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桥式起重机大梁与端梁开裂分析及处理

万治家
  
一起生活科学
2022年5期
星都起重设备 辽宁 有限公司 辽宁 沈阳

摘要:近年来,随着我国城市化进程步伐的加快,城市人口日益增长,城市生活垃圾的产生量也在不断增加。由于垃圾焚烧发电对环境的污染小,且为清洁能源,故越来越受到重视。用于垃圾焚烧发电厂内垃圾库中的桥式起重机(以下简称桥机)承担着垃圾的搬运、倒料、投料等功能。随着科技的进步和日益增长的生产需要,在实际生产中,对起重机的功能需求越来越趋向于多样化、智能化。

关键词:桥式起重机;大梁和端梁;开裂分析;处理方法

引言

起重机已经成为建筑工地、港口货运中重要的搬运设备,在整个工作循环过程中,起重机可能会长期受到交变载荷的作用,这就使得主梁可能受到疲劳失效,引发永久局部形变,增加了起重机运行风险,无法保障起重机使用的可靠性。因此,当起重机变形后,要采取修复措施,使起重机恢复到正常运行状态,满足工程基本需求。

1桥式起重机工作原理

桥式起重机是一种起重运输设备,可减少繁重的体力劳动,提高工作效率并实现安全生产。它同时可以在一定高度范围内通过垂直向上提升和或者水平下降移动整个物体,具有可以间歇连续运动和重复操作较长周期的两种特点。起重机产品可以根据其具体主要用途和整体结构功能特点对其进行不同分类。按照其主要用途不同可以细分为普通船舶起重机,建筑船舶起重机,冶金船舶起重机,铁路船舶起重机,港口船舶起重机,造船船舶起重机,桥式吊车起重机等。该桥式装卸起重机主要广泛应用于工矿企业的装卸车间、仓库、铁路、港口及其他大型货场的固定式大跨度起重物料的运输装卸。桥式桁架起重机的主要的重金属结构之一是起重桥式桁架,该起重桥的桁架可以水平直接安装在起重车间两侧的由竖直的立柱所构成支撑的桥架轨道上,并且机体可以在其轨道上前后双向移动。除桥架之外,还有手推车,其配备有举升机构和运行机构,可携带举起的物品沿铺设在桥架上的轨道行进。由手推车的左右操作,桥架的前后操作以及提升机构形成的三维空间范围是桥式起重机所载货物的服务空间。

2桥式起重机大梁与端梁开裂分析

2.1运动构件的损坏

在桥式起重机的结构设计中,运动部件主要有制动器、钢丝绳、车轮轨道三个部分。这些部分在吊装和运送重物时运动幅度往往较大,使其受损的主要因素有两个方面:一是在运动过程中受到的磨损作用,二是由于起重机超载对其结构造成危害导致其变形或者其他形式的损坏。制动器损坏会导致在实际的应用过程中会发生制动不灵、制动力不足、制动时制动轮温度过高、制动臂张开受限等等的情况,这些问题主要由油污、磨损以及弹簧失去弹性导致。在车轮和轨道之间容易发生打滑或者啃轨现象。啃轨现象主要发生的原因是起重机在安装过程中精度不足,导致出现跨度差的现象。打滑主要由于起重机其中重量过大导致重物惯性较大的原因,或者是制动设备失灵,不能及时使车轮停在导轨上,产生安全隐患。

2.2主梁结构出现内应力

桥式起重机主梁多数都是金属构件,针对强制组装,金属容易发生变形,这会导致桥式起重机主梁机构内部会形成内应力,桥式起重机在应用期间,主梁长期受内力影响,进而发生变形。焊接制造期间,加工工艺可能会导致主梁结构形成内力,从以往研究经验来看,加工工艺不良,桥式起重机主梁各个部位都会出现内应力,桥式起重机承受一定荷载后,主梁结构内部形成的应力会相互叠加,这会导致主梁结构发生塑性变形,进而对桥式起重机的性能以及后期应用造成不良影响。除此之外,长期应用期间,桥式起重机主梁一直都承受较大荷载,长期以往,内部残余应力会不断朝着均匀方向发展,最终将会消失,但是,在进行维修时,维修作业开展会受变形影响,会导致原应力平衡被破坏,进而产生主梁变形风险和安全隐患。

3桥式起重机大梁与端梁开裂处理技术

3.1焊接修复处理方法

同时考虑到这两种情况,该车需要进行快速修复该车大梁与梁柱端梁的内外转弯,有效地消除梁柱端结构与大梁之间的裂缝根源。但此车已连续使用很多年年,临近该车报废处理年限,做较大的裂纹修复在经济上已不划算,考虑该车厂方在使用几年后就出现可以自行更换新加工设备的可能,建议只将该车大梁与梁柱端梁间的裂纹进行作反覆修复后做加强板的处理,即在端梁裂纹修复处理时采用钢板焊接的加工方式对该车大梁与梁柱端梁间的加强板裂纹进行反覆加强修复处理。

3.2预应力

预应力法就是修复主梁下挠,在实际修复期间,要将主梁下盖板边角处配制固定支座,利用预应力,使采用的钢丝绳有一定张拉作用,经过弯矩作用,使主梁上拱能够在一段时间内恢复。在主梁受到荷载作用后,此时,工作压力的具体反向与钢筋预应力相反,两种力会相互抵消,这也就加大了桥式起重机主梁在作业期间的承受负载。需要相关工作人员特别注意的是,该方法在具体应用时也存在一定缺点,主要适合应用在拱度下挠修作业中,修复后,整体美感性较差,因此,不适合应用在对修复后外观要求较高的桥式起重机中。

3.3起重机的修复工作

对于起重机的修复工作应该引起充分的注意,对于主梁的现象,应该首先使用砂轮机对主梁的毛刺进行打磨,保证缺口的光滑完整,然后使用高强度钢(Q345T)对断裂处进行焊接修补,如果受损部位有装配孔,应该对该位置的装配孔进行取消,重新设计装配工艺来确保焊接部位能够保持较高的强度和刚度。对于裂纹的处理应该更加谨慎,裂纹是危害起重机安全运行的最主要因素,因为起重机各个部分功能的要求不同其材料强度也大相径庭,温度系数、焊接工艺、焊接热影响区域、焊接内部组织等等又有较大的差异,导致很难在裂纹发生初期便发现其存在,应该对不同位置的裂纹进行充分的预案,采取不同的处理方法,在对裂纹进行处理前,一定要先行查明裂纹部位的材料种类、厚度、尺寸等因素,并且将裂纹附近进行清理,采用探伤手段对裂纹进行分析,最后进行统一的修复处理。

3.4大梁和端梁加固

研究发现起重机具有较大的横向咬合力,因此增大了梁和端梁的横截面积,可以提高梁的弯曲模量和梁端的横向强度,已成为起重机吊车梁的基本原理。因为吊车大梁是同时发展的,而大梁的裂缝集中在角箱板的两端,所以在加固时只对大梁的极限支承两端进行加固。通过计算原始设计的裂缝位置和应力,并与改进设计进行比较,说明改进设计是合理的。在加固后的桥梁结构的有限元分析结果中,当相同的12t在侧向力的作用下,在交叉端,横梁处承载轿厢和梁腹板弯曲部分的等效应力为47.4MPa,而之前未加固时达到31.8MPa,大梁和端梁承受重量提升了43.6%,效果非常明显,表明加固方案是合理的。

结束语

起重机主梁变形后会对生产活动产生严重影响,增加使用风险,并加大安全事故发生概率。本文通过实际的检验过程中遇到的问题,解决了桥式起重机自身的主梁变形会对生产活动产生严重后果,因此,今后要针对不同情况下的起重机主梁变形问题进行研究,总结出更加高效、快捷、合理的修复方法,确保起重机使用中能够更加安全、稳定地运行。

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