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桥式起重机主梁变形原因

发布日期:2012-05-08

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桥式起重机主梁下挠的原因是多方面的,应视其具体情况加以分析,一般说来,有设计、制造、运输、安装和使用的问题。

 

(1)不合理设计的影响

 

我国过去沿用苏联标准,主梁静刚度一律按S/700设计,且都不作疲劳计算,片面地追求轻量化,主梁截面尺寸小,腹板薄,刚性差,使主梁过早地出现下挠变形。我国新的设计规范A6级主梁静刚度为S/800、A7、A8级为S/1000,这就达到先进国家标准。

 

(2)主梁焊接内应力的影响一般生产的双梁桥式起重机的箱形主梁是一种焊接结构。由于焊接过程中局部加热造成焊缝及其附近加热区的金属收缩,产生残余应力,引起主梁变形。箱形主梁四条角焊缝引起的焊接内应力的分布为上、下盖板焊缝附近为拉应力,中间为压应力;腹板焊缝附近为拉应力,中间为压应力。又由于主梁内部筋板焊缝的应力的叠加,使腹板压应力区域中心下移。实际上,主梁在承载前的内应力分布是很复杂的,除了焊接工艺的影响以外,还有一些其他的影响因素。例如钢材本身的内应力,以及主梁的成拱制造工艺都能影响内应力的分布。有的主梁腹板不按照成拱的要求下料,主梁上拱度是通过火焰矫正或者通过控制组装焊接次序使梁强制变形得来的,它们都会增大内应力。实践表明,铆接梁或焊接桁架梁很少有下挠变形,性能良好。

 

(3)主梁制造工艺的影响

 

主梁拱度的成拱方法,对主梁拱度的消失有一定的影响。随着制造厂工艺方法的不断改善、生产与操作水平的提高,这种影响正在逐渐减小。可以归纳为以下三种成拱方法:

 

1〉主梁腹板下料平直,主梁焊后,用风锤在上盖板与腹板联结焊缝的附近进行敲打,使这一部分的焊缝内应力释放,而产生一定的塑性变形,形成一定上拱。并在下盖板采用重锤顶压或局部火焰加热,利用材料的塑性变形,使主梁具有要求的拱度。这种方法虽然释放了上盖板焊缝的内应力,但下盖板内应力仍未消失,在负荷作用下,下盖板焊缝受到外载拉力,引起拉伸塑性变形,减少了拱度,因此利用这种方法形成的拱度是不稳定的。同时依靠重锤压成的拱度,使材料硬化,降低了塑性。

 

2〉主梁腹板下料平直,利用盖板与腹板四条联结焊缝的焊接次序和在下盖板与腹板下部进行局部火焰加热的方法,使得主梁产生热塑性变形来达到设计拱度。这种方法依靠热塑性变形形成上拱,下盖板存在着较高的拉伸残余应力,当外载荷作用时,形成拉伸塑性变形,拱度减小,拱度也是不稳定的。

 

3〉主梁腹板下料成拱形,由于主梁上部布置的筋板较多,焊后主梁上部比下部收缩变形大,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为F=〈2.5-3.5)S/1000,单根主梁拼焊后保持1.8S/1000上拱量,桥架组装并焊接轨道后,保持出厂上拱S/1000。这种方法,由于腹板下料成拱形,所以受载后,拱度消失情况要比前者小得多,由此可见,拱度消失的程度与制拱方法有关。

 

(4)超载使用及不良使用条件的影响

 

选择起重机是参照车间的生产能力、设备重量和使用条件等选定的,但有的单位不重视使用条件,长期超载使用〔如轻级改中级、中级改重级使用等〉;吊拔埋设物;未绷紧钢丝绳就猛然起吊;制动器调整不当、制动过猛、突然闸住下降中的重物;重物在吊运过程中翻转指挥不当引起冲击等,使主梁产生下挠。

 

(5)腹板波浪变形的影响

 

起重机主梁在承载过程中,腹板主要承受切应力。一般情况下剪切变形对承载后主梁的挠度影响很小。但当腹板存在较大波浪变形时,则影响显著加大(剪切变形产生的挠度与波浪数值的平方成正比〉,而剪切变形的增大,又造成腹板受压区弯曲应力的增大。当起重机小车在主梁上往复运行时,腹板各部位在45度对角线方向将时而受拉,又时而受压地反复交替变化。这样一来,腹板本身所具有的凹凸不平的波浪变形再加上主梁承载后的波浪形的叠加,将可能导致腹板产生残余的塑性变形。所以,腹板原始波浪变形越大,导致的主梁下挠也就越大;而下挠越大,其受压区的弯曲应力也越大,随之而来的腹板波浪变形及其引起的下挠就有可能越来越严重。

(6)高温的影响

 

热加工车间比冷加工车间的起重机下挠现象较多。长期在炉子上空工作的起重机又加上吊运刚出炉的机件因辐射热造成大梁上、下盖板的温度差,下部接受辐射热量大而伸长,从而导致主梁拱度的自然减小。所以,在有辐射热环境中使用的起重机,应在主梁下盖板采取隔热措施。以防上、下盖板温差影响。

 

(7)不合理的存放、搬运、起吊及安装方法的影响

 

起重机桥架属于细长的金属结构件,加之制造过程中已存在较大的内应力。所以,不合理的存放,搬运、起吊及安装方法对主梁下挠会有更严重影响。

 

(8)不合理维修的影响

 

维修中,在桥架上不合理地进行气割、焊接等加热,会造成主梁的下挠。小车轨道的安装,过去多采用把压板直接焊在主梁盖板上的调整方式,工艺简便,但小车轮啃轨的起重机,更换轨道次数多,割旧焊新、主梁容易下挠。因此,拆换小车轨道时,应尽量避免在主梁上随意加热,用电弧气刨或风铲等来代替气割轨道压板。压板在气割或焊接时宜将主梁中间顶起,这样可大大减少加热所引起的下挠变形。如果小车轨道采用螺栓固定压板,就免去了割、焊加热的影响。德工起重商城

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