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话说龙门起重机的防风抗风问题

2018-07-20 15:57网址:http://www.henanqizhong.com浏览数:41323 


 

1、起重机抗风问题的提出
起重机的抗风问题,是起重机设计的重要问题,有关的安全规范和规定,则具体规定了起重机应具备的抗风安全设施。可是,大型港口轨道起重机的风损事故时有发生,严重时数台起重机一起倒塌入海。
在事故面前,有理由怀疑原来的规定和理论的正确性,即使提出新的理论,推出新的抗风装置,也是可以理解的。然而仔细客观地分析事故原因,寻找事故的共同之处,科学而彻底地解决问题,则更为有益。

2、起重机抗风事故的共同点
事故的共同点是什么呢?一是风灾现场关于风的定量都很模糊,都说风很大,却谁也说不清风到底多大。但是,当地气象方面没有很大的风,例如超过12级。把当地的风灾照片、录像比对蒲氏风级表关于各级风的描述,所有事故现场的风都不超过1O级。这种级别的风怎么可能吹翻起重机呢?困惑的人们提出,风损现场的风,不是一般的风,而是飑线风,也有说是龙卷风一类的风。也许是有这种风,但是这种风似乎专门朝起重机刮,即使近在咫尺的树木、建筑物,却能幸免于难,未免有点蹊跷。

最后,事故的共同之处还在于所有被风吹翻的起重机,在翻倒之前无不例外地经历了滑行过程

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当前流行的起重机抗风方法,忽视了事故的**共同点,采取了加大设计风速的办法。起重机用户经常提出50m/sec,55m/sec,甚至7Ore/see的风速数值,设计者直接将这些风速作为起重机非工作设计风速处理。在这么大的风吹袭下,起重机的非工作稳定性不够,于是出现了一种新的防风装置——防风拉索。这种装置将起重机与码头连在一起,在大风时,防风拉索给起重机一个向下垂直力,依赖这个力,起重得以不翻车。当然,防风拉索同时给码头一个向上垂直力,这就是所谓的“上拔力”。据此,码头设计者不得不将原来只能承受压力、水平力的头设计成还要能承受上拔力的结构。

1风的概念
风是个很复杂的自然现象,风速是描述风的一个量。常说的风速,是一种统称,细分之有瞬时风速、1分钟平均速、2分钟平均风速、10分钟平均风速等。对于同一种风,这几种风速的数值是不同的,其中瞬时风速数值最小,10分钟平均风速数值**。可以用5dm/sec,也可用70m/sec表示同一种风。各行各业有各自的计算风速。建筑行业,因建筑质量巨大,用10分钟平均风速作计算风速较合理。起重机行业,只能用2分钟平均风速作设计计算风速。用户提出的风速,数值较大,是瞬时风速,不是2分钟平均风速,不宜把瞬时风速直接引入起重机总体稳定和抗风设计计算。现在,用户提出的风速数值较高,并不意味着风比从前大,也不意味着用户对起重机抗风要求提高了。

2.防滑行
起重机抗风,防倾覆,关键在于防滑行。
起重机的滑行有2种情况,一是起重机处于非工作状态,起重机被风吹而滑行;另一种是起重机处于工作状态,突发的风将起重机吹得滑行。大部分事故是起重机处于非工作状态时被风吹滑行的,最后造成了倾覆。
有效的锚定就能杜绝这种事故。在此建议码头建筑方面多设锚定坑,让每台起重机都能锚定。如果没有足够多的锚定坑,有的港口将起重机用钢索在水平沿轨方向拉住,也保证了安全。

3.制动器与车档
有论文分析起重机的滑行倾覆问题。论文建立了滑行运动微分方程式。微分方程求解的结果是:起重机的风吹滑行速度虽然“越来越快”,但滑行速度有一个称为“收尾速度”的极限值。这个极限值与起重机的运行阻力有关,阻力越大,收尾速度越小。对于港口大型起重机,只要行走制动器有效,起重机即使被风吹动,滑行的收尾速度也不会很大,获得这个速度的起重机的动能,小于起重机倾覆必须的势能,只要轨道尽头的车档可靠,起重机不会倾覆。起重机有可靠的行走制动器;码头有牢固的车档,有了这2个条件,起重机就不会在工作中被突发的阵风吹翻。
在过去的一段时期内,起重机的行走制动器处于虚设状态:制动器制动时闸瓦不是紧抱制动轮,而是轻轻地搁在制动轮上。可以看到的,在行走机构停车、其他机构工作时,起重机沿轨道的明显晃动,就是这个原因。晃动缩短了结构的疲劳寿命,这是制动器不良的弊病之一。制动器不良的弊病之二就是造成了起重机的滑行,那时,因制动器的
技术落后,行走机构的制动器只能无可奈何地处于这种状态。
制动器所用的调速油路赋予制动器良好的性能,例如可使制动器缓慢上闸,制动力矩逐渐施加的消振性能。从60年代开始,液力推杆有过3次引进,遗憾的是前面2次引进,偏偏将液力推杆的调整油路“简化”掉了。很可能就因为这个“简化”,造成了以后巨大的损失。好在第3次引进保留了这条油路。现在已经有很多液力推杆,例如焦作制动器厂的Ed推杆,就有上升阀、下降阀,可调节,性能良好,特别适用于行走机构。本人认为,采用好的推杆,改善行走机构制动器的性能,起重机的滑行问题已解决了一半。
很多起重机只有一半车轮是主动轮,受制动器管束,另一半是从动轮,不受制动器管束,作用在从动轮上的轮压不能产生有意义的防滑阻力。顶轨器和锁轮装置等防滑装置的作用就是将作用在从动轮上的轮压利用起来,使之产生有效的防滑阻力。
曾经有一种顶轨器,利用了自锁原理,起重机的自重可以不断加到顶轨器上,直到一根轨道上所有轮子都落空,全部重量集中到顶轨器上,理论上说这种顶轨器防滑(防爬)效果特别好。实际上这种顶轨器从来就没起作用。不过也得亏它没起作用,若它起作用,码头将承受比轮压大得多的集中力,恐怕要损坏。

为保护码头,请慎用防风拉索,因为非专门设计的码头是不能承受“上拔力”的。简单的力学分析可知,防风拉索实际上是“上拔力”发生器。只要起重机有水平移动,“上拔力”就给防风拉索“制造出来”了,而且数值非常大。



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