起重机起重臂臂尖挠度计算分析2梭式窑

起重机起重臂臂尖挠度计算分析（2）

起重机起重臂臂尖挠度计算分析（2） 2011年12月04日 来源：

2.3边界条件　　本项目的边界条件的定义是基于有限单元的，它包括约束集和载荷集。　　(1)约束集　　把最下面塔身节的4个主弦下端固支。　　(2)载荷集　　本项目是研究塔机在吊重的静力作用下起重臂臂尖的挠度，因此必须计算塔机在不吊重、吊重两种载荷集下的变形位置，再从塔机的这两种变形位置求得塔机在吊重作用下的变形量。塔机在这两种载荷集下均不考虑风载、动载系数和各种惯性力的影响，这里的载荷就只考虑自重和吊重的作用，对于起重臂、塔顶、平衡臂、起重臂拉杆、平衡臂拉杆、回转塔身、上支座和下支座、以及塔身的自重用重力加速度加载在各个单元上；而对其它机构的重量则简化为集中载荷作用在物理模型的相应位置生成塔机有限元模型见图1。　　不吊重(LOADSET1)：指塔机上的小车置于臂尖处，吊重为零。　　吊重(LOADSET2)：指塔机上的小车在臂尖处吊重1.3t，其它载荷与不吊重相同。　　参考坐标系定义为：X轴沿起重臂方向向右，且与起重臂下弦杆上表面重合，Z轴沿塔身竖直向上，坐标原点位于塔身的中心线上。　　3计算和试验结果分析　　对以上塔机有限元模型进行计算，得到整个塔机起重臂臂尖垂直挠度和塔机各部分对起重臂臂尖垂直挠度的贡献量（表2）。在相同的条件下对塔机进行试验测试，运用经纬仪测得起重臂臂尖挠度、和塔机各部分的挠度贡献量的的结果如表2所示，计算和测试结果的相对误差在9%以内，基本一致，证明以上有限元模型及其计算方法是正确的。计算和测试结果表明（表2）：该塔机在小车在臂尖处吊重时，起重臂臂尖垂直挠度达到783~800mm，主要是由塔机上车和塔身贡献的，其中塔机上车贡献量为350mm以上，所占权重超过40%，计算进一步表明：其中塔顶的贡献量为177mm，权重为22.6%，起重臂及起重臂拉杆的贡献量为174mm，权重占22.2%；塔身贡献量为318~346mm，权重也超过了40%；而回转塔身和上、下支座对起重臂臂尖垂直挠度的贡献量相对较小,分别只有48和66mm，权重分别也只占6.2%和8.4%，即使这三部分的贡献量之和也只有104~112mm，权重也只占14%左右,远小于塔机上车和塔身的贡献量和权重。　　4结论及建议　　4.1结论　　经过以上计算分析，可以得出以下结论：　　(1)运用以上有限元的方法对塔机起重臂臂尖垂直挠度和各部分的挠度贡献量进行计算和分析的方法是正确的、可行的。　　(2)该试验塔机的小车在臂尖处吊重时，臂尖垂直挠度达到783mm，塔身贡献量318mm，权重占40.6%，是影响起重臂臂尖垂直挠度最主要的因素；其次是塔顶和起重臂及起重臂拉杆，贡献量分别为177和174mm，权重分别占22.6%和22.2%；影响最小的是上、下支座和回转塔身，贡献量分别为66和48mm，权重分别只占8.4%和6.2%；且起重臂臂尖挠度H与塔身节的数量存在以下近似的线性关系：　　H=465+26.2NA+38NB+43NC　　其中NA、NB、NC为相应型号塔身节的数量，NA+NB+NC≤16　　4.2建议　　降低起重臂臂尖垂直挠度的主要措施是要加强塔身的刚度，另外加强塔顶的刚度也能较有效的降低起重臂臂尖垂直挠度。

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