汽车起重机计算机辅助吊装方案设计

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Abstract：Aiming at problems of large working anloont and low accuracy in the manual litting planning fo，trackcranes，the paper analyzes and discusses the methods of selecting and determining the optimum lifting phms with computerassistance，the computer-assisted hoisting plan design system is developed through programming.The hoisting con(1ition isanalyzed at first to work out the minimum boom length and minimum radins meeting such hoisting condition；then the non-linear equations between the hoisting capacity and working radius under different working con(titions are fitted based OFf tlt(·data in the performance table；at last，the proposed crane model with the minimum boom length，minimum radiiIS an(I h)adweight meeting the working condition is selected and verifed。

Keywords：truck crane；computer-assistance；hoisting condition；fiting；design汽车起重机在工程应用中具有重要的地位 ，为保证 吊装工作可靠、合理进行 ，必须精确设计吊装方案并统筹安排起重机资源，所以，吊装方案的好坏直接影响着 吊装作业的工作量 、成本及可行性等 。 目前，吊装方案 的设计普遍采用手工计算 ，难 以高效 、经济地适应 T作的需求，故本文采用计算机辅助进行 吊装方案设计 ，可极大地降低 工作 人员的劳动强度 ，提高吊装方案的合理性与实用性 ，具有重要 的工程价值1 不同工况下最小臂长和最小幅度的计算制订吊装方案重要的是确定汽车起重机的臂长和幅度 ，不 同吊装 工况下确定臂 长和幅度 的方法不同。本文以吊装位置前有障碍物、梁和柱的吊装这3种常见工况为例，详细介绍了最小臂长和最小幅度的计算方法。

太原科技大学研究生科技创新项H (20t I 1Ol6). - - - - - 46 .---1.1 吊装位置前有障碍物或梁的吊装吊装位置前有障碍物的- 况如同 1所示，犀面板、桁架梁等梁构件的 r7兄如图2所永 ，这 2种吊装T况在吊装过程巾均有可能 起承臂发碰撞，由于这 2种T况在汁算方法 l 相 ，故以吊装位置前有障碍物的工况为例进行汁算 。

l 入 /～ -/ - ； -r～ o- L 二 1 fn装化 障腊物的m以臂朴铰点为坐标系原点 ，建 、 tfil ff《起重运输机械》 2013(4) Jl。 - I/再 - 、 01七)， J ， J P l- - ～图2 梁构件的吊装坐标系，令障碍物边缘与臂杆的交点坐标为 ( ，Y)，并建立方程式Y ：-/L2-(-xa)2 f 1即y：x--，L-2--(x--a)2 (2)V ： - l J式 (2)中Y在 (0，L)区间连续可导，在区间中必然存在-个点使得Y 0，此时Y有最大值，对式 (2)求导得㈩ V- l j J( 口) / -( 0)令 Y 0，得n L -口 (4设A口 /3，B：L。/3，即 口A ，LB /2，代入式 (4)可得A(B-A ) (5)将 的值代入式 (2)，并将 A、B回代得Y(L。 -0 ) (6)臂杆在障碍物边缘处与臂杆铰点 的垂直高度为YH1-h (7)由式 (6)和式 (7)得出最小臂长为L[( -h) /3口 /3] /2 (8)最小幅度R 0-e0 /3L /3-e (9)式中：L为起重机的臂杆长度，0为吊装中心与障碍物边缘的水平距离，h为起重臂铰点至地面的垂直距离，e为起重臂铰点至汽车起重机回转中心偏心距， 为障碍物边缘处至地面的最胁全高度。

《起重运输机械》 2013 (4)1.2 柱吊装常见的柱吊装 分为垂直吊 (图 3a)和斜吊(图3b)2种。

(a)垂直吊 (b)斜吊图3 柱构件的吊装图3中，起重臂的臂长 和幅度 R可表示为： (10) --L R： (11) --- - tana在垂直吊中H0f1bc (12)在斜吊中H0Z1m (13)式中： 为起重机的臂杆长度；H为起升高度，即从地面 (停机面)至 吊钩底面的距离；h为起重臂铰点至地面的垂直距离；h 为起重臂头至吊钩底的垂直距离；O/为起重臂的仰角，进行柱吊装时采用大的仰角，-般取70。～77。；口为杯柱口至杯底距离；2为柱身长度；b为平衡器底面至柱顶距离；c为平衡器底面至吊钩底面的距离；f为柱底至绑扎点的长度；m为柱绑扎点到吊钩底面的距离。

2 汽车起重机性能表数据拟合由于厂家推荐的汽车起重机性能表不宜进行计算机编程并 自动选择合适的吊装方案，故本文依据起重性能表上的有关数据 (包括工况、额定起重量及工作幅度)采用回归分析法 拟合出额定起重量与工作 幅度和起重机臂长之间的关系(非线性)的方程。

根据理论推导得稳定性曲线方程为反比例函数，以20 t汽车起重机某工况 (臂长 24.5 m)时- 47 - 工作幅度与起重量的数据为例，如表 1所示，利用最小二乘法拟合其稳定性曲线y詈b。

表 1 臂长为24.5 nl的起重性能表T作幅度/m l2 14 16 l8 20 22起重量/t 3.4l 2.58 1.96 1.47 1.O8 0.76根据多元函数极值原理，需要其两个偏导数为 0。根据最/Jz.乘法的原理，应满足正规方程组f。∑ -b XZ ：∑J Xi (14)1 0∑÷-6Ⅳ∑ L式中：Ⅳ为：T作幅度个数。

这是-个关于 a、b的二元-次方程组，采川行列式解法 ，得Ⅳ∑Ⅳ∑. -∑l∑y。

∑X i∑ ∑去∑ . b： - - - - - -- - -：Ⅳ∑i- (∑ ，位置前有障碍物为例，似 没JIj Jl-的 l 求 为：吊装中心与障碍物边缘的水平距离 5 n·，障碍物高度 H l5 m，设备质量 q：2 t，臂铰点与同转中心偏心距 e1.48 1TI，臂铰点 与地听的垂直距离 h：3 I13。根据上述工况通过汽乍起重机吊装方案设计系统生成-组满足：I 况要求的起重机 号、臂长及幅度。

4 总结本文通过理论分析给l叶了汽车起