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4 重物受到吊索提升的力 F 的作用

2019-09-08 塔吊技术

  工程塔吊中的理论力学_建筑/土木_工程科技_专业资料。工程塔吊中的理论力学 塔吊,即塔式起重机。机身很高,像塔,有长臂,轨道上有小车,可以在轨 道上移动,工作面很大,主要用于建筑工地等处。塔吊一般用于建筑施工、货物 搬运、部分事故现场处理等场合,主要作为

  工程塔吊中的理论力学 塔吊,即塔式起重机。机身很高,像塔,有长臂,轨道上有小车,可以在轨 道上移动,工作面很大,主要用于建筑工地等处。塔吊一般用于建筑施工、货物 搬运、部分事故现场处理等场合,主要作为材料、货物等的高空运输或质量较大 物体的运送的工具。 塔吊一般由外套架、回转轴承、塔冒、平衡臂、平衡臂拉杆、起重臂(吊臂)、 起重臂拉杆、电源、支架、变幅小车,起重吊钩、驾驶室等几部分组成。另外工 作时塔机安全装置还应主要包括:行程限位器和荷载限制器。行程限位器有:起 升高度限位器、回转限位器、幅度限位器。 1 塔吊静力学分析 塔吊静止时(考虑有载荷情况,且忽略风力),其主要受四个力作用,左侧 重物,右侧重物的重力,机构自身重力,地面对其的约束力(可分解为沿 x 轴 Fx 的和 y 轴的 Fy),以及一个附加力偶。 空载时为保证塔吊不会向左倾倒,整个构件必须满足平衡方程: ∑MA=0, W2 a+FBb-W1(b+e)=0; 限制条件 FB≥0. 安全的前提下,要保证机身满载是平衡而不向右倾倒,则必须 ∑MB=0, W2(a+b)-FAb-W1-Wmaxlmax=0; 限制条件 FA≥0. 如图对塔吊左侧的平衡臂,由平衡条件得: ∑Fx=0, F1cosθ =Fx; ∑Fy=0, F1sinθ +Fy=W2+m1g; ∑M=0, (F1sinθ -W2)l1=m1gl2; 2 塔吊工作时的运动情景分析 动力情况: 1 塔吊受到动力装置提供的动力矩 M 的作用。 2 重物自身受重力 Mg 作用。 3 塔吊工作时还要考虑风力的作用,即受 F 风力的作用。 4 重物受到吊索提升的力 F 的作用。 运动情况: 1 重物在塔吊吊索的提升下在竖直方向向上或向下平动; 2 重物在变幅小车的作用下沿水平方向向左或向右平动; 3 在旋转机构的作用下塔吊吊臂在水平面内转动,从而带动重物在水平面上转 动。 以地面作为固定参考系,连体基建立在塔吊吊臂上。当重物同时参与三个分运动 时,则重物的绝对运动是重物三个分运动的合运动。 过程分析: 第一阶段,重物在塔吊吊索的提升下竖直上升运动,先匀加速,后匀速,再匀减 速,当到达所需高度时,重物停止上升;第二阶段,变幅小车沿吊臂运动,带动 小车平动,当到达所需位置时,重物停止平动;第三阶段,吊臂在旋转装置的作 用下旋转,带动重物旋转到所需位置的正上方,停止旋转;最后,吊索带着重物 下降到所需地点。 我们仅对第二阶段分析: 变幅小车带动重物以速度 V0 水平匀速运动,由于突然刹车,重物会因惯性绕 O 点向前摆动,这时会产生很大的惯性力。安博电竞 变幅小车刹车后,取自然坐标系 列运动微分方程: mg dv/dt=-mg sinθ ① mg v/l=F-mg cosθ ② 由式②得: F=mg(cosθ +v /2gl) 其中 v 及 cosθ 均为变量。由式①知重物做减速运动,故可判 断出在初始位置θ =0 时吊索的拉力最大,最大为: Fmax=mg(1+v0 /2gl) 可见, 变幅小车的行走速度不能太大,应力求平稳;在不影响塔吊工作安全的 条件下,吊索尽量长些,以减小动荷因数。 根据塔吊的动力学分析情况可知,在塔吊操作时,应当尽量使运动保持平 2 稳,加速度要尽可能的小,以避免产生过大的惯性力或惯性力力矩。另外也应当 避免多种运动情况同时出现,这样既有利于操作又有利于安全。