陳國棟　吳鵬

摘要：在門式起重機(jī)的應(yīng)用中，其金屬結(jié)構(gòu)承載力一直以來都是相關(guān)工作人員關(guān)注的重點。對起重機(jī)結(jié)構(gòu)承載力進(jìn)行科學(xué)檢驗的有效方式便是應(yīng)力測試。文章主要是對起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)力進(jìn)行了具體測試及分析研究，從而更為準(zhǔn)確的對起重機(jī)的實際承載力全面掌握。

關(guān)鍵詞：起重機(jī)；應(yīng)力測試；分析

前言

門式起重機(jī)在其日常運(yùn)用中，如果出現(xiàn)超負(fù)荷承載或是使用錯誤的情況，那么則會對其內(nèi)部的金屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)生極為不利的影響，導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塑性變形、承載力下降的問題。所以，通過應(yīng)力測試對起重機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)承載力進(jìn)行明確測定極為重要。

1.門式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的應(yīng)力測試

1.1 危險橫截面的明確

1.1.1 跨中下蓋板及懸臂根部處

跨中下蓋板主要是指在跨度中心線兩側(cè)四分之一的小車軸距部分，當(dāng)起重機(jī)的小車達(dá)到至跨度中間位置時，此時的彎矩值則到達(dá)最大。而又因為跨內(nèi)梁的截面大小是相等的，因此此處將會出現(xiàn)最大的正應(yīng)力。而且主應(yīng)力與主梁的方式屬于一致，上下蓋板分別受到擠壓及拉伸作用影響。

懸臂根部：當(dāng)小車到達(dá)至有效懸臂處時，在其根部位置出現(xiàn)彎矩值最大，此時此截面應(yīng)力的最大點在于小車的軌道周邊，且存在著彎曲正應(yīng)力，其剪應(yīng)力應(yīng)為最大值。同樣的，主應(yīng)力與主梁的方向相同，上下蓋板受到拉伸、擠壓作用[1]。

1.1.2 六分之一～四分之一跨處

最大應(yīng)力幅值的最大處在于主腹板及上蓋板兩者的接縫處，也就是指最大及最小應(yīng)力值之差。主要是當(dāng)小車運(yùn)行至有效懸臂處時，在跨度內(nèi)部引起正彎矩而出現(xiàn)的應(yīng)力。在曲線上該店的切線斜率與彎矩斜率應(yīng)保持一致。在此位置上會出現(xiàn)彎曲形態(tài)的正應(yīng)力、擠壓應(yīng)力及較大的剪應(yīng)力。（詳見圖1）。

1.1.3 水平軌道的主腹板處及支腿處

對于一些存在水平輪的門式起重機(jī)而言，其主腹板及下蓋板之間的接縫處應(yīng)該是會存在著較大的彎曲拉應(yīng)力，主要包括：因水平輪通過二產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力、彎曲應(yīng)力等。

另外，對于一些在兩個方向上均會呈現(xiàn)出線性變化的截面支腿而言，距離其下端月三分之二高處的截面應(yīng)該屬于支腿的計算面，此截面將會受到較大的壓力與彎曲，應(yīng)力值較大。支腿下截面不僅僅是起重機(jī)的支撐所在，同時也是有效連接下橫梁的一個重要面。因此此截面的強(qiáng)度值將會對起重機(jī)的具體承載、穩(wěn)固性產(chǎn)生極大的影響。

1.1.4 下橫梁

下橫梁的主要存在作用為對起重機(jī)的日常狀態(tài)下的壓、拉及彎曲型的應(yīng)力予以承受。下橫梁在支腿平面截面上會產(chǎn)生壓應(yīng)力、彎曲應(yīng)力。而跨中截面則會受到因彎矩應(yīng)力、拉應(yīng)力而產(chǎn)生剪應(yīng)力。

1.2.應(yīng)變片的布置

1.2.1 主梁跨中及懸臂根部

在主梁跨中處，由于鋼板的抗拉力與抗壓力相比較小，所以應(yīng)將應(yīng)變片放置于下蓋板的表面處，且確保其與下蓋板邊緣處之間距離為200mm，方向則與主梁方向保持相同。另外，在懸臂根部，其應(yīng)變片的放置位置應(yīng)為此處的蓋板之上，與小車軌道、支腿外部之間的距離應(yīng)均為10mm，方向則應(yīng)與主梁相同。

1.2.2 跨端

因為此處的主應(yīng)力其自身方向不是穩(wěn)定而是有所變化的，所以需在此處進(jìn)行應(yīng)變花的粘貼。應(yīng)變花的三片應(yīng)變片所處方向與主梁之間的角度應(yīng)為0°、45°及90°。在主腹板表面進(jìn)行應(yīng)變花的粘貼，且與上蓋板及主腹板的接縫相隔約10mm。在進(jìn)行應(yīng)力測定時，應(yīng)選取存在應(yīng)力增幅最大的應(yīng)變片所采集到的數(shù)值[2]。

1.2.3 水平軌道的主腹板處及支腿處

在主腹板與水平輪軌道相距10mm的位置應(yīng)進(jìn)行應(yīng)變片的粘貼，其方向應(yīng)與主懸梁呈垂直。而在1/6～1/4跨處的主腹板與水平輪軌道相隔約10mm處，則應(yīng)進(jìn)行應(yīng)變花的放置，應(yīng)變花的1片應(yīng)變片所處地方向應(yīng)與主梁保持平行狀態(tài)。

在離支腿2/3高度與支腿腹板相距約10mm的位置應(yīng)進(jìn)行應(yīng)變片的黏貼放置，其方向應(yīng)與支腿相同。同時在支腿下截面翼緣板與腹板相距10mm處也應(yīng)進(jìn)行應(yīng)變片的黏貼，其方向同樣是與支腿相同。

1.2.4 下橫梁處

在下橫梁及支腿相連處應(yīng)進(jìn)行應(yīng)變片的黏貼，且與法蘭之間的距離應(yīng)為10mm，方向則與下橫梁相同。在橫梁的跨中處還應(yīng)進(jìn)行應(yīng)變花的黏貼，其方向應(yīng)與下橫梁之間構(gòu)成0°、45°及90°角。

2.應(yīng)力測試分析

第一，如果在對危險截面的應(yīng)力進(jìn)行測定后發(fā)現(xiàn)其與具體數(shù)值與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)值相比較小，那么則表明此截面是能夠達(dá)到強(qiáng)度要求標(biāo)準(zhǔn)的。相反的是，如果最終的測定值與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)值相比較大，那么可能此起重機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在輕微裂縫等問題，應(yīng)立即對其采取有效解決措施。

第二，如果最終的空載回零誤差偏大，那么起重機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)則可能存在變形或是裂縫等運(yùn)行問題，也應(yīng)立即對其采取科學(xué)有效的檢查維修措施。

第三，在同一個截面上，如果翼緣板自身的應(yīng)力值比腹板應(yīng)力要小，那么可能就表明此金屬結(jié)構(gòu)在截面上存在異常狀況，需立即對其導(dǎo)致原因進(jìn)行查明分析，及時找出異常問題并予以有效解決。

3.結(jié)語

對門式起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行較為全面的應(yīng)力測試，明確其較為重要的幾個危險界面予以分析研究，能夠幫助相關(guān)工作人員更為準(zhǔn)確的對起重機(jī)承載力進(jìn)行明確掌握，同時對機(jī)械設(shè)備運(yùn)行中存在著的異常問題隱患明確查找，及時科學(xué)的對一些安全隱患徹底消除，進(jìn)一步增強(qiáng)起重機(jī)運(yùn)行安全性，為相關(guān)工程的順利建設(shè)施工提供極為有效的幫助，充分發(fā)揮起重機(jī)其自身的功能。

參考文獻(xiàn)：

[1]洪正，王松雷.門式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)力測試及分析[J].機(jī)械研究與應(yīng)用，2012，（6）：81-83.

[2]劉柏清.電動單梁起重機(jī)主梁應(yīng)力測試分析[J].起重運(yùn)輸機(jī)械，2014，（10）：82-85.