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應力檢測儀對門式起重機的應用

分類:殘余應力檢測    關鍵詞:應力檢測儀

門式起重機是一種大型設備,多用于工程建設行業。如果門式起重機在使用過程中出現超載或使用不當會造成金屬結構的塑性變形和承載能力的下降。而金屬結構的破壞是一個量變過程,在日常檢查中難以直觀發現。所以我們要通過應力測試,從應力值異常來發現金屬結構故障。下面就是門式起重機應力分析的方法。

危險截面的確定

門式起重機其金屬結構的應力危險截面如下:

1. 跨中下蓋板位置,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,此處的彎矩最大,由于跨內梁的截面尺寸相等,此處將出現最大正應力,主應力方向和主梁方向一致,上蓋板受擠壓,下蓋板受拉伸。

2. 懸臂根部位置,當小車運行到有效懸壁處時,懸臂根部出現最大彎矩,此截面應力最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,此處的剪應力也是最大的,主應力方向和主梁方向一致,上蓋板受拉伸,下蓋板受擠壓。

3. 1/6~1/4跨位置,主腹板與上蓋板的焊接處,是出現最大應力幅值的地方,即最大應力減去最小應力(拉伸取正直,擠壓取負值),它是小車處于有效懸臂位置時在跨度內部引起的正彎矩產生的應力,該應力減去小車在跨度中部引起的負彎矩廣義影響線數值最大位置的應力,曲線上該點的切線斜率與小車在有效懸臂時在跨內引起的彎矩斜率相同。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。

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,有很大的彎曲拉應力,包括水平輪通過局部擠壓應力,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。

5. 支腿部位,對于在兩個方向上都呈線性變化的變截面支腿,離支腿下端2/3高處的截面是支腿計算截面,該截面內受壓和受彎,壓力較大,且受力復雜。支腿下截面是整個起重機及載荷的支撐面,也是與下橫梁連接的平面,該截面的強度關系著整個起重機的承載能力和穩定性。

6. 下橫梁,下橫梁承受起重機工作和非工作狀態的壓、拉和彎曲壓力,主應力方向變化。下橫梁在支腿法蘭座截面產生壓應力、剪應力和彎曲應力;跨中截面受到拉應力、彎矩應力和扭曲產生的剪應力。

應變片位置的選取

貼片原則

1. 應變片應布置在危險應力區,即均勻應力區、應力集中區和彈性撓曲區。

2. 在主梁跨中、設計所確定的結構最大應力處貼片。

3. 使用中最不利工況下最大應力處。

4. 有塑性變形、可能產生裂紋或經常超載的位置。

5. 測點布置盡量合理,應變片粘貼盡量少。從理論上講,測點越多越能反映結構應力實際情況,但是工程測試環境一般比較差,測點多必然帶來較長的測試周期和麻煩。

貼片位置選擇

1. 主梁跨中,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,應變片粘貼在該部位的蓋板上,距離小車軌道內側10mm,距離支腿外側10mm,方向與主梁一致。

3. 跨端,由于該處主應力的方向是變化的,所以應粘貼應變花,應變花的3個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,取最大應力幅值的應變片采集的數值。

4. 在水平輪軌道上沿附近的主腹板上容易出現裂紋,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個方向與主梁方向平行。

5. 支腿處,離支腿下端2/3高處支腿內側翼緣板距支腿腹板10mm處粘貼應變片,應變片的方向與支腿方向一致;在同一截面支腿外側腹板中心線處粘貼應變片,應變片的方向與支腿方向一致。支腿下截面內側翼緣板距支腿腹板10mm處粘貼應變片、應變片的方向分別與支腿方向一致。

6. 下橫梁處,應變片應分別粘貼在下橫梁與支腿連接處,距法蘭10mm,方向與下橫梁方向一致;下橫梁跨中粘貼應變花,方向分別與下橫梁成0°、45°、90°。

另外,偏軌箱型主梁在跨中的焊縫及其附近母材上由于焊瘤等焊縫缺陷,應力集中,也容易出現疲勞裂紋。小拉桿的轉角三角板處、支腿座板與支腿之間的焊縫處、支腿與主梁連接的三角板焊縫處也容易產生裂紋,這些位置根據需要,也可以粘貼應變片。

數據記錄要求

1. 每次試驗前,空載時應力檢測儀調零。

2. 讀數前應有足夠的時間等到顯示穩定后再作記錄。

3. 每次試驗數據至少記錄3次。

4. 每次試驗卸載后,應力檢測儀應處于空載狀態下讀數,檢查各測量點應變片回零情況,無風載情況或外載荷作用情況下,如果應變片回零偏差超過±0.03,有風載或外力作用時,應變片回零異常,則認為該測量點無效,查明原因后重新試驗。

5. 在試驗過程中,如發現箱體明顯變形、焊道開裂、表面油漆破壞等異常現象,應終止試驗,查明原因。

結論

1. 門式起重機的危險截面一般在主梁跨中、跨端、1/4跨度附近、支腿、小車架、下橫梁上。

2. 應變片一般應粘貼在危險截面,同時根據實際工況,在使用頻繁和經常超載的截面以及應力集中區,懷疑有裂紋的區域均應考慮粘貼應變片。

3. 根據應力測試結果和分析,能夠驗證金屬結構的承載能力、發現金屬結構的裂紋等故障、幫助事故分析、指導故障修復、為優化和改進設計提供技術支撐。

以上就是應力檢測儀對門式起重機的應用,如果您還想了解更多產品信息,可直接聯系南京聚航,我們歡迎您的選購!


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