移動(dòng)式起重機(jī)的起重性能是由其機(jī)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性決定的，而其作業(yè)穩(wěn)定性是由其自身和重量重心和配重的重量重心決定的，由于要照顧其移動(dòng)性能，自身重量受到很大的限制。準(zhǔn)確的計(jì)算移動(dòng)式起重機(jī)的作業(yè)穩(wěn)定性，確定臨界載荷，對(duì)于合理確定整機(jī)重量、總體布局、有效提高其作業(yè)性能，起著至關(guān)重要的作用。

 

    一、計(jì)算模型的建立

 

    移動(dòng)式起重機(jī)作業(yè)時(shí)可以用支腿支承或用輪胎支承。當(dāng)用輪胎支承時(shí)，懸掛系統(tǒng)應(yīng)處于剛性狀態(tài)，但由于輪胎的變形，車架會(huì)發(fā)生一定程度的傾斜，工作幅度會(huì)增大，在計(jì)算穩(wěn)定性時(shí)，應(yīng)考慮這一因素，除此之外，兩者并無(wú)不同，因此，下面僅以支腿支承為例建立模型，見(jiàn)圖

 

    其中：Ｒ——工作幅度，在計(jì)算過(guò)程中作為自變量

 

    Ｇ——上車重心不變部分的重量

 

    Ｇ——底盤的重量

 

    ＢＢ——支腿跨距之半

 

    Ｇ——吊臂自重

 

    Ｌ——吊臂自重重心到回轉(zhuǎn)中心距離，對(duì)于伸縮型吊臂，該值隨吊臂長(zhǎng)度變化而變化

 

    α——吊臂仰角

 

    Ｇ——變幅油缸重量

 

    Ｌ——變幅油缸重心到回轉(zhuǎn)中心距離

 

    β——變幅缸仰角

 

    Ａ——吊臂后鉸點(diǎn)到回轉(zhuǎn)中心距離

 

    Ｂ——變幅缸下鉸點(diǎn)到回轉(zhuǎn)中心距離

 

    Ｃ——吊臂后鉸點(diǎn)與變幅缸下鉸點(diǎn)的高度差

 

    二、邊界條件：

 

    Ｍ－Ｍ≥０

 

    其中：Ｍ為整機(jī)自重對(duì)傾翻邊的穩(wěn)定力矩

 

    Ｍ為起重載荷對(duì)傾翻邊的傾翻力矩

 

    當(dāng)Ｍ－Ｍ＝０時(shí)，起重機(jī)處于穩(wěn)定的臨界狀態(tài)，此時(shí)的起重量Ｑ為臨界起重量。在進(jìn)行起重機(jī)穩(wěn)定性計(jì)算時(shí)，起重量Ｑ的載荷系數(shù)為：

 

    Ｋ＝１．２５＋０．１Ｎ／Ｑ

 

    其中：Ｎ為臂架自重對(duì)臂端和臂架鉸點(diǎn)按靜力等效原則折算到臂端的重量。

 

    Ｎ＝（Ｌ＋Ａ）Ｇ／（Ｒ＋Ａ）

 

    Ｑ為起重量

 

    三、起重性能的確定

 

    由穩(wěn)定性決定的起重量：

 

    Ｋ×Ｑ＝其中：Ｌ為起重量對(duì)傾翻邊的傾翻力臂。可解得：

 

    Ｑ＝－

 

    因此由穩(wěn)定性決定的起重量可確定為：

 

    Ｑ＝－

 

    由于液壓油的流動(dòng)性、結(jié)構(gòu)件的變形、不確定的沖擊載荷等因素，實(shí)際確定起重性能時(shí)，還應(yīng)對(duì)上式計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行修正。

 

    大型移動(dòng)式起重機(jī)吊臂長(zhǎng)度很大，起重作業(yè)時(shí)，吊臂端部在鉛垂面內(nèi)的撓度值很大，常常超過(guò)２米，對(duì)作業(yè)幅度值有著明顯的影響，此時(shí)應(yīng)對(duì)幅度值進(jìn)行修正。

 

    Ｍ——將吊臂所受載荷等效到吊臂頭部時(shí)的等效彎矩

 

    Ｎ——軸向力

 

    ｆ——垂直于吊臂軸線的變形量

 

    △Ｒ——工作幅度的增量

 

    ｆ＝ｆ

 

    ｆ＝［（）＋］＋［（）＋

 

    △Ｒ＝ｆｙ×ｓｉｎα

 

    △Ｈ＝ｆｙ×ｃｏｓα

 

    式中：ｋ—吊臂節(jié)數(shù)

 

    ｌ——吊臂長(zhǎng)度

 

    α０＝α１＝α２＝……

 

    ｌｉ——ｉ節(jié)臂吊臂外伸長(zhǎng)度

 

    Ｉｘｉ——第ｉ節(jié)臂對(duì)ｘ軸的平均慣性矩

 

    △Ｈ——起升高度減小量

 

    α——吊臂后鉸點(diǎn)至變幅缸鉸點(diǎn)的距離通過(guò)計(jì)算可以看出吊臂的變形對(duì)整機(jī)穩(wěn)定性決定的起重量有著明顯的影響，尤其是在大臂長(zhǎng)的情況下，如不對(duì)起重性能進(jìn)行修正，將會(huì)影響到起重作業(yè)的安全性。

 

    隨著科技水平的不斷進(jìn)步，移動(dòng)式起重機(jī)的有效重量越來(lái)越輕，移動(dòng)性能越來(lái)越好，但是較輕的自重不利于作業(yè)穩(wěn)定性提高，這可以通過(guò)增加支腿跨距和增加配重的重量來(lái)解決。但是增加支腿跨距會(huì)提高支腿應(yīng)力，對(duì)結(jié)構(gòu)布置也帶來(lái)不利的影響，因此國(guó)外先進(jìn)的起重機(jī)生產(chǎn)廠家一般通過(guò)增加配重的方法來(lái)解決這一問(wèn)題，而并不是一味加大支腿距。當(dāng)起重噸位超過(guò)８０ｔ時(shí)，一般將配重另行攜帶，以降低橋荷，減少橋的數(shù)量，提高行駛性能。