浅谈门式起重机的稳定性设计膜组件

浅谈门式起重机的稳定性设计

浅谈门式起重机的稳定性设计 2012 摘 要：本文通过对一起门式起重机的倾覆事故现场勘察及事故原因分析，探讨门式起重机稳定性的设计。 起重机械是现代工业生产中不可缺少的设备，被广泛地应用于各种物料的起重、运输、装卸、安装和入员输送中，从而大大减轻了体力劳动强度，提高了劳动生产率。起重机械是以间歇、重复的工作方式，通过起重吊钩或其他吊具起升、下降，或升降与运移物料的机械没备。它在搬运物料时，经历上料、运送、卸料及返回原处的过程中，工作范围较大，危险因素很多。而在起吊过程中，起重机械的整体失稳倾覆是起重事故中后果最严重、经济损失最大的一种类型，起重机的稳定性的设计越来越引起重视。但对广大的使用者来说，具有变幅机构的臂架类起重机，如流动式起重机、门座式起重机和塔式起重机等容易失稳发生倾覆事故，却往往忽视了门式起重机也同样存在稳定性的问题。因此，希望通过对一起门式起重机倾覆事故的现场勘察及事故原因分析，引起起重设备行业对门式起重机稳定性设计的重视与关注。1、事故经过 2007为制造单位提供的起重机制造竣工图，竣工图中未提供的部分参数采用设计计算书中的相关数据。①小车重心位置 取小车机房上下游长度的中心线为基准轴，小车的重心位置与设计计算书中的结果一致。计算过程如下：②门架重心位置 取起重机上下游两门腿的连线中心为基准轴，坐标往上游方向为正，相反为负，经计算门架的重心位置X=883.85mm。查设计计算书中门架重心的计算，取上游侧门腿中心线为基准轴，其计算结果为Xj s=3645mm，按设计计算书取取上游侧门腿中心线为基准轴，将我们的计算结果进行算，X'=4000-883.85=3116.15mm。两者的计算结果是不同的。门架重心计算过程门架总重量为： 44G=∑=91997.12(kg) i=1各部件重量与相脚坐标乘积之和M： 44M=∑（Gi×Xi)=81315620.40(kg.mm) i=1门架总重心X：X=M/G=81315620.40/91997.12=883.85(mm) 查制造单位提供的设计计算书，其中关于门架重心的计算存在缺陷。 在设计计算书中，同样采用计算公式：X=∑Gi×Xi／G，但该公式成立的必要条件是： ∑Gi=G。而设计计算书中门架各部分的重量累加值不等于门架的总重量，这样条件下的计算结果必然存在误差。 在设计计算书中，计算门架各组成部分对基准轴的力矩时，有重量为74419K9的Gll(其它件重量)重心位置取在上下游两门腿的连线中心，即认为G11中包含的各部件相对于上下游两门腿的连线中心对称分布。G11中包含门架的上中横粱、平台和平台栏杆、小车轨道和压板等部件。 门架的上中横梁只有一根，用于连接上游侧两门腿，下游侧两门腿在该高度是没有横梁的，所以上中横梁的重心应取在上游侧门腿中心线。因此设计计算书中重4597．18K9的上中横梁重心取在上下游两门腿的连线中心，取值偏差了4m，给门架各部件的力矩代数和带来了18388.72Kg·m的力矩偏差。 此外门架的上游端悬臂比下游端悬臂长4100mm，即门架的平台。和平台栏杆、小车轨道和压板等部件对上下游两门腿的连线中心均为偏心布置，设计计算书中将其重心取在上下游两门腿的连线中心有误差，这几个部件的累加重量为6197.3Kg，对各部件的力矩代数和计算带来的影响也是不可忽的。 从事故经过看，起重机的稳定性发生破坏前，主起升机构和副起升机构的载荷都处在停止状态，但应当考虑载荷提升过程中的动载冲击对起重机稳定性有影响。因此计算事故工况下起重机的稳定性时，载荷系数自重K1取0.95，载荷K2取1.2。事故发生时基本无风，按不考虑风载计算可得： 事故工况下，K2按照动载系数1.2取，据现场多方陈述，大车静止不动，微风，故不考虑起重机水平惯性力，也不考虑下游起重机风载荷(即F=0)的影响。 M稳定<M倾覆，所以起重机的稳定性不符合要求。 由于起重机小车在悬臂端工作位置上处于自由状态，没有受到牵拉也未到达限位位置，当起重机失去稳定性开始倾斜，起重机悬臂端下倾，小车沿悬臂导轨逐渐向上游方向位移，更加增大了起重机的倾覆力矩，随着小车位移的增大，起重机的倾覆力矩也越来越大，直至起重机倾覆。（2）未考虑主副钩同时带载的情况 查阅设计制造单位提供的设计计算书和使用说明书，设计制造单位未考虑在主副钩同时带载的情况下的电气联锁保护，设计计算书中未考虑事故中两套起升机构同时带载的工况；起重机本身的安全保护装置未对该种工况进行限制；而使用说明书中均未有两套起升机构不得同时带载的说明，制造单位也未向安装单位进行该项技术交底。在安装调试人员为避免工件的相互干涉，进行两套起升机构同时带载操作的情况下，导致了事故的发生。4、结束语 对大多数的门式起重机来说，工作位置往往不在悬臂端，而且主粱的长度远远大于悬臂的长度，故在设计时，没有象具有变幅机构的臂架类起重机要求设置变幅行程限位器、力矩限位器等限制l旧度的安全保护装置，稳定性一般也符合要求。而从这起案例我们可以看到，事故起重机的悬臂长度大于大车轨距，且起重机的工作位置位于悬臂端，类似于塔式起重机的小车变幅结构，在设计相似结构的门式起重机，应当引起大家的足够重视，要充分考虑各种工作情况，对重心计算和稳定性校核方面应仔细核查，避免再发生此类事故。

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