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礦用液壓吊裝機(jī)吊臂的受力分析

    吊裝機(jī)屬于起重機(jī)械設(shè)備，常常應(yīng)用于礦業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、工業(yè)、建筑業(yè)等工程建設(shè)領(lǐng)域，例如在大型建筑構(gòu)件與設(shè)備的安裝、大量工程材料的垂直運(yùn)輸與裝卸以及搶險(xiǎn)救援等領(lǐng)域，樣樣都離不開起重機(jī)。這類吊裝起重機(jī)械設(shè)備的廣泛應(yīng)用，能有效地降低勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)省人力物力、降低建設(shè)成本、實(shí)現(xiàn)施工機(jī)械化。

目前，現(xiàn)代煤礦的開采方向是大采高、高效率、綜合化和自動(dòng)化，有效地推動(dòng)了國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展。亟待將吊裝起重機(jī)械應(yīng)用于煤礦井下，于是某公司設(shè)計(jì)出了某型號(hào)礦用液壓吊裝機(jī)。礦用液壓吊裝機(jī)不能單獨(dú)使用，而是與輔助絞車、乳化液泵站、軌道等設(shè)備配套使用，主要用于采掘機(jī)械工作面設(shè)備的整機(jī)安裝、部件安裝以及部件回撤工作，例如完成轉(zhuǎn)載機(jī)、綜掘機(jī)、采煤機(jī)、破碎機(jī)、帶式輸送機(jī)機(jī)尾等安裝及拆卸工作。礦用液壓吊裝機(jī)能夠有效提高工效、減輕笨重的體力勞動(dòng)、保護(hù)生產(chǎn)人員和設(shè)備的安全，更好地為煤礦創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。

吊臂是礦用液壓吊裝機(jī)的重要受力構(gòu)件，吊臂的性能直接影響到礦用液壓吊裝機(jī)的大幅度和高起升工況。采用傳統(tǒng)力學(xué)方法設(shè)計(jì)計(jì)算吊臂時(shí)，不但計(jì)算過程比較復(fù)雜、計(jì)算量過大，而且經(jīng)過簡化和假設(shè)計(jì)算得到的結(jié)果與實(shí)際情況有一定的誤差。通常情況下，傳統(tǒng)的方法就是依靠增大安全系數(shù)來保證礦用液壓吊裝機(jī)的使用安全性，這無疑會(huì)增加吊臂質(zhì)量，工作中笨重不堪，吊臂中材料不能被充分利用，壓力機(jī)搬遷安裝，這必然對(duì)吊裝機(jī)底盤造成不利影響，增加底盤壓力，進(jìn)而對(duì)整機(jī)性能也是無益的。

吊臂的結(jié)構(gòu)及原理

根據(jù)不同的吊臂變幅方式，礦用液壓吊裝機(jī)吊臂可以分為固定式和伸縮式兩類;根據(jù)不同的吊臂截面形狀，礦用液壓吊裝機(jī)吊臂可以分成箱型和桁架式兩類。在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中，鑒于箱型結(jié)構(gòu)自身性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，它被廣泛地應(yīng)用于起重機(jī)械吊臂的制造應(yīng)用中。為了更好地利用箱型結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，一般情況下，大型壓力機(jī)搬遷，伸縮式液壓缸安裝在吊臂內(nèi)部，兩節(jié)吊臂的搭接處安裝滾子或者滑塊，濟(jì)寧壓力機(jī)搬遷，用于支撐內(nèi)部節(jié)臂，達(dá)到吊臂的伸出和收回運(yùn)動(dòng)。關(guān)于為什么要選擇箱型結(jié)構(gòu)的吊臂的原因有很多，主要原因是起重機(jī)械吊臂不僅承受壓力也承受彎矩，也就是說，它是一種雙向壓彎構(gòu)件，不僅要保證滿足吊臂自身的力學(xué)性能，還需要充分考慮吊臂各位置處和各個(gè)方向上的穩(wěn)定性約束，然而，箱型結(jié)構(gòu)吊臂是能夠滿足兼容上述問題的。一般的伸縮式吊臂是由多節(jié)臂節(jié)組成，通常根據(jù)實(shí)際工況下的起重高度確定節(jié)數(shù)。通常情況下，二者關(guān)系是高度越大，節(jié)數(shù)越多。但是，為了確保吊臂的重要性能指標(biāo)、剛度和強(qiáng)度滿足，壓力機(jī)搬遷吊裝，吊臂節(jié)數(shù)不宜過大，一般是采用3-5節(jié)為宜。鉸點(diǎn)位置的分布也是影響起重機(jī)械吊臂起重性能、剛度和強(qiáng)度的主要影響因素之一。除此之外，吊臂形式的選擇也是不可忽視的。基本臂分為直臂形和折臂形兩種形式。折臂形基本臂基于其靈活性和易操作性的優(yōu)點(diǎn)，常常會(huì)優(yōu)先被采用，可以有效降低吊臂根部鉸點(diǎn)的位置，方便工作人員布置旋轉(zhuǎn)臺(tái)部分。由于伸縮式吊臂的長度是由各節(jié)臂伸出長度確定，而各個(gè)節(jié)臂的伸出長度又是能夠人為控制的，所以伸縮式吊臂相對(duì)折臂形吊臂具有更好的可控制性。因此，伸縮式吊臂被廣泛應(yīng)用于起重機(jī)械吊臂的制造應(yīng)用中。