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        塔式起重機(jī)力矩限制器調(diào)試不準(zhǔn)原因探討

        2010-03-16 01:18:48黎秉恩閻書軍
        裝備制造技術(shù) 2010年11期
        關(guān)鍵詞:限制器垂直距離平頭

        黎秉恩,閻書軍

        (1.南寧市騰安建機(jī)租賃有限責(zé)任公司,廣西 南寧 530001;2.廣西建工集團(tuán)建筑機(jī)械制造有限責(zé)任公司,廣西 南寧 530001)

        力矩限制器系塔式起重機(jī)(下簡稱為塔機(jī))中最重要的安全裝置之一,其安裝、調(diào)試的準(zhǔn)確性,關(guān)系到整臺(tái)塔機(jī)的安全運(yùn)行。如果在調(diào)試中不準(zhǔn)確,勢必影響到整機(jī)的安全性。調(diào)試安全系數(shù)太大,又不能充分發(fā)揮塔機(jī)的使用效率;但調(diào)試安全余度過小,又不安全。所以作為工程技術(shù)人員,認(rèn)真研究分析塔機(jī)的力矩限制器,對(duì)于工程實(shí)際來說非常重要。然而我們在調(diào)試雙拉桿式塔機(jī)力矩限制器時(shí)發(fā)現(xiàn):單拉桿式、平頭式(無拉桿式)塔機(jī)力矩限制器調(diào)試時(shí)是比較準(zhǔn)確的,而調(diào)試雙拉桿式塔機(jī)力矩限制器往往很難。仔細(xì)比較會(huì)發(fā)現(xiàn),隨著塔機(jī)的雙拉桿在臂架上的距離越遠(yuǎn),調(diào)試準(zhǔn)確的難度越大。下面從力學(xué)分析的原因出發(fā),分析雙拉桿式塔機(jī)力矩限制器調(diào)試不準(zhǔn)的原因。

        1 塔機(jī)與力矩限制器調(diào)試有關(guān)部件的力學(xué)模型

        由分析可知,塔機(jī)所承受的力矩,跟塔機(jī)臂架、平衡臂、配重、起重量、吊鉤、變幅小車、鋼絲繩等等有關(guān),同時(shí)也會(huì)隨著工作幅度的變化而變化。然而臂架、平衡臂、配重、吊鉤、變幅小車、鋼絲繩等系塔機(jī)固有部件,即對(duì)塔機(jī)所形成的力矩可以看成一個(gè)常數(shù),不會(huì)隨起重量、幅度等變化而變化,為簡化起見,所以在下面的分析中不予考慮。

        雙拉桿式、單拉桿式塔機(jī)塔頂節(jié)架一般都采用空間桁架結(jié)構(gòu),主肢與腹桿之間假設(shè)以鉸鏈的形式連接,塔頂節(jié)架和臂架的受力模型簡化如圖1、圖2、圖3。

        圖1 單拉桿塔機(jī)受力模型

        圖2 雙拉桿塔機(jī)受力模型

        圖3 平頭塔機(jī)臂架受力模型圖

        3種形式塔機(jī)力矩限制器安裝處的受力分析分述如下。

        2 單拉桿塔機(jī)

        對(duì)單拉桿塔機(jī)而言(如圖4),由

        圖4 單拉桿塔機(jī)受力分析圖

        式中,

        Q幅度為X時(shí)塔機(jī)的額定起重總質(zhì)量;

        q吊具等總質(zhì)量;

        x工作幅度;

        r臂架鉸點(diǎn)到回轉(zhuǎn)中心距離;

        TA臂架拉桿的內(nèi)力;

        dA為B點(diǎn)到臂架拉桿的垂直距離;

        N力矩限制器所在塔頂節(jié)架主肢的內(nèi)力;

        SA為O點(diǎn)到臂架拉桿的垂直距離;

        d1為O點(diǎn)到力矩限制器所在塔頂節(jié)架主肢的垂直距離

        又,對(duì)某塔機(jī)而言,

        r、q、d1、dA、SA均為常量,由此假設(shè)

        而(Q+q)(x-r)即為塔機(jī)相應(yīng)幅度額定起重總質(zhì)量加吊具系統(tǒng)總質(zhì)量之和對(duì)臂架鉸點(diǎn)的力矩,由參考文獻(xiàn)[1]可知,(Q+q)(x-r)為塔機(jī)起重特性表的繪制時(shí)的恒力矩,也就是說N的大小與(Q+q)(x-r)成正比,即:力矩限制器所在塔頂節(jié)架主肢受力后變形與(Q+q)(x-r)成正比,

        所以單拉桿式塔機(jī)力矩限制器調(diào)整時(shí),是比較準(zhǔn)確的。

        3 雙拉桿式塔機(jī)

        對(duì)雙拉桿式塔機(jī)而言(如圖5),由

        圖5 雙拉桿塔機(jī)受力分析圖

        ∑MB=0可知,

        又由

        式中,

        SA為O點(diǎn)到臂架內(nèi)拉桿的垂直距離;

        SB為O點(diǎn)到臂架外拉桿的垂直距離;

        dA為B點(diǎn)到臂架內(nèi)拉桿的垂直距離;

        dB為B點(diǎn)到臂架外拉桿的垂直距離;

        TA、TB分別為塔機(jī)內(nèi)外拉桿的內(nèi)力;

        其他d1、x、r等與上同。

        由式(5)得

        N取決于TA、TB,而TA、TB隨幅度和起重總質(zhì)量變化而變化,但是對(duì)某塔機(jī)而言r、q、d1、dA、SA、SB均為常量。

        當(dāng)幅度在內(nèi)拉桿以內(nèi)時(shí),由分析可知:TB≈0,由式(4)得

        幅度在外拉桿以外時(shí),由分析可知TA≈0,由式(4)可知

        由式(7)、式(9)可知

        即雙拉桿式塔機(jī),按照塔機(jī)特性表在外拉桿以外幅度調(diào)整力矩限制器時(shí),與在內(nèi)拉桿以內(nèi)調(diào)整,會(huì)形成N1≠N2,也就是在最大幅度調(diào)試力矩限制器,不能滿足最大起重總質(zhì)量處的力矩限制器的調(diào)整。同時(shí)由

        N1/N2=dB/dA≠1可知,如果N1=N2,必需dB=dA,即內(nèi)外拉桿重合,由上式分析不難得知,內(nèi)外拉桿距離較近時(shí),N1、N2較近;內(nèi)外拉桿距離較遠(yuǎn)時(shí),N1、N2較遠(yuǎn)。

        4 平頭塔機(jī)

        對(duì)平頭塔機(jī)而言(如圖6),由

        圖6 平頭塔機(jī)受力分析圖

        ∑Mo=0可得

        即平頭塔機(jī)安裝力矩限制器的主肢受力,跟塔機(jī)的力矩成正比,由此可以斷定,平頭式塔機(jī)力矩限制器安裝處臂架上弦桿的變形

        所以平頭式塔機(jī)力矩調(diào)整時(shí)也是非常準(zhǔn)確的。

        5 結(jié)束語

        通過以上分析,可以得出以下結(jié)論:單拉桿、平頭式塔機(jī)力矩限制器,按照起重特性表調(diào)整時(shí),是比較容易的,而雙拉桿式塔機(jī)調(diào)整起來就比較困難。而且雙拉桿式塔機(jī)內(nèi)外拉桿距離越遠(yuǎn),調(diào)整力矩限制器越難,越近,則越容易。

        [1]GB/T 5031-2008,塔式起重機(jī)[S].

        [2]GB/T13752-92,塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

        [3]顧迪民.工程起重機(jī)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1985.

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