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旋挖机安全裕度的评价

2017-01-05 14:05:00 374

安全状态的表达式只是一个最基本的倾翻安全条件,还不足以表达设备的安全级别.比如,当稳定力矩略大于倾翻力矩时,虽然从理论上满足稳定性条件,但如果现场某些偶然因素破坏了计算条件,往往有安全性能失效的可能,例如以履带外缘宽度4500mm进行计算,而现场地面恰巧在回转一侧不平,履带外缘压空10Omm,这时实际履带外缘宽度应该为 4300mm.通过试算可以得出,这个数据的变化实际上对重力稳定作用有明显的负面影响,从而引起安全性的降低。显然,考虑到近似安全误差,从安全裕度考虑,应该将安全系数标准确 定在远大于1.0的数值。

国内知名旋挖机厂家的设计人员收集了大量国外知名品牌不同机型的数据,对其进行了模拟计算分析,并结合自己的现场试验经验,得到旋挖机安全系数和如下其他典型数据:

1.安全系数:13-40t旋挖钻机的安全系数应该在1.6-2.0之间较为合理。旋挖机的规格越高,安全系数也应该越高。

2.危险回转驻车角度:对于正常合理的设计方案,回转驻车的危险角度一般在20-30度范围之内。 

3.质心位置:从设计施工的经济性考量,依据黄金分割律,对于正常合理的设计方案,整车质心到回转中心的距离应该为0.8R左右,R为回转轴承的半径。

旋挖机设计时应考虑到安全裕度

底盘重力比:

正常合理的设方案,底盘自身的重力(包括底盘上车、底盘下车,配重)与其他部件的重力比应该为1.2-1.5,及底盘重力占整车重力的55%-60%。

关于安全稳定性分析计算的几点说明:

①由于旋挖机在国内应用的时间还不长,所以对其稳定性的计算在国内还没有一个为众人所接受的标准,因此,采用的稳定性计算方法是引用欧洲安全稳定性的标准计算方法,特别是动态稳定角的变量△α小于5度的概念只是企业标准。

②旋挖钻机有时需要进行斜孔的钻掘,此时需要对动态稳定性变量△α进行区别对待,即整机本身部件质心的变动所产生的动态稳定性变量和施工作业外载荷所引起的动态稳定性变量两部分,并采取措施分别保证其达到动态稳定性判据的要求。

③由于旋挖机是一个不对称的作装置,所以旋挖钻机的稳定性计算尤为重要,而旋挖机在回转工况下的失效模式,由于制动惯性的突然性,安全危险程度最高。

④根据理论力学的原理,我们当然希望把整机重心配置在回转中心上,因为这样整机将不会受到质点重力矩的影响,但是,由于旋挖机的工作状态较多,其中心也是在不断变化的,所以,实际与理论是无法相符的。

⑤即使能够将整机重心配置在回转中心上,由于在桅杆动力头的一端重力太大,如果一味地想把整机重心配置达到理想状态,必然需要在非工作装置端进行极大的配重,这将对整机重力、节能性要求、发动机选型提出更高的要求,无论是从经济上,还是可靠性上都是―个巨大的挑战,所以,在进行设计时应对稳定性进行适当地统筹规划。

山东滕州旋挖机厂家用经验和安全裕度的相对量值开展安全评价工作

⑥实际上,随着设备的回转,许多零部件(比如桅杆结构中)的质心会在履带边缘的内外变化,因此,其对倾翻趋势的影响性质也在稳定和倾翻之间变化。这个定义使元素的复杂程度和数据处理难度将会增加很多,势必需要更加复杂的数据处理方法和于段。在现有条件下,这不利于实现计算过程的自动化。

⑦采用某种安全系数的定义,实际上只是为了有一个相对的安全裕度辨别数据,即采用安全系数的裕度概念,只是一个手段,并不是最终目的。因此,经过前述的安全稳定性的讨论,考虑到眼下相关理论的滞后和无相应的计算手段等各因素,只好依据我们的经验,用安全裕度的相对量值来进一步开展安全评价方面的工作。


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