王夷恬

（江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院常熟分院，江蘇 常熟 215500）

橋式起重機(jī)是最常見的起重設(shè)備，約占起重機(jī)總量的90%。實(shí)際運(yùn)用中，由于起重機(jī)過載和破碎引起的折臂現(xiàn)象，是造成整個(gè)機(jī)器和吊索安全事故的主要原因。起重機(jī)鋼絲繩的舉升機(jī)構(gòu)的發(fā)生破壞，也是常見的嚴(yán)重影響機(jī)械設(shè)備工作和人員安全的重要因素。橋式起重機(jī)，在高溫、高速、重載的方向，由于受到的工作壓力不斷增大，使用條件越來越糟，疲勞損傷頻頻發(fā)生，導(dǎo)致橋式起重機(jī)梁等部件的典型焊接結(jié)構(gòu)，在運(yùn)營過程中結(jié)構(gòu)變化隨時(shí)在交變載荷，在隨機(jī)載荷作用下發(fā)生疲勞損傷。由于疲勞破壞在宏觀上能產(chǎn)生明顯的塑性變形，其破壞很突然常造成災(zāi)難性的事故。因此，安裝起重機(jī)智能設(shè)備過載器是一個(gè)重要的安全性能的保護(hù)。安裝智能過載器記錄功能，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)使用、起重設(shè)備安裝高度限制在智能過載起重吊裝重量和數(shù)據(jù)采集時(shí)間將近三個(gè)月，重量限制是安裝在智能過載體重，數(shù)據(jù)采集時(shí)間將近一個(gè)月。因此，開始橋式起重機(jī)焊接結(jié)構(gòu)，尤其是對(duì)起重機(jī)疲勞累積損傷規(guī)律和疲勞壽命的研究，為防止疲勞斷裂事故，指導(dǎo)橋式起重機(jī)的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)和管理具有重要的意義。

1 橋式起重機(jī)疲勞破壞分析

在橋式起重機(jī)中主梁等部件，是典型的焊接結(jié)構(gòu)，焊接結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生裂縫。橋式起重機(jī)主梁容易產(chǎn)生疲勞裂紋，容易在焊接的交叉處容易產(chǎn)生裂縫，橋式起重機(jī)疲勞強(qiáng)度和應(yīng)力振幅有密切的關(guān)系。焊接箱形梁的主要有兩種形式的破壞，在受拉翼緣焊縫疲勞損傷和橋式起重機(jī)加強(qiáng)板的底縫發(fā)生疲勞損傷。即在焊縫、焊接路口和焊接電弧地方等。殘余應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度的影響，取決于殘余應(yīng)力的分布狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，焊接殘余應(yīng)力分布比較規(guī)律，并指出在箱形梁的疲勞強(qiáng)度受焊縫影響?？v向焊縫殘余應(yīng)力、和蓋板中央殘余應(yīng)力，降低了橋式起重機(jī)屈曲強(qiáng)度，且使箱梁起重機(jī)屈服應(yīng)力逐漸提高。實(shí)際吊車移在滿載工作時(shí)，起重機(jī)運(yùn)行時(shí)兩種情況并存，在這種情況下對(duì)起重機(jī)的傷害較大。如果限制腹板箱形梁的長寬比適當(dāng)，減少焊接變形，可以減少疲勞裂紋，提高起重機(jī)起重量。在橋式起重機(jī)中，起重臂之間的距離很容易變形，容易出現(xiàn)法蘭焊縫疲勞損傷。橋式起重機(jī)焊接箱形結(jié)構(gòu)，在焊縫附近的起重臂和法蘭盤上的屈服點(diǎn)拉伸殘余應(yīng)力，并在二者之間存在著一定的殘余應(yīng)力壓縮。相關(guān)學(xué)者曾經(jīng)指出，在起重臂滿載試驗(yàn)下，得到起重臂焊接損傷疲勞強(qiáng)度，很容易在焊接法蘭出現(xiàn)焊縫裂紋。

2 數(shù)據(jù)分析

2.1 開、停機(jī)工況

起重機(jī)控制系統(tǒng)中，啟動(dòng)器在智能超載，通常在起重機(jī)啟動(dòng)器的智能負(fù)載電流開始工作。表1的重量50噸起重機(jī)在每個(gè)工作日的開放、停機(jī)時(shí)間。

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2.2 工作循環(huán)次數(shù)

表2 是重量為50噸起重機(jī)的28天工作循環(huán)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)出每一次工作循環(huán)周期的起始時(shí)間、終止時(shí)間在數(shù)量、規(guī)模最大的起重機(jī)周期時(shí)間的長短。為每一個(gè)工作循環(huán)在表2中最大的舉重體重?cái)?shù)據(jù)振幅進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)間，以及和各項(xiàng)工作的最大頻繁發(fā)生在低周期反復(fù)載荷作用在0～1000公斤之間。

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3 安全運(yùn)行的措施

法蘭板和加強(qiáng)板在跨中加強(qiáng)板焊縫焊接處，是起重臂的薄弱環(huán)節(jié)。連接處的疲勞裂紋不擴(kuò)展至修改法蘭板、母材和起重機(jī)的安全使用效果明顯。兩邊的法蘭盤上和加強(qiáng)主梁板強(qiáng)度接近，兩邊的主梁腹板和加強(qiáng)板焊縫在焊縫下能疲勞壽命縮短。除此之外，其余的梁的疲勞壽命都是相當(dāng)長的。一旦焊縫疲勞裂紋擴(kuò)展重新設(shè)計(jì)主。法蘭盤上材料，可以影響起重機(jī)的安全運(yùn)行。因此，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并防止焊縫的疲勞裂紋擴(kuò)展它的母材是解決問題的關(guān)鍵所在。通過安裝智能功能的記錄數(shù)據(jù)過載器類型，實(shí)時(shí)記錄橋式起重機(jī)在操作過程中運(yùn)行的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)從中國建筑鋼極限狀態(tài)法的結(jié)果設(shè)計(jì)原理中進(jìn)行分析，國內(nèi)外客戶的信任和好評(píng)應(yīng)該符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等。研究了起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的增長極限狀態(tài)法理論，包括負(fù)荷和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)阻力層析方法、目標(biāo)可靠指標(biāo)的確定方法，給出了實(shí)際工作特性應(yīng)用于起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)重機(jī)極限狀態(tài)法的實(shí)際設(shè)計(jì)表達(dá)。

3.1 加強(qiáng)橋架的點(diǎn)檢工作

定期檢查法蘭盤上和加強(qiáng)板在焊接，及時(shí)發(fā)現(xiàn)早期疲勞開裂。根據(jù)計(jì)算，考慮到焊縫存在初始缺陷，定期檢查這里焊接，及時(shí)發(fā)現(xiàn)早期疲勞開裂。每個(gè)法蘭板和加強(qiáng)焊，穿過板在網(wǎng)絡(luò)和加強(qiáng)板底縫，兩邊的網(wǎng)站和法蘭主梁焊接薄板在跨中永久的疲勞壽命。在裂紋和加強(qiáng)板焊接和重新設(shè)計(jì)。對(duì)法蘭盤上在焊縫探傷檢查。

3.2 裂縫觀察控制

如果能早期發(fā)現(xiàn)裂紋，裂紋擴(kuò)展方向在兩端鉆，可以防止裂紋擴(kuò)展，并釋放焊縫的殘余應(yīng)力。形成了槽，在網(wǎng)絡(luò)和加強(qiáng)的跨度板之間的焊接線、法蘭板和加強(qiáng)板之間的整個(gè)焊接，減去法蘭板跨中縫，然后修理。焊接后砂輪磨削可焊接，地面焊接表面0.5毫米，深一層的應(yīng)力集中，降低焊縫的強(qiáng)度。與此同時(shí)，加強(qiáng)裂紋檢測范圍。如果裂紋已深長，從焊接電弧氣刨金屬熔煉會(huì)散去。

3.3 接線檢查

電線的變頻器部分應(yīng)足夠大，確保線路電壓壓降小于2%，交流電源不得加入變頻器的輸出端子信號(hào)或控制電路終端。為了防止多路信號(hào)的相互干擾，對(duì)開關(guān)量信號(hào)可以采用繼電器，每個(gè)信號(hào)線分別應(yīng)該是完全相同的?？刂凭€路和電線應(yīng)該保持足夠的空間，對(duì)垂直交叉路口。良好的接地。一般不少于100毫米，不允許敷設(shè)在同一個(gè)線槽。高壓電機(jī)控制系統(tǒng)的接地線，必須透過根植匯流排可靠的接地,微電腦控制系統(tǒng)板的屏蔽，最好分開的接地。在這種場合的嚴(yán)重干擾，控制電路應(yīng)該用屏蔽雙絞線、雙絞線的基音周期應(yīng)該在接下來的15毫米，建議將傳感器、I/O接口屏蔽層和面板控制連接。離源信號(hào)轉(zhuǎn)換器，應(yīng)用提出的模擬電路，保證信號(hào)振幅。

結(jié)論

橋式起重機(jī)中智能型超載限制器的使用，可以大大提高對(duì)實(shí)際工況的監(jiān)控，對(duì)提高起重機(jī)作業(yè)的安全性具有重要的意義。對(duì)采集的數(shù)據(jù)所進(jìn)行整理和分析，為橋式起重機(jī)的設(shè)計(jì)提供了參考。

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