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橋式起重機主梁下撓變形8大原因詳解

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橋式起重機主梁下撓的原因是多方面的,應視其具體情況加以分析,一般說來,有設計、制造、運輸、安裝和使用的問題。

 

1)不合理設計的影響

 

我國過去沿用蘇聯標準,主梁靜剛度一律按S/700設計,且都不作疲勞計算,片面地追求輕量化,主梁截面尺寸小,腹板薄,剛性差,使主梁過早地出現下撓變形。我國新的設計規范A6級主梁靜剛度為S/800A7A8級為S/1000,這就達到先進國家標準。

 

2)主梁焊接內應力的影響一般生產的雙梁橋式起重機的箱形主梁是一種焊接結構。由于焊接過程中局部加熱造成焊縫及其附近加熱區的金屬收縮,產生殘余應力,引起主梁變形。箱形主梁四條角焊縫引起的焊接內應力的分布近似地如圖4-20所示,即上、下蓋板焊縫附近為拉應力,中間為壓應力;腹板焊縫附近為拉應力,中間為壓應力。又由于主梁內部筋板焊縫的應力的疊加,使腹板壓應力區域中心下移。實際上,主梁在承載前的內應力分布是很復雜的,除了焊接工藝的影響以外,還有一些其他的影響因素。例如鋼材本身的內應力,以及主梁的成拱制造工藝都能影響內應力的分布。有的主梁腹板不按照成拱的要求下料,主梁上拱度是通過火焰矯正或者通過控制組裝焊接次序使梁強制變形得來的,它們都會增大內應力。實踐表明,鉚接梁或焊接桁架梁很少有下撓變形,性能良好。

 

3)主梁制造工藝的影響

 

橋式起重機主梁拱度的成拱方法,對主梁拱度的消失有一定的影響。隨著制造廠工藝方法的不斷改善、生產與操作水平的提高,這種影響正在逐漸減小。可以歸納為以下三種成拱方法:

 

1〉主梁腹板下料平直,主梁焊后,用風錘在上蓋板與腹板聯結焊縫的附近進行敲打,使這一部分的焊縫內應力釋放,而產生一定的塑性變形,形成一定上拱。并在下蓋板采用重錘頂壓或局部火焰加熱,利用材料的塑性變形,使主梁具有要求的拱度。這種方法雖然釋放了上蓋板焊縫的內應力,但下蓋板內應力仍未消失,在負荷作用下,下蓋板焊縫受到外載拉力,引起拉伸塑性變形,減少了拱度,因此利用這種方法形成的拱度是不穩定的。同時依靠重錘壓成的拱度,使材料硬化,降低了塑性。

 

2〉主梁腹板下料平直,利用蓋板與腹板四條聯結焊縫的焊接次序和在下蓋板與腹板下部進行局部火焰加熱的方法,使得主梁產生熱塑性變形來達到設計拱度。這種方法依靠熱塑性變形形成上拱,下蓋板存在著較高的拉伸殘余應力,當外載荷作用時,形成拉伸塑性變形,拱度減小,拱度也是不穩定的。

 

3橋式起重機主梁腹板下料成拱形,由于主梁上部布置的筋板較多,焊后主梁上部比下部收縮變形大,故腹板拱度一定要比制成后的主梁拱度大。腹板下料要加大上拱量為F=2.5-3.5)S/1000,單根主梁拼焊后保持1.8S/1000上拱量,橋架組裝并焊接軌道后,保持出廠上拱S/1000。這種方法,由于腹板下料成拱形,所以受載后,拱度消失情況要比前者小得多,由此可見,拱度消失的程度與制拱方法有關。

 

4)超載使用及不良使用條件的影響

 

選擇起重機是參照車間的生產能力、設備重量和使用條件等選定的,但有的單位不重視使用條件,長期超載使用〔如輕級改中級、中級改重級使用等〉;吊拔埋設物;未繃緊鋼絲繩就猛然起吊;制動器調整不當、制動過猛、突然閘住下降中的重物;重物在吊運過程中翻轉指揮不當引起沖擊等,使主梁產生下撓。

 

5)腹板波浪變形的影響

 

起重機主梁在承載過程中,腹板主要承受切應力。一般情況下剪切變形對承載后主梁的撓度影響很小。但當腹板存在較大波浪變形時,則影響顯著加大(剪切變形產生的撓度與波浪數值的平方成正比〉,而剪切變形的增大,又造成腹板受壓區彎曲應力的增大。當起重機小車在主梁上往復運行時,腹板各部位在45度對角線方向將時而受拉,又時而受壓地反復交替變化。這樣一來,腹板本身所具有的凹凸不平的波浪變形再加上主梁承載后的波浪形的疊加,將可能導致腹板產生殘余的塑性變形。所以,腹板原始波浪變形越大,導致的主梁下撓也就越大;而下撓越大,其受壓區的彎曲應力也越大,隨之而來的腹板波浪變形及其引起的下撓就有可能越來越嚴重。

 

6)高溫的影響
 
熱加工車間比冷加工車間的起重機下撓現象較多。長期在爐子上空工作的起重機又加上吊運剛出爐的機件因輻射熱造成大梁上、下蓋板的溫度差,下部接受輻射熱量大而伸長,從而導致主梁拱度的自然減小。如表4-21所示的數字資料表明了主梁上、下蓋板溫差為時,引起的跨度中心拱度的變化情況。
 
所以,在有輻射熱環境中使用的起重機,應在主梁下蓋板采取隔熱措施。以防上、下蓋板溫差影響。
 
7)不合理的存放、搬運、起吊及安裝方法的影響
 
起重機橋架屬于細長的金屬結構件,加之制造過程中已存在較大的內應力。所以,不合理的存放,搬運、起吊及安裝方法對主梁下撓會有更嚴重影響。
 
8)不合理維修的影響
 
維修中,在橋架上不合理地進行氣割、焊接等加熱,會造成主梁的下撓。小車軌道的安裝,過去多采用把壓板直接焊在主梁蓋板上的調整方式,工藝簡便,但小車輪啃軌的起重機,更換軌道次數多,割舊焊新、主梁容易下撓。因此,拆換小車軌道時,應盡量避免在主梁上隨意加熱,用電弧氣刨或風鏟等來代替氣割軌道壓板。壓板在氣割或焊接時宜將主梁中間頂起,這樣可大大減少加熱所引起的下撓變形。如果小車軌道采用螺栓固定壓板,就免去了割、焊加熱的影響。

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橋式起重機[email protected]起重機行業資訊   瀏覽:   最后修改于:2012-08-03 11:38

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