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1、4 起重机的稳定性系数计算4.1 流动式起重机的稳定性与安全流动式流动式起重机最严重的事故是“翻车”事故，其根本原因是丧失稳定，所以起重机的稳定与全关系十分密切。流动式起重机的稳定性可分为行驶状态稳定性和工作状态稳定。（1-D）1影响稳定性的因素 轮式起重机作业时的稳定性，完全由机械的自重来维持，所以有一定的限度，往往在起重机的结构件(如吊臂、支腿等)强度还足够的情况下，整机却由于操作失误和作业条件不好等原因，突然丧失稳定而造成整机倾翻事故。因而轮式起重机的技术条件规定，起重机的稳定系数K不应小于1.15。轮式起重机在使用中，应主要注意以下诸因素对起重机稳定性的不利影响。（2-B）(5-H)(
2、1)吊臂长度的影响起重机的伸臂越长或幅度越大，对稳定性越不利，特别是液压伸缩臂起重机，当吊臂全伸时，在某一定倾角(使用说明书中有规定)以下，即使不吊载荷，也有倾翻危险；当伸臂较长，并吊有相应的额定载荷时，吊臂会产生一定的挠曲变形，使实际的工作幅度增大，倾翻力矩也随之增大。(2)离心力的影响轮式起重机吊重回转时会产生离心力，使重物向外抛移。重物向外抛移(相当于斜拉)时，通过起升钢丝绳使吊臂端部承受水平力的作用，从而增大倾翻力矩。特别是使用长吊臂时，臂端部的速度和离心力都很大，倾翻的危险性也越大。所以，起重机司机操纵回转时要特别慎重，回转速度不能过快。(3)起吊方向的影响汽车式起重机的稳定性，随起
3、吊方向不同而不同，不同的起吊方向有不同的额定起重量。在稳定性较好的方向起吊的额定载荷，当转到稳定性较差的方向上就会超载，因而有倾翻的可能性。一般情况下，后方的稳定性大于侧方的稳定性，而侧方的稳定性，大于前方的稳定性；即后方稳定性侧方稳定性前方的稳定性。所以，应尽量使吊臂在起重机的后方作业，避免在前方作业。(4)风力的影响工作状态最大风力，一般规定为6级风，对于长大吊臂，风力的作用很大，从表28 可看出风力的影响。 表28 臂长、风速、风载力矩关系表 臂长/m风速ms-1102030相当风级101.8820562073080793015802001012从表中可知，随着臂长和风速的增加风载力矩增
4、加的很快。(3-C)从正常作业中，最大风力为6级，此风力并不很大，翻车事故主要发生在回转时，没有注意转向顺风（风从起重臂后方吹来）。（5）坡度的影响当有坡度时，相当于幅度增大，从而使倾覆力矩增大，“翻车”的危险性也随之增大。（6）惯性力的影响起升机构在突然提升时，会产生惯性力P，Pm（g+a），其中a为加速度。在物品下降突然制动时，也会产生不利于稳定的惯性力。在操纵时，要避免突然起动。物品下降时，避免突然刹车。以防止由于惯性力造成起重机倾翻。(4-D)(7)其它因素还有许多因素。会影响起重机的稳定性，如工作过程中支腿回缩或者地面下沉都会造成翻车事故。吊重时，变幅或伸缩臂操作程序错误，也会造成翻
5、车事故。如在某一工况下，起吊的物品是该工况的允许最大载荷，则不允许伸臂放低（增大幅度）。这样会增大倾翻力矩，使本来处于临界状态的起重机翻到。超载和斜吊是使起重机发生倾倒的原因。由于机构本身出现故障造成翻车的事故也时有发生。2.行驶状态的稳定性行驶状态又可分为纵向行驶稳定和横向行驶稳定 (6-D)(1)纵向行驶稳定起重机在设计时，规定了起重机所允许爬坡的最大坡角。当坡角超过规定值时，前轮轮压可能为零、起重机就会无法控制转向，这就叫起重机失去行驶稳定。当起重机在坡道上下滑力接近驱动轮上的附着力时，车轮则不能上坡而产生打滑现象，这也是一种失去稳定的现象。(2)横向行驶稳定起重机在转弯时，车体会产生离
6、心力的作用、速度愈大，离心力愈大。离心力P离也就是离心力与车体行驶速度平方成比例。当车速比较高、转弯半径又小、加之起重机重心比较高的情况下，很容易造成向外翻车，或者侧向滑动。因此在行驶中要控制速度不要过快、防止翻车。(3)工作状态的稳定性a.静态稳定静态稳定就是起重机在自身重力和起吊载荷的作用下的稳定性。(7-A)静态稳定性就是在没有考虑附加载荷的情况下分析工作状态稳定性。但是在实际的作业中，还有很多附加载荷存在，如风力、坡度、惯性力、回转离心力等。若是把这些附加载荷考虑进去，则稳定安全系数应小些。图15-15 稳定性计算图静态稳定性常用稳定性安全系数K1表示（见图15-15）；K1式中: G
7、1 起重臂重量； G2 下车重量； G3 上车重量； G4 平衡重；（QG吊） 起重量加吊具重量；b.动态稳定动态稳定性就是除起重机自重和吊载之外，还要考虑风力、惯性力、离心力和坡度的影响。(8-B)风力是考虑不利于稳定性的工作风力，与起重机臂长度有直接关系，例如以10m/s的风速为例，起重臂长为10m，产生的倾翻力矩为1800Nm；臂长为20m，产生倾翻力矩为8000Nm；臂长为30m时，倾翻力矩为20000Nm。坡度的影响也是不可忽视的，经计算，当起重机倾斜1时，起重能力要下降7.4%；倾斜2时，降低14.3%；倾斜3时，降低19.8%。惯性力主要是指物品突然起吊和下放突然刹车时，产生的不
8、利稳定的惯性力。实际是增加了起吊重力。离心力是指起重机回转时，起重臂、吊物所产生的离心力。特别是吊物的离心力，通过钢丝绳直接作用在起重臂端部，增加起重机的倾翻力矩。图15-16 起重机动态稳定计算图动态稳定性安全系数为： 式中 Q 起吊载荷； G 起重机自重； Gb 折算到臂头的起重臂自重； R 幅度； P1 作用在起重机上的工作状态最大风力； P2 作用在起吊物品上的工作状态最大风力；h1、h2 与P1、P2对应的高度； h0 起吊物品至臂端的高度； t1 起升机构启、制动时间； t2 变幅机构启、制动时间； v1 起升速度； v2 变幅速度； n 起重机回转速度； 起重机支承面倾角； l、c 尺寸见图15-16。c. 自身稳定性如图15-17所示自身稳定性是考虑在自重、倾斜坡度、非工作状态、风载的影响下，起重机的稳定性。(9-B)起重机自身稳定性安全系数为：式中 G 起重机自重，kg； W 作用在起重机上的风力，N； h1 、h2 起重机重心及风力作用点至地面距离，m；l 起重机重心至回转中心的距离，m；a 车轮支承点至回转中心的距离，m。图15-17 自身稳定性计算图
