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起重电机:影响起重机强度的主要因素

发布时间:2017-06-21 08:46:00 点击:    

 
 
无锡宏达起重电机 由于影响起重机强度的因素较多且较复杂,有设计的原因,也有人为使用的原因等,本文就影响起重机强度的原因提出几点看法,并就对起重机强度产生的影响提出定性分析,本文还就克服影响起重机强度的原因提出相应的对策。
  前言
            起重机械普遍应用于厂矿企业,肩负重物的搬运、移动、装卸等作业过程的主要任务。起重机的种类繁多,结构复杂。所吊运的物体形状和种类也差别较大,有散粒、熔融状态及易燃易爆危险品等。起重机作业条件和人为操作除了影响作业过程的安全外,对起重机本身的强度因素影响很大。而且目前国家尚未有统一的报废标准,起重机的使用常常忽视强度的下降程度。本文就影响起重机强度的主要因素进行分析,以便在起重机的设计和使用过程更加注重科学性,使其使用更具安全性,可靠性。
  
  一、超载因素
  
  目前大部分在用起重机未装设超载限制器,尤其是起重量小于40T的起重机,而使用过程中往往是凭经验估计起重量,因而超载现象就时有发生,较明显的是石材行业。一般起重机设计时,在额定载荷下只考虑安全系数,即将应力考虑为6=f(Pd·wn)/n≤[6](Pd为动载荷,wn为截面抗弯模量,n为安全系数),就使用而言,由于;中击等原因,起重机危险截面上的应力也时常超出许用范围,久而久之就造成塑性变形,从而改变其抗弯抗变形抗疲劳等力学性能。
  超载因素对起重机强度的影响之所以重要,其原因是起重机在设计时往往根据跨度及使用频率等因素在主梁制作时进行拱度预拱处理,以平缓吊运过程主梁下端承受的拉应力,而正是因为超载时造成的塑性变形大大降低了起重机主梁的这种能力,造成主梁上拱度的消失以至下垂,从而降低其强度。国内起重机安全规程已就超载现象有所关注,已要求所有起重机加装超载限制器。
  起重机在其外表面涂有防锈漆及外保护漆,在保护漆活化剂的挥发老化及结构变形的情况下,油漆涂层与金属材料抗变形能力不同而引起油漆脱落。金属材料一旦暴露在空气中,尤其是腐蚀的空气中,受环境作用所引起的氧化还原反应,会引起起重机表面锈蚀,而且由于焊材及母材料理化指标不同,发生锈蚀比单片母材锈蚀的机率大,锈蚀降低了梁截面的厚度,而抗弯模量与厚度成正比。如果在焊缝处发生锈蚀,由于残余应力未有效的消除,焊缝腐蚀的过程往往还伴随产生焊缝开裂,同时焊缝开裂同样减少主梁的几何抗弯模量,同样降低主梁的抗弯强度。
  
  三、受力构件的磨损
  
  受力构件的磨损是起重机使用过程的普遍现象,常见的零部件有吊钩、钢丝绳、轴承、滚筒、支承梁、导轨、车轮等,磨损引起的结果是减少受力面,改变结构受力条件,对强度的影响往往是致命的,譬如吊钩截面的磨损就是明显的例证,一旦危险断面磨损达到一定程度,就会发生断裂破坏。在使用过程中,易损件的更换是起重机使用的强度保证,克服磨损不仅是材料学研究的内容,同时还是管理学研究的课题,如何做到既经济又安全,就成为使用过程不得不面临的问题。
  
  四、强度计算误差的影响
  
  一般强度计算是以受力点所受应力小于材料的许用应力及材料的力学性能是以其受力的大小与在其受力条件下的变形成正比为原则的,因而在计算受力点的应力时的误差明显表现在一是应力集中区域及力学模型误差。
  应力集中:其主要区域表现在孔、裂纹、焊缝、热变形区、集中受力点等,此时材料所受应力已经超过其材料的许用应力并且产生局部塑性变形。
  力学模型误差:材料的受力与变形不是严格意义上的线性关系的,实际是一种准线性关系:约束条件如简支、铰支等情形与实际情况也存在误差:集中受力在实际情形应该是以局部受力区的形式存在的。
  这些误差的影响是在较大受力区要考虑材料受力有超出许用应力的可能,尤其是承受较大的冲击载荷的设备。该区域选取的安全系数就应该大些。对于关键性大型设备还应该进行应力试验,对较大受力区进行应力校核。至少在目前应力计算软件很成熟的情况下,应力计算已成为必不可少的一环,考虑这两种误差因素后,针对性地关注较大受应力区域,以保证使用过程中起重机强度作用的可靠性。
  
  五、疲劳破坏
  
  日常作业的频繁使用,在构件外形突变或材料内部缺陷等部位,由于交变载荷的作用,都可能因较大的应力集中引起微观裂纹,分散的微观裂纹所形成的宏观裂纹,在交变应力下逐渐扩展,此时钢结构可能出现疲劳破坏,且由于疲劳破坏的发生难以预测,使用时注意工作级别,包括利用等级和载荷利用率的大小,同时注意结构的裂纹扩展情况。对于使用年限较大的起重机,尤其是使用较为频繁的情况,应考虑起重机的整体更换问题。而不仅仅是做局部的修理或更换。
  吊重时捆扎不合理致使重物脱落;重心偏斜使吊重若地时一端迅速触地;机构起动制动过猛或速度换速过快:各机构动作不协调,运行卡阻造成载荷的不合理集中:斜吊、拖拉重物等现象是起重机使用过程常见不合理使用的例子,这些不合理使用往往导致结构承受过大的冲击力或产生过大非重力方向的分力,导致车轮非正常磨损变形,同时影响结构强度。这方面引起事故的例子是非常多的,过大的;中击力甚至引起整个起重机的倾覆,因为它影响的不止是强度,它还影响其稳定性。
  对策:综上所述,维持起重机的安全使用是个系统工程,主要应注重以下五个方面:1合理使用起重机,严禁斜吊、拖拉等野蛮作业,防范吊物脱落。加装超载限制器。操作时应具有良好的视野,重物不要与周围的物体相碰撞。2,应力试验(对较大受力区进行应力校核):验证较大受力区的应力状态,通常是承受较大应力及较大应力数值90%的区域,在设计载荷的作用下,不同的方向及位置进行应力测试,大量的经验表明,测得的数据应小于计算值5%以上,如果不满足的情况,应考虑减少额定载荷,不能减少额定载荷的,应采取局部措施。严重的情形不得投入使用。3日常使用的安全检查至关重要,一旦油漆脱落,零部件损坏应及时修复,一旦发生异常声响,走斜啃轨应查明原因,及时整改,严格按照起重机操作规程操作。4,引进先进工艺如控制系统采用变频技术提高操作稳定性。5尽量避免应力集中,制造时注意表面质量及表面强度,避免应力突变,提高抗疲劳能力。
 
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