混凝土泵车支腿反力与抬腿量分析

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% 3$ 3$ 3$ ’$ 和 ’% 而产生的反力分别为 3$ 4"、 5"、 6"、 7" 和 34"、
>" 为线段 47 到线段 56 的距离, >! 为线段 45 到线段 67 的距离, >= 为回转中心 #" 到线段 45 的 距离。 设因力矩 ’ 而引起的总的反力为 34" 、35" 、36" 、 则 37" ,
J・ #C@( * "・ @AB’ ) * L7M )7 & $7 * L7M & ";#<=( "・ #C@’ - J・ @AB(
( !9>!) ) ? +!+ ] # & ";#<=[ 4D5 ’, & ’・@AB$ $ * #) ’% & ’・ #C@( 令 1、 则: 2、 3 三点的支腿反力分别为 $1 、 $2 、 $3 , * 0( $1・ !+ * .・ ( !+>!! ) !+ * !/ )- ’, & 7 &’23 & 7: .・EF - 0・E0 * $3・E3 - ’% & 7 &’12 & 7: $ 1 - $ 2 - $3 * . * 0 & 7 &$ & 7:
4)5
由式( 可以求得: G)
!! !/ ’ $1 & ( ・. - ( ・0 * , )* ) )* )
按三点支承的支腿反力计算 在按四点支承计算支腿反力时, 有时某一支腿反
力会出现负值,但根据实际情况,这是不可能的。因 此, 如果计算出现负值, 应改为三点支承来计算。 假设 $% 出现负值, 则令 $% & 7, 按 1、 2、 3 三点支 承来计算。 混凝土泵车实际作业时大部分情况下是三 点支承,所以在此处将考虑 1 与 2、% 与 3 支腿叉开 图 !) , 线 的实际情况, 即 %、 1、 2、 3 四点呈梯形分布 ( 段 12 与 ( 轴之间的夹角为 #, # 是矢量: !) 8!9 , #为 正; !) : !9 , # 为负。根据图 ! 所示几何关系可得:
・ " ? +・ " < 3 ? 3 " , ) {& ( < +( ,) 3 ?3 ) " < &・ ( " D" ) " <" )
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J・ #C@( * "・ @AB’ ) $7 & ";#<=( "・ #C@’ - J・ @AB(
4A5
式( 中 $7 为力矩 ’ 与泵车纵向中心线 ( 轴之间 A)
图! 柔性支承体系中三点支承的支腿受力计算简图
的夹角,因臂架的相位和力矩 ’ 的相位相差 L7M,所 以臂架与 ( 轴之间的夹角 )7 为
混凝土泵车支腿反力是指支腿在混凝土泵车进 行泵送混凝土作业时所承受的法向反作用力。 计算泵 车四个支承点的反力前, 要先分析一下车架—支腿— 支承面这一体系的变形情况, 目前常将支承结构与基 础的弹性情况分成两类: ’( ’ 刚性支承体系 假如车架—支腿体系的刚度很大,相对变形较 小, 而支承面又很坚硬, 相对沉陷很小, 则可以将车架 看成是一个绝对刚体,在正常的载荷作用下,混凝土 泵车的四个支腿始终不离开支承面。 ’( $ 柔性支承体系 假如车架梁较软, 则可以将车架看成是由许多互 相铰接的纵横简支梁组成,与支腿形成梁柱体系,在 正常的载荷作用下, 混凝土泵车的四个支腿中常有一
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3 、 3 、 3 。
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C
其中 的距离。
>C 为泵车非旋转部分重心 #! 到线段 45
可以求得: 由式( E)
"! < "= ) &?( "! < "C ) + 34! , ( 图! 力矩作用下的支腿反力计算简图
# "$
由 7=、 8=、 9=三点所确定的平面的方程为: 6? 0 7@ 0 8E 0 9 " $ 其中系数:
" 收稿日期: $%%$ —%& —’% #
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广泛采用分类管理形式
建设机械技术与管理 $%%$ - .
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产品・技术
’$ 388; , < ""
对于简支梁 586
"= 3$ #$ - , < """!
"
’$ ( < "= ) " 3$ 5" , < "" "!
同理可得:
3$ 4" , 3$ 7" , ’$ ( < "= ) " "" "! "= ’ """! $
’$ ( < "= ) 34" , 3$ % < ’% " 4" ? 34" ,
其中

37" 37" 37" """! ’$ !"! 下面计算因集中力 & 和 + 而引起的支腿反力。 令 四个支腿反力分别为 34! 、 并分别对线段 35! 、 36! 、 37! , 45 和 67 取矩。 由 $’45 , ) 和 $’67 , ) 分别可得:
以上求得的是因力矩分量 ’$ 而引起的支腿反 力,同理可以求得因力矩分量 ’% 而引起的支腿反力 如下:
图" 柔性支承体系中四点支承的支腿受力计算简图 ’% 3% 4" , < !"! 3% 6" , ’% !"! ’% 3% 5" , < !"! 3% 7" , ’% !"!
以支承平面的形心 # 为坐标原点, 以泵车纵向中心线 为 $ 轴, 。 将 以过 # 点垂直于轴的坐标线为 % 轴( 图 ") 混凝土泵车上车旋转部分 ( 包括布料臂、管内混凝土 等 ) 简化为通过回转中心 #" 并作用于底架的一个垂 直载荷 & 和一个变幅平面内的力矩 ’, ’ 的矢量方向 与臂架的方向遵守右手螺旋定则,也就是 ’ 的相位 比臂架的相位超前 ()*; 泵车非旋转部分 ( 包括汽车底 盘、 底架总成、 混凝土输送单元、 回转机构等) 的重量 为 +, 其重心位于 #! 点。 图 !) 首先计算因力矩 ’ 而引起的支腿反力( 。 将 ’ 分 别 沿 $ 轴 和 % 轴 分 解 为 ’$ 和 ’%, 则 ’$ , 因为假定支承体系是柔性的, 因此 ’-./!0 ’% , ’/12!。 把 ’$ 和 ’% 看成是作用在简支梁上。令四个支腿因
关键词
混凝土泵车
支腿反力
抬腿量



个支腿离地, 形成三点支承。混凝土泵车是四点支承 还是三点支承, 要视载荷合力偏离支腿中心的大小和 方向而定, 同时也视臂架的方向而定。 实际上混凝土泵车的支承架的弹性情况总是介 于这两者之间, 而更倾向于柔性支承体系。故按柔性 支承体系的假定来计算支腿反力较为接近实际情况, 下述支腿反力的计算方法就是按这种假定进行的。
$
$( ’
支腿反力计算
按四点支承的支腿反力计算 假定混凝土泵车在泵送作业时支承在 )、 *、 +、 ,
四个支腿上, 因为 !’ 与 !! 相差不大, 对最终计算结果 影响不明显; 此外, 由于泵车支承体系柔性较大, 容易 出现三点受力状态, 而且三点受力状态下单个支腿受 力比四点受力状态下单个支腿受力大得较多, 所以在 这里就忽略了 * 与 +、 ) 与 , 支腿叉开的实际情况。
湘潭大学 康辉梅
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内容提要
本文基于混凝土泵车的实际情况,按柔性支承体系的假定进行了支腿反力和抬腿量分析,并给出了
相应的计算方法。
""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""#

+6 +

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4I5
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$3 E3 . E3 0 E3 同理可以求得其它三种三点支承状态下的支腿 反力。
建设机械技术与管理产品技术柔性支来自体系中四点支承的支腿受力计算简图以支承平面的形心为坐标原点以泵车纵向中心线混凝土泵车上车旋转部分包括布料臂管内混凝土等简化为通过回转中心并作用于底架的一个垂直载荷和一个变幅平面内的力矩的矢量方向与臂架的方向遵守右手螺旋定则也就是的相位比臂架的相位超前
产品・技术
混凝土泵车支腿反力与抬腿量分析
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达七、 八层之多。实践证明, 这种管理办法有四点好 处: 一是有利于通过承包合同这一经济手段, 实现国 家对经济的宏观调节; 二是有利于政府按任务、 项目 先后次序进行统一规划和划拨资金,避免相互脱节、 相互掣肘的现象; 三是有利于企业权、 责、 利的三方面 统一, 防止目标不清、 职责不明、 利益不均的现象; 四 是有利于企业尽快拿出高质、低价和系统配套的产 品。
4G5
对比可知: 将上式与式( E)
’ & * ’ !& * E3 !9・ #C@# J& ’ !+
式中 E.、 点 3 和下车 E3 、 E0 分别为回转中心 H) ,
建设机械技术与管理 +77+ ? /
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产品・技术 !" #" 所以, 根据式( %)
*・ ’+,# # -・ ,./! ) # 1$2 $$ " !&’()( -・ ’+,! 0 *・ ,./# 3 3 # ") ・ ’+,$ 0 ・ ,./( % % 4 5 ・ ’+," ] " !&’()[ # 1$2 3 # # ") 0 3 ・ ,./$ ・ ’+,( %5・ ’+," %4 %5 # " !&’()( ()" # ) 1$2 %4

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4+5
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单个支腿反力达到最大值时臂架的方位
设 $ & "・#C@ 4 $ - ’ 5 - J・ @AB 4 $ - ( 5 - # 对 $ 求导可得:
$K & * "・ @AB 4 $ - ’ 5 - J・ #C@ 4 $ - ( 5
4E5
令 $K & 7 可得:
!! * ’, - ( !+ * !! ) .-( !+ * !/ ) 0 $% & ’( ( )* )
非旋转部分重心 H+ 到线段 12 的距离。 EF & (!) - !!・<=# ) #C@#
+ &・ E ! #C@# & (+! - ! ・<=#) #C@# E
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’ ’ !! EF ! E ・. - ( / * 0 ) ・0 - , * % $2 & ( * ) !+ E3 !+ E3 !+ E3 $3 & E ’ EF ・. - 0 ・0 - % E3 E3 E3
4=5
所以, 当支腿 % 不受力时, 四个支腿的支腿反力 计算公式如下: E3 & !9・#C@#
4!5
中, 例如式( +)
E ’ ’ !! EF ! ・. - ( / * 0 ) ・0 - , * % $# & ( * ) !+ E3 !+ E3 !+ E3 ’ !! * EF ) - ( !/ * E0 ) - ’ &( ・. ・0 ・ @AB$ * ・ #C@( $ * #) E3 !+ E3 !+ E3 !+

对于简支梁 89#" :9
’$ 3::; , ""


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