如何计算桥式起重机的挠度

高架起重机是工业环境中起重和运输重物的必备工具。然而，为了确保高架起重机安全高效地运行，了解起重机的挠度至关重要。在本文中，我们将讨论什么是挠度、挠度为何重要以及如何计算高架起重机的挠度。

什么是偏转？

挠度是指起重机结构在负载下弯曲或变形的程度。这是设计、操作和维护桥式起重机时需要考虑的重要因素。起重机挠度可能由多种因素引起，包括重量分布、加速度和振动。

为什么偏转很重要？

高架起重机的偏转会严重影响其安全性和效率。如果起重机结构偏转过多，则可能导致起重机翻倒，使操作员和附近的任何人都处于危险之中。此外，过度偏转还会导致起重机部件疲劳，缩短起重机的使用寿命并增加维护成本。

垂直挠度标准

垂直挠度标准是指起重设备允许的最大（垂直）挠度比。垂直挠度不同于水平挠度，但对于封闭轨道桥式起重机，两者都被考虑在内。垂直挠度是指起重机的桥、轨道或吊杆沿垂直轴的位置变化。

大多数起重机系统都是按照近似挠度制造的，因为制造商无法控制安装、基础刚度或管道、管材、钢板和金属板的厚度公差的标准变化。这意味着制造商定义的挠度之上或之下的某些变化应被视为正常。但是，当按照标准安装手册安装桥式起重机并按照制造商的安装维护手册进行维护时，您可以放心升降产品的安全性及其处理所选额定容量和性能标准的能力。

测量偏转以满足安全标准

在测量安全标准的挠度时，挠度是在 100% 容量下测量的，而不是 125% 容量。根据 ANSI 标准 (ANSI/ASME B30.2) 的桥式起重机操作和运行测试，“标准挠度必须在额定容量的 100% 负载下测量，并且不得超过适用设计标准规定的允许挠度。”对于每种类型的起重机，挠度值因起重机的总长度、跨度或伸展度而异。

计算垂直偏转

对于工作站（封闭轨道）桥式起重机，垂直偏转值小于较重的桥式起重机。封闭轨道工作站桥式起重机的偏转极限为 L/450，其中“L”是起重机的长度或跨度。换句话说，要确定工作站桥式起重机的偏转，您必须首先知道其跨度或长度。该等式通常以英寸或厘米为单位测量，因为总偏转应该非常小。如果您的偏转高于以英寸为单位测量的值，则可能有问题。

例如，假设工作站桥式起重机上有 34 英尺长的桥。可以通过首先将测量单位从英尺改为英寸来确定挠度。34 英尺长的桥长 408 英寸（英尺 x 12 = 英寸）。将 408 英寸除以封闭式桥式起重机的指定挠度限值 (L/450)。这样会得出小于一英寸（0.9 英寸）的挠度。

计算水平偏转

虽然垂直挠度对于桥式起重机而言是需要考虑的重要因素，但水平挠度也是确保起重设备安全性和可靠性的关键因素。水平挠度定义为起重机在额定满载情况下中心线处的轨道梁的位移。

起重机的水平偏转通常由偏转仪或激光测量工具测量。偏转仪是一种测量起重机在满载情况下中心线的轨道梁相对运动的设备。而激光测量工具则使用激光测量两点之间的距离来计算偏转。

桥式起重机的允许水平挠度通常设定为跨度的 1/600（桥式起重机）和高度的 1/400（悬臂起重机）。但是，这可能会因具体设计标准和制造商规格而异。

组织规范

如前所述，不同起重机和不同协会对桥式起重机的允许挠度值可能存在差异。因此，在设计、安装和维护桥式起重机时，参考制造商或相关协会制定的组织规范非常重要。

例如，美国起重机制造商协会 (CMAA) 为北美使用的桥式起重机制定标准。CMAA 根据预期用途的严重程度将桥式起重机分为六个服务等级。每个服务等级对允许偏转、负载能力和其他因素都有不同的规范。

如何计算桥式起重机的挠度？

可以使用几个不同的公式来计算桥式起重机的偏转。以下是计算桥式起重机偏转的步骤：

步骤 1：确定负载

首先，确定起重机要起吊的负载重量。该重量应包括负载重量和起重设备的重量。

第 2 步：确定负载分布

接下来，确定负载重量在起重机结构上的分布情况。这可能因起重机的设计、所用的起重设备以及负载的形状和大小而异。

步骤 3：计算挠度

一旦确定了负载和负载分布，就可以使用以下公式计算起重机的偏转：

挠度 = (5 x 负载 x 距离^4) / (384 x 弹性模量 x 惯性矩)

在哪里：

负载 = 被举起负载的重量

距离 = 从负载中心到测量偏转点的距离

弹性模量 = 材料刚度和抗变形能力的量度

惯性矩 = 结构抗弯曲能力的量度

影响挠度的因素

有多种因素会影响桥式起重机的偏转。以下是需要考虑的一些最重要的因素：

负载重量

负载重量是影响挠度的最关键因素之一。负载越重，起重机挠度就越大。

负载分配

负载重量在起重机结构上的分布方式也会影响偏转。重量分布不均匀会导致起重机在某些区域比其他区域偏转更大。

起重机设计

起重机本身的设计也会影响偏转。起重机吊臂的长度、所用起重设备的类型以及起重机的总重量等因素都会影响起重机在负载下的偏转程度。

起重机维护

最后，起重机的维护也会影响挠度。随着时间的推移，起重机部件的磨损会导致起重机在负载下挠度更大。

计算桥式起重机的挠度对于确保起重机的安全性和效率至关重要。通过了解挠度是什么、挠度为何重要以及如何计算挠度，起重机操作员和维护专业人员可以使起重机保持最佳状态并最大限度地降低事故风险。