第八章 抗傾覆穩(wěn)定性

1、第八章 整體抗抗傾覆穩(wěn)定性和抗風防滑安全性81 概述n1. 穩(wěn)定性及其意義定義：抗傾覆穩(wěn)定性起重機在自重和外載荷的作用下抵抗翻到的能力。意義：如果起重機抗傾覆穩(wěn)定性不足，一旦傾覆，將造成重大的人身和設備事故，所以保證起重機具有足夠的抗傾覆穩(wěn)定性，是設計和制造工作中最基本的要求之一。n2. 促使起重機傾覆的因素超載過大的風力過大的坡角過大的慣性載荷（大、小車起制動，回轉離心力，回轉起制動，變幅起制動）誤操作違章操作n3. 抗傾覆穩(wěn)定性的衡量指標過去：穩(wěn)定性系數(shù)法 哪些力屬于復原力矩，哪些力屬于 傾覆力矩，不同的起重機是不同的。0MM傾覆力矩復原力矩KGB3811-83：按照國外標準，力矩法： M

2、 0 在各種不同的工況， 在最不利的載荷組合下，包括起重機 自重在內(nèi)的各項載荷對傾覆邊的力矩 之和大于或等于零。 計算規(guī)定：起穩(wěn)定作用的力矩符號為正， 使起重機傾覆的力矩符號為負。GB3811-2008：按照國外標準，力矩法： M穩(wěn)穩(wěn) M傾傾 當穩(wěn)定力矩的代數(shù)和大于傾覆力矩的代數(shù)和時，則認為該起重機整機是穩(wěn)定的。其計算結果都是對特定傾覆線的。 n8-2 流動式起重機整機抗傾覆穩(wěn)定性n1、流動式起重機整機抗傾覆穩(wěn)定性驗算下列四種載荷狀態(tài)：載荷狀態(tài)載荷特征1無風試驗或運行時2有風工作或運行時3向后傾翻時4非工作風作用時1）、無風試驗或運行時2）、有風工作或運行時n無風試驗或運行時有風工作或運行時3

3、）、向后傾翻時n起重機處于一下支承條件和質(zhì)量分布狀態(tài)時，應配置平衡重，并保證起重機有一個合理的穩(wěn)定安全系數(shù)。4）、非工作風載荷作用時制造商應規(guī)定起重機在工作時承受風載荷的極限以及在非工作狀態(tài)時應采取的特殊預防措施。2、塔式起重機整體抗傾覆穩(wěn)定性n塔式起重機整體抗傾覆穩(wěn)定性按5種工況校核，并采用有相應載荷系數(shù)的計算載荷。n對于軌道式要考慮最大垂直高低差和坡度所引起的載荷。n對于不能隨風自由回轉的按最不利的方向施加非工作狀態(tài)風載荷。對于能自由回轉的，按預期的最不利方向施加。3、除流動式、塔式和浮式起重機以外的起重機整體抗傾覆穩(wěn)定性5.1工作狀態(tài)的抗后傾覆穩(wěn)定性n當起重機處于卸載狀態(tài)，所有可移動的工

4、作部件都縮回到最靠近向后傾覆的位置時，按下列兩種方法：n 力矩法有工作狀態(tài)風載荷和慣性力構成的傾覆力矩不應大于穩(wěn)定力矩的90%。n重力法-不考慮風載荷時，靜止起重機的質(zhì)心在水平面上的投影位置不應超過從前支點到后傾覆線距離的80%。 8-2、起重機抗風防滑安全性n1）、除塔式起重機以外的軌道起重機n a、正常工作狀態(tài)n 起重機正常工作狀態(tài)設定為帶載、順風、下坡運行制動，此時抗風防滑安全性計算如下：fDWZPPPPP1 . 11n式中：PZ1 -運行機構制動器在車輪踏面上產(chǎn)生的制動力，Nn PW -起重機承受的工作狀態(tài)風載荷，NnP -起重機自重載荷和起升載荷沿坡道方向產(chǎn)生的滑行力，NnPD -起

5、重機運行停車減速慣性力，NnPf -起重機運行摩擦阻力，Nn -運行摩擦阻力系數(shù) ).(GQfPPP運行阻力系數(shù)靜摩擦系數(shù)f裝滑動軸承的車輪裝減摩（滾動）軸承的車輪軌道與制動車輪之間軌道與夾軌鉗之間0.0150.0060.140.25b、非工作狀態(tài)n起重機非工作狀態(tài)抗風防滑安全性校驗如下：nPZ2 -由制動器與夾軌器、錨定裝置或防風拉索等沿 軌道方向產(chǎn)生的抗風防滑阻力，Nn 夾軌器單獨作用時：fGwZPPPP1 . 12fPPZ.2nP-夾軌器對軌道產(chǎn)生的夾持力，Nnf-靜摩擦系數(shù)。nPw -三類風載荷，NnPf -非工作狀態(tài)下阻止起重機被風移動的摩擦阻力，NnPG -自重載荷沿坡道方向產(chǎn)生的

6、滑行力，N2)、軌道塔式起重機抗風防滑安全性na、正常工作狀態(tài)n核算抗風防滑安全性時，塔式起重機正常工作狀態(tài)設定為帶載、順風、下坡和運行制動，此時的校驗計算如下：fDQGwZPPPPPP35. 12 . 11n式中：PQ -額定起升載荷沿坡道方向產(chǎn)生的滑行力，Nn 當制動力PZ1 大于被制動車輪與軌道的粘著力時， PZ1用該粘著力代替。nb、非工作狀態(tài)n 塔式起重機非工作狀態(tài)的抗風防滑安全性校驗如下fqGwZPPPPP2 . 12n式中：n PZ2 -制動器、夾軌器等裝置沿 軌道方向產(chǎn)生的抗風防滑阻力，NnPq -固定吊具（吊鉤、下滑輪組及1/2D 的懸吊鋼絲繩等）的重力沿坡道方向產(chǎn)生的滑行力

7、，Nn當制動力PZ2 大于被制動車輪與軌道的粘著力時， PZ2用該粘著力代替 在起重機抗傾覆穩(wěn)定性校核時，各種載荷對穩(wěn)定性的實際影響程度是用各載荷力矩分別乘以載荷系數(shù)（加權系數(shù)）考慮的，即： M=KGPGa+KPPb+KiP慣CKfP風d0式中: PG起重機自重（包括平衡重） N P 起重機的各種載荷 N P慣起重機受到的水平慣性力（包括物品的水平慣性力） N P風起重機受到的風力 N a起重機自重重心到傾覆邊的距離 m b起重機各種載荷到傾覆邊的距離 m c水平慣性力到傾覆邊的距離 m d風載荷到傾覆邊的距離 mKG、KP、Ki、Kf載荷系數(shù)n6. 載荷系數(shù)起重機組別驗算工況自重KG載荷系數(shù)

8、KP水平慣性力(包括物品)Ki風力Kf說明123411.25+0.1A/PQ1.15-0.2001000101.1A臂架自重對臂端和臂架鉸點按靜力等效原則折算到臂端的重量PQ起升載荷伸縮臂起重機不必驗算工況412340.951.41.15-0.2001000111.112340.951.41.20010011.15帶懸臂起重機須驗算：(1)縱向（懸臂平面） 穩(wěn)定性（工況1.2）(2)橫向（行走方向） 穩(wěn)定性（工況4）無懸臂起重機僅需驗算橫向穩(wěn)定性（工況4）12340.951.51.35-0.2001000111.1注注：n物品所受風力和水平慣性力可合在一起考慮。用吊重繩偏擺角計算總水平力。n流

9、動式起重機的載荷系數(shù)只適用于用支腿支撐的作業(yè)工況。n臂架在風力作用下能自由回轉的臂架式起重機，臂架應處在傾覆邊一面，風從平衡重方向吹向臂架。82 橋架型起重機的抗傾覆穩(wěn)定n門式起重機或裝卸橋無懸臂時： 只需驗算沿（大車）軌道方向的空載起重機起、制動時的抗傾覆穩(wěn)定性。僅當物品的擋風面積特別大、運行機構起、制動特別猛烈時才驗算滿載時的抗傾覆穩(wěn)定性。n門式起重機或裝卸橋有懸臂時： 除上述之外，還須驗算垂直于軌道方向的抗傾覆穩(wěn)定性。計算如下：一、空載起重機沿軌道方向起、制動時，抗 傾覆穩(wěn)定性的驗算公式為： M=KG 0.5(PG橋PG小) B Ki (P橋 h3P小 h4) Kf P1 h1 0式中：

10、 P1 作用在橋架和小車上的工作狀 態(tài)最大風力 P橋 起重機起、制動時引起的橋架 水平慣性力 P小 起重機運行起、制動時引起的 小車水平慣性力 PG小 小車自重 PG橋 橋架自重 h1 橋架與小車擋風面積形心高度 h3 橋架重心高度 h4 小車重心高度二、滿載起重機沿軌道方向起、制動時，抗 傾覆穩(wěn)定性的驗算公式為： M=KG 0.5(PG橋PG小PQ) B Ki (P橋 h3P小 h4PQi h2) Kf (P1 h1P2 h2)0式中： PQi起重機運行起、制動時引起的物品水平慣性力 PQ 起升載荷（包括物品、吊重） P2 作用在物品上的工作狀態(tài)最大風力 h2 起升機構上部定滑輪組（或卷筒）

11、高度三、起重機滿載垂直于軌道（沿橋架）方向 抗傾覆穩(wěn)定性的驗算公式： （載重穩(wěn)定性） M=KG (PG橋 CPG小a) Kp PQ a Ki (PQi h2 P小 h3) Kf (P1 h1P2 h2)0 式中：P小小車運行制動時的水平慣性力 C橋架自重重心到傾覆邊的距離四、非工作狀態(tài)下起重機的抗傾覆穩(wěn)定性驗 算公式： （自身穩(wěn)定性） M=KG 0.5(PG橋PG小) B Kf P1 h1 0 式中： P1 沿軌道方向作用于起重機（包括橋架與小車）上 的非工作狀態(tài)最大風力 此時，防滑裝置的作用不用考慮。83 臂架型起重機的抗傾覆穩(wěn)定 對于臂架回轉式起重機的種類很多，如塔式、門座式、汽車、輪胎、

12、履帶、鐵路起重機等。一、流動式回轉起重機的抗傾覆穩(wěn)定性1、有風動載工況 若起重機的輪距軌距，則工作時易翻到的最不利狀態(tài)是：最大幅度的臂架垂直傾覆邊軌道起吊額定起重量軌道前低后高工作狀態(tài)最大風力沿臂架方向由后向前吹還作用著對穩(wěn)定性不利的起升、回轉和變幅機構在起升或制動時的慣性力起重機抗傾覆穩(wěn)定性的計算公式為：0)(hv900)5 .0(tv)(sin)5 .0(32213202max22111hPhPKtmhnRnPKlamgtvPPKhclPKMfgPQigPQQpGGQQ變平臂算變垂直臂）（式中式中： PQ 起升載荷，包括吊具自重 PG 自重引起的載荷 C 最大幅度時整臺起重機自重重心到回轉

13、中心間的距離 a 軌距中心到最大幅度時臂架端部的水平距離 a=Rmax+h3sinr RMAX 起重機的最大幅 h1 RMAX時，起重機自重的重心高度 h2 起重機擋風面積形心高度 h3 RMAX時，臂架端點的高度 v1 物品起升（下降）速度 如有自由下降，應取為1.25v1(m/s) V變平、V變垂直 分別為變幅機構工作時 懸掛物品的端點沿水平與 垂直方向移動的速度 n 起重機每分鐘轉速 r/min t1、t2 分別為起升機構與變幅機構起 動或制動時間 P1 作用在起重機上的工作狀態(tài)最大風力 P2 作用在物品上的工作狀態(tài)最大風力 允許最大坡度 門座：永久性 0； 臨時性軌道 2 流動式：用輔

14、助支承工作時 130； 不用輔助支承工作時 3 對于建筑用塔式起重機，由資料介紹，不論它 的軌距有多大，應計及兩根軌道高度差100mm的可能性，具體查閱相關標準。 m臂算 臂架向懸掛物品端折算的質(zhì)量 對于直臂架：m臂算m臂/3 對于四聯(lián)桿組合臂架： m臂算0.6m象0.5（m臂m拉） m臂 臂架質(zhì)量（包括臂架上附加設備的質(zhì)量） m象 象鼻梁質(zhì)量 m拉 拉桿質(zhì)量)(900)900()(900)()()()(1)30()()(R9002202max22022max22022max2300230max202max202max22max20max20max20maxmax02max20gnhhRPnh

15、nRPnhgnRPhgRPmhgmRPmhPRPmRPnmhPPmRhPPRmmRPhPPRRRhnRnPQQQnnQQQQPmhlQlQllQlQQ的推導：2、起重機臂架與傾覆邊成45動）的時間回轉機構起動（或制式中：，變平臂算臂算垂變臂算風傾4322132402max02max22111t0)(htv)(7 . 0)900()(669007 . 0)5 . 0(tv)(7 . 07 . 07 . 0sin)5 . 0(7 . 0MPhPhPKmgthnnRPPhnRnPKlamgtvPPKhPclPKMfgPGQQigPQQpGGGQQghngnRmmghnmgnRghnnmgRPghnn

16、mgRgthnmgRgthnmgRghnhRnPghnhnmgRmgRtghnhRnPghnmRtghnhRhPmRthgPmRthmgPtmhmgPRRRRtmRgthnRPGQnQQQlllGQ)900(66)900(66)900(45cos2.94cos45P()900(2.94)900(900)900()900()900(900)900()900()900()(RP;P)900(nP6602max02max02max02max0230max02max020max20202maxmax020max202max020max2max0max0max0maxmax402max）（）（，代入推導

17、）（臂算。切切切切臂算3、無風靜載工況 當不考慮附加載荷和坡角影響時，其抗傾覆穩(wěn)定性為：0)5 .0()5 .0(MmaxlRPKclPKQPGG4、非工作狀態(tài)暴風侵襲工況 非工作狀態(tài)下起重機最易翻倒的狀態(tài)是：臂架處于最小幅度，且垂直于軌道（有前高后低的允許最大坡角）。非工作狀態(tài)的最大風力沿臂架由前向后吹其抗傾覆穩(wěn)定性計算公式：式中式中: c 最小幅度時整臺起重機重心到回轉中心的距離 h1 Rmax時，起重機重心高度 h2 Rmax時，起重機擋風面積的形心高度 P1 Rmax時，作用在起重機上的非工作狀態(tài)最大風力0sin) 5 .0(211hPKhclPKMfGG二、 門座起重機的抗傾覆穩(wěn)定n門座式起重機翻倒的后果要比流動式嚴重的多，應注意到起重