浅析起重机主梁使用寿命研究现状.pdf

Ac a d e m i c 学术 的不 同选择 合适 的加 工工 艺方法 ，达到 相应的加工要求。对于批量生产的零件， 可先采用冷挤压等工艺进行毛坯制造， 这样可 以有效的提高生产效率，减少加 工 量 。不 同的盘类 零件 有 不 同的作 用， 则相应 的加工基准也各不相同，如果零 件加工以端面为主则以平面为定位基准， 如果以孔为主，则以孔位定位基准等。 盘类零件的表面加工也很重要，加工表 面尽可能的在同一方向上分布，次要表 面尽量与主要表面在同一方向上分布， 这 样可 以在对 主要 表面 的加工 中连 同次 要表面一起加工出来。在精加工阶段需 要根据生产量及材料加工要求等因素选 择加工方法，根据实际需要选择最合理 的方法可以有利于节约人力物力财力， 争取更大的经济效益。 5 结束语 盘类零件在机械零件中占有很大的 比重，在机械设备中广泛应用，在机械设 备的运行中发挥重要的作用。不同的盘类 零件虽然在尺寸和精度要求方面有所差 异 ，但是有很多 的相似之处。因此盘类零 件的应用非常广泛，对盘类零件的加工工 艺进行分析具有非常重要的意义。 参考文献 ： 1 徐翠英 多孔盘类零件加工工艺 分析 J 机械工程师 ，2 0 1 0 ( 5 ) 2 来逢亮 盘类零件的加工工艺分 析 J 机械，工程师，2 0 1 4 ( 3 ) 3 马利永 薄壁盘类零件的加工工 艺措施 T 工业技术，2 0 1 2 ( 1 ) 浅析起重机主梁使用寿命研究现状 邱硕 吴峰崎 ( 上海市特种设备监督检验技术研究院 ) 摘要： 简单介绍了近年来国内对起重机主梁使用寿命的研究方法及预测寿命的准确性 ， 为进一步研究起重机使用寿命提供借鉴 作用。 关 键 词 引言 一 些工厂 内仍有上世纪六十年代的 起 重机 服役 经调 研 ，设备 的长期 使用 增 加 了安全 风 险， 由于 国 内还 没有 相对 应 的起重机法定报废标准，因此起重机 的使用寿命研 究有着重要的意义。起重 机主梁是起重机的重要结构件，其主梁 承受动载荷，内力不断地变化，在工作 中由于焊接构件在制造和使用过程 中的 各种缺陷，极易出现疲劳裂纹 u 。本文 基于国内外从业者对起重机使用寿命的 研究简单阐述 了其主梁使用寿命的研究 现状，对今后的研究起到借鉴作用 1 主梁使用寿命研究方法 1 I 软件模拟 杜 壮 ( 2 0 1 0年 )通 过 对 主 梁 进 行 有 限元分析主梁危险位置，采用雨流计 数法与波动中心法相结合的方法，并结 合实测数据，编制 了裂纹处的张开型应 力 的八级载 荷谱 。使用 断裂 力学 中裂纹 扩展 寿命 预测 的 P a r is公式和 疲 劳线 性 累计理论开发了一款 V C + +软件，实现了 主梁 单一工 疲劳 载荷谱 编制 及主 梁全寿 命预测 。 陈江义等 ( 2 0 1 3年 )用 V e r it y方 法和常规疲劳寿命分析方法计算主梁焊 缝的疲劳寿命并比较实际情况，结果表 明腹板与下翼缘板处的焊缝较易产生疲 劳破坏 。曾祥志 ( 2 0 1 4年 )假设主梁中 无 裂 纹存 在 ，运 用 M S C F a t ig u e软 件 结 合名义应力法及 M in e r法 则对 3 0 0 t 4 3 m 型双 梁造 船 门式起 重机主 梁进 行全寿 命 分析，计算 出主梁结构最小使用年限和 疲劳寿命较短的危险部位 。 李 震 等 ( 2 0 1 4年 )使 用 F e s a f e 软 件 以热 点 应 力计 算 轻 量化 设 计 的 5 t 一 1 O 5 m通用桥式起重机主梁焊缝的疲 劳寿命，主腹板与下盖板连接处焊缝疲 I 6 暑 中国机 械 Ma 1n e C h i n a 劳循环次数为 2 4 5 1 0 6次，轻量化设 计后使用寿命符合要求。李永亮 ( 2 0 1 4 年 )结合 有 限元 与 I I W标准 中 的热 点应 力法分析了大车、小车运行时的主梁应 力分布情况，发现了检修孔附近由于圆 角半径过小导致焊缝应力过高的现象； 提 出建 立热 点应力 法有 限元模 型 的需要 注 意的细节 。 舒文杰 r 7 ( 2 0 1 4年 )利用 S V M( 支持 向量机)机器学习模型结合 M A T L A B开发 了桥式起重机金属结构安全评估模型， 以建立数据库的方式从强度、刚度和疲 劳裂纹三个部分评估检测数据 的安全许 可 范 围，该系 统可 通过 导入数 据样 本适 用不同型式的起重机。 1 2数据采集与计算 刘明 ( 2 0 0 5年 )对十组主梁 的模 型变幅实验所得的数据非线性模拟得出 函数，利 用随机 时间序 列理论 A R M R模 型开 发软件 预测 裂纹 长度 。该软件 受 限 于样本数据量的不足，无法对现场情况 做出最优分析。马文 1 ( 2 0 1 1 年 )利用 强度因子及裂纹扩展速率推算初始裂纹 为 I m m的水 电站 门机主梁的使用次数为 1 0 1 0 6。 李贵文等 ( 2 0 1 3年 )利用无 线网 络传输应变测试系统所测得卸船机动作 时主梁关键点的应力及载荷谱数据，通 过计算机储存、实时处理及同步显示， 计算 出主梁剩余使用年限。该方法使得 数据采集变的更安全便捷。 史朝阳 ( 2 0 1 4年 )建立 了桥式起 重机金属结构疲劳剩余寿命的可靠性模 型，该模型中考虑了影响其疲劳寿命影 响因素的随机性。使用马尔科夫链蒙特 卡罗方法分析可靠性灵敏度，确定影响 疲劳剩余寿命可靠性的疲劳剩余寿命参 数的重要性。虽然文中可靠性及灵敏度 都 是建立 在各 个参 数相 互独 立 的基础 上 分析的，但是对工程实际研究有重要意 义 。 张 新 峰 ( 2 o 1 5年 )通 过 局部 应 力 应变法及修正 N e u b e r法建立了起重机疲 劳裂纹形成寿命评估算法。分析了应力 集 中系 数、载荷 大 小、平均 应力 和材料 与疲劳裂纹形成寿命之间的规律，因为 算法以微观裂纹形成机理为出发点，所 以还需要实际工作验证其准确性。 2 结论 近几年 国内对起重机主梁的疲劳寿 命研究方法有 了一定成果，主要方法为 在 通过 大量采 集主 梁不 同工况 下的应 力 应变数据以编制载荷谱数据库，通过不 同的函 数公式 或理 论建立 软件 系统 以实 现在工作现场将实际测得数据输入即可 得 出主梁剩余寿命 以及其可靠性。要获 得精确的主梁使用寿命数据，还需要长 时间、大规模的采集不同型式、工况的 起重机数据。 参考文 献： 1 马文 基于断裂力学的起重机主 梁寿命计算及安全评估 J 机械工程与 自动化 ，2 0 I 1 ，0 2 ： 1 2 6 1 2 7 2 杜壮 桥式起重机主梁焊接结 构寿命预测的研究 D 河北科技大学， 2O1 O 3 曾祥志 基于M S C F a t ig u e的门 式起重机主梁疲劳寿命预算 J 科技视 界，2 0 1 4 ，0 2 ： 8 9 9 0 4 陈江义，吕海勇，罗琳丽 基于 V e r it y 方 法 的起重机 箱型 主梁疲 劳寿命 分析 J 制造业 自动化，2 0 1 4 ，0 2 ： 6 - 9 5 李永亮 基于热点应力法的桥式 起重机主梁焊缝疲劳寿命分析 J 计算 机辅助工程，2 0 1 4 ，0 3 ： 4 4 4 9 6 舒文杰，徐桂芳，魏 国前，范 勤 桥 式 起 重 机 金 属 结 构 检 测 及 安 全 评 估 研 究 J 制 造 业 自动 化 ，2 0 1 4 ， 1 5： 55 6 0 7 李震，曹旭阳，高顺德，魏兴， 汤秀丽 基于 B a t t e l l e热点应力法的轻 量化桥式起重机主梁焊缝疲劳分析 J 起重运输机械 ，2 0 1 4 ，0 8 ： 6 5 6 9 8 刘 明 桥式起重机主梁结 构疲 劳 剩余寿命 A R M A模型预测与分析 D 太 原科技大学 ，2 0 0 8 9 李贵文 ，陈融融，时公贺 ，罗云 东 基于应变遥测技术的卸船机主梁疲 劳寿命评估 A 中国金属学会 第九届 中国钢铁年会论文集 C 中国金属学会， 2 0 1 3 ： 6 1 O 史 朝 阳 桥 式 起 重 机 金 属 结 构疲 劳 剩余 寿命 可靠 性及 其灵 敏度 分析 Ac a d e m i c 学术 D 太原科技大学，2 0 1 4 1 1 3张新峰，朱其文，刘伟 基于 局部应力应变法的起重机疲劳裂纹形成 寿命评估及 影响 因素分析 J 起重运输 机械，2 0 1 5 ，0 3 ： 1 0 5 1 1 0 资助项 目：国家质检总局科技计划 项 目 起重机结果疲劳寿命智能测试评 估技术研究 项 目编号 ：Z 0 1 4 Q K 1 4 5 桥 门式起重机检验方法及对比研究 王冬梅 ( 湖北特种设备检验检测研究院潜江分院) 摘要 ： 起重机可提高企业的生产效率并有利于实现自动化和现代化 但在使用过程中会出现很多问题 ， 因而必须对其进行严格 检验。下文介绍了桥门式起重机检验的方法及各种方法的对比研究 ， 仅供参考。 区亟 墨匿田 弓 l 言 起重机是一种动力驱动机械设备， 它在搬运物料时，一般包括起升、运送、 下降及回到原处 的过程。随着起重机的 广 泛 应用 ，其 安 全性 已备 受 关注 。下 面 笔者首先介绍桥式起重机 的检验方法， 再探讨桥式起重机与 门式起重机在检验 时的共 同方法 。 1 桥式起重机的检验方法 1 1 机械部分的检验 1 1 1 对制 动器 进行检验 对制 动 器进 行检 验 ，必须 要满 足 以 下 几个 要 求：安 全制 动器 和 工作 制动 器 应该按要求进行设置；一般来说，起升 和动臂变幅机构应该应用常闭制动器， 回转机构、运行机构、小车变幅机构这 三类制动器可以确保起重机械在制动的 时候 满 足 平稳 性 的规 定；制 动器 推动 器 不会产生漏油的问题；打开制动器时制 动轮和摩擦片之间不会产生摩擦的问题， 闭合制动器时制动轮和摩擦片均匀接触， 不会对制动性 能的缺陷及油污产生影 响； 制动器调整适当，制动平稳且可靠；制 动轮不会出现裂纹，摩擦片 固定铆钉不 会引起划痕现象，凹凸的不平度小于 1 5 毫米 。 1 1 2对起重量 限制器进 行检 验 在对 起 重量 限制器 进 行检 验 时，试 验检测及结果应该符合以下几个规定： 起升的额定载荷、使用额定速度上升和 下降，在整个过程中进行 3次正常制动， 起重量限制器禁止动作；载荷应保持距 离 地 面 1 0 0毫 米 至 2 0 0毫 米 ，将逐 渐 无 冲击持续加载到额定的起重量 1 0 5倍， 检测是否是超载的报警信号首先发生， 之后进行上升方向动作的切断，而机构 能做 下降方向的动作 。 1 1 3对起升高度 限位器进行检验 在 起 升机 构工 作 时， 限位器 能够让 吊具在规定的工作高度内工作。首先要 进 行 动作 试验 ，检 查能 否达 到如 下标 准 和要求：有效的起升高度限位器；吊运 炽热与熔融金属的起重机应设置具备不 一 样形式的上升位置的双重高度限位器， 同时还能控制不一样的断路装置。 1 1 4对运行机械 行程 限位器进行检 验 起重机大车或小车工作运行到行程 极限位置的时候，应使运行停止，以保 证起重机在规定的服务面积 内进行工作， 有 效的 限位 器可 以预 防车体 及 止挡 和缓 冲 器发 生碰 撞 。它 的检验 方 法为 ：将 小 车和大车分别运行到轨道的端部，压上 行程开关，检查小车与大车运行机构行 程 的 限位器 ，能 否停止 向运行 方 向的运 行 。 1 2对起重机械电气系统进行检验 1 2 1 对 电气线对地绝缘电阻进行检 验 在电网电压超过 1 0 0 0 V时，在电路 和 裸 露 导 电部 件 之 间施 加 5 0 0 V( d C ) 时测得 的绝 缘 电阻不低 于 1 MQ。额 定 电 压不高于 5 0 0 V的时候，一般环境中高于 0 8 M Q，潮湿环境中高于 0 4 MQ。 1 2 2起重机械接地 起 重机 的所 有 电气 设备 、 电缆 金 属 外皮 、金属 结 构、金 属 线管 、正常 不 带 电 的金 属 外 壳、安全 照 明变 压器低 压侧 一 端等都必须可靠接地。并且应该应用 专 门设置的接地线，确保 电气设备接地 的可靠性 。 1 2 3失压保护 当起重机械供电电源断开的时候， 所有涉及安全或不宜 自动开启的用电设 备设施，应进行断 电，防止在恢复供电 后用电设备进行自动开启运行。 1 2 4对应急断 电开关进行检验 每 一 台起重 机械 都 要配 备一 个甚 至 多个可 以从控制站操 作 的紧急断 电开 关， 如果 发生 紧 急情况 ，可 以停 止一切 运 动 的驱动 机构 ，但不 可切 断可 能会 引起 物 品坠落的动力回路。 2 门式起重机的检验方法 对于门式起重机来说，大部分的部 件 都与 桥式 起重 机相 同，其 相 同部 分 的 检 验方 法也 与桥 式起 重机 的检 验方 法相 同。制 动器 、起重 量 限制 器、起 升 高度 限制器、行程限制器等主要安全附件以 及 电气系统的检验方法均可采用上文中 所述的检验方法。而对于门式起重机与 桥式起重机不同的部分，则需采用专门 针对门式起重机的检验方