汽车吊机支腿反力计算及梁板受力分析

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汽车吊机支腿反力计算及梁板受力分析

1附件三：附件三：汽车吊机支腿反力计算及梁板受力分析汽车吊机支腿反力计算及梁板受力分析一、模型建立及臂架回转过程受力分析一、模型建立及臂架回转过程受力分析汽车吊机四点支承受力计算模型简图如图 1 所示，G0为下车重量；G1为上车和吊重的重量和，移到位于对称轴上的回转中心后产生力矩 M；e0、e1为G0、G1位置到四支腿中心的距离，按对称轴为直角坐标系定位。R1、R2、R3、R4分别是四支腿的支反力,其中 R3、R4为近吊装物处两支腿反力，徐工 QY130K 汽车起重机支腿间距如图 1 中，a=3.78m，b=3.8m。为简化计算，假设 4 条支腿支撑在同一水平面内，它们的刚度相同且支撑地面的刚度相同。1、支点反力计算公式由图 1 受力简图，分别计算臂架转化来的集中力矩 M 和吊重 P，最后在支腿处迭加，根据受力平衡可得: 图图 1 1 四支腿反力简图四支腿反力简图01 1011cossin(1)(1)()4eeRGGMbbba01 2011cossin(1)(1)()4eeRGGMbbba01 3011cossin(1)(1)()4eeRGGMbbba01 4011cossin(1)(1)()4eeRGGMbbbae0、e1为 G0、G1位置到四支腿对称中心的距离。2、计算底盘重心点位置当架吊机设边梁时，所需吊幅最大，为 13m，臂长约为 18.8m，根据额定起重表，幅度 14m、臂长 21.28m 最大吊重为 29.3t>22t，满足起吊要求。徐工 QY130K 汽车起重机车长 14.95m，宽 3m，行驶状态车重 55t，主要技术参数详见表 1。2表表 1 1 徐工徐工 QY130KQY130K 汽车起重机主要参数汽车起重机主要参数类别项目单位参数整机全长mm14950整机全宽mm3000整机全高mm3950第一、二mm1420第二、三mm2420第三、四mm1875第四、五mm1350尺寸参数轴距第五、六mm1400行驶状态整机自重kg55000一/二轴kg9100/9100三/四轴kg9100/12500重量参数五/六轴kg12700/9700纵向m7.56支腿距离横向m7.6转台尾部回转半径（平衡重）mm4600吊机支腿纵向距离 7.56m，横向距离 7.6m，支腿箱体位于 2 桥和 3 桥之间以及车架后端，工作时配重 38000kg。根据车轴及转盘中心位置计算吊装下车重心点 G0，尺寸位置关系详见图 2，由合力矩确定的平行力系中心即为吊车重心。3图图 2 2 车轴及转盘中心位置尺寸车轴及转盘中心位置尺寸由轴重参数得：下车重量 G0=9100+9100+9100+12500+12700+9700=62200 kg上车配重重量=38000 kg上车未加配重时重心到车后边缘距离 Rc 为：9700 3 12700 4.4 12500 5.759100 7.629100 10.049100 11.46 62200 6.78Rcm 则下车重心 G0到臂架回转中心 G1的纵向距离为 6.78-4.9=1.88m工作臂架回转中心 G1到两后支腿的纵向距离为 3.63m，上车配重及吊重支点 G1到支腿对称轴中心 O 点距离 e1=0.15m，下车重心 G0到支腿对称中心 O 的距离 e0=1.88-0.15=1.73m。二二、边梁吊装吊机支腿反力计算、边梁吊装吊机支腿反力计算边梁重 21.97t，不考虑铺装层，按 22t 计算。1 1、边梁吊装支腿反力计算、边梁吊装支腿反力计算由以上计算可知：a=3.8m，b=3.78m，e0=1.73 m，e1=0.15m， G0=622KN,G1=220+380=600KN；(1)当 =1060时吊重至臂架回转中心 G1的水平距离为 7.01m，吊重产生的力矩 M=6.964×220=1542.6KN·m；代入上述公式得：01 1011cossin(1)(1)()411.730.15cos106sin106622(1)600(1) 1542.6()43.783.783.783.8 1(906.7576.2277.7)301.34eeRGGMbbbaKN 01 2011cossin(1)(1)()4 1(906.7576.2( 502.7)496.44eeRGGMbbbaKN 01 3011cossin(1)(1)()4 1(337.3623.8277.7)309.54eeRGGMbbbaKN401 4011cossin(1)(1)()4 1(337.3623.8502.7)115.24eeRGGMbbbaKN(2)当 =440时吊重至臂架回转中心 G1的水平距离为8.744m，M=8.882×220=1923.7 KN·m。代入上述公式得：01 1011cossin(1)(1)()411.730.15cos44sin44622(1)600(1) 1923.7()43.783.783.783.8 1(906.7576.2717.7)191.34eeRGGMbbbaKN 01 2011cossin(1)(1)()4 1(906.7576.2 14.4)337.14eeRGGMbbbaKN01 3011cossin(1)(1)()4 1(337.3623.8717.7)419.74eeRGGMbbbaKN01 4011cossin(1)(1)()4 1(337.3623.8 14.4)2444eeRGGMbbbaKN(3)当 =-220时吊重至臂架回转中心 G1的水平距离为13.8m，M=13.65×220=3036KN·m。代入上述公式得：01 1011cossin(1)(1)()411.730.15cos 22sin 22622(1)600(1)3036()43.783.783.783.8 1(906.7576.2445.4)259.44eeRGGMbbbaKN 01 2011cossin(1)(1)()4 1(906.7576.2 1044.0)109.74eeRGGMbbbaKN501 3011cossin(1)(1)()4 1(337.3623.8445.4)351.64eeRGGMbbbaKN01 4011cossin(1)(1)()4 1(337.3623.8 1044)501.34eeRGGMbbbaKN2 2、中梁吊装吊机支腿反力计算中梁吊装吊机支腿反力计算中梁重 19.65t，不考虑混凝土铺装层残存重量，起吊重量拟按 20t 计算。a=3.8m，b=3.78m，e0=1.73 m，e1=0.15m， G0=622KN,G1=200+380=580KN；(1)当 =1060时吊重至臂架回转中心 G1的水平距离为 7.01m，吊重产生的力矩 M=7.01×200=1402.6KN·m；代入上述公式得：01 1011cossin(1)(1)()411.730.15cos106sin106622(1)580(1) 1402.6()43.783.783.783.8 1(906.7557252.5)302.84eeRGGMbbbaKN 01 2011cossin(1)(1)()4 1(906.7557( 457.1)480.24eeRGGMbbbaKN 01 3011cossin(1)(1)()4 1(337.3603252.5)298.24eeRGGMbbbaKN01 4011cossin(1)(1)()4 1(337.3603457.1)120.84eeRGGMbbbaKN(2)当 =440时吊重至臂架回转中心 G1的水平距离为8.744m，M=8.744×200=1748.8 KN·m。代入上述公式得：601 1011cossin(1)(1)()411.730.15cos44sin44622(1)580(1) 1748.8()43.783.783.783.8 1(906.7557652.4)202.84eeRGGMbbbaKN 01 2011cossin(1)(1)()4 1(906.7557 13.1)362.74eeRGGMbbbaKN01 3011cossin(1)(1)()4 1(337.3603652.4)398.24eeRGGMbbbaKN01 4011cossin(1)(1)()4 1(337.3603 13.1)238.44eeRGGMbbbaKN(3)当 =-170时吊重至臂架回转中心 G1的水平距离为 13.5m，M=13.5×2 00=2700KN·m。代入上述公式得：01 1011cossin(1)(1)()411.730.15cos 17sin 17622(1)580(1)2700()43.783.783.783.8 1(906.7557475.3)247.14eeRGGMbbbaKN 01 2011cossin(1)(1)()4 1(906.7557890.8)143.24eeRGGMbbbaKN01 3011cossin(1)(1)()4 1(337.3603475.3)353.94eeRGGMbbbaKN701 4011cossin(1)(1)()4 1(337.3603890.8)457.84eeRGGMbbbaKN以上各吊装工况下计算各支腿反力如表 2 所示。表表 2 2 各工况下支腿反力计算汇总表各工况下支腿反力计算汇总表支腿反力（KN）序号工况 R1R2R3R41吊装边梁（1）301.3496.4309.5115.22吊装边梁（2）191.3331.7419.72443吊装边梁（3）259.4109.7351.6501.34吊装中梁（1）302.8480.2298.2120.85吊装中梁（2）202.8362.7398.2238.46吊装中梁（3）247.1143.2353.9457.8四、梁板受力计算四、梁板受力计算由表 2 吊机支腿反力计算结果可知，近吊装物处支腿反力最大为R4=49.55t（吊装边梁时），远离吊装物处支腿反力最大为 R2=49.45t（吊装边梁时）。4 个支腿支撑在梁面，吊机支腿垫板下方使用 4 层枕木垛纵横交错布置将荷载平均分配到 3 片梁上，受力范围为 3.0m×3.0m，每片梁受力为50.13/3=16.7t，根据梁板设计图纸，原空心梁板荷载按照公路一级设计，查公路工程技术标准(JTJ 001-97)，计算荷载为“汽超 20” ，验算荷载为“挂车120” ，其荷载分布如图 3 所示。图图 3 3 挂车挂车120120 荷载分布图（重力单位：荷载分布图（重力单位：KNKN

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