周赫赫 蔣露露

安徽柳工起重機(jī)有限公司研究院 安徽蚌埠 233000

汽車起重機(jī)在工程施工中應(yīng)用廣泛，同時汽車起重機(jī)又是極易發(fā)生安全事故的工程設(shè)備[1]。數(shù)據(jù)表明46%汽車起重機(jī)發(fā)生過安全事故，發(fā)生事故的汽車起重機(jī)中有26.7%的汽車起重機(jī)是在回轉(zhuǎn)工況下發(fā)生傾翻事故[2]。汽車起重機(jī)最大允許起重量是在特定工況下的最大允許額定起重量[3]，不同回轉(zhuǎn)角度下最大允許起重量同樣不同[4]。

1 汽車起重機(jī)傾翻力矩分析

研究對象選擇某品牌TC800C5汽車起重機(jī)，建立TC800C5汽車起重機(jī)防傾翻檢測模型，以圖1所示工況建立力學(xué)模型，規(guī)定x軸正向指向起重機(jī)正后，y軸正向指向起重機(jī)正右方。其中L為吊臂臂長，L1為吊臂重心到吊臂鉸點(diǎn)距離，L2為轉(zhuǎn)臺重心到下車重心距離在傾翻邊方向投影，L3為配重重心到下車重心距離在傾翻邊方向投影，e為吊臂鉸點(diǎn)到下車重心距離在傾翻邊方向投影，L4為支腿橫跨距，L5為支腿縱跨距；G為吊物重力，G1為吊臂重力，G2為轉(zhuǎn)臺重力，G3為配重重力，G4為吊鉤重力，G5為下車重力。β 為吊臂仰角，α 為轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)角度，定義順時針旋轉(zhuǎn)為正，且定義x正向時α=0。

圖1 汽車起重機(jī)傾翻模型

圖1 所示傾翻方向?yàn)槠鹬貦C(jī)右方，右側(cè)兩支腿連線為傾翻線。對圖2建立力矩平衡公式得出穩(wěn)定力矩MS，傾翻力矩MT。

K為汽車起重機(jī)穩(wěn)定安全系數(shù)[5]，K=1時汽車起重機(jī)處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)。由式（1）、（2）得臨界穩(wěn)定狀態(tài)時汽車起重機(jī)最大起允許重量。

2 基于吊重的防傾翻檢測方法

以式（4）作為防傾翻檢測理論依據(jù)。先確定傾翻邊，再確定任意吊臂仰角β（幅度）、任意臂長L、任意回轉(zhuǎn)角度α 下最大允許起重量。

現(xiàn)有力矩限制器均可測量吊臂仰角β、臂長L、回轉(zhuǎn)角度α，進(jìn)一步，將式（4）計算的不同回轉(zhuǎn)角度下最大允許起重量G與穩(wěn)定安全系數(shù)K為1時的起重性能表給出的值G1進(jìn)行對比。若G1達(dá)到G的某個百分比（如75%），則力矩限制器發(fā)出蜂鳴警報，避免起重機(jī)因超載引起傾翻。

3 防傾翻檢測仿真分析

以式（4）為模型，分析回轉(zhuǎn)角度α 在圖2所示工況下變化時，吊臂仰角β 、臂長L與最大允許吊重G之間的關(guān)系。根據(jù)TC800C5汽車起重機(jī)起重性能表，取K=1.3、幅度固定為11m，臂長分別為29.44m、36.5m、43.55m，回轉(zhuǎn)角度在0-360o變化時，分析汽車起重機(jī)最大允許起重量的變化情況。以式（4）為模型，得到圖3。圖中半徑為轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)角度，極經(jīng)為最大允許起重量。如圖2所示回轉(zhuǎn)角度在360o范圍變化、幅度固定、臂長變化的情況下，不同臂長下的最大允許起重量具有由大到小的收縮關(guān)系。可見，同一幅度下，臂長越長最大允許起重量越小。此種關(guān)系與汽車起重機(jī)實(shí)際作業(yè)工況相符，且與汽車起重機(jī)起重性能表相匹配。

圖2 仿真結(jié)果

4 結(jié)語

通過力矩分析建立基于最大允許起重量的防傾翻檢測模型，并給出防傾翻檢測方法。G對最大允許起重量G的防傾翻檢測模型進(jìn)行仿真分析，并將仿真結(jié)果與穩(wěn)定安全系數(shù)為1時的起重性能表所給數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，結(jié)果表明仿真結(jié)果與汽車起重機(jī)起重性能表相匹配。