汽车吊机支腿反力计算及梁板受力分析电子教案

附件三：

汽车吊机支腿反力计算及梁板受力分析

一、模型建立及臂架回转过程受力分析

汽车吊机四点支承受力计算模型简图如图1所示，G 0为下车重量；G 1为上车和吊重的重量和，移到位于对称轴上的回转中心后产生力矩M ；e 0、e 1为G 0、G 1位置到四支腿中心的距离，按对称轴为直角坐标系定位。R 1、R 2、R 3、R 4分别是四支腿的支反力,其中R 3、R 4为近吊装物处两支腿反力，徐工QY130K 汽车起重机支腿间距如图1中，a=3.78m ，b=3.8m 。

为简化计算，假设4条支腿支撑在同一水平面内，它们的刚度相同且支撑地面的刚度相同。

1、支点反力计算公式

由图1受力简图，分别计算臂架转化来的集中力矩M 和吊重P ，最后在支腿处迭加，根据受力平衡可得:

图1 四支腿反力简图

011011cos sin (1)(1)()4e e R G G M b b b a αα⎡⎤=

++--+⎢⎥⎣⎦

012011cos sin (1)(1)()4e e R G G M b b b a αα⎡⎤=

++---⎢⎥⎣⎦ 013011cos sin (1)(1)()4e e R G G M b b b a αα⎡⎤=

-++++⎢⎥⎣⎦ 014011cos sin (1)(1)()4e e R G G M b b b a αα⎡⎤=

-+++-⎢⎥⎣⎦

e 0、e 1为G 0、G 1位置到四支腿对称中心的距离。 2、计算底盘重心点位置

当架吊机设边梁时，所需吊幅最大，为13m ，臂长约为18.8m ，根据额定起重表，幅度14m 、臂长21.28m 最大吊重为29.3t>22t ，满足起吊要求。

徐工QY130K 汽车起重机车长14.95m ，宽3m ，行驶状态车重55t ，主要技术参数详见表1。

表1 徐工QY130K汽车起重机主要参数

类别项目单位参数

尺寸参数整机全长mm 14950 整机全宽mm 3000 整机全高mm 3950

轴距

第一、二mm1420

第二、三mm2420

第三、四mm1875

第四、五1350

第五、六1400

重量参数行驶状态整机自重kg 55000

一/二轴9100/9100 三/四轴

五/六轴12700/9700

支腿距离

纵向m 7.56

横向m 7.6 转台尾部回转半径（平衡重）mm 4600

吊机支腿纵向距离7.56m，横向距离7.6m，支腿箱体位于2桥和3桥之间以

及车架后端，工作时配重38000kg。根据车轴及转盘中心位置计算吊装下车重心

点G

，尺寸位置关系详见图2，由合力矩确定的平行力系中心即为吊车重心。

图2 车轴及转盘中心位置尺寸

由轴重参数得：下车重量G 0=9100+9100+9100+12500+12700+9700=62200 kg 上车配重重量=38000 kg

上车未加配重时重心到车后边缘距离Rc 为：

9700312700 4.412500 5.7591007.62910010.04910011.46

62200

6.78Rc m ⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=

=

则下车重心G 0到臂架回转中心G 1的纵向距离为6.78-4.9=1.88m

工作臂架回转中心G 1到两后支腿的纵向距离为3.63m ，上车配重及吊重支点

G 1到支腿对称轴中心O 点距离e 1=0.15m ，下车重心G 0到支腿对称中心O 的距离e 0=1.88-0.15=1.73m 。

二 、边梁吊装吊机支腿反力计算

边梁重21.97t ，不考虑铺装层，按22t 计算。 1、边梁吊装支腿反力计算

由以上计算可知：

a=3.8m ，b=3.78m ，e 0=1.73 m ，e 1=0.15m ， G 0=622KN,G 1=220+380=600KN ； (1)当а=1060时吊重至臂架回转中心G 1的水平距离为7.01m ，吊重产生的力矩M=6.964×220=1542.6KN ·m ；代入上述公式得：

011011cos sin (1)(1)()41 1.730.15cos106sin106622(1)600(1)1542.6()4 3.78 3.78 3.78 3.81

(906.7576.2277.7)301.34

e e R G G M b b b a KN αα⎡⎤

=

++--+⎢⎥⎣⎦

⎡⎤=

++--+⎢⎥⎣⎦=+-= 012011cos sin (1)(1)()41

(906.7576.2(502.7))496.44

e e R G G M b b b a KN αα⎡⎤=++---⎢⎥⎣⎦

=

+--=

013011cos sin (1)(1)()41

(337.3623.8277.7)309.54

e e R G G M b b b a KN αα⎡⎤=-++++⎢⎥⎣⎦

=

++=

01401(1)(1)()41

(337.3623.8502.7)115.24

R G G M b b b a KN =-+-+-⎢⎥⎣⎦

=

+-=

(2)当а=440时吊重至臂架回转中心G 1的水平距离为8.744m ，M=8.882×220=1923.7 KN ·m 。代入上述公式得：

011011cos sin (1)(1)()41 1.730.15cos 44sin 44622(1)600(1)1923.7()4 3.78 3.78 3.78 3.81

(906.7576.2717.7)191.34e e R G G M b b b a KN αα⎡⎤=

++--+⎢⎥⎣⎦

⎡⎤=

++--+⎢⎥⎣⎦=+-= 012011cos sin (1)(1)()41

(906.7576.214.4)337.14

e e R G G M b b b a KN αα⎡⎤=++---⎢⎥⎣⎦

=

+-=

013011cos sin (1)(1)()41

(337.3623.8717.7)419.74

e e R G G M b b b a KN αα⎡⎤=-++++⎢⎥⎣⎦

=

++=

014011cos sin (1)(1)()41

(337.3623.814.4)2444

e e R G G M b b b a KN αα⎡⎤=-+++-⎢⎥⎣⎦

=

++=

(3)当а=-220时吊重至臂架回转中心G 1的水平距离为13.8m ，M=13.65×220=3036KN ·m 。代入上述公式得：

011011cos sin (1)(1)()41 1.730.15cos 22sin 22622(1)600(1)3036()4 3.78 3.78 3.78 3.81

(906.7576.2445.4)259.44e e R G G M b b b a KN αα⎡⎤=

++--+⎢⎥⎣⎦

--⎡⎤=

++--+⎢⎥⎣⎦=+-= 012011cos sin (1)(1)()41

(906.7576.21044.0)109.74

e e R G G M b b b a KN αα⎡⎤=++---⎢⎥⎣⎦

=

+-=