MQ10-30型門機(jī)門腿上支承聯(lián)接處疲勞壽命分析

 

我國80年代初期出廠的Q1030型口座起重機(jī)，采用了典型的轉(zhuǎn)柱式結(jié)構(gòu)，其水平滾輪支承環(huán)與口腿聯(lián)接結(jié)構(gòu)中，因力流傳遞不夠合理，常導(dǎo)致口腿頂部產(chǎn)生裂紋，如圖1中所示應(yīng)變片粘貼位置這種現(xiàn)象在我國各大海港的該類口機(jī)上較普遍本文對這種典型部位的應(yīng)力情況及疲勞壽命進(jìn)行分拆試和數(shù)據(jù)采集口座起重機(jī)在作業(yè)過程中，該部位承受壓彎、扭蘭種載荷的復(fù)合作用，其復(fù)合變形的危險(xiǎn)點(diǎn)在構(gòu)件表面，且為雙向應(yīng)力狀態(tài)，如圖2所示根據(jù)上述分析，在現(xiàn)場測試中采用了H片45°應(yīng)變片組成的應(yīng)變花，測點(diǎn)處的主應(yīng)力可由下式計(jì)算得出邱0上蘭個主應(yīng)力在結(jié)構(gòu)疲勞裂紋萌生階段所起的作用如何，是分析雙向應(yīng)力狀態(tài)處應(yīng)力時間歷程首先要弄清的問題對于復(fù)合交變應(yīng)力下的零件疲勞破壞甫下4種假定叫要正確分析應(yīng)力時間歷程，首先要進(jìn)行應(yīng)力的測6玲；0為對稱循環(huán)下材料的疲勞極限為泊松比抖往們對大型結(jié)構(gòu)的研究巧局限于單向應(yīng)力狀態(tài)。本文討論的疲勞問題對象，至今尚未見到具有實(shí)用價(jià)值的分析報(bào)告上四種疲勞破壞的假定，哪種更適合于港口口座起重機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞的研究分析，是個值得深入研究的課題據(jù)文獻(xiàn)口]，任何彈性系統(tǒng)要形成裂紋，必須具有足夠的能量，即能量是產(chǎn)生裂紋和裂紋擴(kuò)展的先決條件。從應(yīng)用效果看，變形能強(qiáng)度理論在零件疲勞破壞應(yīng)用性分析研究中的結(jié)果與工程實(shí)際吻合得*好。因此，本文選擇變形能強(qiáng)度理論作為云種應(yīng)力效果的綜合參數(shù)來分析復(fù)合變形中的應(yīng)力情犯雙向應(yīng)力狀態(tài)下的等效折算應(yīng)力計(jì)算式可由變形能強(qiáng)度計(jì)算公式推出，其表達(dá)式為式4即為雙向應(yīng)力狀態(tài)分析的理論基石化2應(yīng)力時間歷程的A化轉(zhuǎn)換及統(tǒng)計(jì)分析本文的應(yīng)力時間歷程分析對象取自某港口使用多年的臺Ql030型口座起重機(jī)裝卸件雜貨時的應(yīng)力時間歷程檢測時，共記錄撕個工作循環(huán)對口腿上方與上支承環(huán)聯(lián)接處的吉個測點(diǎn)同時采樣，采樣頻率為40比，并通過A/D轉(zhuǎn)換器把數(shù)據(jù)送到計(jì)算化分析中所用軟件功能及流程如下：采樣：實(shí)切臣個通道同時采樣，并選擇采樣頻率及其長度濾波計(jì)數(shù)：檢出等效應(yīng)力歷程中的峰谷值點(diǎn)，并刪除微小波動及奇異峰、谷值點(diǎn)再用階雨流計(jì)數(shù)法進(jìn)行計(jì)數(shù)，得出循環(huán)的幅值均值結(jié)果：按文獻(xiàn)[3的結(jié)論，對于焊接結(jié)構(gòu)而言，其均值的影響可忽略不計(jì)，故僅對應(yīng)力幅值進(jìn)行加權(quán)平均后再進(jìn)行分組來樣顯7K斗A/D濾波計(jì)數(shù)結(jié)果表l為某港口Q1030型口機(jī)裝卸件雜貨應(yīng)力歷程統(tǒng)計(jì)結(jié)果組號統(tǒng)計(jì)范圍平均幅值出現(xiàn)次數(shù)頻次數(shù)1護(hù)3於3裂紋萌生壽命估算1]機(jī)開裂部位的局部結(jié)構(gòu)可參見圖1即粘貼應(yīng)變片部位，其57V曲線均滿足下式：根據(jù)實(shí)際結(jié)果的聯(lián)接形式，查文獻(xiàn)[3兩此種結(jié)構(gòu)的〔值為8.化10.，巧為4，則該結(jié)構(gòu)的5曲線表達(dá)式為辛雕式6目阿瓣于損傷十算，果列靖2載荷實(shí)際發(fā)生次數(shù)壽命損傷2巧639於若將壽命折算為年其折算原則為：每10分鐘完成1次工作循環(huán)每日兩個工班；1年200個工鋼絲繩繩端開放式板連接法南昌鐵路局宜春車務(wù)段钅昌3360任美珍胡新民鋼絲繩與抓斗連接多采用繩卡固定法它有諸多不便：開閉斗繩的6個繩卡在抓斗上承梁內(nèi)腔，不便檢緊固抓斗使用段時間后，鋼絲繩直徑縮小，繩卡必然松弛，鋼絲繩抽動，6個繩卡3個組擠在起，鋼絲繩松散變形。

 

支撐繩繩卡在抓斗上承梁上方，繩卡經(jīng)常勾掛開閉斗鋼絲繩繩卡的螺紋被刮殼，換鋼絲繩時無法松開，用了次就要報(bào)廢，浪費(fèi)較大巧抓斗上的繩卡都是隨著鋼絲繩上下左右活動的，碰撞鋼結(jié)構(gòu)打壞繩卡，更換鋼絲繩十分吃力。

 

4繩卡壓迫鋼絲繩造成應(yīng)力集中，使鋼絲繩易斷絲斷股。鋼絲繩使用壽命縮短，只達(dá)應(yīng)有壽命的10，浪費(fèi)很大巧凡使用繩卡的鋼絲繩，在抓斗端對鋼絲繩的長短無法調(diào)整繩卡打緊鋼絲繩成了永久變形，又不可能讓其掉頭重新使用，而且繩卡的緊固要費(fèi)很大力氣因?yàn)樵谌嵝缘匿摻z繩上緊固繩卡往往很難抒緊，在地面上緊固要兩人腳踐手抓，頗為狼狐因緊固不牢而導(dǎo)致鋼絲繩變形甚至滑脫的事件常有發(fā)生總之，在抓斗上用繩卡固定鋼絲繩的方法經(jīng)落后，我們想廢棄這種落后的緊固方法，改繩卡連接為開放式模子連接普通鋼絲繩套早已有之，但它有許多缺點(diǎn)首先，它是封巧式的鋼絲繩要從模套孔內(nèi)穿過，繩頭應(yīng)整齊無毛刺，穿過后折彎1撕°，再從模套孔內(nèi)返穿折回，對僵硬的鋼絲繩或比較短的鋼絲繩很難返菜其次，它是活動式的。模子尾部有掛環(huán)，用銷軸拴住，沿軸屯、擺動。穿鋼絲繩時要有人抓住套或卸下模套，作業(yè)王序多。該模子在使用過程中，隨鋼絲伸縮運(yùn)動而擺動，受沖擊力大，模子尖端處鋼絲繩反復(fù)折彎，易在此處斷絲斷股。

 

開放模子解決了普通型模子存在的問題，方便且節(jié)能開放式模板由兩塊夾持板、個模子組成兩塊夾持板成八字型排列焊在抓斗側(cè)邊鋼板上夾持板與鋼絲繩接觸的面4《倒角，鋼絲繩受拉力后在倒角內(nèi)只往里進(jìn)而不外化由于是兩塊分離的夾持板，焊在抓斗上就呈開放式，鋼絲繩無論長屜軟硬毛順否都可直接從開放的開口處放入，而不是穿入模套子1模子也從開放口放入，方便快捷，拉緊鋼絲繩托住模子，開動電機(jī)，模子便會自動緊固鋼絲繩開放式的鋼絲繩模板的固定對松開模子有特別的好處巧換鋼絲繩時，不象普通套那樣要卸下套或抓住模套，只需鏈擊模子便可松開，見圖1開放式模套是固定式的，即靜止不搖動，不折彎模子尖端處鋼絲繩，不存在斷絲斷股的問題作日每次起重機(jī)工作循環(huán)中平均包括3.個應(yīng)力循環(huán)，則許即5年左右該部位就可能萌生裂紋該估算值與各港口實(shí)際使用情況基本相符。

 

4結(jié)論對于受復(fù)合作用的結(jié)構(gòu)，抖變形能強(qiáng)度理論計(jì)算出的等效應(yīng)力作為其疲勞載荷分析的依據(jù)是合理的，其估算結(jié)果與港口生產(chǎn)實(shí)際相吻合當(dāng)構(gòu)件上某處萌生裂紋經(jīng)段工作后，該部位將出現(xiàn)開放性可見裂紋若能及時地對所產(chǎn)生的裂紋進(jìn)行合理修復(fù)，則該處的疲勞壽命可獲得有效的延長1徐翻。疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1982徐振興。斷裂力學(xué)。湘譚大學(xué)，19853述]1788鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范