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鑄造起重機橋架開裂原因

2016-3-2 11:06:17點擊:
【摘要】針對某廠200 /60t - 19m 鑄造起重機橋架開裂問題,結合橋架設計與使用情況對橋架進行計算分析,得出橋架產生裂紋的主要原因為超負荷使用、主腹板頭部與加強板的對接焊縫設計不合理及主梁腹板的人孔門設計不足,針對以上存在問題提出具體加固方案及施工工藝要求,并對加固后橋架的使用壽命進行了預測,最后提出加固后使用過程中應該注意的問題。

【關鍵詞】鑄造起重機; 橋架; 焊縫裂紋; 加固技術


疲勞失效是工程結構在承受反復荷載作用下的主要失效模式之一,鑄造起重機橋架系統的破壞80%~ 90%均是由疲勞所致。論文以某200 /60t - 19m 鑄造起重機橋架開裂問題為探究主題,結合相應的計算分析給出了橋架多次焊、裂的主要原因,并提出切實可行的加固處理方案,該方案在后期實踐中得到了很好地驗證。


1 工程概況
某廠200 /60t - 19m 鑄造起重機于1995 年投入生產( 長期處于高負荷運行) ,2005 年后該廠產能大幅增加,造成起重機嚴重超負荷運行。吊車為A7 工作制,主梁為箱型結構,高2500mm,寬1900mm,主腹板厚10mm,副腹板約8mm 厚,上下蓋板約為12mm,主小車車輪共8 個。吊車主梁軌道下設有370mm 高的T 型鋼,主梁頭部彎板以上至上蓋板腹板高為1200mm,主梁頭部厚板與主梁腹板的接縫至大車軌道約500mm,副腹板在跨中靠轉爐側設有寬1200mm 的人孔門。橋架開裂主要發生在兩個部位: (1) 主梁腹板頭部與彎板的焊縫及腹板的對接焊縫出現裂紋,如圖1 所示;( 2) 主梁副腹板進主梁的人孔門四角出現裂紋,如圖2、圖3 所示。

2 原因分析
(1) 疲勞驗算。按每天24h 三班制作業,每班作業起吊鋼水包30 包,一年按350d 計算,工作20 年,起吊鋼水包做一次循環,主梁受4 次載荷( 主小車一側為4 個輪) 按此計算:主梁起吊額定負荷的作業次,按下式計算:n = 3 × 30 × 4 × 350 × 17 = 2. 52 × 106 ( 次)計算結果介于( 2 × 106,4 × 106,屬A8 級工作制范疇,故而初步判斷橋架的多次開裂主要是由疲勞損傷引起的。

(2) 廠房軌道接頭高低差2 ~ 3mm、間隙10mm,嚴重超標,接頭多,導致了大車運行整體沖擊載荷的加大,加速了橋架使用壽命的的縮短。
(3) 原始設計存在不足。通過對圖紙的仔細審閱,并結合相關新老規范計算,發現原始設計中主要存在以下幾個方面的不足:

①主腹板頭部與加強板對接焊縫設計不合理,通常此焊縫應過彎板,如圖1 所示;

②主梁副腹板人孔門寬度較大( 1400mm 寬) 且人孔門鑲圈板厚嚴重不足,如圖2、圖3 所示; 

③設計未在副主梁頭部端梁下增設兩個車輪來減少主梁頭部的輪壓; 

④開裂后的修補焊縫質量偏低,導致同一位置的焊縫多次開裂( 第一次修補: 2009 年6 月1 日; 第二次修補: 2010 年4 月28 日; 第三次修補: 2010 年8 月25日; 第四次發現開裂: 2012 年3 月5 日) ; 

⑤開裂處原始裝配焊縫質量偏低。

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