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起重機(jī)屬于特種設(shè)備,一旦發(fā)生事故,會(huì)造成人員傷亡和重大的經(jīng)濟(jì)損失。目前,我國對(duì)起重機(jī)沒有強(qiáng)制性報(bào)廢年限的要求,且由于起重機(jī)造價(jià)較高,很多起重機(jī)已超過設(shè)計(jì)使用年限還在繼續(xù)使用,這就需要加強(qiáng)對(duì)這類設(shè)備的檢測,保證其安全使用。也就是通過動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀,對(duì)起重機(jī)主梁進(jìn)行疲勞強(qiáng)度檢測。在檢測點(diǎn)粘貼應(yīng)變片,對(duì)起重機(jī)主梁進(jìn)行應(yīng)力檢測。因此檢測點(diǎn)位置選擇是一個(gè)非常重要的問題,只有將應(yīng)變片粘貼在主梁上的危險(xiǎn)位置,才能檢測到主梁上應(yīng)力或應(yīng)力幅的狀態(tài),從而對(duì)主梁疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核,保證起重機(jī)的安全使用,下面以門式起重機(jī)箱形主梁為例,探討檢測點(diǎn)位置的選擇。
應(yīng)力檢測點(diǎn)位置選擇
1. 跨中下蓋板位置;是指跨度中心線兩側(cè)1/4小車軸距的位置,當(dāng)小車運(yùn)行到跨度中部時(shí),此處的彎矩*大。由于跨內(nèi)梁的截面尺寸相等,此處將出現(xiàn)*大正應(yīng)力,主應(yīng)力方向和主梁方向一致,上蓋板受擠壓,下蓋板受拉伸。由于鋼板的抗拉強(qiáng)度低于抗壓強(qiáng)度,因此應(yīng)變片粘貼在該位置的下蓋板外表面上,距離下蓋板邊緣20mm,方向與主梁一致。
2. 懸臂根部位置;當(dāng)小車運(yùn)行到有效懸臂處時(shí),懸臂根部出現(xiàn)*大彎矩,此截面應(yīng)力*大的點(diǎn)是小車軌道附近,此處有彎曲正應(yīng)力,車輪通過的擠壓應(yīng)力,此處的剪應(yīng)力也是*大的,主應(yīng)力方向和主梁方向一致,上蓋板受拉伸、下蓋板受擠壓。應(yīng)變片粘貼在該部位的上蓋板上,距離小車軌道內(nèi)側(cè)10mm,距離支腿外側(cè)10mm,方向與主梁一致。
3. 1/6-1/4跨位置;主腹板與上蓋板的焊縫處,是出現(xiàn)*大應(yīng)力幅值的地方,即*大應(yīng)力減去最小應(yīng)力(拉伸取正值,擠壓取負(fù)值)。它是小車處于有效懸臂位置時(shí)在跨度內(nèi)部引起的正彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力,該應(yīng)力減去小車在跨度中部引起的負(fù)彎矩廣義影響線數(shù)值*大位置的應(yīng)力,曲線上該點(diǎn)的切線斜率與小車在有效懸臂時(shí)在跨內(nèi)引起的彎矩的斜率相同。在這個(gè)位置有彎曲正應(yīng)力,車輪通過的擠壓應(yīng)力,剪應(yīng)力也很大,由于該處主應(yīng)力的方向是變化的,所有應(yīng)粘貼應(yīng)變花,應(yīng)變花的3片應(yīng)變片的方向分別與主梁方向成0°、45°、90°。應(yīng)變花粘貼在主腹板上,距離上蓋板與主腹板焊縫10mm。進(jìn)行應(yīng)力分析時(shí),取*大應(yīng)力幅值時(shí)的應(yīng)變片采集的數(shù)值。
4. 對(duì)于有水平輪的單箱形主梁門式起重機(jī),水平輪軌道在主腹板與下蓋板焊縫處的主腹板外表面上,有很大的彎曲拉應(yīng)力,包括水平輪通過的局部擠壓應(yīng)力,以及由于水平輪沒有對(duì)準(zhǔn)下蓋板,在主腹板上形成的局部彎曲應(yīng)力。在水平輪軌道上沿附近的主腹板上容易出現(xiàn)裂紋,因此,在跨度中部、懸臂根部的主腹板上,距離水平輪軌道上沿10mm處應(yīng)粘貼應(yīng)變片,應(yīng)變片方向與主梁方向垂直,在1/6-1/4跨處的主腹板上,距離水平輪軌道上沿10mm處,粘貼應(yīng)變花,應(yīng)變花的1片應(yīng)變片的方向與主梁方向平行。
應(yīng)力檢測案例分析
對(duì)某鐵路貨場的一臺(tái)雙箱形主梁的門式起重進(jìn)行了應(yīng)力檢測實(shí)驗(yàn),該起重機(jī)額定載荷為32t,工作級(jí)別為A6,已使用20年。采用電阻值為120Ω、靈敏系數(shù)為2.00-2.20、基底尺寸為9.4mm*5.0mm的應(yīng)變片和基地尺寸為15.4mm*15.4mm的應(yīng)變花,分別粘貼在主梁的6個(gè)位置:
1. 跨中下蓋板位置,距離下蓋板邊緣20mm,距離跨度中心線500mm(1/4小車軸距),粘貼應(yīng)變片,方向與主梁一致;
2. 跨中上蓋板位置,在跨度中心線的上蓋板上,距離小車軌道內(nèi)側(cè)10mm,粘貼應(yīng)變片,方向與主梁一致;
3. 1/5跨位置,在1/5跨度處的主腹板上,距離上蓋板與主腹板焊縫10mm,粘貼應(yīng)變花,應(yīng)變片的1片應(yīng)變片與主梁平行;
4. 1/3跨位置,在1/3跨度處主腹板上,距離上蓋板與主腹板焊縫10mm,粘貼應(yīng)變花,應(yīng)變花的1片應(yīng)變片與主梁平行;
5. 懸臂根部位置,在懸臂根部上蓋板上,距離小車軌道內(nèi)側(cè)10mm,距離支腿外側(cè)10mm,粘貼應(yīng)變片,方向與主梁一致;
6. 1/2懸臂位置,在1/2懸臂處的上蓋板上,距離小車軌道內(nèi)側(cè)10mm,粘貼應(yīng)變片方向與主梁一直,每個(gè)粘貼位置都進(jìn)行磨平,用丙酮清洗,用502粘結(jié)劑將應(yīng)變片粘貼,然后用硅橡膠將其覆蓋,保證絕緣。
應(yīng)力檢測數(shù)據(jù)分析
起吊額定載荷,大、小車同時(shí)運(yùn)行,小車在主梁上全程往返運(yùn)行,經(jīng)動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀采集。在1/5跨位置,粘貼的是應(yīng)變花,由于與主梁45°的應(yīng)變片的應(yīng)力幅*大,取該應(yīng)變片的數(shù)值。在1/3跨位置,粘貼的是應(yīng)變花,由于與主梁平行的應(yīng)變片的應(yīng)力幅*大,取該應(yīng)變片的數(shù)值。
從數(shù)據(jù)可以看出,跨度內(nèi)部*大應(yīng)力發(fā)生在跨中下蓋板位置,懸臂端*大應(yīng)力發(fā)生在懸臂根部位置(上蓋板),*大應(yīng)力幅發(fā)生在1/5跨位置(主腹板)。由于疲勞裂紋不僅與應(yīng)力幅有關(guān),而且與應(yīng)力大小有關(guān),因此這3個(gè)位置是產(chǎn)生疲勞裂紋的危險(xiǎn)點(diǎn)。
以上就是起重機(jī)在進(jìn)行應(yīng)力檢測時(shí),檢測點(diǎn)位置的研究分析,如果您還想了解更多信息,可直接咨詢南京聚航科技,我們歡迎您的選購。
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