起重機(jī)如何計算載荷?
發(fā)布日期:2023-03-22 17:18 瀏覽:
起重機(jī)都是這樣計算載荷的
為保證起重機(jī)安全、正常地工作,其金屬結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)的零部件應(yīng)知足強(qiáng)度、不亂性和剛度的要求。強(qiáng)度和不亂性要求是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件在載荷作用下產(chǎn)生的內(nèi)力不應(yīng)超過許用的承載能力(指強(qiáng)度、疲憊強(qiáng)度和不亂性方面的許用承載能力);剛度要求是指結(jié)構(gòu)在載荷作用下產(chǎn)生的變形量不應(yīng)超過許用的變形值,以及結(jié)構(gòu)的自振周期不應(yīng)超過許用的振動周期。
起重機(jī)的零部件和金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行以下計算:①疲憊、磨損或發(fā)燒的計算;②強(qiáng)度計算;③強(qiáng)度驗算。與這三類計算相適應(yīng),起重機(jī)的計算載荷有下列三種組合:
(1)壽命(耐久性)計算載荷--第Ⅰ類載荷。該載荷是用來計算零部件或金屬結(jié)構(gòu)的耐久性、磨損或發(fā)燒的。按正常工作時的等效載荷進(jìn)行計算,不僅計算載荷大小,還要考慮它們的作用時間。
對于受變載荷作用的機(jī)構(gòu)零件和金屬結(jié)構(gòu),當(dāng)應(yīng)力變化輪回次數(shù)足夠多時,應(yīng)進(jìn)行疲憊計算;當(dāng)應(yīng)力變化輪回次數(shù)較少或很少時,就不必進(jìn)行疲憊計算。工作級別是A6,A7,A8級起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)構(gòu)件和機(jī)構(gòu)零件應(yīng)驗算疲憊。
(2)強(qiáng)度計算載荷--第Ⅱ類載荷。該類載荷是用來計算零部件或金屬結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、受壓和平面彎曲構(gòu)件的不亂性、結(jié)構(gòu)件的剛度、起重機(jī)的整體不亂性與輪壓的,按工作狀態(tài)最大載荷進(jìn)行強(qiáng)度計算。確定強(qiáng)度計算載荷時,應(yīng)選取可能泛起的最不利的載荷組合。
(3)驗算載荷--第Ⅲ類載荷。該類載荷是用來驗算起重機(jī)的某些裝置(如夾軌器)、變幅機(jī)構(gòu)、支承旋轉(zhuǎn)裝置的某些零件和金屬結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和構(gòu)件的不亂性,以及起重機(jī)的整體不亂性的,按非工作狀態(tài)最大載荷及特殊載荷(安裝載荷、運(yùn)輸載荷及沖擊載荷等)進(jìn)行強(qiáng)度驗算。
在起重機(jī)事故處理時,由金屬結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)的零部件破壞導(dǎo)致的事故,應(yīng)進(jìn)行必要的驗算。驗算時,按實際工況的實際載荷進(jìn)行。
計算方法
目前起重機(jī)的計算采用許用應(yīng)力法,即在強(qiáng)度計算中以材料的屈服極限,在不亂性計算中以不亂臨界應(yīng)力,在疲憊強(qiáng)度計算中以疲憊強(qiáng)度極限除以一定的安全系數(shù),分另得到強(qiáng)度、不亂性和疲憊強(qiáng)度的許用應(yīng)力。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計算應(yīng)力不得超過其相應(yīng)的許用值。
許用應(yīng)力法計算的步驟是:根據(jù)相應(yīng)的計算載荷確定計算應(yīng)力、根據(jù)所用材料的機(jī)械特性確定強(qiáng)度極限,然后進(jìn)行比較,使強(qiáng)度極限與計算應(yīng)力的比即是或大于安全系數(shù)。強(qiáng)度驗算應(yīng)知足不等式:
安全系數(shù)
強(qiáng)度計算與疲憊計算的基本前提是零件危險截面的計算應(yīng)力不得大于許用應(yīng)力,即比材料極限應(yīng)力小一個倍數(shù),這個倍數(shù)即為安全系數(shù)。
安全系數(shù)的選擇既要確保安全、可靠、耐用,又要充分利用材料,做到技術(shù)提高前輩,經(jīng)濟(jì)公道。起重機(jī)零件或構(gòu)件的安全系數(shù)可按下式計算:
k=1k1k2
式中:k1--考慮材料的最小強(qiáng)度貯備,它與計算零件或構(gòu)件的重要性以及載荷和應(yīng)力的計算精確程度有關(guān);
k2--考慮材料的不平均性、內(nèi)部可能存在的缺陷,以及實際尺寸與設(shè)計尺寸的誤差等因素。
當(dāng)起重機(jī)某些部門損壞會引起物品墜落、臂架著落、旋轉(zhuǎn)部門傾覆、起重機(jī)傾覆,或當(dāng)起重機(jī)撞在止擋器或相鄰的起重機(jī)上會造成劇烈的沖擊時,此類部件應(yīng)有較高的安全系數(shù);當(dāng)起重機(jī)某些部件在破壞以后僅使起重機(jī)休止工作,則安全系數(shù)可以取低些。對于鍛件和軋制件可取較低值;對于鑄件則應(yīng)取較高值。
(1)金屬結(jié)構(gòu)計算的安全系數(shù)。起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、不亂性計算,一般不考慮材料的塑性影響。對工作級別是A6,A7,A8級的構(gòu)件應(yīng)驗算疲憊。結(jié)構(gòu)計算的安全系數(shù)可見表5-14。
(2)零件計算的安全系數(shù)。零件的強(qiáng)度計算包括靜強(qiáng)度計算和壽命計算兩種。靜強(qiáng)度計算包括驗算零件的脆性斷裂和塑性變形;壽命計算包括零件的疲憊強(qiáng)度計算和滑動摩擦件籠蓋面的耐磨損計算。零件計算的安全系數(shù)可見表5-15。危險點的計算應(yīng)力用材料力學(xué)通常方法計算,復(fù)合應(yīng)力按合適的強(qiáng)度理論予以合成。
注:對于運(yùn)輸熔化金屬及危險物品等特別重要的起重機(jī)安全系數(shù)應(yīng)適當(dāng)加大。
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