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变电站用高空作业升降机稳定性分析

变电站用高空作业升降机稳定性分析

变电站用高空作业升降机是为了适应变电站特殊环境在普通高空作业升降机基础上开发出来的双剪式高空作业升降机,其额定载荷300 ,最大工作高度8 m。它的特点之一是具有可伸缩的工作台面,并且为了安全可靠使用,配置了侧向及正向支撑腿,这些特点增加了作业平台的适应性和稳定性,但是具体能在多少角度的斜坡上工作,对作业平台的使用有着重要的参考意义。

高空作业升降机的稳定性主要是指倾覆稳定性,而变电站用高空作业升降机由于具有可伸缩的工作台面,并且由于配置了支撑腿,这使得该作业平台的稳定性与无可伸缩工作台面的工作平台有所不同。有关高空作业升降机的稳定性分析,特别是有可伸缩工作台面和支撑腿的作业平台分析较少,本文就变电站用高空作业升降机的倾覆稳定性作一分析计算。

1 重心与工作高度关系

为计算高空作业升降机的重心,将作业升降平台分为3部分:底座、叉架机构和液压缸、工作平台。由3部分的重力及重心高度可以估算高空作业升降机的重心高度: 式中G1=2 600 N,为叉架机构和液压缸的重力;G。=3 000 N,为工作平台的重力;G,=4 000 N,为底座的重力;G=G  G2 G3=9 600 N,为整机重力;a=0.45 m,为底座重心高度; 为工作高度; 为整机重心高度。重心高度与工作高度关系:h=0.248 0.448H。

2 稳定性分析

倾覆稳定性计算原则是:作用于作业平台上包括自重在内的各种载荷对危险倾覆线的力矩代数和必须大于或至少等于零。根据国家对升降机的安全规定,取安全系数(稳定力矩 和倾覆力矩M2之比)为1.5。这样稳定性条件为倾覆计算根据工作情况分为侧向倾覆和正向倾覆。侧向与正向又可以分为支撑腿是否打开、平台是否伸出等情况。这里仅计算了3种具有代表性的情况。以下计算的临界载荷均是在1.5 =iV/,情况下,当载荷超过计算值,1.5 〉 ,将是不稳定状态。其中涉及支撑腿打开计算均按支撑腿最大尺寸计算,载荷均加在平台最边缘处。

2.1 侧向稳定性分析

如图1,整机位于倾斜角 的斜面上。在平台侧面加一个铅直载荷Q,且支撑腿打开,此时的危险倾覆线为支撑腿最外端。根据力矩平衡原则可以得到使其倾覆临界载荷与其自重关系: 式中H,G同上,d为重力作用线与危险倾覆线间的距离,此时d=-bcosa-hsina;6为底座宽度的一半加上支撑腿的长度,b=1.878 m; 为Q在垂直于工作台面方向的分力与危险倾覆线间的距离,可近似为侧支撑腿的长度,此时 =1.4 m。式中Q与工作高度日、倾斜角 有关。

小角度及低工作高度比较稳定,所以对此不再分析。表1中出现负值表示该角度与工作高度下,不施加载荷也会倾覆。从表1可以看出,随着工作高度增加,相同载荷下的倾覆角度减小,即稳定性变差;同样,随着高度增加,相同工作角度下,l界倾覆载荷减小。侧向支撑腿打开时,还是比较稳定的,最大工作高度8 m时,倾角1 0时的倾覆l临界载荷为4 508 N (450 kg),大于该作业平台的额定载荷300 kg。

2.2 正向稳定性分析

2.2.1支撑腿打开情况

式中H,G同上;此时d=-2.18cosa-hsina:dl为载荷Q在垂直于工作台面方向的分力与危险倾覆线间的距离,此时大小为正向支撑腿长度(1_3 m)减去平台伸出长度(0.6 m),d,=1.3—0.6=0.7 m。式中O与工作高度 、倾斜角 有关。

从表2可以看出,正向平台伸出且支撑腿打开时,同样随着工作高度增加,稳定性变差。最大工作高度8 m时,在额定载荷300 kg下工作高度可以达到15。多,该种情况还是比较稳定的。

2.2.2支撑腿未打开情况

由表3可以看出,正向平台伸出且支撑腿未使用,即使在最小高度2 m时,额定载荷300 kg下,使倾覆的最小角度不到20。,在最大工作高度8 m时,额定载荷下使倾覆角度甚至只有5。左右,可见这是一种很不稳定的状态。由上面的方法可以计算出其它各种情况倾覆临界载荷。

3 结论

(1)打开支撑腿,额定载荷300 kg下最大工作高度8 m时,侧向工作角度可以达到15°多,正向最大角度也可以达到15°多。若不打开支撑腿在额定载荷300 kg下最大工作高度8 m时,正向最大工作角度只能达到5°。(2)不管是侧向还是正向,未打开支撑腿工作状态是不稳定的,而打开支撑腿可以大大提高工作倾覆稳定性,实际工作中,条件允许的状态下,应尽可能打开支撑腿,若特殊情况未使用支撑腿,工作角度不能超过5°。(3)实际使用必须考虑各种影响因素,包括环境、路面、叉杆摆动及支撑腿强度等因素。虽然计算中很多地方临界载荷已经超过额定载荷,但在使用时仍然必须满足在额定载荷范围内,这样才能保证工作安全。

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