4.3.4.30【事故案例】
某起重机安装班吊装一台LD10-16.5-9A3电动单梁起重机时,发生绑挂钢丝绳断裂,起重机坠落事故。该电动单梁起重机自重为5500kg,钢丝绳电动葫芦自重1000kg。绑挂时由于屋项高度限制,要最大限度的降低绑挂绳长度,吊起后吊点距主梁上表面225mm,两吊装孔间距2300mm,孔中心到梁上表面175mm,吊装孔为Φ100mm的圆管。安装班在吊装绑挂时,将2支短钢丝绳吊索分别直接穿过主梁的2个吊装孔,再用Φ16m的1支长钢丝绳吊索的两端分别与2支短钢丝绳吊索相连接,吊装时长钢丝绳吊索(破断拉力为133KN)断裂造成事故。
事故后孔的磨损情况如图4-3-13所示,短钢丝绳有轻度磨损。图4-3-14为吊装示意图。
试分析:造成长钢丝绳吊索断裂的直接原因主要有哪些?
解析:这道题不要考察力的合成与分解,属于大学力学课程最基础的章节。力的合成与分解都要遵守平行四边形定则,根据平行四边形定则来分析即可.
只要是满足平行四边形定则的要求,一个力可以任意的分解,所以一个力可以分解成无数对分力。合力与分力满足的是平行四边形定则,平行四边形的对角线表示的是合力的方向,并不一定与与最大的分力方向相同.力的合成与力的分解互为逆运算。
在该题目中,我们可以按照力的实际的作用的效果来分解,找到力的作用效果,也就找到了力的分力的作用方向,在根据平行四边形定则就可以确定分力的大小了。
钢丝绳为柔性绳,只能承受拉力,不能承受压力和弯矩,因此,可按照绳的方向确定力的方向。根据受力,画出力的合成分解示意图。
吊装时起重机总重:G=5500+1000=6500kg
分支绳与水平面的夹角(由上图利用三角函数求解):
tanθ=(175+225)/(2300÷2)=0.357,
夹角:θ=19.6°:
两支钢丝绳的拉力的合力,等于总吊重,大小相等,方向相反。
单分支力向竖直方向映射:Fsinθ
竖直方向力的平衡:2Fsinθ=G
由上式可得:F=G/2sinθ=6500/2sin19.6°=6852 N
即分支绳的静拉力F=6852 N
锅丝绳的安全系数(注意N和kN的转换,题干中的单位写错了,应该是“kN”,而不是“KN”)
n=Fb/F=13300/6852=1.94<6
根据国家标准要求绑挂用钢丝绳的安全系数应不小于6,可见选用的钢丝绳安全系数不满足要求。
从起重机的品装孔处可以到该孔没有进行 倒角 制造存在缺陷,吊装时锐棱处也末加衬垫,吊装时孔边锐棱卡在钢丝绳上,使得钢丝绳承受剪切力,大大降低了钢丝绳的承载能力。
附加拓展题
解析:吊绳间的夹角为120°,根据三角形内角关系,可得吊绳与水平方向的夹角θ=(180°-120°)/2=30°
根据力合成分解的平行四边形法则。
2Fsin30°=G
即:F=G
所以答案选A
因此,可得结论:
重机吊运时,吊挂绳之间的夹角不应大于120°,以免吊挂绳受拉力过大。
联系客服