自行式起重机可分为履带式起重机、汽车式起重机与轮胎起重机。自行式起重机的优点是灵活性大,移动方便,能为整个建筑工地服务。这类起重机的缺点是稳定性较小。
7.1.2.1 履带式起重机
履带式起重机是在行走的履带底盘上装有起重装置的起重机械,是自行式、全回转的一种起重机,如图7-2所示。这种起重机具有操作灵活、使用方便、在一般平整坚实的场地上可以载荷行驶和作业的特点。履带式起重机是结构吊装工程中常用的起重机械。
图7-2 履带式起重机
1—机身;2—行走装置(履带);3—起重杆;4—平衡重;5—变幅滑轮组;6—起重滑轮组;H—起重高度;R—起重半径;L—起重杆长度
履带式起重机按传动方式不同可分为机械式(QU)、液压式(QUR)和电动式(QUD)三种。目前常用液压式,电动式不适用于需要经常转移作业场地的建筑施工。
1.履带式起重机的常用型号及其性能
常用的履带式起重机型号有:国产W1-100,W200A,WD200A和QU系列履带式起重机械;国外进口的几种履带式起重机械(日本的KH180,KH300,60P,85P,IPD80,德国的CC-2000等)。
常用履带式起重机的技术参数见表7-1。
表7-1 国内生产的几种履带起重机主要技术性能
履带式起重机的主要技术参数为:起重量Q、起重高度H和起重半径R。而起重量、起重高度和起重半径又取决于起重杆长度及其仰角。当起重杆长度一定时,随着起重杆仰角的增大,起重量和起重高度增加,起重半径减小。当起重杆长度增加时,起重半径和起重高度增加,而起重量减小。以W1-100型履带式起重机工作曲线如图7-3为例,当起重杆长为13m时,在起重高度曲线3上其起重高度随着起重杆仰角的增大由起重高度6m增至11m,相对应的在其起重量曲线4中,起重量由35kN增至150kN,而起重半径相对应的由12.5m减小至4.5m。当起重杆长度增长至23m时,可从起重高度曲线1中看出其起重量高度可提高至16~19m,相对应的起重量曲线2中,可见其起重半径可增大至17m,而起重量减小为17kN。
图7-3 W1-100型履带式起重机工作曲线
起重机三个主要参数除了可以用起重机工作曲线表示之外,还可由性能表来表示,如表7-2。
表7-2 W200A,WD200A型履带起重机起重性能
2.履带式起重机的稳定性验算
履带式起重机在进行超负荷吊装时,或者接长吊杆时,需要进行稳定性验算,以保证起重机在吊装中不会发生倾倒事故。
履带式起重机验算稳定性时,应选择起重最不利位置,即车身与行驶方向垂直的位置,如图7-4所示的情况进行验算。此时以履带中点A为倾覆中心,起重机的安全条件为:
图7-4 履带式起重机受力简图
不考虑附加荷载(风载、突然刹车的惯性力等)时,要求满足:
考虑附加荷载时,K≥1.15
为简化计算,验算起重机稳定性时,一般不考虑附加荷载,由图7-4求得:
式中 K——稳定性安全系数;
G0——原机身平衡重;
G1——起重机机身可转动部分的重量;
G2——起重机机身不转动部分的重量;
G3——起重杆重量(约为起重机重的4%~7%);
l0,l1,l2,l3——以上各部分的重心至倾覆中心A点的相应距离;
R——起重半径;
Q——起重量。
验算时,如不满足式(7-1)时,则应采取增加配重等措施解决。必要时还需对起重臂的强度和稳定进行验算。
[例] 某建筑工地,拟用一台W1-100型履带式起重机(最大起重量150kN)吊装厂房钢筋混凝土柱子,每根柱重(包括吊具)为175kN,试验算起重机的稳定性。
[解] 在现场实测得:(www.daowen.com)
G1=202kN;G2=144kN;G0=30kN;G3=43.5kN(13m杆长重量)。经查表得:
l1=2.63m(实测);l0=4.59m(实测);R=4.5m(表7-1);
故
Q=175kN,将以上数值代入式(7-1)得:
说明机身的稳定性不够,需采取在车的尾部增加配重来解决,所需增加的重量G0可按下式计算:
故
因此,增加配重的重量应不低于2.5kN。
3.起重臂接长计算
当起重机的起重高度或工作幅度不足时,在起重臂的强度和稳定得到保证的前提下,可将起重臂接长,其起重量Q'按图7-5计算。
图7-5 接长起重臂受力图
根据力矩等量换算的原理得:
简化后得:
式中 R'——接长起重臂后的工作幅度;
G'——起重杆接长部分的重量;
M——履带架宽度。
其他符号同前。
当算得的Q'小于所吊构件重量时,必须用式(7-1)进行稳定性验算,并采取相应措施解决。
7.1.2.2 汽车式起重机
汽车式起重机是将起重机构安装在通用或专用汽车底盘上的起重机械。起重杆采用高强度钢板做成箱形结构,吊臂可根据需要自动逐节伸缩,并设有各种限位和报警位置。起重机构所用动力由汽车发动机供给。这种起重机具有汽车的行驶通行性能,机动性强,行驶速度高,可以快速转移,对路面的破坏性很小;但起重时必须架设支腿,因而不能负荷行驶。汽车式起重机适用于构件的装卸工作和结构吊装作业。
汽车式起重机按起重量大小分为轻型(200kN以内)、中型和重型(500kN以上)三种;按起重臂形式分有桁架臂或箱形臂两种;按传动装置形式分为机械传动(Q)、电动传动(QD)、液压传动(QY)三种。目前液压传动的汽车式起重机应用比较普遍。常用的国产轻型液压汽车起重机有QY系列,QY8,QY12,QY16型,最大起重量分别为80kN,120kN和160kN;中型汽车起重机主要规格QY20,QY25,QY32,QY40型,最大起重量分别为200kN,250kN和320kN;重型汽车起重机主要是QY50,QY75和QY125型,最大起重量分别为500kN,750kN和1250kN。图7-6是QY20B和QY20H外形尺寸,其起重性能见表7-3。
图7-6 QY20B和QY20H汽车式起重机外形
表7-3 QY20B/20R/20H型(北京)汽车起重机起重特性(支腿全伸,侧向和后向作业)
注:表中数值不包括吊钩及吊具自重。
目前引进的汽车式起重机有日本的加藤NK400型(起重量达400kN);NK750型(起重量达750kN);神户9125TC(起重量达1270kN)和德国的柯尔斯L3000B(起重量达1100kN)。
7.1.2.3 轮胎起重机
轮胎起重机是把起重机构装在加重型轮胎和轮轴组成的特制底盘上的全回转起重机械,一般吊重时都用四个支腿支撑,否则起重量将大大减小。轮胎起重机的特点是:行驶时不会损伤路面;行驶速度较快;稳定性较好;起重量较大。轮胎起重机适用于一般工业厂房结构吊装。
目前,常用国产轮胎起重机有电动式和液压式两种;早期的机械式已被淘汰。电动式轮胎起重机主要有QLD16,QLD20,QLD25,QLD40型,最大起重量分别为160kN,200kN,250kN和400kN。液压式轮胎起重机主要有QLY16和QLY25型两种。图7-7为QLD16型轮胎起重机外貌图。
图7-7 QLD16型轮胎起重机
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