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高处作业吊篮悬挂机构强度分析

第一篇：高处作业吊篮悬挂机构强度分析高处作业吊篮悬挂机构强度分析国家“十一五”科技项目匝芷您鄹墨峦ＩＩＩ峦峦皿高处作业吊篮悬挂机构强度分析ＳｔｒｅｎｇｔｈｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｕｓｐｅｎｄｅｄａｃｃｅｓｓｅｑｕｉｐｍｅｎｔＧＥＮＧＱｉｎｇ—ｗｕＷＵＹｕ－ｈｏｕ，ＺＨＡＮＧＫｅ，ＳＵＮＪｉａ（沈阳建筑大学交通与机械工程学院．辽宁沈阳１１０１６８）【摘要】以ＺＰＬ８００型高处作业吊篮悬挂机构为例，对高处作业吊篮（ＳＡＥ）悬挂机构在预紧和承受极限载荷两种情况下，斜拉钢丝绳强度系数及吊臂的强度安全系数进行推导计算，对高处作业吊篮悬挂装置的校核方法进行了探讨，提出了悬挂机构强度破坏的主要形式及提高悬挂装置强度的主要措施。【关键词】高处作业吊篮；悬挂机构；强度系数，倾覆系数ｌ前言高处作业吊篮广泛应用于建筑外墙的装饰装修、清洗和维护等作业场合，其悬挂机构架设于建筑物作业面的顶部，通过钢丝绳承受悬吊平台、额定载重量等荷载，其工作可靠性不仅直接影响吊篮施工过程是否顺利，而且关系到人员的生命安全。因此，对悬挂机构的要求如下ｕ１１。１）必须使用钢材或其他适合金属材料制作，结构应具有足够的强度和刚度。２）受力构件必须进行质量检查并达到设计、国家规范的要求。３）悬挂机构作用于工程结构的作用力应符合其承载要求。４）配重应准确，并经核实后才能使用。５）抗倾覆系数不得小于２。为此，本文对悬挂机构的斜拉钢丝绳与吊臂的强度安全校核进行研究，给悬挂机构的设计和制造提供理论性帮助。２悬挂机构强度分析与校核高处作业吊篮的结构如图１所示。高处作业吊篮一般由悬挂机构，悬吊平台、电控系统以及钢丝绳等部分组成。通用的ＺＬＰ８００型吊篮悬挂机构结构参数如表ｌ所示。构图１高处作业吊篮结构示意图ＺＬＰ８００型吊篮悬挂机构结构基本参数截面钢丝绳水平夹角口模量缈８０８０４４３８ｃｍ７３５ｃｍ５１．２ＣＩｎ２２４。２８３ｃｍ３（ｍｍ）方钢２．１抗倾覆验算分析根据抗倾覆系数计算公式：Ｋ＝ＧＬ／Ｐａ，式中Ｇ为配重总质量（Ｎ）；Ｐ为悬吊平台载重量之和（Ｎ），口为承重钢丝绳中心到支点间的距离（ｃｍ）；Ｌ为配重中心到支点间的距离（ｃｍ）。对于吊篮悬挂机构，可知伸出梁越长，对弯曲强度和抗倾覆越不利，因结构强度需要满足设计要求，根据倾翻力矩Ｐａ与材料许用应力【盯】和截面抗弯模量啪关系推导得到伸出梁长度ａ应该满足下式：口【卅Ｗ／Ｐ＝ａｓＷ／（ｎＰ）万方数据旺旺盛黜丑墨皿皿四四国家“－Ｉ－－－五”科技项目式中ｎ为强度安全系数，当ｎ＝２时，伸出梁的最大长度ａ５４５．１ｃｍ。该公式是确定伸出梁长度条件之一，具体工程施工时，伸出梁的长度还应满足抗倾翻的条件：ＧＬ／（Ｐａ）【Ｉｑ。标准规定值〔脚＝２，因此，可以通过选取伸出梁长度ａ的大小，来确定配重Ｇ和三。同时，后悬臂长度Ｌ受其强度要求影响，在梁抗弯强度允许情况下可以适当增大Ｌ的长度，减轻配重，即三和Ｇ满足三ｋｒ〕Ｗ／Ｇ＝ｔｒｓＷ／（ｎＧ）ＺＬＰ８００吊篮悬挂机构的前梁ａ＝４３８ｃｍ；中梁Ｌ＝７３５ｃｍ，当ＧＬ／Ｐａ＞一陶＝２，即Ｇｍ／Ｌ，代入已知数值，并取重力加速度为９．８ｍ／ｓ２，计算得出配重Ｇ７４１ｋｇ，由于标准的配重铁为每块２５ｋｇ，此时可以选取配重为８００ｋｇ。在工程施工时，根据具体施工现场和在满足强度安全的条件下，可以适当的调节伸出梁的长度ａ、后悬臂的长度Ｌ与配重Ｇ的大小以满足施工要求，对于实际工程情况此处未作深入研究。２．２斜拉钢丝绳强度计算为了确保使用中钢丝绳的安全运行，本文对于悬挂机构所用钢丝绳分为预紧和施加极限载荷两种情况下的安全系数进行计算。斜拉钢丝绳在整个悬挂机构施工过程中起着决定性的作用，因而保证钢丝绳的安全施工是十分必要的。２．２．１预紧时强度计算在实际施工过程中，为了提高悬挂机构的提升能力及减小前臂端的变形，要对斜拉钢丝绳进行预紧。以下是预紧力大小的确定：斜拉钢丝绳预紧时，对斜拉钢丝绳施加预紧力，进而使Ｃ点产生了大ｄ３０Ｌ的变形，即Ｃ点受垂直力Ｐ。的作用发生变形，如图２所示。．￡．．ａ．ｉ剁图２悬挂机构预紧时受力示意图３ＥＩｆ。ｐ一一１１一矿＋力式中Ｐ。——垂直吊臂向上的力（Ｎ）；卜吊臂端的变形量（ｃｍ），口一承重钢丝绳中心到支点距离（ｃｍ）ｌ卜配重中心到支点间的距离（ｃｍ）；卜材料弹性模量（Ｎ／ｃｍ：）；，一—一梁截面惯性矩（ｃｉｎ４）。再利用三角函数关系，计算出在预紧钢丝绳时横梁所受的压力。及钢丝绳预紧力Ｌ。钢丝绳的安全系数胛＝疋／五；瓦为钢丝绳的破断拉力，通过此安全系数来验证预紧时钢丝绳是否安全。对于ＺＬＰ８００吊篮的悬挂机构，当预紧钢丝绳时，３８２．７Ｎ，水平力ｌ＝５３５１．６Ｎ，钢丝绳预紧８５８．１Ｎ。当选择的钢丝绳破断拉力ｔ＝６９５０