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話說龍門起重機的防風抗風問題

2018-07-20 15:57網址:http://www.31xx.cn瀏覽數:41323 


 

1、起重機抗風問題的提出
起重機的抗風問題,是起重機設計的重要問題,有關的安全規范和規定,則具體規定了起重機應具備的抗風安全設施??墒?,大型港口軌道起重機的風損事故時有發生,嚴重時數臺起重機一起倒塌入海。
在事故面前,有理由懷疑原來的規定和理論的正確性,即使提出新的理論,推出新的抗風裝置,也是可以理解的。然而仔細客觀地分析事故原因,尋找事故的共同之處,科學而徹底地解決問題,則更為有益。

2、起重機抗風事故的共同點
事故的共同點是什么呢?一是風災現場關于風的定量都很模糊,都說風很大,卻誰也說不清風到底多大。但是,當地氣象方面沒有很大的風,例如超過12級。把當地的風災照片、錄像比對蒲氏風級表關于各級風的描述,所有事故現場的風都不超過1O級。這種級別的風怎么可能吹翻起重機呢?困惑的人們提出,風損現場的風,不是一般的風,而是颮線風,也有說是龍卷風一類的風。也許是有這種風,但是這種風似乎專門朝起重機刮,即使近在咫尺的樹木、建筑物,卻能幸免于難,未免有點蹊蹺。

最后,事故的共同之處還在于所有被風吹翻的起重機,在翻倒之前無不例外地經歷了滑行過程

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當前流行的起重機抗風方法,忽視了事故的**共同點,采取了加大設計風速的辦法。起重機用戶經常提出50m/sec,55m/sec,甚至7Ore/see的風速數值,設計者直接將這些風速作為起重機非工作設計風速處理。在這么大的風吹襲下,起重機的非工作穩定性不夠,于是出現了一種新的防風裝置——防風拉索。這種裝置將起重機與碼頭連在一起,在大風時,防風拉索給起重機一個向下垂直力,依賴這個力,起重得以不翻車。當然,防風拉索同時給碼頭一個向上垂直力,這就是所謂的“上拔力”。據此,碼頭設計者不得不將原來只能承受壓力、水平力的頭設計成還要能承受上拔力的結構。

1風的概念
風是個很復雜的自然現象,風速是描述風的一個量。常說的風速,是一種統稱,細分之有瞬時風速、1分鐘平均速、2分鐘平均風速、10分鐘平均風速等。對于同一種風,這幾種風速的數值是不同的,其中瞬時風速數值最小,10分鐘平均風速數值**??梢杂?dm/sec,也可用70m/sec表示同一種風。各行各業有各自的計算風速。建筑行業,因建筑質量巨大,用10分鐘平均風速作計算風速較合理。起重機行業,只能用2分鐘平均風速作設計計算風速。用戶提出的風速,數值較大,是瞬時風速,不是2分鐘平均風速,不宜把瞬時風速直接引入起重機總體穩定和抗風設計計算?,F在,用戶提出的風速數值較高,并不意味著風比從前大,也不意味著用戶對起重機抗風要求提高了。

2.防滑行
起重機抗風,防傾覆,關鍵在于防滑行。
起重機的滑行有2種情況,一是起重機處于非工作狀態,起重機被風吹而滑行;另一種是起重機處于工作狀態,突發的風將起重機吹得滑行。大部分事故是起重機處于非工作狀態時被風吹滑行的,最后造成了傾覆。
有效的錨定就能杜絕這種事故。在此建議碼頭建筑方面多設錨定坑,讓每臺起重機都能錨定。如果沒有足夠多的錨定坑,有的港口將起重機用鋼索在水平沿軌方向拉住,也保證了安全。

3.制動器與車檔
有論文分析起重機的滑行傾覆問題。論文建立了滑行運動微分方程式。微分方程求解的結果是:起重機的風吹滑行速度雖然“越來越快”,但滑行速度有一個稱為“收尾速度”的極限值。這個極限值與起重機的運行阻力有關,阻力越大,收尾速度越小。對于港口大型起重機,只要行走制動器有效,起重機即使被風吹動,滑行的收尾速度也不會很大,獲得這個速度的起重機的動能,小于起重機傾覆必須的勢能,只要軌道盡頭的車檔可靠,起重機不會傾覆。起重機有可靠的行走制動器;碼頭有牢固的車檔,有了這2個條件,起重機就不會在工作中被突發的陣風吹翻。
在過去的一段時期內,起重機的行走制動器處于虛設狀態:制動器制動時閘瓦不是緊抱制動輪,而是輕輕地擱在制動輪上??梢钥吹降?,在行走機構停車、其他機構工作時,起重機沿軌道的明顯晃動,就是這個原因?;蝿涌s短了結構的疲勞壽命,這是制動器不良的弊病之一。制動器不良的弊病之二就是造成了起重機的滑行,那時,因制動器的
技術落后,行走機構的制動器只能無可奈何地處于這種狀態。
制動器所用的調速油路賦予制動器良好的性能,例如可使制動器緩慢上閘,制動力矩逐漸施加的消振性能。從60年代開始,液力推桿有過3次引進,遺憾的是前面2次引進,偏偏將液力推桿的調整油路“簡化”掉了。很可能就因為這個“簡化”,造成了以后巨大的損失。好在第3次引進保留了這條油路?,F在已經有很多液力推桿,例如焦作制動器廠的Ed推桿,就有上升閥、下降閥,可調節,性能良好,特別適用于行走機構。本人認為,采用好的推桿,改善行走機構制動器的性能,起重機的滑行問題已解決了一半。
很多起重機只有一半車輪是主動輪,受制動器管束,另一半是從動輪,不受制動器管束,作用在從動輪上的輪壓不能產生有意義的防滑阻力。頂軌器和鎖輪裝置等防滑裝置的作用就是將作用在從動輪上的輪壓利用起來,使之產生有效的防滑阻力。
曾經有一種頂軌器,利用了自鎖原理,起重機的自重可以不斷加到頂軌器上,直到一根軌道上所有輪子都落空,全部重量集中到頂軌器上,理論上說這種頂軌器防滑(防爬)效果特別好。實際上這種頂軌器從來就沒起作用。不過也得虧它沒起作用,若它起作用,碼頭將承受比輪壓大得多的集中力,恐怕要損壞。

為保護碼頭,請慎用防風拉索,因為非專門設計的碼頭是不能承受“上拔力”的。簡單的力學分析可知,防風拉索實際上是“上拔力”發生器。只要起重機有水平移動,“上拔力”就給防風拉索“制造出來”了,而且數值非常大。



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