起重機的穩(wěn)定性系數(shù)計算

1、4 起重機的穩(wěn)定性系數(shù)計算4.1 流動式起重機的穩(wěn)定性與安全流動式流動式起重機最嚴重的事故是“翻車”事故，其根本原因是喪失穩(wěn)定，所以起重機的穩(wěn)定與全關(guān)系十分密切。流動式起重機的穩(wěn)定性可分為行駛狀態(tài)穩(wěn)定性和工作狀態(tài)穩(wěn)定。（1-D）1影響穩(wěn)定性的因素 輪式起重機作業(yè)時的穩(wěn)定性，完全由機械的自重來維持，所以有一定的限度，往往在起重機的結(jié)構(gòu)件(如吊臂、支腿等)強度還足夠的情況下，整機卻由于操作失誤和作業(yè)條件不好等原因，突然喪失穩(wěn)定而造成整機傾翻事故。因而輪式起重機的技術(shù)條件規(guī)定，起重機的穩(wěn)定系數(shù)K不應小于1.15。輪式起重機在使用中，應主要注意以下諸因素對起重機穩(wěn)定性的不利影響。（2-B）(5-H)(

2、1)吊臂長度的影響起重機的伸臂越長或幅度越大，對穩(wěn)定性越不利，特別是液壓伸縮臂起重機，當?shù)醣廴鞎r，在某一定傾角(使用說明書中有規(guī)定)以下，即使不吊載荷，也有傾翻危險；當伸臂較長，并吊有相應的額定載荷時，吊臂會產(chǎn)生一定的撓曲變形，使實際的工作幅度增大，傾翻力矩也隨之增大。(2)離心力的影響輪式起重機吊重回轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生離心力，使重物向外拋移。重物向外拋移(相當于斜拉)時，通過起升鋼絲繩使吊臂端部承受水平力的作用，從而增大傾翻力矩。特別是使用長吊臂時，臂端部的速度和離心力都很大，傾翻的危險性也越大。所以，起重機司機操縱回轉(zhuǎn)時要特別慎重，回轉(zhuǎn)速度不能過快。(3)起吊方向的影響汽車式起重機的穩(wěn)定性，隨起

3、吊方向不同而不同，不同的起吊方向有不同的額定起重量。在穩(wěn)定性較好的方向起吊的額定載荷，當轉(zhuǎn)到穩(wěn)定性較差的方向上就會超載，因而有傾翻的可能性。一般情況下，后方的穩(wěn)定性大于側(cè)方的穩(wěn)定性，而側(cè)方的穩(wěn)定性，大于前方的穩(wěn)定性；即后方穩(wěn)定性>側(cè)方穩(wěn)定性>前方的穩(wěn)定性。所以，應盡量使吊臂在起重機的后方作業(yè)，避免在前方作業(yè)。(4)風力的影響工作狀態(tài)最大風力，一般規(guī)定為6級風，對于長大吊臂，風力的作用很大，從表28 可看出風力的影響。 表28 臂長、風速、風載力矩關(guān)系表 臂長/m風速ms-1102030相當風級101.8820562073080793015802001012從表中可知，隨著臂長和風速

4、的增加風載力矩增加的很快。(3-C)從正常作業(yè)中，最大風力為6級，此風力并不很大，翻車事故主要發(fā)生在回轉(zhuǎn)時，沒有注意轉(zhuǎn)向順風（風從起重臂后方吹來）。（5）坡度的影響當有坡度時，相當于幅度增大，從而使傾覆力矩增大，“翻車”的危險性也隨之增大。（6）慣性力的影響起升機構(gòu)在突然提升時，會產(chǎn)生慣性力P，Pm（g+a），其中a為加速度。在物品下降突然制動時，也會產(chǎn)生不利于穩(wěn)定的慣性力。在操縱時，要避免突然起動。物品下降時，避免突然剎車。以防止由于慣性力造成起重機傾翻。(4-D)(7)其它因素還有許多因素。會影響起重機的穩(wěn)定性，如工作過程中支腿回縮或者地面下沉都會造成翻車事故。吊重時，變幅或伸縮臂操作程序

5、錯誤，也會造成翻車事故。如在某一工況下，起吊的物品是該工況的允許最大載荷，則不允許伸臂放低（增大幅度）。這樣會增大傾翻力矩，使本來處于臨界狀態(tài)的起重機翻到。超載和斜吊是使起重機發(fā)生傾倒的原因。由于機構(gòu)本身出現(xiàn)故障造成翻車的事故也時有發(fā)生。2.行駛狀態(tài)的穩(wěn)定性行駛狀態(tài)又可分為縱向行駛穩(wěn)定和橫向行駛穩(wěn)定 (6-D)(1)縱向行駛穩(wěn)定起重機在設(shè)計時，規(guī)定了起重機所允許爬坡的最大坡角。當坡角超過規(guī)定值時，前輪輪壓可能為零、起重機就會無法控制轉(zhuǎn)向，這就叫起重機失去行駛穩(wěn)定。當起重機在坡道上下滑力接近驅(qū)動輪上的附著力時，車輪則不能上坡而產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，這也是一種失去穩(wěn)定的現(xiàn)象。(2)橫向行駛穩(wěn)定起重機在轉(zhuǎn)彎

6、時，車體會產(chǎn)生離心力的作用、速度愈大，離心力愈大。離心力P離也就是離心力與車體行駛速度平方成比例。當車速比較高、轉(zhuǎn)彎半徑又小、加之起重機重心比較高的情況下，很容易造成向外翻車，或者側(cè)向滑動。因此在行駛中要控制速度不要過快、防止翻車。(3)工作狀態(tài)的穩(wěn)定性a.靜態(tài)穩(wěn)定靜態(tài)穩(wěn)定就是起重機在自身重力和起吊載荷的作用下的穩(wěn)定性。(7-A)靜態(tài)穩(wěn)定性就是在沒有考慮附加載荷的情況下分析工作狀態(tài)穩(wěn)定性。但是在實際的作業(yè)中，還有很多附加載荷存在，如風力、坡度、慣性力、回轉(zhuǎn)離心力等。若是把這些附加載荷考慮進去，則穩(wěn)定安全系數(shù)應小些。圖15-15 穩(wěn)定性計算圖靜態(tài)穩(wěn)定性常用穩(wěn)定性安全系數(shù)K1表示（見圖15-15）

7、；K1式中: G1 起重臂重量； G2 下車重量； G3 上車重量； G4 平衡重；（QG吊） 起重量加吊具重量；b.動態(tài)穩(wěn)定動態(tài)穩(wěn)定性就是除起重機自重和吊載之外，還要考慮風力、慣性力、離心力和坡度的影響。(8-B)風力是考慮不利于穩(wěn)定性的工作風力，與起重機臂長度有直接關(guān)系，例如以10m/s的風速為例，起重臂長為10m，產(chǎn)生的傾翻力矩為1800Nm；臂長為20m，產(chǎn)生傾翻力矩為8000Nm；臂長為30m時，傾翻力矩為20000Nm。坡度的影響也是不可忽視的，經(jīng)計算，當起重機傾斜1º時，起重能力要下降7.4%；傾斜2º時，降低14.3%；傾斜3º時，降低19.8%。

8、慣性力主要是指物品突然起吊和下放突然剎車時，產(chǎn)生的不利穩(wěn)定的慣性力。實際是增加了起吊重力。離心力是指起重機回轉(zhuǎn)時，起重臂、吊物所產(chǎn)生的離心力。特別是吊物的離心力，通過鋼絲繩直接作用在起重臂端部，增加起重機的傾翻力矩。圖15-16 起重機動態(tài)穩(wěn)定計算圖動態(tài)穩(wěn)定性安全系數(shù)為： 式中 Q 起吊載荷； G 起重機自重； Gb 折算到臂頭的起重臂自重； R 幅度； P1 作用在起重機上的工作狀態(tài)最大風力； P2 作用在起吊物品上的工作狀態(tài)最大風力；h1、h2 與P1、P2對應的高度； h0 起吊物品至臂端的高度； t1 起升機構(gòu)啟、制動時間； t2 變幅機構(gòu)啟、制動時間； v1 起升速度； v2 變幅速度； n 起重機回轉(zhuǎn)速度； 起重機支承面傾角； l、c 尺寸見圖15-16。c. 自身穩(wěn)定性如圖15-17所示自身穩(wěn)定性是考慮在自重、傾斜坡度、非工作狀態(tài)、風載的影響下，起重機的