一种柱式悬臂起重机的回转阻力矩计算方法研究.pdf

二\起重机械技术研究一种柱式悬臂起重机的回转阻力矩计算方法研究白跃品,曹旭阳,谢高兰(大连理工大学机械工程学院,辽宁大连 116024) 摘要:根据起重机设计规范,在回转阻力矩计算时,可以抽象出两种计算模型:起重机臂端刚性固接的简化模型和起重钢丝绳相对于铅垂线有一定偏摆角的简化模型,常规算法都采用前一种模型,但在一台柱式悬臂起重机的二次改造项目中,运用这种模型出现了明显不符合实际的情况。为了找到原因, 结合这个改造项目,对这两种计算模型进行了对比分析,最终选择了后一种计算模型。经过实践检验, 验证了后一种模型在特定情况下比前一种模型更具合理性。同时,由于这台柱式悬臂起重机在结构形式有许多特殊性,因而回转阻力矩计算也有许多自身特点:可以忽略坡度阻力矩,风阻力矩需按照最大风阻力矩来计算,最大回转阻力矩并没有出现在起吊最大起重量的位置。关键词:柱式悬臂起重机;回转阻力矩;回转机构引言 2009年6月受一家客户委托对其所拥有的一台装卸货物用的起重机进行维修改造。现场观测发现,这是一台柱式悬臂起重机,是由一台甲板起重机退役后改造而成,结构形式如图1,驱动形式是气力驱动,在长期的使用中,原来的动力机由于磨损严重无法继续使用,需要重新改造。考虑到这台起重机转台空间狭小,在不改变原有结构形式的情况下,为了合理利用现有空间,使结构更紧凑,机构运行更平稳,可靠稳定、振动小。经研究决定,将动力源改为电力驱动,先由电动机驱动泵,输出高压液压油,经过液压控制阀,最终到达马达和油缸,由马达或者油缸作为执行元件去完成起重机的回转、变幅、升降等动作。方案确定后,在进行电动机的选型时,需要进行回转阻力矩的计算。由于这台起重机既不同于甲板起重机,也不同于门座起重机,跟塔式起重机也有一定差别,计算方法就不能完全照搬已有的算法;同时这是一台改造过的起重机,回转阻力矩的计算还需要考虑这台起重机的实际使用情况。图1柱式悬臂起重机买物照片通过查阅相关的标准、资料,起重机回转时,要克服的回转阻力矩包括以下四部分:回转支撑中的摩擦阻力矩、风阻力矩、坡道阻力矩、回转部分的惯性力产生的回转阻力矩[1]。这台起重机是固定在水泥筑成的基座上, 在设计安装时要求保证基座水平。经过现场测算,虽然经过多年磨损,但起重机回转平面坡度很小,可以忽略不计,这点不同于其它起重机。对这台起重机来说,它的驱动形式一种复第五篇物流工程理论及实用技术研究与探讨 241 合驱动不完全是电动机驱动,在进行电动机功率计算时,风阻力矩的计算不能按照GB/T 3811—2008选取等效回转稳态阻力矩[2],而应按照最大风阻力矩来计算,这样才能保证整车液压系统在极端工况下满足使用要求。 GB/T 3811—2008提到,在计算起重机的回转水平惯性力时,可以用总起升质量视为与起重机臂端刚性固接的简化模型来计算,也可以用起重钢丝绳相对于铅垂线有一定偏摆角的简化模型来计算[2],因此在回转驱动机构计算时,就产生有两种算法,本文结合这台起重机针对这两种算法进行分析研究。模型一总起升质量视为与起重机臂架刚性固接这台起重机回转机构受力如图2,物品(包含吊钩)重力Q(t),臂架自重G。(t),起重机回转部分重力G:(t),径向风载荷F,(kN),回转过程中要克服的回转阻力矩为: 哂图2柱式悬臂起重机受力计算简图 M一心+M。+M (kN·m) 式中 M。