怎麼區分塔吊的吊臂（塔吊起重臂上弦材料方管好還是圓管好）

2023-04-14 04:50:59 3

現在的塔吊（塔機）市場，起重臂形式也是很多種形式。有的設計人員在選擇材料的過程中，上弦杆會選擇方管（角鋼扣方），圓管或者圓鋼，下弦杆由於變幅小車的原因，基本都是方管形式。

就上弦杆來說，到底是方管的好還是圓管的好？

我們就方管與圓管進行分析一下，選用Φ83*8mm與口80*80*7mm進行比較，兩種材料截面積相近，理論重量也相近。

例舉一下兩種材料的特性：

Φ83*8mm 材料特性

面積: 1884.9556 mm2

慣性矩: X: 1340439.0455 mm4

Y: 1340439.0455 mm4

旋轉半徑: X: 26.6669 mm

Y: 26.6669 mm

口80*80*7mm 材料特性

面積: 1893.7787 mm2

慣性矩: X: 1605519.3962 mm4

Y: 1605519.3962 mm4

旋轉半徑: X: 29.1168 mm

Y: 29.1168 mm

從上邊的參數看，兩種材料的截面積基本相似，就是說相同長度的重量相同。但是卻發現兩種材料的慣性矩不同，口80*80*7的慣性矩大於Φ83*8管的的慣性矩。慣性矩的數值牽連到另一個參數，就是抵抗矩（抗彎模數）。

圓管抵抗矩公式為：W=π(D^4-d^4)/(32D)；

方管抵抗矩公式為：W=（a^4-b^4）/6a ，（a為外邊長，b為內邊長）

帶入數值得：WΦ83*8=32300mm3

W口80*80*7=45800mm3

由於方管存有倒角的原因，方管抵抗矩值大約為42000mm3

通過數值看出方管抵抗矩大於圓管的抵抗矩，方管抗彎性好於圓管。也就是說同樣受力的情況下，圓管變形量大於方管的變形量。

現做了圓管與方管的受力模型，來查看圓管與方管的變形量。如下兩張圖：

兩種材料的受力模型：基於同樣的材質，同等截面積，同等長度，相同約束位置，相同受力位置及施加相同力的情況下建立。

兩張圖片的右上角為材料的最大位移量，方管的位移量明顯小於圓管的位移量。 也就是說同樣截面積，同樣重量的起重臂，上弦杆方管的前臂要比圓管的前臂變形量較小。

兩種材料生產工藝的區別

設計人員在設計選材料的時候都會有自己的考量，雖然方管變形量小於圓管的變形量，但是在圓管、方管材質這方面，設計人員都會仔細研究。以上分析是基於同等材質的情況下。但是在生產過程中，Φ83*8一般為無縫管，材質為20#。由於生產工藝的的不同，無縫管不存有焊縫，而方管一般是經過板材多個輪組壓制，再經過高頻焊機焊接而成。方管的焊縫很多時候就存有安全隱患，雖然出現的概率很底，但是在近幾年的工作中確實發現不少這種情況。相反，無縫管出現問題的時候就少之又少。

當然，如果方管使用材料的材質與製作工藝能夠保證的情況下，方管更是很好的選擇。不管使用圓管還是方管，設計人員已經做了足夠的安全係數。所以塔機/塔吊的使用盡可以放心。

（以上僅為個人觀點，如有錯誤，請您指正。）