起重機(jī)在作業(yè)過程中,承受載荷種類復(fù)雜、載荷作用方向不同,這不僅表現(xiàn)在運(yùn)行過程中起重機(jī)要受到包括靜載荷、動(dòng)載荷、交變載荷等各種載荷的作用,而且隨著起重機(jī)作業(yè)的工況改變,即使是同類載荷也表現(xiàn)出多變的特征。受到載荷作用的起重機(jī)械各承載零件和結(jié)構(gòu)件會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)力和變形,當(dāng)應(yīng)力和變形超過一定的限度,就會(huì)使零、構(gòu)件喪失功能,甚至破壞,造成危險(xiǎn)。
起重機(jī)的載荷計(jì)算是起重機(jī)及其組成零、部、構(gòu)件受力分析的原始依據(jù),也是報(bào)廢或事故原因判斷分析的重要依據(jù)。載荷狀態(tài)判斷得準(zhǔn)確與否,將直接影響計(jì)算結(jié)果和事故結(jié)論的正確與否。因此,我們需要了解起重機(jī)上的載荷種類、各種載荷的作用方向以及在不同工況下的載荷作用方式。
1.重力載荷
起重機(jī)的重力載荷包括自重載荷和起升載荷兩大部分。
自重載荷包括起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)、機(jī)械設(shè)備、電氣設(shè)備等(不包括起升載荷)的重力載荷。載荷的作用方式及簡化的力學(xué)模型可以分別考慮,一般情況下,起重機(jī)的機(jī)械設(shè)備和電氣設(shè)備可視為集中載荷作用在
設(shè)備安裝的位置中心,桁架的自重視為作用在結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)上的集中載荷,箱型結(jié)構(gòu)的自重作為均布載荷處理。自重載荷通常都比它的工作對(duì)象的重量大得多。
起升載荷指所有起升質(zhì)量的重力,包括允許起升的最大有效物品、取物裝置(包括下滑輪組吊鉤、吊梁、抓斗、容器、起重電磁鐵等)、懸掛撓性件以及其他在升降中的設(shè)備的重力。當(dāng)起升高度小于50米時(shí),起升鋼絲繩的重量可以不計(jì)。
當(dāng)起重機(jī)處于非運(yùn)動(dòng)的靜止?fàn)顟B(tài),即起重機(jī)不工作,或吊載停止升降運(yùn)動(dòng)懸吊在空中的狀態(tài),或起重機(jī)處于穩(wěn)定勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí),起重機(jī)的自重載荷和起升載荷可作為靜載荷處理。對(duì)于橋架類型的起重機(jī),物料通過載重小車沿主梁水平運(yùn)動(dòng)時(shí),小車自重及起升載荷則組成了移動(dòng)載荷。
2.動(dòng)力載荷
動(dòng)力載荷使起重機(jī)在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變時(shí)產(chǎn)生動(dòng)載效應(yīng),動(dòng)載效應(yīng)使原有靜力載荷值增加。
動(dòng)力載荷包括在變速運(yùn)動(dòng)中,結(jié)構(gòu)自重和起升載荷產(chǎn)生的慣性載荷;由于車輪經(jīng)過不平整軌道接頭,或起重機(jī)的運(yùn)動(dòng)部分撞擊緩沖器產(chǎn)生的沖擊載荷;在慣性載荷和沖擊載荷作用下,金屬結(jié)構(gòu)和工作機(jī)構(gòu)的彈性系統(tǒng)產(chǎn)生振動(dòng)的振動(dòng)載荷等。
動(dòng)力載荷與工作速度(加速度)有關(guān),與運(yùn)動(dòng)方向有關(guān),與結(jié)構(gòu)的形式和性質(zhì)(諸如系統(tǒng)的質(zhì)量分布、系統(tǒng)的剛度和阻尼等)有關(guān),與起重機(jī)的使用條件和司機(jī)操作方法、操作技能的熟練程度等多種因素有關(guān)。
3.自然載荷
自然載荷專指風(fēng)、冰、雪、地震和溫度變化等自然因素所造成的載荷。在室外工作的起重機(jī),風(fēng)載荷對(duì)起重作業(yè)的影響應(yīng)該給予足夠的重視。其他自然載荷在需要考慮時(shí),可按有關(guān)規(guī)范確定或由用戶提供有關(guān)資料進(jìn)行計(jì)算。
4.其他載荷
橋架式類型起重機(jī)在大車運(yùn)行過程中出現(xiàn)偏斜時(shí),產(chǎn)生垂直作用于車輪輪緣或水平導(dǎo)向輪上的水平側(cè)向力;軌道式起重機(jī)由于軌道安裝誤差或流動(dòng)式起重機(jī)由于行駛道路的坡度引起的坡度載荷;考慮起重機(jī)在運(yùn)輸、安裝過程中由于生產(chǎn)工藝的需要而產(chǎn)生的載荷,其形式和大小將由實(shí)際情況具體決定;起重機(jī)在投人使用前,或?qū)κ褂闷陂g的起重機(jī)做安全監(jiān)測時(shí),進(jìn)行的超載動(dòng)態(tài)試驗(yàn)及靜態(tài)試驗(yàn)產(chǎn)生的試驗(yàn)載荷等。