履帶起重機(jī)臂架系統(tǒng)回轉(zhuǎn)平面穩(wěn)定性研究.pdf

1、國民基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，促使相關(guān)設(shè)備的質(zhì)量、體積和起升高度越來越大，履帶起重機(jī)在吊裝行業(yè)越加凸顯出自身的優(yōu)越性。作為履帶起重機(jī)的主要承載部件，臂架系統(tǒng)的性能在很大程度上決定了起重機(jī)的起重能力。除強(qiáng)度、剛度方面的考慮，其穩(wěn)定性由于具有突發(fā)性而受到廣泛關(guān)注。以往設(shè)計(jì)將臂架的變幅平面看做簡(jiǎn)支梁，回轉(zhuǎn)平面看做懸臂梁，顯然其回轉(zhuǎn)平面的穩(wěn)定性弱于變幅平面。然而當(dāng)臂架發(fā)生回轉(zhuǎn)平面失穩(wěn)時(shí)，鋼絲繩、拉板等牽引系統(tǒng)的牽引力隨臂架偏移而發(fā)生作用力方向的改

2、變，即對(duì)臂架系統(tǒng)產(chǎn)生非保向作用，會(huì)對(duì)臂架系統(tǒng)回轉(zhuǎn)平面的穩(wěn)定性產(chǎn)生有利影響。
　　針對(duì)上述問題，本文對(duì)履帶起重機(jī)的主臂工況、帶腰繩主臂工況、單撐桿工況和雙撐桿工況進(jìn)行了臂架系統(tǒng)回轉(zhuǎn)平面穩(wěn)定性的研究。由于臂架為空間格構(gòu)結(jié)構(gòu)，直接對(duì)其進(jìn)行解析分析存在難度，因此首先從臨界載荷相等的原理出發(fā)，推導(dǎo)四肢格構(gòu)構(gòu)件簡(jiǎn)化為實(shí)腹構(gòu)件的慣性矩等效計(jì)算公式;然后，對(duì)各工況的臂架系統(tǒng)進(jìn)行分析研究，通過建立撓曲線微分方程推導(dǎo)回轉(zhuǎn)平面臨界載荷的特征方程，并通過

3、實(shí)例驗(yàn)證算法的合理性;最后，針對(duì)不同臂架系統(tǒng)的特點(diǎn)，分析各部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)回轉(zhuǎn)平面穩(wěn)定性的影響，為實(shí)際工程設(shè)計(jì)提供參考;同時(shí)針對(duì)作業(yè)工況繁多、工作量大的情況，利用MATLAB建立批量計(jì)算穩(wěn)定性的計(jì)算系統(tǒng)。論文的主要研究工作如下:
　　(1)基于臨界載荷相等的原理，研究格構(gòu)構(gòu)件實(shí)腹化的慣性矩等效方法，并通過實(shí)例驗(yàn)證所得公式的合理性。
　　(2)根據(jù)鐵摩辛柯彈性穩(wěn)定理論，研究受非保向力作用的梁的臨界載荷，分析僅有拉板牽引作用的主

4、臂發(fā)生回轉(zhuǎn)平面失穩(wěn)的臨界載荷求解方法。
　　(3)分別對(duì)帶腰繩輔助裝置的臂架系統(tǒng)、單撐桿臂架系統(tǒng)、雙撐桿臂架系統(tǒng)進(jìn)行力學(xué)模型簡(jiǎn)化，得到各構(gòu)件軸力，并在假設(shè)各部件發(fā)生回轉(zhuǎn)平面失穩(wěn)曲線的基礎(chǔ)上，得到非保向力的軸向分力和側(cè)向分力;然后，對(duì)各部件進(jìn)行受力分析并分段建立撓曲線微分方程，通過邊界條件和變形協(xié)調(diào)條件，求解得到各工況臂架系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)平面失穩(wěn)臨界載荷的特征方程，并進(jìn)一步通過數(shù)值逼近求解的方法得到具體載荷值。基于此，分析臂架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，