輪胎起重機穩(wěn)定性支腿反力計算

1、輪胎起重機穩(wěn)定性、支腿反力計算1、基本符號及參數(shù)回轉(zhuǎn)支承以下結(jié)構(gòu)自重(不包含回轉(zhuǎn)支承自重)mg1,重心坐標(biāo)Xg1, Yg1, Zg1,風(fēng)力作用面積及中心高areaw1x， Zw1x， areaw1y， Zw1y?；剞D(zhuǎn)支承下安裝面高度 Hz21(支腿)，hz211 (輪胎)支腿縱向間距s支腿橫向間距b回轉(zhuǎn)中心線相對于支承面形心的偏心距ex， ey。坡度角angleps，anglepb。采用輪胎支撐援用支腿縱橫向間距概念，軸距LS,輪距LB。計算基準(zhǔn)：回轉(zhuǎn)中心線、支腿支承面/ 輪胎支承面?；剞D(zhuǎn)支承以上固定部分結(jié)構(gòu)自重mg21,重心坐標(biāo) Xg21, Yg21, Zg21,風(fēng)力作用：areaw21x，

2、 Zw21x， areaw21y， Zw21y， xw21y?；剞D(zhuǎn)支承以上擺動部分結(jié)構(gòu)自重mg2b重心坐標(biāo) Xg2b, Yg2b, Zg2b,風(fēng)力作用：areaw2bx， Zw2bx， areaw2by， zw2by， xw2by?；剞D(zhuǎn)支承以上結(jié)構(gòu)自重 mg2重心坐標(biāo) Xg2, Yg2, Zg2,風(fēng)力彳用：areaw2x, Zw2x, areaw2y， zw2y， xw2y。臂架下鉸點坐標(biāo)Xb， Yb， Zb。計算基準(zhǔn)：回轉(zhuǎn)中心線、回轉(zhuǎn)支承下安裝面。不包括取物裝置(吊鉤等)。臂架長度L0(i) ， 質(zhì)量、重心及迎風(fēng)面積mgb(i) ， xgb(i) ， ygb(i) ， zgb(i) ，are

3、awgbx(i) ， xwgbx(i) ， areawgby(i) ， xwgby(i) ?；鶞?zhǔn)：對臂架尾部鉸點及縱軸線。頭部結(jié)構(gòu)尺寸L11， L12 ， L13。臂架頭部等效質(zhì)mgbeq有效起升載荷mgq。吊鉤質(zhì)量mgd。動滑輪組、拉臂繩質(zhì)量及長度 mgdh mgdk(i) , ldk (i )n回轉(zhuǎn)速度rpm , Time2回轉(zhuǎn)起制動時間s。Angle臂架仰角Angleaal臂架平面內(nèi)貨物偏擺角，Angleaa2垂直臂架平面貨物偏擺角自重沖擊系數(shù)coffwl 0起升動載系數(shù)coffw2。vhs, vrs起升、變幅單純純速。mhs, mrs鋼絲純單位長度質(zhì)量。貨物懸掛高度Hzq。上車臂架軸線

4、與底架縱向軸線的夾角 anglebx。2、整機重心及迎風(fēng)面計算整機重心(計算基準(zhǔn)為回轉(zhuǎn)中心線，支承面)臂架Xgb1=xb xgb(i) cos(angle) zgb(i) sin(-angle)Zgb1=zb zgb(i) cos(-angle) -xgb(i) sin(angle)Ygb1=ygb(i)變幅拉臂繩組Xk=xb (l0(i) -112) cos(-angle) 113 sin( -angle) zk=zb 113 cos(-angle) -(l 0(i) -112) sin( -angle) lkm= . (xk -xm)areaw 2 y (zk - zm)2 zk - zm

5、、 angkmh=atan()xk - xmmgrs=(lkm -Jdk(i) ar mrs 變幅動滑輪組總質(zhì)量mgdrMgdr=mgrs mgdh mgdk(i)Xgdr=5/16xm(lkm -ldk(i)(2mgrs mgdh (lkm Tdk(i) mgdk(i) (lkmldk2)cos(angkm h)mgdrZgdr=ldk(i)父sin(angkm h) 2Xg2b=(-km-ldk(i) mgrs mgdh (lkm -ldk(i) mgdk(i) (lkmZg2b二mgb(i) zgbl mgdr zgdrYg2b=mgb(i) ygb1 mg2b mg2bAreaw2 b

6、x=areawgbx(i) sin( angle)Areaw2by=areawgby (i)Zw2bx=zb xwgbx(i) sin(angle)Zw2by=zb xwgby(i) sin(angle)Xw2by=xb xwgby(i) cos(angle)(變幅純及動滑輪組迎風(fēng)面積忽略不計)上車重心及迎風(fēng)面積（不含起升吊鉤、起升鋼絲繩）Mg2=mg21 mg2b16/16Xg2=xg21 mg21 xg2b mg2bmg2Yg2=yg21 mg21 yg2b mg2b mg2Zg2=zg21 mg21 zg2b mg2bmg2Areaw2x=areaw21x areaw2bxAreaw2y

7、=areaw 21y areaw2byc areaw21x zw21x areaw2bx zw2bxZw2x=areaw 2xZw2y=areaw21y zw21y areaw2by zw2byareaw2 yxw2y=areaw21y xw21y areaw2by xw2byXg二mg1 xg1 mg2 (xg2 cos(-anglebx) yg2 sin(-anglebx)mg1 mg2Yg=mg1 yg1 mg 2 (yg2 cos(-anglebx) - xg2 sin(-anglebx)mg1 mg2Zg=mg1 zg1 mg2 (hz21 zg2)mg1 mg 2mgbeq= mg

8、b(i) xgb(i)對傾覆邊 CD anglebx=180 s9.8 kmg (mg1 mg2) ( ex xg) cos(angleps) - zg sin(angleps) Mwcd1=2s-9.8 kmq mq (r - -ex) cos(angleps) - hzq sin(angleps)2對傾覆邊 AD anglebx=270b9.8 kmg (mg1 mg2) ( ey yg) cos(anglepb) -zg sin(anglepb) Mwad1=2b一9.8 kmq mq (r - -ey) cos(anglepb) hzq sin(anglepb) 2支腿工況，四個方位k

9、mg=1.0Kmq=.25 0.1 .mq帶載運行，前進或后退方向二個方位，anglebx=0、180kmg=1.0Kmq=.33 0.1 m1gbeqmq3.2、工作穩(wěn)定性帶載回轉(zhuǎn)，風(fēng)順臂架方向(2 二 n)2 r . 0.5 q2 angleaa1= atan( 601000 )2 二 n 29.8 -0.4 hzq ()260貨物懸掛長度取為0.4倍貨物懸掛點高度值。對傾覆邊AB anglebx=0s9.8 kmg (mg1 mg2) (-ex-xg) cos(angleps) -zg sin(angleps) 2S一9.8 kmq mq (r - ex) cos(angleps) hz

10、q sin(angleps)2Mwab2=kw (areawlx zwlx areaw2x (hz21 zw2x) c q-9.8 kh mq hzq tan(angleaal)一 kh (figdr (hz21 zgdr) figb (hz21 zgbl) fig 21 (hz21 zg21)Figdr= mgdr xgdrFigb=mgb(i) xgb1Fig21=mg21 xg212(2 二 n)36002 (2 、： 、n)36002(2x以萬n)3600對傾覆邊BC anglebx=90b9.8 kmg (mg1 mg2) (一-ey-yg) cos(anglepb)。zg sin(

11、anglepb) 2一一一. b . -9.8 kmq mq (r ey) cos(anglepb)-hzq sin(anglepb) 2Mwbc2=kw (areaw1 y zw1y areaw2x (hz21 zw2x) c q-9.8 kh mq hzq tan(angleaa1)一kh (figdr (hz21 zgdr) figb (hz21 zgb1) fig 21 (hz21 zg21)對傾覆邊 CD anglebx=1809.8 kmg (mg1 mg2) ( ex xg) cos(angleps) -zg sin(angleps) 2c c ,， S 、，、，.，、- 9.8

12、 kmq mq (r - -ex) cos(angleps) hzq sin(angleps) 2Mwcd2=kw (areaw1x zw1x areaw2x (hz21 zw2x) c q- 9.8 kh mq hzq tan(angleaa1)- kh (figdr (hz21 zgdr) figb (hz21 zgb1) fig 21 (hz21 zg21)對傾覆邊 AD anglebx=270b9.8 kmg (mg1 mg2) ( ey yg) cos(anglepb) -zg sin(anglepb) 2一一一. b . 一9.8 kmq mq (r - - -ey) cos(an

13、glepb) hzq sin(anglepb) 2Mwad2=kw (areawly zwly areaw2x (hz21 zw2x) c q-9.8 kh mq hzq tan(angleaa1)一kh (figdr (hz21 zgdr) figb (hz21 zgb1)fig 21 (hz21 zg21)支腿工況，四個方位。kmg=1.0Kmq=1.1kw=1.0kh=1.0帶載運行，前進/后退方向二個方位，anglebx=0/180。運行速度大于0.4m/s ,水平良 好路面，不考慮貨物偏擺及回轉(zhuǎn)離心力。elx,ely回轉(zhuǎn)中心線相對于輪胎支撐點連線面形心的偏心距kmg=1.0kmq=1

14、.33kw=1.0帶載運行的穩(wěn)定性單獨計算，由穩(wěn)定性及車橋軸荷條件限制。3.3、 防后傾覆穩(wěn)定性A起重機配備基本臂，位于最小幅度，上車與下車成90度夾角。B起重機配備最長臂，位于最大幅度，上車與下車成90度夾角。計算兩種工況，重心落在輪胎支撐面連線內(nèi)，距離最遠邊不超過0.8Ls或0.8Lb。3.4、 帶載運行穩(wěn)定性前進或后退方向。前橋軸線或后橋（中后橋）軸線為傾覆邊。軸距：Ls,對中后橋（雙橋），為雙橋軸線中分線之間的間距輪距：Lb前橋到回轉(zhuǎn)中心的距離：Lq1對前橋軸線邊AB:9.8 kmg (mg1 mg2) (lq1 - xg) Mwab4=9.8 kmq mq (r -lq1)對后橋（中

15、后橋）軸線邊CD9.8 kmg (mg1 mg2) (Is-(lq1 - xg)Mwcd4=-9.8 kmq mq (r -(ls -lq1)前進方向吊載前橋軸荷:qiaohe1 二9.8 (mg1 mg2) (ls - lq1 xg) 9.8 mq rlsls后橋軸荷:qiaohe2= 9.8 (mg1 mg2) (lq1 -xg) _ 9.8 mq rlsls后退方向吊載前橋軸荷:Zhouhe1=9.8 (mg1 mg2) (lzj -lq1 xg) 9.8 mq rlsls后橋軸荷：ZhOUhe2=9.8 (mg1 mg2) (lq1-xg) , 9.8 mq r lsls4、支腿垂直支

16、撐反力按剛性車架計算模型計算回轉(zhuǎn)中心相對與支腿支撐點連線幾何中心的偏心距分別為ex、ey （帶位置正負號）垂直力及垂直力的作用力矩向回轉(zhuǎn)中心簡化計算， 水平力的作用力矩向通過支撐面且 平行于座標(biāo)軸的軸線簡化。力矩方向規(guī)定按右手規(guī)則指向座標(biāo)軸正向為正。水平力順座標(biāo)軸正向為正。外載荷及 自重載荷垂直向下為正。支腿反力垂直向上為正。上車自重回轉(zhuǎn)離心力及變幅運動慣性力較小，計算支腿反力時忽略不計。4.1、 四支點支腿垂直反力R4fa=Gm(-ex)X1 ey Mx(一).可2s2 b 2 b2 sR4fb=Gm(-ex)X1 ey Mx()-,地2s2 b 2 b2 sR4fc= Gm(-ex一)X（

17、1 .當(dāng)一出My2s2 b 2 b2 sR4fd=Gm（工ex一)X(工ey) .出My2s2 b 2 b2 s其中：Gm垂直載荷Mx繞座標(biāo)軸x軸的力矩My繞座標(biāo)軸y軸的力矩垂直載荷：Gmcoffwl (mg1 mg2) 9.8 coffw2 mq 9.8傾覆力矩：I- coffwl 9.8 mg1 (yg1 cos(anglepb) zg1 sin(anglepb)Mgx=- coffwl 9.8 mg2 (yg2bx cos(anglepb) (zg2bx hz21) sin(anglepb)coffwl 9.8 mg1 (xg1 cos(angleps) zg1 sin(angleps)

18、Mgy=coffw1 9.8 mg2 (xg2bx cos(angleps) (zg2bx hz21) sin(angleps)起升載荷Mqx=-coffw2 9.8 mq (r sin(anglebx) cos(anglepb) hzq sin(anglepb)Mqy=coffw2 9.8 mq (r cos(anglebx) cos(angleps) hzq sin(angleps)貨物偏擺變幅平面內(nèi)貨物擺動，angleaa1 ,外擺。Maa1x=-mq 9.8 tan(angleaa1) sin(anglebx) hzqMaa1y=mq 9.8 tan(angleaa1) cos(ang

19、lebx) hzq垂直臂架平面內(nèi)貨物擺動，angleaa2,逆時針擺動。Maa2x=-mq 9.8 tan(angleaa 2) cos(anglebx) hzqMaa2y=-mq 9.8 tan(angleaa 2) sin(anglebx) hzq風(fēng)載荷，風(fēng)順臂架方向-c q areaw2x (zw2x hz21) sin(anglebx)- c q sin(anglebx) areaw1y zw1y Mwx=二c q sin(anglebx) (areawly zwly areaw2x (zw2x hz12)c q cos(anglebx) areawlx zwlxMwy=c q are

20、aw2x (zw2x hz12) cos(anglebx)=c q cos(anglebx) (areawlx zwlx areaw2x (zw2x hz12)離心力Mix= -(figdr (hz21 zgdr) figb (hz21 zgbl) fig 21 (hz21 zg21) sin(anglebx)Miy=( figdr (hz21 zgdr) figb (hz21 zgbl) fig 21 (hz21 zg21) cos(anglebx)n . 八 ，2 >7. > n r、Angleaa2= a tan()9.8 timesst上車重心，相對于底架縱向中心線。Xg2

21、bx=xg2 cos(-anglebx) yg2 sin(-anglebx)Yg2bx=yg2 cos( -anglebx) - xg2 sin( -anglebx)Zg2bx=zg2起吊試驗載荷時，不考慮貨物偏擺及離心力、風(fēng)載荷。Coffw1=1.0Coffw2=1.25起吊工作載荷時，Coffw1=1.05Coffw2=1.1 0.34 0.5 vh4.2、 三支點支腿垂直反力A、B、C三點受力，臂架方位位于三支點與回轉(zhuǎn)中心線連線的角度范圍內(nèi)。1ex1eyMxR3fa=Gm ()()1 ex、,1ey、MxMyR3fb=Gm>(一 ) ( )-2 s2bbs1ex、MyR3fc=Gm

22、 ( -)- 2ss4.3、 水平方向支腿反力按照剛性車架模型計算。下車的水平力作用線通過支撐面形心。上車的水平力及上車 對車架的力矩通過回轉(zhuǎn)中心線作用在車架上。計算簡圖如下。4.3.1、 外力上車對車架的力矩MzMz等于回轉(zhuǎn)機構(gòu)對上車的驅(qū)動力矩，包括貨物偏擺，坡度及摩擦阻力的作用?；剞D(zhuǎn)起 制動時，作用力矩最大，可按回轉(zhuǎn)起動或制動時的最大力矩計算作用力矩。車架自身所受水平力F1x=areaw1xXcXqXcos (anglebx) +9.8Xmg1xsin (angleps )F1y=areaw1yXcXqXsin (anglebx) +9.8Xmg1xsin (anglepb)上車對車架的水

23、平力上車水平力方向隨臂架方向隨時在變化，計算時以轉(zhuǎn)臺-臂架縱軸線為基準(zhǔn)計算，風(fēng)順臂架方向。F2x=areaw2xX c x q x cos(anglebx)+9.8 x mg2x sin (angleps )+9.8 x mqx (tan (angleaa1 ) x cos(anglebx)-tan(angleaa2) x sin(anglebx)F2y=areaw2xX c x q x sin(anglebx)+9.8 x mg2x sin (anglepb )+9.8 x mqx (tan (angleaa1 ) x sin(anglebx)+tan(angleaa2) x cos(ang

24、lebx)回轉(zhuǎn)力矩作用引起的水平力Fz四支點受力情況。MzF4z=2% s2 b20 =atan(b/s)三支點受力情況，A C支腿承受外力炬的作用。F3z=_MZ 一s2 b24.3.2、 支腿所受水平力四支點支撐情況UAF4ax=1 Fix - F2x (- -ey) - F4z sinQ) 422 b111 ex、.，、F4ay=- F1y F2y (一 一)-F4z cos(r) 422 sey) F4z sin bex、.，、一)-F4z cos(1) s一, 111F4bx=-F1x-F2x(422i 111F4by= F1y F2y (422F4cx= - F1x - F2x (- ey) F4z sin 422 bF4cy=1 F1y - F2y (1 - ex) F4z cos 422 s111 ev、F4dx=F1x F2x (-)- F4z sin422 b111 ex、,，.、F4dy= F1y F2y (- - -) F4z cos 422 s4.3.3、 三支點支撐情況柏5