起重机箱形伸缩臂整体稳定性分析.pdf

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1、第8卷第1期中国工程机械学报V01．8No．12010年3月CHINESEJOURNALOFCONSTRUCTIONMACHINERYMar．2010起重机箱形伸缩臂整体稳定性分析刘士明，陆念力，寇捷(1．哈尔滨工业大学机电工程学院，黑龙江哈尔滨150001；2．东北大学资源与土木工程学院，辽宁沈阳110819)摘要：起重机伸缩臂由多节可轴向相对滑动的变截面箱形臂套接组成．箱形伸缩臂承受全部弯矩，而轴向力是通过搭接处的摩擦力与内置油缸共同承受，其力学模型不等同于变截面阶梯柱模型和完全由油缸承受轴力的变

2、截面箱形臂模型．如何准确计人油缸支撑作用及搭接摩擦力的影响，对起重机箱形伸缩臂稳定性分析计算具有十分重要的意义．从挠度微分平衡方程出发，给出起重机箱形伸缩臂三种计算模型的欧拉临界力的分析推导，并着重讨论考虑油缸支撑和伸缩吊臂间搭接摩擦力协同作用的变截面箱形伸缩臂计算模型．分析结果表明，考虑油缸支撑和箱形吊臂间搭接摩擦力协同作用时吊臂的失稳临界力介于完全由油缸承受轴力的变截面箱形臂模型与变截面阶梯柱模型的失稳临界力之问．关键词：起重机；箱形伸缩臂；稳定性；油缸支撑；搭接摩擦力中图分类号：TH21文献标识

3、码：A文章编号：1672—5581(2010)01—0029—06GlobalstabilityanalysisoncranetelescopicboomL／UShi—ming，LUNian—li，KOUJie。(1．SchoolofMechatronicsEngineering，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China；2．CollegeofResourcesandCivilEngineering，NortheasternUniversity，Sh

4、enyang110819，China)Abstract：Thecranetelescopicboomiscomposedofseveraltaperedbox—boomswithaxialsliding．There—fore，thetelescopicbomiSsufferedfromtheentirebendingmoment，whiletheaxialforceiSloadedandsharedbythejointfrictionandinnercylinder．Assuch，relevantma

5、thematicalexpressioniSneitherequiva—lenttothetaperedstep．columnmodel，nortothetaperedbox．boommodelwithentireaxialforcetowardscylinder．Toconsiderthecylindersupportingandjointfriction，theboomstabilityanalysissecuresacrucialposition．Basedonthedeflectiondiff

6、erentialequilibriumequation，theEuler’ScriticalforceiSdeducedforthreebommodels，particularlyaccountingforthecollaborationbetweencylindersupportingandjointfriction．Eventually。itiSindicatedthatthecriticalforceforboominstabilityiSinterposedbetweentheforcefro

7、mtaperedstep—columnmodelandtheforcefromthetaperedbox—boommode1．Keywords：crane；telescopicboom；stability；cylindersupporting；jointfriction起重机伸缩臂是起重机最重要的工作部件，其稳定性计算是设计分析的关键．我国原起重机设计规范GB3811—83采用变截面阶梯柱模型l1]，利用能量法推导伸缩臂的失稳临界力，新修订的起重机设计规范仍然采用变截面阶梯柱模型，但采用精确的解析方法

8、求伸缩臂的失稳临界力[2]．虽然提高了计算精度，但仍与实际工作状况不符．因而，提出完全由油缸承受轴力的变截面箱形臂模型[4]，此模型计人油缸的支撑作用，认为伸缩吊臂问只传递弯矩，而不承受轴向力，但此模型忽略箱形伸缩臂搭接滑块处摩擦力的影响，在理论上也不够精确．因此，在第二种模型的基础上，提出考虑伸缩臂间搭接摩擦力影响的一种新的计算模型，该模型认为伸缩臂与油缸共同承受轴向力，箱形伸缩吊臂还传递弯矩，该受力情况更符合实际起重机箱形伸缩臂的工作状态．本文将从精