汽车吊机支腿反力计算及梁板受力分析

1附件三：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1四支腿反力简图011011cossin(1)(1)()4eeRGGMbbba012011cossin(1)(1)()4eeRGGMbbba013011cossin(1)(1)()4eeRGGMbbba014011cossin(1)(1)()4eeRGGMbbbae0、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29.3t22t，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1徐工QY130K汽车起重机主要参数类别项目单位参数尺寸参数整机全长mm14950整机全宽mm3000整机全高mm3950轴距第一、二mm1420第二、三mm2420第三、四mm1875第四、五mm1350第五、六mm1400重量参数行驶状态整机自重kg55000一/二轴kg9100/9100三/四轴kg9100/12500五/六轴kg12700/9700支腿距离纵向m7.56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。图2车轴及转盘中心位置尺寸3由轴重参数得：下车重量G0=9100+9100+9100+12500+12700+9700=62200kg上车配重重量=38000kg上车未加配重时重心到车后边缘距离Rc为：97003127004.4125005.7591007.62910010.04910011.46622006.78Rcm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、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、边梁吊装支腿反力计算由以上计算可知：a=3.8m，b=3.78m，e0=1.73m，e1=0.15m，G0=622KN,G1=220+380=600KN；(1)当а=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：011011cossin(1)(1)()411.730.15cos106sin106622(1)600(1)1542.6()43.783.783.783.81(906.7576.2277.7)301.34eeRGGMbbbaKN012011cossin(1)(1)()41(906.7576.2(502.7))496.44eeRGGMbbbaKN013011cossin(1)(1)()41(337.3623.8277.7)309.54eeRGGMbbbaKN4014011cossin(1)(1)()41(337.3623.8502.7)115.24eeRGGMbbbaKN(2)当а=440时吊重至臂架回转中心G1的水平距离为8.744m，M=8.882×220=1923.7KN·m。代入上述公式得：011011cossin(1)(1)()411.730.15cos44sin44622(1)600(1)1923.7()43.783.783.783.81(906.7576.2717.7)191.34eeRGGMbbbaKN012011cossin(1)(1)()41(906.7576.214.4)337.14eeRGGMbbbaKN013011cossin(1)(1)()41(337.3623.8717.7)419.74eeRGGMbbbaKN014011cossin(1)(1)()41(337.3623.814.4)2444eeRGGMbbbaKN(3)当а=-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：011011cossin(1)(1)()411.730.15cos22sin22622(1)600(1)3036()43.783.783.783.81(906.7576.2445.4)259.44eeRGGMbbbaKN012011cossin(1)(1)()41(906.7576.21044.0)109.74eeRGGMbbbaKN5013011cossin(1)(1)()41(337.3623.8445.4)351.64eeRGGMbbbaKN014011cossin(1)(1)()41(337.3623.81044)501.34eeRGGMbbbaKN2、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=1.73m，e1=0.15m，G0=622KN,G1=200+380=580KN；(1)当а=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：011011cossin(1)(1)()411.730.15cos106sin106622(1)580(1)1402.6()43.783.783.783.81(906.7557252.5)302.84eeRGGMbbbaKN012011cossin(1)(1)()41(906.7557(457.1))480.24eeRGGMbbbaKN013011cossin(1)(1)()41(337.3603252.5)298.24eeRGGMbbbaKN014011cossin(1)(1)()41(337.3603457.1)120.84eeRGGMbbbaKN(2)当а=440时吊重至臂架回转中心G1的水平距离为8.744m，M=8.744×200=1748.8KN·m。代入上述公式得：6011011cossin(1)(1)()411.730.15cos44sin44622(1)580(1)1748.8()43.783.783.783.81(906.7557652.4)202.84eeRGGMbbbaKN012011cossin(1)(1)()41(906.755713.1)362.74eeRGGMbbbaKN013011cossin(1)(1)()41(337.3603652.4)398.24eeRGGMbbbaKN014011cossin(1)(1)()41(337.360313.1)238.44eeRGGMbbbaKN(3)当а=-170时吊重至臂架回转中心G1的水平距离为13.5m，M=13.5×200=2700KN·m。代入上述公式得：011011cossin(1)(1)()411.730.15cos17sin17622(1)580(1)2700()43.783.783.783.81(906.7557475.3)247.14eeRGGMbbbaKN012011cossin(1)(1)()41(906.7557890.8)143.24eeRGGMbbbaKN013011cossin(1)(1)()41(337.3603475.3)353.94eeRGGMbbbaKN7014011cossin(1)(1)()41(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2各工况下支腿反力计算汇总表序号工况支腿反力（KN）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》(JTJ001-97)，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3挂车—120荷载分布图（重力单位：KN；尺寸单位：m）由图3可知，“挂车—120”1.2m×3.2m范围内承受600KN的轴重，在不考虑前、后方车辆荷载的情况下，根据轴压横向布置，每片梁承载能力亦为15t，承载力大于本方案吊机支腿反力，梁板结构能满足受力要求。？