新型630型吊籃懸掛機構(gòu)受力分析計算說明書無錫吊藍機械制造有限公司江南大學(xué)機械工程學(xué)院吊船工程機械研究所1. 原懸掛機構(gòu)的拉攀繩和懸掛機構(gòu)的支架組成一整體，掛點受力時，懸掛機構(gòu)實為杠桿原理來保證其受力與掛點的吊籃的安全。而新型懸掛機構(gòu)則不同，結(jié)構(gòu)簡圖如下所示。點處為支撐輪，點處為配重塊，點為吊籃吊點位置。與原懸掛機構(gòu)不同的是，吊籃對點的拉力通過鋼絲繩傳導(dǎo)到的拉力。故對該受力進行簡化，點為可動鉸支座，點為固定鉸支座。其中吊籃載重為630kg，自重為579kg，配重塊為1T。具體載荷計算為（1）鋼平臺自重：425kg（按3節(jié)2米=6米）（2）鋼絲繩：50kg（按長度100米2根25kg）（3）安全繩：50kg（按長度100米2根25kg）（4）電纜線：30kg（按長度100米）（5）重錘：24kg（12kg2）（6）額定載荷：630kg又因兩個懸掛機構(gòu)吊一個吊籃，故單一吊籃吊點受力N。桿=1500，=850，=8400, 與的夾角，與的夾角.該懸掛機構(gòu)用Q235A材料。由試驗可得，在懸掛機構(gòu)拉攀繩預(yù)緊力為4000N的情況下，單懸掛機構(gòu)點受力6050N，其拉攀繩受力為8360N。1.1 取為研究對象，受力分析如下圖所示：吊籃、鋼絲繩對的拉力為N，拉攀繩對的拉力為為8360N，鋼絲繩與水平桿的夾角=29.5，根據(jù)靜力平衡得，N，N ，N桿的實常數(shù)為80804，其抗彎模量為：29346其中，為方管寬，為80；t為方管厚，為4在桿的危險截面端，其彎曲應(yīng)力為54MPaN式中GPa，=2，=1300，為80；t為4.計算壓桿的穩(wěn)定許用壓力為55058NN式中為Q235A鋼a類（殘余應(yīng)力影響較小，穩(wěn)定性較好）截面中心受壓直桿的穩(wěn)定因數(shù)，=0.387；Q235A鋼的強度許用應(yīng)力為MPa；為壓桿橫截面積。 桿的彎矩危險點為點，壓桿穩(wěn)定的繞曲線拐點無明顯危險點，故，綜合危險點情況為點綜上所述桿是安全可靠的1.2 取為研究對象，受力分析如下圖所示：鋼絲繩的拉力為N，為8360N ，鋼絲繩與水平桿的夾角=29.5，根據(jù)靜力平衡得，N，N， N桿的實常數(shù)為80804，其抗彎模量為：29346其中，為方管寬，為80；t為方管厚，為4在桿的危險截面端，其彎曲應(yīng)力為52MPaN式中為Q235A鋼a類（殘余應(yīng)力影響較小，穩(wěn)定性較好）截面中心受壓直桿的穩(wěn)定因數(shù)，=0.801；Q235A鋼的強度許用應(yīng)力為MPa；為壓桿橫截面積。 桿的彎矩危險點為點，壓桿穩(wěn)定的繞曲線拐點無明顯危險點，故，綜合危險點情況為點綜上所述桿是安全可靠的1.3 取為研究對象，受力分析如下圖所示：鋼絲繩對的拉力為N，為8360N，鋼絲繩與水平桿的夾角=5.78，為配重塊對點的拉力，根據(jù)靜力平衡得，因該懸掛機構(gòu)在之間使用拉攀繩固定，故可對該懸掛機構(gòu)作整體分析，其受力簡圖如下所示根據(jù)靜力平衡得，得N位于點的配重塊1T，對點的拉力遠遠大于所需的力，故配重塊是安全足夠的。對點進行受力分析得為桿對點的作用反力，得，N可得點的剪力為=43N，N，N抗彎模量為：29346其中，為方管寬，為80；t為方管厚，為4在桿的危險截面端，其彎曲應(yīng)力為13MPaN式中為Q235A鋼a類（殘余應(yīng)力影響較小，穩(wěn)定性較好）截面中心受壓直桿的穩(wěn)定因數(shù)，=0.828；Q235A鋼的強度許用應(yīng)力為MPa；為壓桿橫截面積。 壓桿穩(wěn)定的繞曲線拐點位于桿靠近、點各1/4處，故危險點為壓桿穩(wěn)定拐點。綜上所述桿是安全可靠的。2. 斷繩工況下的沖擊計算2.1 綜合1.節(jié)中所述，點處所受彎矩最大，故對其驗算。根據(jù)試驗得知，在斷繩工況下沖擊拉力為N。鋼絲繩也產(chǎn)生加強張力為N，其方向的分力為=8875N，可得點會形成向下運動趨勢，使得桿在點處承受更大的剪切力矩來阻止點向下位移，其增加的力為=6059N分析得，由梁承受，簡化后作受力圖為此時把梁做懸臂處理，點的彎矩為=7876050N。剪力KN因為桿的橫截面是矩形對稱結(jié)構(gòu)，故最大切應(yīng)力11MPa MPa式中，為橫截面上的剪力；為整個橫截面對其中性軸的慣性矩；為矩形截面的寬度；為橫截面上距中性軸為的橫線以外部分的面積對中性軸的靜矩。=17344=1173845=2=82.2綜合1.節(jié)中所述，斷繩工況對桿增加了對點彎矩=1268642N，剪切力為1.1KN，故其切應(yīng)力3MPa（計算原理參閱2.1節(jié)）2.3 綜合1.節(jié)中所述，斷繩工況對桿的壓力N小于壓桿穩(wěn)定許可力117801N2.4 點的繞度已知繞度公式=28.2式中，為壓桿慣性矩，=1173845，GPa。3. 點截面的最大應(yīng)力因梁的材料選用Q235A，查得許用拉伸應(yīng)力MPa，許用剪切應(yīng)力=69MPa，如下圖所示，在點截面截面最上、最下面處其應(yīng)力最大。其最大拉壓應(yīng)力為13MPaMPa此時最大剪切應(yīng)力為平均剪切應(yīng)力的1.5倍，得16.5MPa MPa滿足強度要求4. 鋼絲繩懸掛架銷軸的強度校核需要對鋼絲繩懸掛架銷軸進行剪切和擠壓強度校核。已知銷軸的材質(zhì)為45鋼。軸徑30，查鋼材手冊得45鋼的=355MPa，安全系數(shù)，得許用拉壓應(yīng)力、剪切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力分別為MPa MPaMPa4.1 剪切強度校核已知銷軸所受剪切力18KN，銷軸的截面積為=706.5，銷軸所示剪切應(yīng)力為MPa4.2 擠壓強度校核已知銷軸所受擠壓面積/2=1200，其擠壓應(yīng)力為故滿足強度要求。5. 鋼絲繩的安全系數(shù)5.1 ZLP630吊籃：安全系數(shù)n=Sa/W，其中，S=53190N，a=2，W=(630+425+50+30+24)= 1159Kg9.8=11358N.式中：吊籃的額定載重量為630Kg,考慮了吊籃的工作高度及鋼絲繩的自重，懸掛機構(gòu)的抗傾覆系數(shù)應(yīng)大于或等于2。鋼絲繩的重量計算按2根100長的鋼絲繩的自重。單根鋼絲繩的拉力應(yīng)是吊籃額定載重的9倍則n=531902/11358=9.379 滿足標準要求