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起重機屬于特種設備,一旦發(fā)生事故,會造成人員傷亡和重大的經(jīng)濟損失。目前,我國對起重機沒有強制性報廢年限的要求,且由于起重機造價較高,很多起重機已超過設計使用年限還在繼續(xù)使用,這就需要加強對這類設備的檢測,保證其安全使用。也就是通過動態(tài)應變儀,對起重機主梁進行疲勞強度檢測。在檢測點粘貼應變片,對起重機主梁進行應力檢測。因此檢測點位置選擇是一個非常重要的問題,只有將應變片粘貼在主梁上的危險位置,才能檢測到主梁上應力或應力幅的狀態(tài),從而對主梁疲勞強度進行校核,保證起重機的安全使用,下面以門式起重機箱形主梁為例,探討檢測點位置的選擇。
應力檢測點位置選擇
1. 跨中下蓋板位置;是指跨度中心線兩側1/4小車軸距的位置,當小車運行到跨度中部時,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)*大正應力,主應力方向和主梁方向一致,上蓋板受擠壓,下蓋板受拉伸。由于鋼板的抗拉強度低于抗壓強度,因此應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;當小車運行到有效懸臂處時,懸臂根部出現(xiàn)*大彎矩,此截面應力*大的點是小車軌道附近,此處有彎曲正應力,車輪通過的擠壓應力,此處的剪應力也是*大的,主應力方向和主梁方向一致,上蓋板受拉伸、下蓋板受擠壓。應變片粘貼在該部位的上蓋板上,距離小車軌道內(nèi)側10mm,距離支腿外側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)*大應力幅值的地方,即*大應力減去最小應力(拉伸取正值,擠壓取負值)。它是小車處于有效懸臂位置時在跨度內(nèi)部引起的正彎矩產(chǎn)生的應力,該應力減去小車在跨度中部引起的負彎矩廣義影響線數(shù)值*大位置的應力,曲線上該點的切線斜率與小車在有效懸臂時在跨內(nèi)引起的彎矩的斜率相同。在這個位置有彎曲正應力,車輪通過的擠壓應力,剪應力也很大,由于該處主應力的方向是變化的,所有應粘貼應變花,應變花的3片應變片的方向分別與主梁方向成0°、45°、90°。應變花粘貼在主腹板上,距離上蓋板與主腹板焊縫10mm。進行應力分析時,取*大應力幅值時的應變片采集的數(shù)值。
4. 對于有水平輪的單箱形主梁門式起重機,水平輪軌道在主腹板與下蓋板焊縫處的主腹板外表面上,有很大的彎曲拉應力,包括水平輪通過的局部擠壓應力,以及由于水平輪沒有對準下蓋板,在主腹板上形成的局部彎曲應力。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處應粘貼應變片,應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,粘貼應變花,應變花的1片應變片的方向與主梁方向平行。
應力檢測案例分析
對某鐵路貨場的一臺雙箱形主梁的門式起重進行了應力檢測實驗,該起重機額定載荷為32t,工作級別為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的應變片和基地尺寸為15.4mm*15.4mm的應變花,分別粘貼在主梁的6個位置:
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10mm,粘貼應變片,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,粘貼應變花,應變片的1片應變片與主梁平行;
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,粘貼應變花,應變花的1片應變片與主梁平行;
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10mm,距離支腿外側10mm,粘貼應變片,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10mm,粘貼應變片方向與主梁一直,每個粘貼位置都進行磨平,用丙酮清洗,用502粘結劑將應變片粘貼,然后用硅橡膠將其覆蓋,保證絕緣。
應力檢測數(shù)據(jù)分析
起吊額定載荷,大、小車同時運行,小車在主梁上全程往返運行,經(jīng)動態(tài)應變儀采集。在1/5跨位置,粘貼的是應變花,由于與主梁45°的應變片的應力幅*大,取該應變片的數(shù)值。在1/3跨位置,粘貼的是應變花,由于與主梁平行的應變片的應力幅*大,取該應變片的數(shù)值。
從數(shù)據(jù)可以看出,跨度內(nèi)部*大應力發(fā)生在跨中下蓋板位置,懸臂端*大應力發(fā)生在懸臂根部位置(上蓋板),*大應力幅發(fā)生在1/5跨位置(主腹板)。由于疲勞裂紋不僅與應力幅有關,而且與應力大小有關,因此這3個位置是產(chǎn)生疲勞裂紋的危險點。
以上就是起重機在進行應力檢測時,檢測點位置的研究分析,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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