塔機液壓頂升系統短立柱尺寸都會直接影響整個頂升,加節過程的順利完成.其中影響的關鍵尺寸是
圖1 頂升系統的相關位置,尺寸關系圖
標準節兩頂升塊間的中心距離,下頂升塊與標準節立柱下端面的距離,頂升梁的油缸軸與頂升軸間的距離,頂升支承梁及油缸座板和制動器座板中心在爬升套上的位置尺寸,在已確定頂升梁的油缸
軸與頂升軸間的距離時,可暫確定頂升梁軸中心與標準節頂升塊中心的距離取為30～60mm,止動器軸心與標準節頂升塊中心的距離取為10～30mm,又給出油缸的安裝尺寸,從而即可確定爬升套上頂升支承梁及油缸座板和制動器座板中心尺寸了,同時考慮止動器的安全剛度問題,即止動器不宜太長,過長則減弱其強度,使之易彎曲變形,折斷引發塔機頂升過程的安全事故.
另外,頂升梁軸中心與標準節頂升塊中心的距離,止動器軸心與標準節頂升塊中心的距離的取值過大或過小都會影響頂升的有效行程,頂升和換肩的次數,從而使效率降低.
頂升系統的相關位置,尺寸的關系如圖1.
頂升(側頂)時的水平分力與垂直分力
在塔機頂升過程中,油缸與塔身(標準節)之間成在一定的夾角θ,由于夾角θ的成在使得在頂升時必然產生兩個方向的受力,即水平分力和垂直分力,如圖2所示.
圖2 水平分力,垂直分力與夾角θ等的關系圖
水平分力F1
在它的作用下,套架有遠離塔身中心的趨向,使塔身產生一個傾翻力,削弱了塔機的穩定性.水平分力F1是一個有害于塔機安全的負面力,應將其減小或削弱.
垂直分力F2
在它的作用下,套架有沿塔身軸心線方向運動的趨勢,這個力正是頂升所需要的向上的頂升推力,它的大小決定著塔機能否向上頂升,進節的關鍵動力.垂直分力F2是一個有有利于塔機安全頂升的正面力,應將其加強.
水平分力和垂直分力與油缸與塔身(標準節)之間成在一定的夾角θ的關系
由圖2可以得出:水平分力F1=FSinθ,垂直分力F2=FCosθ,而油缸與塔身(標準節)之間成在一定的夾角θ(總在0～90°之間變化)的變化從而引起水平分力F1和垂直分力F2的變化.從前面的分析知道水平分力F1是有害的負面力,垂直分力F2是有利的正面力.在油缸的承載能力范圍內,為了使頂升安全可靠,在設計時應盡量減小F1,增大F2,即F1越小(但不可能為零)塔機頂升越安全平穩,F2越大塔機的頂升力量越好.
減少或削弱水平分力F1,增大垂直分力F2的方法可歸納如下:
A 減小油缸與塔身(標準節)之間成在一定的夾角θ,可減弱水平分力F1,增大垂直分力F2;
B 在油缸及頂升梁不與標準節的的任何部位發生干涉的前提下,減小頂升塊中心到標準節立柱中心的距離d,也可減少或削弱水平分力F1,增大垂直分力F2;
C 所用頂升油缸的安裝尺寸對水平分力F1和垂直分力F2也有一定的影響.安裝尺寸L減小,油缸與塔身(標準節)之間的夾角θ也隨之減小,從而使水平分力F1減弱,垂直分力F2增大.
三. 塔機頂升過程中上下行程區內的干涉
塔機頂升過程中上下行程區內所產生的干涉,對塔機頂升,進節的安全穩定性同樣不可忽視,必須防止和避免其產生.塔機頂升過程中上下行程區內的干涉主要表現在以下幾點:
1. 油缸連接軸與頂升平臺的干涉
因為油缸安裝在頂升梁上的油缸連接耳板座上,油缸連接耳板座由兩塊耳板組合而成,其厚度即是兩耳板的厚度,兩耳板間的距離(油缸頭的安裝尺寸).油缸連接軸與頂升平臺的是否發生干涉,則起決于油缸連接軸的長度,標準節上頂升塊寬度尺寸以及頂升梁的總體厚度尺寸,在設計頂升平臺的安裝位置時,應考慮頂升平臺的內邊緣與標準節立柱中心之間的距離要大于[油缸連接軸的長度的一半 + 標準節上頂升塊寬度尺 + 頂升梁的總體厚度],也及是頂升平臺的內邊緣不得與頂升過程中的頂升油缸連接軸發生相擦,相碰的干涉現象,否則頂升過程就存在安全隱患,故應防微杜漸,消除安全隱患.
頂升梁兩軸端距尺寸的確定
頂升梁兩軸端距尺寸應滿足:
A 應滿足標準節上水平方向兩頂升塊之間的位置要求,即應大于標準節上水平方向兩頂升塊之間的距離尺寸(包括兩頂升塊的厚度);
B 防止頂升梁兩軸端與爬升滾輪座耳板側面的干涉;
C 注意頂升梁兩軸端與兩頂升塊外邊應有一定的尺寸富余量,即頂升梁兩軸端之間的距離等于[兩頂升塊外邊尺寸 + 5～10mm].頂升梁兩軸端之間的距離過長則易與爬升滾輪發生干涉,引發危險;頂升梁兩軸端之間的距離過短,當頂升過程中頂升梁不平穩運動即偏向頂升時,頂升軸則易從頂升塊弧槽中偏滑脫出,導致頂升單邊受力,使整個塔機傾翻倒塔,造成機毀人亡的嚴重事故,這是塔機必須避免的.這樣的事故最近就曾發生過,因此要引起特別的重視.
3. 爬升滾輪與頂升塊焊縫的干涉
爬升滾輪的輪面(接觸面)寬度與頂升的安全穩定性有關.在不影響頂升穩定性的同時,必須考慮爬升滾輪輪面寬度應滿足不與頂升塊焊縫發生干涉為宜.例如我司的塔機就有前后爬升滾輪之分,靠頂升塊一方的滾輪輪面較背離頂升塊一面的滾輪輪面窄,其前提是不影響爬升穩定性.爬升滾輪一旦與頂升塊焊縫產生干涉,則會導致滾輪滾道高低不平使滾輪跳動大,同時產生一個對橫斷面的沖擊力,使塔機頂升不能平穩過渡運行,塔身整體波動,塔機的安全性就受到嚴重的影響,應該防止和避免.
4. 其他事項
A 在塔機頂升過程中必須派專人監控頂升梁軸的正確落位.頂升時派人扶持頂升梁,使其較為平穩,正確地落入頂升塊弧槽內.
B 增加爬升套導向長度,也可增加塔機爬升穩定性,提高爬升套立柱的剛度,其導向距離可取大于2400mm.
換肩止動器的安全應力與止動器的形式,尺寸
常見的換肩止動器一般有兩種形式:直條式(見圖3a)和彎折式(見圖3b).
直條式
主要承載壓力,受力好,制作簡單易于加工,但頂升換肩是穩定性差易來回擺動;止動器中心長度L不宜太長,否則會減弱止動器的剛度,使之產生彎曲變形,導致塔機頂升換不了肩,頂升不能順利完成,同樣是塔機的安全隱患.
彎折式
主要承載彎矩作用,剛度不太好,制作工加工藝繁,但頂升換肩是穩定性較好,不產生擺動.止動器中心長度L不宜太長,否則產生的彎矩大,減弱其剛度.
止動器所選用的材料為Q235-C,其許用應力[δs]=170Mpa ,在設計止動器時,其所受的最大應力δ>[δs]=170Mpa ,這樣才能保證安全.
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