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新聞動態(tài)

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多起重吊裝系統(tǒng)吊裝力影響因素分析

對于多起重機吊裝系統(tǒng),為避免附加載荷,在吊裝過程中各起重機鋼絲繩組(吊裝力方向)均近似豎直,使得多起重機系統(tǒng)吊裝力的求解問題演變成為空間平行力系的求解問題。對于單臺起重機吊裝,其吊裝力僅決定于被吊裝結(jié)構(gòu)物的重力大小,而多起重機吊裝系統(tǒng)屬于多體系統(tǒng),隨著起重機數(shù)量的增加,影響起重機吊裝力大小的因素也隨之增加。



1、結(jié)構(gòu)物空間動作變化分析

由于起重機吊裝系統(tǒng)是一個動態(tài)吊裝過程,當多機系統(tǒng)被吊裝結(jié)構(gòu)物姿態(tài)將發(fā)生相應(yīng)變化時,系統(tǒng)中各起重機鋼絲繩組的吊裝力也將隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。多機系統(tǒng)吊裝工程中,多起重機的協(xié)同動作的種類由結(jié)構(gòu)物的吊裝要求決定。但總結(jié)不同類型結(jié)構(gòu)的吊裝結(jié)構(gòu)物,多機系統(tǒng)的協(xié)同吊裝動作主要包括:結(jié)構(gòu)物的豎直提升豎直平移),水平移動、側(cè)向翻轉(zhuǎn)及空間組合變換等。

平移運動:當被吊裝結(jié)構(gòu)物需要進行提升、平移等動作,多機系統(tǒng)將作平移運動。旋轉(zhuǎn)運動:當被吊裝結(jié)構(gòu)需要進行平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)時,多機系統(tǒng)將進行協(xié)同旋轉(zhuǎn)運動。復(fù)合動作在實際情況中,被吊裝結(jié)構(gòu)物的一些動作常常也可將其視為幾種簡單動作的復(fù)合動作,其實現(xiàn)方式就是將其相應(yīng)動作變化矩陣進行相應(yīng)的組合。

2、結(jié)構(gòu)物重心位置對吊裝力的影響

在吊裝過程中,被吊裝結(jié)構(gòu)物僅受到吊裝力與重力作用,當?shù)觞c數(shù)目及位置確定時結(jié)構(gòu)物重心的位置是否與吊點共面將直接決定吊裝力在整個吊裝過程中的變化規(guī)律。下面以四臺起重機吊裝系統(tǒng)為研究對象,對結(jié)構(gòu)物重心分別分布于吊點平面內(nèi)部(共面)、吊點平面上部及吊點平面下部的三種情況分析來探討其影響因素。

2.1 結(jié)構(gòu)物重心與吊點共面

當結(jié)構(gòu)物重心與吊點共面時,如圖1所示,由于吊裝用鋼絲繩組為柔性體,僅受拉力作用,根據(jù)結(jié)構(gòu)物的尺寸特點,對其受力情況簡化,此時結(jié)構(gòu)物所受力系為空間超靜定平行力系。

根據(jù)靜力學(xué)中力與力矩平衡知,結(jié)構(gòu)物受力情況滿足方程式:

對于重心位置確定的結(jié)構(gòu)物,即當式中距離一定時,則在四起重機協(xié)同吊裝過程中,系統(tǒng)中任意兩臺起重機的吊裝力之和是定值。則根據(jù)力學(xué)平衡原理,當被吊物處于水平狀態(tài)時,可對公式進行求解。在四起重機協(xié)同吊裝過程中,當被吊裝結(jié)構(gòu)物的重心與吊點共面時,任意相鄰兩臺起重機的吊裝力之和的大小不受結(jié)構(gòu)物空間姿態(tài)變化的影響,而完全決定于被吊裝結(jié)構(gòu)物的重心位置。

因此,對于吊裝工程中需要翻轉(zhuǎn)等動作才能完成吊裝就位的結(jié)構(gòu)物,如塔式結(jié)構(gòu)物。當結(jié)構(gòu)物到達直立狀態(tài)后,主吊裝起重機需要將吊裝力逐漸增大到與總吊裝負載相等時才能進行溜尾起重機 脫鉤。在此期間,兩臺溜尾起重機吊裝力將逐漸減小,當減小到零后再進行雙溜尾吊鉤的脫鉤才能 吊裝過程的 。反之,若兩臺主起重機吊裝力還不能承擔總吊裝負載時進行溜尾起重機脫鉤,主起重機吊裝力將突然增大,該現(xiàn)象將大大增大吊裝工程的危險性。因此,對于被吊物重心剛好與吊點共面的吊裝工程,在進行裝主起重機及溜尾起重機的選擇時,除了要求起重機的載重量滿足吊裝要求外,還必須協(xié)調(diào)好主起重機與溜尾起重機的動作順序及范圍。

2.2 結(jié)構(gòu)物重心位于吊點平面下方

當結(jié)構(gòu)物重心位于吊點平面下方時,根據(jù)結(jié)構(gòu)物尺寸特點,簡化受力模型,此時結(jié)構(gòu)物仍受空間超靜定平行力系作用,根據(jù)力學(xué)平衡原理,當結(jié)構(gòu)物軸線水平時,結(jié)構(gòu)物受力方程式可求解。在吊裝過程中,當被吊物的空間姿態(tài)發(fā)生變化時,被吊物發(fā)生翻轉(zhuǎn)與地面呈一定角度,根據(jù)力與力矩平衡原理,將角度帶入公式進行結(jié)算也能獲得此時的解。

在四起重機協(xié)同吊裝過程中,若被吊裝結(jié)構(gòu)物的重心位于吊點所構(gòu)成的平面下方,當結(jié)構(gòu)物發(fā)生翻轉(zhuǎn)時,系統(tǒng)中任意相鄰兩臺起重機吊裝力之和的大小,將隨結(jié)構(gòu)物翻轉(zhuǎn)而不斷變化,其變化規(guī)律除與結(jié)構(gòu)物重心到吊點連線的水平距離有關(guān)外,還與重心偏離吊點平面的距離有關(guān)。且在整個吊裝過程中,主起重機吊裝之和始終在增大,直至其承擔總的吊裝載荷;而溜尾起重機的吊裝力之和在結(jié)構(gòu)物被吊離地面前在逐漸增大,翻轉(zhuǎn)時開始減小,全程中在離開地面時吊裝力達到大值。

對于結(jié)構(gòu)物重心位于吊點平面下方的工程,若結(jié)構(gòu)物需要豎直或翻轉(zhuǎn)等動作才能完成就位,則此工況與上文結(jié)構(gòu)物重心與吊點同一平面的情況有明顯不同。在該類工程的整個翻轉(zhuǎn)過程(從水平到直立)中,主起重機(機、機的吊裝力之和在逐漸培大,而溜尾起重機的吊裝力之和逐漸減小;當其達到直立狀態(tài)時,主起重機所受吊裝力基本等于系統(tǒng)總負載量,溜尾起重機吊裝力之和幾乎減小至零。此時溜尾起重機的脫鉤相對容易,然后再由主起重機完成結(jié)構(gòu)物的終就位。

由該類結(jié)構(gòu)物吊裝過程分析可知,在整個吊裝過程中,多機系統(tǒng)各起重機的吊裝力均在逐漸變化,易于實現(xiàn)平穩(wěn)無突變吊裝,從而極大的減小了吊裝工程的危險性;此外,吊裝過程中,溜尾起重機僅在結(jié)構(gòu)物被吊離地面時存在大吊裝力,這使得溜尾起重機的選擇更加靈活。

2.3 結(jié)構(gòu)物重心位于吊點平面上方

當結(jié)構(gòu)物重心位于吊點平面上方時,結(jié)構(gòu)物處于水平狀態(tài)時,根據(jù)力與力矩平衡原理,其受力情況與上文中結(jié)構(gòu)物水平狀態(tài)時相同。對該類結(jié)構(gòu)物發(fā)生傾斜時起重機吊裝力變化情況進行分析,對于重心位于吊點所構(gòu)成的平面上方的結(jié)構(gòu)物,在四起重機協(xié)同吊裝過程中,當結(jié)構(gòu)物任何一側(cè)起重機起升高度高于另外一側(cè)時,該側(cè)起重機吊裝力之和將會減小,而另一側(cè)起重機吊裝力之和將會增大。由于在多機系統(tǒng)吊裝過程中,任何起重機的吊裝力的增大或減小都將明顯影響起重機系統(tǒng)的 性,因此,在該類結(jié)構(gòu)物的吊裝中若結(jié)構(gòu)物無需翻轉(zhuǎn)或傾斜應(yīng)盡量要避免結(jié)構(gòu)物的空間姿態(tài)發(fā)生變化,否則將大大增大多機系統(tǒng)的危險性。


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