塔 帽 和平衡 臂。而且 , 两者 的总质 量 和起  载钢结 构计 算原则中起升动载系数 妒  的计算式如 表 1 所示 。   升特性 曲线也 基本 相同 。   表 1 德国D I N1 5 0 1 8标准 中 他 取值表  起升速度 J / m? m i n 一 。   级 别  Hl   首先使用 S A P 8 4软件对这两种塔 机进 行特征值 分析 , 以 了解  它们 的动力学基本 特性 , 即固有 频率和相应 振型 。为 了简化 分析  采用 了如下计算假 定 :   ≤9 0   t P2   >9 0   13   . 1 . 1+0 . O O 2   2v h   1 . 2+0 . O O 44   1 ) 底架和基础相连 , 与塔身 、 吊臂等梁 杆系统相 比 , 其 刚度要  大得 多 , 所 以可认 为是刚性 固定 的 ; 2 ) 忽 略结 构阻尼 的影 响 , 认为  整个振动 系统 仅是弹性一质量系统 , 由于阻 尼对结构 振动起 削弱  l _ 6   1 . 3+O . O O 6   6   1 . 9   儿  1 . 4+O . 0 0 8   8   2 . 2   这种 确定起 升动载系数 :的方 法虽然为 塔机的实 用计算 提  供 了方便 、 易于推广普及 , 但同时也带来了一系列问题 :   作用 , 所 以这种简化是 偏于保 守 的 ; 3 ) 由于要求 塔机 必需工 作在  弹性 范围内、 不能进入 塑性 阶段 , 所 以可 以忽 略各种非 线性 因素 ,   认为振 动是线 性振动 。   1 ) 各种标准虽然都将起重机划分 了不 同的起升等级 ( 工作 级  别) , 并规定按起升等级计算起升 动载 系数 , 但标准 中对起重机 等  通过计算 得到的两者前 4 阶振型分别如 图 2 和图3 所示 。   级 的划分原则 和划分方法叙述的较为笼统 , 在 实际操作 中存在 一  2 起 升 动载 系数 计算  由于载荷下 降制动工

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