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起重机安全工作载荷(SWL)的含义及计算

2023-08-25|产品新闻

起重机的安全工作载荷是多少

起重机的安全工作载荷是指起重机在设计或制造时能够安全承载的最大重量。这一重量限制是为了保证起重机作业安全,防止超载作业引发事故。这是综合考虑各种因素和标准而确定的,以确保起重机在运行过程中能够保持稳定性和安全性。安全工作载荷是起重机设计和使用中的关键参数之一,它保证操作人员和设备的安全。

维基百科定义

安全工作负载 (SWL),有时也称为正常工作负载 (NWL),是起重设备、起重装置或附件在提升、悬挂或降低给定质量时可以施加的最大安全力,而无需害怕破裂。通常由制造商在设备上标记。它是最小断裂强度 (MBS)(也称为最小断裂载荷 (MBL))除以安全系数的结果,对于起重设备,安全系数通常在 4 到 6 之间。如果设备对人的生命构成威胁,安全系数可高达10:1或10比1。

工作负荷极限(WLL)是制造商设计的最大工作负荷。该负载所代表的力远小于导致起重设备失效或屈服所需的力。 WLL 的计算方法是将 MBL 除以安全系数 (SF)。例如,如果使用安全系数 5(5:1、5 比 1 或 1/5),则主载荷为 2000 lbf (8.89 kN) 的链条的 SWL 或 WLL 将为 400 lbf ( 1.78 kN)。

现行美国起重和装卸设备标准为参考文献 (1),其中规定了下钩起重设备的 ASME B30.20 最低结构和机械设计以及电气元件选择标准。本标准的规定适用于吊钩式起重机械的设计或改造。

所以:

WLL = MBL / SF

SWL标准不再用于确定设备的最大负载能力,因为它们过于模糊并且容易出现法律问题。此后不久,美国和欧洲标准转而采用“工作负荷极限”标准。

起重机安全工作载荷如何计算

作用在起重机上的载荷分为三类,即:基本载荷、附加载荷和特殊载荷。

1.基本负载

基本载荷是指始终或经常作用在起重机结构上的载荷,包括自重载荷、起重载荷、惯性级载荷,以及考虑动载荷系数(l、2、4)和相应的静载荷乘以动载荷。负载效应。对于一些采用抓斗(仓)或电磁盘操作的起重机,应考虑由于突然卸载起升载荷而产生的动态减载效应。

2.附加负载

附加载荷是指起重机在正常工作条件下结构所受的非经常性作用的载荷。包括工作状态下作用在起重机结构上的最大风荷载、起重机斜运行时的侧向力,以及根据实际情况决定考虑的温度荷载、冰雪荷载和一些工艺荷载。

3.特殊负载

特殊载荷是指起重机在非工作状态下,结构可能承受的最大载荷或在工作状态下结构偶尔承受的不利载荷。前者,如结构非工作状态下承受的最大风荷载、试验荷载,以及根据实际情况决定的安装荷载、地震荷载和某些工艺荷载等;后者,如起重机在工作状态下的碰撞载荷等。

  • 仅考虑组合 I 的基本荷载组合。
  • 考虑基本荷载与附加荷载的组合为组合Ⅱ。
  • 考虑基本荷载与特殊荷载组合或三类荷载组合为Ⅲ类组合。

各类荷载组合是结构强度和稳定性计算的原始基础,强度和稳定性安全系数必须满足Ⅰ、Ⅲ、Ⅲ三类荷载组合的规定值,疲劳强度仅按荷载组合I计算。

计算表

请注意。
1、对于组合Ⅱ,计算PH2时应考虑风对启动(制动)时间的影响。
2、安装工况也可采用组合Ⅲa,此时PG根据安装设计,PW、0为安装风荷载。
3.Pdt

计算的基本原理

为了保证起重机安全正常工作,其金属结构和机构部件应满足强度稳定性和刚度要求。强度和稳定性要求是指结构构件在载荷作用下产生的内力不应超过许用承载力(指许用承载力的强度、疲劳强度和稳定性);刚度要求是指结构在荷载作用下产生的变形不应超过允许变形值,结构的自振周期不应超过允许振动周期。

起重机构件和金属结构应进行下列计算:①疲劳、磨损或发热计算;②强度计算; ③强度检查。通过这三种计算,起重机的计算载荷有以下三种组合:

  1. 寿命(耐久性)计算负载为I类负载。该载荷用于计算零件或金属结构的耐用性、磨损或发热。根据正常运行时的等效载荷计算,不仅计算载荷的大小,而且还要考虑到它们的作用时间。
    对于承受变载荷的机构件和金属结构,应在应力变化循环次数足够多时进行疲劳计算;当应力变化循环次数较少或非常少时,不需要进行疲劳计算。工作级别为A6、A7、A8级的起重机金属结构件和机构件应进行疲劳试验。
  2. 强度计算荷载为II类荷载。此类载荷用于计算零件或金属结构的强度、压缩和平面弯曲部件的稳定性、结构部件的刚度、起重机的整体稳定性和车轮压力,按工作状态的最大载荷求强度计算。确定强度计算荷载时,应选择可能发生的最不利的荷载组合。
  3. 计算负荷为Ⅲ类负荷。该类载荷用于检验起重机的某些装置(如夹轨器)、变幅机构、支撑旋转装置和金属结构的某些部件的强度和稳定性,以及起重机的整体稳定性。起重机,按最大非工作载荷和特殊载荷(安装载荷、运输载荷和冲击载荷等)进行强度计算。

在起重机事故处理中,对于因金属结构和机构部件破坏而造成的事故,应进行必要的计算。计算时,根据实际工况计算实际负载。

计算方法

目前起重机计算采用许用应力法,即在强度计算中以材料的屈服极限为基础,在稳定性计算中以稳定临界应力为基础,在疲劳强度计算中以疲劳强度极限除以一定的安全系数为基础。因子,得到许用应力的强度、稳定性和疲劳强度。结构构件的计算应力不得超过其相应的允许值。

许用应力法的计算步骤是:根据相应的计算载荷确定计算应力,根据所用材料的力学性能确定极限强度,然后进行比较,使极限强度与计算应力之比等于或大于安全系数。强度校核应满足不等式:

数数

安全系数

强度计算和疲劳计算的基本条件是零件危险截面的计算应力不得大于许用应力,即小于材料极限应力的倍数,这个倍数就是安全要素。

安全系数的选择应保证安全、可靠、耐用,并充分利用材料,做到技术先进、经济合理。起重机零部件的安全系数可按下式计算:

k=1+k1+k2

在公式:
1、k1——考虑材料的最小强度储备,它关系到计算零件或构件的重要性以及载荷和应力计算的准确性;
2、k2——考虑材料的不均匀性、可能的内部缺陷以及实际尺寸与设计尺寸的误差等因素。

当起重机某些部件损坏会造成物品坠落、臂架坠落、旋转部分翻倒、起重机翻倒时,或者当起重机撞到限位器或相邻起重机上时会产生剧烈冲击时,此类部件应具有较高的安全系数;当起重机的某些部件损坏后,起重机才停止工作,则安全系数可取低一些。对于锻件和轧制件可取较低值;对于铸件应取较高的值。

1.金属结构的安全系数计算。起重机金属结构件应进行强度、刚度、稳定性计算,一般不考虑材料的塑性影响。工作等级为A6、A7、A8级的部件应计算疲劳。结构安全系数计算见表5-14。

计算表

2.零件计算的安全系数。零件的强度计算包括静强度计算和寿命计算两种。静强度计算包括零件脆性断裂和塑性变形的计算;寿命计算包括零件的疲劳强度计算和滑动摩擦零件的覆盖磨损计算。各部件安全系数计算见表5-15。危险点应力的计算采用通常的材料力学方法,复合应力根据相应的强度理论进行合成。

计算表

注:对于运输熔融金属和危险品等特别重要的起重机安全系数应适当提高。

影响起重机安全工作载荷的因素

工作安全负荷的计算涉及许多因素,包括:

  • 起重机的结构强度:起重机的主要部件,如起重臂、支腿、吊钩、钢丝绳等,必须足够坚固,以在负载下保持结构完整性。
  • 稳定性:起重机在提升负载时必须保持稳定,以防止倾翻。安全工作负载考虑到起重机的设计和结构,以确保负载下的稳定性。
  • 环境因素:起重机运行的环境,如风速和地面条件,会影响其安全。安全工作负载考虑了这些因素,以确保在各种环境条件下安全运行。
  • 操作方式和角度:起重机的操作方式(如垂直提升、水平移动等)和负载的角度也影响工作安全负载的计算。
  • 附加载荷:安全作业载荷通常考虑可能的附加载荷,例如风载荷、吊具重量等。安全作业载荷根据以下因素计算
  • 制造商的数据和标准:起重机制造商通常根据相关标准和法规提供有关工作安全载荷的信息。这些数据应该作为计算的重要参考。

计算起重机的工作安全载荷是确保操作人员和设备安全的关键步骤。操作起重机时,切勿超过其安全工作载荷,以免发生事故、设备损坏或人员伤害。需要时请咨询专业工程师或依据厂家提供的技术规格书准确计算并确认安全工作负荷。

文章标签:。起重机负载,起重机制造商,起重机安全

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