高处作业吊篮悬挂机构强度分析.docx

高处作业吊篮悬挂机构强度分析Strengthverificationanalysisofsuspensionmechanismofsuspendedaccessequipmentd）工况4c）工况3b）工况2a）工况1图4４种工况应力分布图耿青武，吴玉厚，张珂，孙佳GENGQing-wu,WUYu-hou,ZHANGKe,SUNJia(沈阳建筑大学交通与机械工程学院，辽宁沈阳110168)约束施加在底座上下夹板共8个销轴孔处。其中A、B两处的4个孔无轴套，模拟实际受力情况，将约束施加在上孔的里面半圆和下孔的外面半圆。考虑到C、D两处的4个孔内安装有刚性较大的轴套，故可对轴套施加完全约束。94MPa时，上述各工况下立柱和底座最大应力均小于许用应力，说明结构强度满足要求。可以认为，此擦窗机底座和立柱结构设计安全合理。6结束语1）本文基于4种工况参数，推导出折臂式擦窗机底座与立柱受力随工况参数变化的显式表达式，通过求解该表达式确定底座与立柱最不利工作工况及该工况时的受力大小，为底座与立柱的结构分析奠定了基础。2）提出了折臂式擦窗机底座和立柱结构有限元分析中接近实际的边界条件处理方法，并建立了有限元分析模型。3）在4个典型的危险工况下，对底座和立柱进行了结构有限元分析，获得其完整的变形和应力分布状态，找出了应力分布规律。分析表明，底座和立柱应力均小于材料许用应力，说明强度5结果分析图4为4种工况下底座和立柱正、反两侧的应力分布云图，在忽略局部应力集中现象的情况下，分析可得到以下结论。1）各工况下立柱的应力分布呈周向变化，最大应力均出现在受压（M负方向）的一侧，为54MPa，分别见图4中的F、H、J、P点。2）底座应力分布随工况不同变化较复杂，工况1最大应力值出现在方管和下夹板交接处，如图4中的G点，为76.0MPa；工况2最大应力在方管和底板的交接处，如图4中的I点，为81.1MPa；工况3最大应力在方管内侧的K点，如图4所示，为85.5MPa；工况4最大应力在方管与底板的交接处，如图4中的Q点，为80.6MPa。可以看出，各工况下应力最大值点的位置随g逆时针变化而呈现逆时针变化趋势，应力分布规律与力矩施加方向相吻合。3）4种工况下，最大变形均发生在立柱顶端受压一侧，其中工况3变形最大，最大节点位移为4.074mm，在工程允许范围内，说明立柱和底座满足刚度要求。根据第三强度理论，以VONMISES应力计算结果作为评定准则，其最大值应小于材料的许用应力。国标GB19154-2003规定，擦窗机承载零部件采用塑性材料时，按材料的屈服点计1前言高处作业吊篮广泛应用于建筑外墙的装饰装修、清洗和维护等作业场合，其悬挂机构架设于建筑物作业面的顶部，通过钢丝绳承受悬吊平台、额定载重量等荷载，其工作可靠性不仅直接影响吊篮施工过程是否顺利,而且关系到人员的生[1-3]命安全。因此，对悬挂机构的要求如下。1）必须使用钢材或其他适合金属材料制作，结构应具有足够的强度和刚度。2）受力构件必须进行质量检查并达到设计、国家规范的要求。3）悬挂机构作用于工程结构的作用力应符合其承载要求。4）配重应准确，并经核实后才能使用。5）抗倾覆系数不得小于2。为此，本文对悬挂机构的斜拉钢丝绳与吊臂的强度安全校核进行研究，给悬挂机构的设计和制造提供理论性帮助。图1高处作业吊篮结构示意图表1ZLP800型吊篮悬挂机构结构基本参数满足要求，结构设计合理。[参考文献][1]姚兴佳，张晨晨．基于ANSYS的风力发电机舱底盘的强度分析［J］.沈阳工业大学学报，2008，30（1）：38-41．郭双宇，温立刚．起重机底盘车架有限元分析与结构优化［J］.专用汽车，2009，(06)：54-55．李卫民，杨红义．ANSYS工程结构实用案例分析[M］．北京：化学工业出版社，2007．GB19154-2003，擦窗机［S]．[2]2.1抗倾覆验算分析根据抗倾覆系数计算公式：K=GL/Pa，式中G为配重总质量（N)；P为悬吊平台载重量之和（N)；a为承重钢丝绳中心到支点间的距离（cm)；L为配重中心到支点间的距离（cm)。对于吊篮悬挂机构，可知伸出梁越长，对弯曲强度和抗倾覆越不利，因结构强度需要满足设计要求，根据倾翻力矩Pa与材料许用应力[σ]和截面抗弯模量W的关系推导得到伸出梁长度a应该满足下式：[3][4]2悬挂机构强度分析与校核高处作业吊篮的结构如图1所示。高处作业吊篮一般由悬挂机构、悬吊平台、电控系统以及钢丝绳等部分组成。通用的ZLP800型吊篮悬挂机构结构参数如表1所示。（编辑金治勇）[基金项目]“十一五”国家科技支撑计划项目(2008BAJ09B07)[中图分类号]TU976+.42[文献标识码]B[文章编号]1001-1366(2010)07-0050-03[收稿日期]2010-03-