某矿井架受力计算解析Word文件下载.docx
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42883.56
4
G1-4（正反）
20019.4
23.831
477082.32
5
G1-5
8503.1
23.998
204057.39
6
G1-6（正反）
12059
29.567
356548.45
7
G1-7
7855
29.737
233584.14
8
G1-8（正反）
8221.8
35.144
288946.94
9
G1-9（正反）
1650.6
34.548
57024.929
10
G1-10
8586.3
37.029
317942.1
合计
124067
2482795.462
L＝∑M/∑G＝2482795.462/124067＝20.012米，取重心距底脚为20米计算
二、斜架计算重量
斜架重量：
124067kg
焊条重量系数取1.02
后牵吊索计重：
1500kg
则斜架重力：
G=（1.02*124067+1500）*10=1280483N
三、主斜架抬头时受力分析
斜架抬头时，受到竖直向上吊车起吊拉力F，竖直向下重力G及铰链支点作用力T，受力分析图见图一。
对支点O由力矩平衡原则得：
F*OB=G*OA
故
铰链支点O对斜架的作用力为
T=G-F=362936.2N,方向竖直向上
图一斜架抬头受力分析图
四、斜架就位时受力分析
斜架依靠吊车就位时，后牵引稳车不参与工作，斜架受自身重力、吊车起吊拉力及铰链作用力三个力作用（受力图如图二所示）。
图二吊车独自就位时斜架受力分析图
对支点O由力矩平衡原则，得
F1·
OD=G·
OC
铰链对斜架作用力T1＝G-F1＝429417.8N,该力竖直向上。
五、斜架就位后使用稳车牵引受力分析
斜架就位后，应满足吊车不受力时，两台单10t凿井绞车应能将斜架固定牢靠。
现将稳车滚筒中心线布置在距斜架基础上平面中心线水平距离60m处P点。
此时，斜架受到三个力作用。
稳车对其拉力F2，重力G及铰链支点作用力T2（受力分析图见图三）。
图三斜架就位时受力分析图
1、绞车受力分析
对于铰链支点O，由力矩平衡原则，得
F2·
OPsinα＝G·
N
后牵绳采用2个32吨2-2滑轮和2个20吨组成的复式滑车组系统，并用1个20吨滑轮平衡，以保持稳车受力均匀，跑头分别利用1台稳车牵引。
单台稳车受力为F3＝F4＝F2/6＝39083.18N。
故10吨稳车的选择满足要求。
2、铰链受力分析
此时，根据平面力系，得
铰链对斜架水平方向作用力
T2X＝F2cos29.2004°
=204942.96N
铰链对斜架竖直方向作用力
T2Y＝F2sin29.2004°
＋G=1149511.7321N
铰链对斜架作用力
六、机具选择
1、铰链受力分析
铰链销轴受力最大为摘下吊车后使用稳车牵引时，故对铰链系统验算皆以此为准。
单个销轴受力为
N1＝N2＝T2/2＝1167638.145/2＝583819.0725N
设铰链销轴直径为D，按简支梁计算销轴所受剪力。
此时销轴所受最大剪力为N1/2。
.
τ＝4Q/3A＝2N1/3A≤[τ]=93Mpa
其中,A为销轴截面积
则，
73mm
取销轴直径为148mm，符合计算要求。
2、吊车吊耳受力分析
吊车吊耳采用Φ273×
12厚皮钢管制作，伸出长度160mm。
吊耳所受最大拉力为斜架抬头时，Fmax＝917547.2N。
σmax＝Mmax/WZ
极限情况考虑，单个吊耳受力所受最大弯矩Mmax＝FmaxL/2
Wz＝πD3[1－（d/D）4]/32
故吊车吊耳满足使用要求。
3、稳车吊耳选择
吊耳选用32t吊耳，以32t负荷进行计算（见图七）。
由拉曼公式，得
图六32t吊耳
吊耳焊缝计算：
焊缝长度Li＝550×
2＝1100mm
焊缝高度h＝20mm
τ＝F/（0.7×
h×
Li）＝20.78Mpa<
[τ]=93Mpa
故凿井绞车吊耳强度及焊缝强度均满足满足使用要求。
4、坑式地锚计算
由以上分析可知，单台凿井绞车受力为F＝39083.18N，此时稳车与其牵引绳绳头受力相等，F车=F绳=39083.18N，以Fmax＝100000N为标准进行计算。
（1）稳车受力计算
稳车在拉主斜架时，受主斜架对其拉力F车、地锚对其拉力Pt车、地面对其摩擦力Fm、地面对其支持力N以及其自身重力等五个力作用（见图八）。
在水平方向上
F车cosα＝Pt车cosβ＋Fm
在竖直方向上
F车sinα＋N＝Pt车sinβ＋G
其中
β－稳车地锚绳与水平面的夹角，取β＝60°
；
Fm－稳车车与地面摩擦力，Fm＝N·
f1；
G－稳车自重，G＝80680N；
f1－稳车与地面摩擦系数，取f1＝0.25。
则Pt车＝（4F车cosα＋F车sinα－G）/（4cosβ＋sinβ）
＝110868.22N
故稳车地锚绳在水平及竖直方向上分力分别为
Pt车x＝Ptcosβ＝55434.11N
Pt车y＝Ptsinβ＝96011.88N
图八凿井绞车受力分析图
（2）地锚受力计算
综合以上数据可知，地锚在水平方向上与竖直方向上受力分别为
Ptx＝Pt车x=55434.11N
Pty＝Pt车y=96011.88N
合力Pt＝110865.7822N
水平力对土壤的压力
其中
[q]－在深度为H处土壤的容许耐压力，N/m2，按潮湿的密实的细沙地取[q]－3×
105N/m2；
Ф－因承压不均匀而采用的容许耐压力折减系数，取Ф＝0.4；
h1－水平以上的排木高度；
h2－水平以下的排木高度；
A－埋入件的长度，取A＝4m。
在垂直作用力下的稳定性校核
G＋Fm≥PtyK
B1＝B2＋Htgф1
Fm＝Ptxƒ1
其中G－土壤的重量；
B2－锚点的坑底宽度，取B2＝0.8m；
B1－锚点的坑口宽度，它与土壤的性质和坑的深度有关；
ф1－土壤的抗拔角，取ф1＝26°
H－锚坑深度，取H＝4m；
γ－土壤容重，γ＝1.6t/m3;
Fm－摩擦力，N；
Κ－抗拔安全系数，取Κ＝2；
ƒ1－滑动摩擦系数，取ƒ1＝0.25。
B1＝B2＋Htgф1＝0.8＋2tg26°
＝2.2632m
Fm＝Ptxƒ1＝55434.11×
0.25＝13858.22N
故G＋Fm＝294067.2＋13858.22＝307925.4>
2Pty=309995.14N
埋入件计算：
埋入件采用Φ400×
9mm钢管。
稳车地锚符合要求（见图九）。
图九凿井绞车地锚布置图
5、吊车选择计算
斜架起吊高度36.8m，根据以上分析，最大起吊重量为91754.72kg。
选择两台300t吊车分站两侧进行起吊，单台吊车在10m幅度、臂长46.2m时额定起吊重量48.5t，满足使用要求。
起吊钢丝绳选用4根6×
37（b）－56－1670纤维绳芯钢丝绳，钢丝绳最小破断拉力为1571400N，则起吊钢丝绳安全系数为
K＝（1571400×
4）/91754.72＝6.85>
安全系数满足要求。
6、牵引稳车钢丝绳校核
凿井绞车选用6×
19－32－1670钢丝绳，单绳受力F＝72101.3773N。
该绳最小破断拉力为564000N，则其安全系数
K＝564000/72101.3773＝7.82>
二、立架起立计算
立架总质量72514.4kg，中心在距底脚中心约10.95m处。
考虑到安全，立架总质量按80000kg，重心按12m计算。
立架吊耳拟采用Φ245×
10mm无缝钢管制作，上端定于距底脚中心17m处G2-36a中心线上，吊耳伸出长度200mm。
立架在全部吊起后受力最大，单个吊耳受力T1＝T2＝300000N。
吊耳强度计算：
根据立架吊车吊耳计算可知，立架吊耳满足使用要求。
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