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1、橋式起重機主梁變形原因與修復方法
【摘 要】針對工業(yè)生產中經常遇到橋式起重機主梁變形的問題,本文對橋式起重機主梁變形的原因進行了分析,對其影響及修復方法進行了介紹。
【關鍵詞】橋式起重機;主梁變形;修復方法
隨著我國經濟的高速發(fā)展,起重機械被廣泛地應用于各種物料的起重、運輸、裝卸等生產活動中是現代工業(yè)生產不可缺少的設備,橋式起重機就是其中一種,在現代企業(yè)生產中的作用越來越突出起。隨之而來的因起重機主梁變形而導致的故障也日益增加,這不僅影響到正常的生產活動,嚴重時將引發(fā)重大生產事故,威脅到人們的生命安全,怎樣減少或避免此類事故發(fā)生,確保設備的安全運行,保障安全生產,
2、及時妥善處理此類故障,已成為生產中的重中之重。主梁變形的主要表現形式有主粱上拱度減小,甚至消失而出現下?lián)希髁撼霈F橫向彎曲(側彎),主梁出現嚴重的波浪形以及橋架對角線超差。主梁變形對起重機整機性能產生的影響主要是:影響小車車輪與軌道接觸,導致四個車輪不能同時與軌道接觸,出現受力不均產生啃軌現象影響小車運行;主梁變形到一定程度時,小車軌道將會因變形而產生坡度,小車在運行時要克服爬坡阻力,制動后小車會有溜車現象;影響大車運行機構,導致聯(lián)軸器偏斜角增大而磨損增加,導致齒斷,甚至大車運行機構不能工作;當發(fā)生嚴重下?lián)蠒r,主梁下蓋板和腹板的拉應力達到金屬材料的屈服極限時,可能出現裂紋或脫焊,如果起重機繼續(xù)
3、頻繁工作,那么主梁可能報廢。
1.橋式起重機主梁變形的原因
1.1設計及制造不合理
設計下料和焊接過程不規(guī)范,如設計時未按相關安全技術規(guī)范、標準進行設計,下料時未按規(guī)定的腹板拱度下料,鋼材規(guī)格尺寸不符合要求,另外由于焊接工藝差導致腹板有明顯的波浪變形,在使用過程中,腹板波浪變形由于受拉區(qū)轉向受壓區(qū)或鋼材質量不合格都會使主梁產生下?lián)稀?
1.2主梁內應力的影響
主梁結構制造過程中的強制組裝,或由于焊接過程中的局部不均勻加熱,導致起重機金屬結構的各部位存在著不同的拉、壓等應力即殘余內應力,當這些應力超過金屬的屈服極限的時候,橋架就會發(fā)生變形。
1.3不
4、合理的吊裝以及運輸
起重機主梁是長大型結構件,剛度小彈性較大,在制造裝配過程中存在較大的內應力,一些不符合安全規(guī)范要求的操作可就能導致橋架結構的變形。
1.4不合理的使用
起重機的載荷能力是根據設計參數確定的,日常使用時經常超載,超工作級別使用及其它不合理的使用超過設計承載能力時,就會造成起重機主梁的變形及損壞。
1.5高溫及腐蝕環(huán)境對主梁的影響
當橋式起重機在高溫環(huán)境或有腐蝕性氣體的環(huán)境中工作時,會降低金屬材料的屈服強度,高溫環(huán)境條件下,還將產生溫度應力,這就增加了主梁變形的可能性。在高溫環(huán)境中工作的橋式起重機直接受高溫輻射部分應設隔熱板等,如主梁和起
5、重橫梁,下翼緣板下應設有可靠的隔熱裝置。在腐蝕環(huán)境中工作的橋式起重機應做好金屬結構的防腐措施,盡量減少焊縫、表面損壞及劃痕。
2.主梁變形的修復方法
當橋式起重機主梁發(fā)生變形時我們應該對其做出修復。修復的方法主要有:火焰矯正法、預應力法、重復施焊法、切割法等。
2.1火焰矯正法
火焰矯正法的原理是在主梁上局部加熱,使金屬結構的某些地方產生塑性變形,冷卻后由殘余的局部收縮應力達到矯正的目的。利用火焰矯正法進行矯正時應注意以下幾點:
?。?)加熱溫度應為700℃ 至800℃,此時鋼板呈現桃紅色,加熱溫度不應過高或過低。此時金屬的屈服極限趨近于零,處于“熱碳鋼”
6、狀態(tài),矯正效果最好。
(2)為了減小腹板的波浪度,加熱點應在隔板處。加熱點應避主梁開危險截面。經加熱矯正后烤點部位應力加大,因此危險截面的負荷應力也加大,容易使矯正變形失效。
?。?)同一位置不能重復加熱,不但效果不好,對金屬的金相組織也有損害。
?。?)主梁變形矯正后主梁應加固。因為矯正后主梁有很大的應力,再加上多年使用,金屬材料疲勞度增加,剛性不足。如不加固,不但矯正效果得不到保持,變形現象也會加重。一般加固的方法是在主梁跨度內下蓋板兩側用槽鋼做腹板,再加一層下蓋板,以增加主梁斷面。
火焰矯正法矯正效果較好、施工工藝也較為簡單、靈活性強、但是火焰矯正時,將主梁矯
7、正部位頂起(使烤區(qū)受壓應力),這就增加了施工難度和技術要求;火焰矯正后仍需要再用槽鋼加固主粱,否則將產生更嚴重的塑性變形。一般情況下(除局部矯正硬彎外),不主張采用火焰矯正法。
2.2 預應力法
預應力法矯正主梁下?lián)鲜窃谥髁旱南律w板兩端通過固定支座,用預應力張拉多根鋼筋或鋼絲繩,使主梁受到一個彎矩(主梁上半部受拉應力,下半部受壓應力),在這彎矩作用下主梁恢復上拱。當主梁承受載荷作用時,工作壓力恰好和鋼筋預應力相反,這樣鋼筋預應力就可以抵消部分工作壓應力,從而提高了主梁的承載能力。預應力法是一種主梁下?lián)铣C正的有效方法,矯正后上拱值準確并且穩(wěn)定,根據日常使用中的變化還可以隨時調整;
8、矯正后主梁的強度和剛度將加強;矯正簡便可靠、容易準確控制、施工周期短、矯正成本低等。但是預應力法不適宜主梁的水平彎及局部變形,只適用于橋式起重機箱形主梁拱度下?lián)系某C正;矯正后的外形不美觀等。如果起重機使用多年、長期滿負載工作、主梁剛性不足承載能力差、長期滿負載工作、工作環(huán)境惡劣等最適合采用預應力法。
3.結束語
在實際工作中采取什么樣的矯正方法,將直接影響到起重機主梁變形的矯正效果、矯正費用、主梁外觀質量及起重機的的安全性能等。因此,選擇合理正確的矯正方法,掌握各種方法的特點、適用范圍才能正確、合理地選擇矯正方案,取得較為理想的矯正效果。 [科]
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