论吊装平衡梁的设计在海洋船舶控制平台的重要性
时间：2020-12-15 04:02:11 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：海洋的船舶控制平台在实际的航海过程中非常重要，作为一种拥有350m3的大型设备，它的全身都是使用钢材来建造的，海洋船舶的控制平台底座由钢焊接而成，除此之外，该平台提供有四个钢造的吊耳，可以为吊装提供使用。同时，该控制平台的内外部均匀涂抹有特殊的材料，在其内部安装了造价昂贵的机器设备，所以在使用平台时要尽量做到平稳，减少缓冲的力度和摩擦，以保护好海洋船舶控制平台。本篇论文从吊装的平衡梁入手，研究其设计之后，分析它在平台实际控制中的重要作用。
关键词：平衡梁；控制平台；船舶；设计
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.13.262
1 平衡梁概述
1.1 平衡梁的作用
在使用吊装机时，平衡梁在吊装机的地位是相当重要的，它被广泛的运用到大型的工程中，同时，平衡梁也可以称之为铁扁担，可以在机器吊起比较重的设备时尽量保持整体的稳定性，减少吊环绳索的摩擦损坏力度，缩短吊索距离水平路面的距离，还有动滑轮的起吊高度，以及可以减轻在起吊时产生的压力，尽量避免对机器的损坏程度，除此之外，在使用多台机器设备时，平衡梁可以通过合理分配好各个支点的平衡点，计算相应的负荷力度，使得在实际运用中可以减少问题的产生。
1.2 平衡梁原理
吊装的平衡梁在船舶控制平台中，可以使用其内部的CAN总线网络来实现传感器以及超声波的完美结合，在检测的过程中可以对不同的位置进行检索，然后把收集到的数据信息集合起来，通过归纳整理和分析之后把数据传送到控制平台之内，控制平台通过筛选出有用的信息之后判断好此时机器设备的工作稳定状态，最后输出对平液系统的控制信号来达到自动找出平衡的目标。
2 设计原则
在实际工作当中，为了减轻工作量，平衡梁应该尽量选用形状比较简单，并且材质为钢板的材料，同时还要有优良的工作性能和工艺性能，为了方便平衡梁跟其他的部件能够顺利连接，一般需要使得平衡梁的截面保持一个对称的形状，此外，在构件方面应该选择具有长细比很明显的材料，并且要尽量增加截面积，提高材料的抗弯性能，可以尽可能地使用外壁较薄、整体外形的尺寸比较大的横截面形状。在平衡梁开始进行工作时，它的轴心部分是受到压力最大的部分，如果这个部分被破坏了，那么这个控制平台的整体构件会失去稳定性从而使得其在工作时间歇性失灵。同时，材料的残余应力对平衡梁也有很大的影响，“工”字钢、“H”型钢边缘部分的残余应力是对应的拉应力，有利于对绕墙轴弯的弯曲稳定性。还有最后一点就是无缝钢管的横截面不管在哪个方向上时都应该保持一个对称的方向，使每个方向的承载能力能够得到充分和有效的发挥空间。
3 结构形式
平衡梁在结构上可以根据吊点的位置分为可变吊点以及固定吊点，在选择的材料和形状方面还可以有钢管型、槽钢型以及桁架型。
海洋传播控制平台在使用平衡梁时可由图1示意图所示。从下图可知，平衡梁两端的封板以及吊耳上的每个孔都有一个可以随时安装和卸载的开关，当底下的四个孔都跟控制平台上的底座吊耳相连接时，上面两个孔的卸扣可以通过缆线和起重机的吊钩连接起来，两样结合就能保证在吊装工作时，可能发生倾斜的钢索与平衡梁主轴形成一个55°的角度，当缆线的长度超过四千米之后，平衡梁的轴部向心力会改变，偏向外侧，于是会产生一个弯向距离。
4 载荷分析
在进行对平衡梁的受力分析时，应该随机采取一个样点，当控制平台的总重量是400kN时，它吊耳部分承受的垂直作用力Q=12× 400 000= 200 000N。通过计算可以知道，平衡梁的轴向压力为N=Qtaná，上部单根钢缆受力P=Qsiná。由于吊装在工作状态下使得钢索产生的水平作用力全在平衡梁之上，直接对其受力，从而使得海洋传播控制平台的总体受力程度下降，减少了对其的危害。
5 受力计算
在我国，钢结构的设计规范可以分成两种，一种是GB 50017—2003《钢结构设计规范》，另一种是GB 3811— 1983《起重机设计规范》。其中，第一种可以用在建筑类的钢结构当中，第二种可以用在机械类的钢结构。在海洋船舶控制平台中，平衡梁的轴心压杆需要计算好杆件的残余应力。平衡梁主体的材料选用了Q 235-B的无缝钢管制造，外径D= 325mm，内径d= 285mm，长度l= 5 200mm，壁厚?= 20mm，无缝钢管单位长度自重q=1 444.31N/m，板材厚度> 16～ 40mm时，屈服极限fy= 225MPa，抗压强度设计值f= 205MPa，弹性模量E= 206GPa。
惯性半径i=D 2+d24= 108.07mm
惯性矩I=?（D 4-d4）/64= 223 796 261.42mm4
抗弯截面模数W =?（D 4-d4）/32D= 1 377.21× 103mm2
截面面积A=?（D 2-d2）/4= 19 164mm2
6 结束语
在海洋船舶控制平台中，平衡梁扮演着非常重要的角色，所以希望本篇论文的研究撑可以对该控制平台有所帮助。
参考文献：
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