起重机械缓冲器和端部止挡设计计算案例.pdf

关于起重机械缓冲器和端部止挡设计计算案例

缓冲装置（以下简称缓冲器）和端部止挡（以下简称止挡）是起重机械的必

不可少的安全保护和防护装置，缓冲器可以减少剧烈碰撞对起重机械金属结构、

机构设备或电气元件造成其他不良影响，同时增加提高操作人员的舒适感及承受

能力；止挡装置可机械限制起重机械运行行程。检验规范和国家标准在轨道上运

行的起重机的运行机构、起重小车的运行机构及起重机的变幅机构等均应装设缓

冲器或缓沖装置。缓冲器或缓冲装置可以安装在起重机上或轨道端部止挡装置

上。轨道端部止挡装置应牢固可靠，防止起重机脱轨。有螺杆和齿条等的变幅驱

动机构，还应在变幅齿条和变幅螺杆的末端装设端部止挡防脱装置，以防止臂架

在低位置发生坠落。

1存在问题

正常工作状态下轨道式起重机大车运行机构将要到达轨道行程终点时,经过

行程限位开关断开运行机构的动力。起重机在制动状态下由于惯性作用继续向前

滑行，经一段制动距离后止停，一般在止停之前起重机械、大车缓冲器与大车止

档之间会以小于额定运行速度碰撞,缓冲器吸收碰撞动能,起重机械平稳停止。

在实际使用过程中，缓冲器型号规格选取（较小）与起重机械整机不相匹

配，起重机械端部止挡连接强度设计过低，当起重机械行程限位开关损坏，起重

机械以额定运行速度碰撞止挡时，将导致缓冲碰撞力过大，止挡被撞坏，起重机

械冲出轨道。故应在计算缓冲碰撞力，选取缓冲器时应考虑止挡装置的结构设计

与连接强度计算，特别是碰撞速度的选取要区分对待。

2设计方法与设计流程

2.1缓冲器

缓冲器应按碰撞动能及最大碰撞力，并考虑缓冲行程来选用，允许的最大减

速度为4m/s。宜采用聚氨缓冲器或JB/T7017、JB/T8110.1、JB/T8110.2中2

[1]

规定的缓冲器。

最大碰撞力是碰撞载荷，属于起重机械特殊载荷之一。为提高起重机械碰撞

安全冗余度，一般简化为缓冲器吸收全部的碰撞动能。选择起重机械缓冲器应根

据使用场合、冲击载荷的类型及特点，客户要求最优选取。其一般过程为求出缓

冲容量，确定缓冲行程，得出缓冲力。

2.1.1缓冲器的缓冲容量

假定起重机械运行机构速度代替碰撞速度，使起重机械运行动能稍微放大；

忽略运行阻力和车轮踏面的制动力所消耗的动能，使缓冲器全部吸收起重机械运

行动能。

(1)

式中：——起重机械的碰撞质量，单位（kg）；

——起重机械的碰撞初始速度，单位（m/s）；

——起重机械的碰撞结束速度，单位（m/s）；

——均匀承受碰撞缓冲力的缓冲器数量；

——起重机械所选单个缓冲器的缓冲容量，单位kN·m；

——起重机械的缓冲器在碰撞后缓冲过程中所受的平均缓冲力，单位

（N）。

——起重机械所选缓冲器的缓冲行程，单位（m）；

C——起重机械所选缓冲器的缓冲系数，缓冲系数可参照表1选取。

表1缓冲系数C

缓冲器缓冲系数解释

类型C

橡胶缓3~4依据JB/T12988-2016中式1选取，并依

冲器据表1给出的橡胶缓冲器型号参数进行验证

弹簧缓≤2依据JB/T12987-2016中式1选取，并依

冲器据表1~表4给出的弹簧缓冲器型号参数进行验

证

聚氨酯≤5.3~6.6依据JB/T10833-2017表1~表3给出的聚

缓冲器氨酯缓冲器型号参数进行选择和验证

液压缓≤1.5依据JB/T7017-1993所规定的液压缓冲器

冲器动态特性以及国内液压缓冲器生产厂家提供的