巧解铸造起重机开裂原因。疲劳失效是工程结构在承受反复荷载作用下的主要失效模式之一,铸造起重机桥架系统的破坏80%~90%均是由疲劳所致。论文以某200/60t-19m铸造起重机桥架开裂问题为探究主题,结合相应的计算分析给出了桥架多次焊、裂的主要原因,并提出切实可行的加固处理方案,该方案在后期实践中得到了很好地验证。
1工程概况
某厂200/60t-19m铸造起重机于1995年投入生产(长期处于高负荷运行),2005年后该厂产能大幅增加,造成起重机严重超负荷运行。吊车为A7工作制,主梁为箱型结构,高2500mm,宽1900mm,主腹板厚10mm,副腹板约8mm厚,上下盖板约为12mm,主小车车轮共8个。吊车主梁轨道下设有370mm高的T型钢,主梁头部弯板以上至上盖板腹板高为1200mm,主梁头部厚板与主梁腹板的接缝至大车轨道约500mm,副腹板在跨中靠转炉侧设有宽1200mm的人孔门。桥架开裂主要发生在两个部位:(1)主梁腹板头部与弯板的焊缝及腹板的对接焊缝出现裂纹,如图1所示;(2)主梁副腹板进主梁的人孔门四角出现裂纹,如图2、图3所示。
2原因分析
(1)疲劳验算。按每天24h三班制作业,每班作业起吊钢水包30包,一年按350d计算,工作20年,起吊钢水包做一次循环,主梁受4次载荷(主小车一侧为4个轮)按此计算:主梁起吊额定负荷的作业次,按下式计算:n=3×30×4×350×17=2.52×106(次)计算结果介于(2×106,4×106,属A8级工作制范畴,故而初步判断桥架的多次开裂主要是由疲劳损伤引起的。
(2)厂房轨道接头高低差2~3mm、间隙10mm,严重超标,接头多,导致了大车运行整体冲击载荷的加大,加速了桥架使用寿命的的缩短。
(3)原始设计存在不足。通过对图纸的仔细审阅,并结合相关新老规范计算,发现原始设计中主要存在以下几个方面的不足:
①主腹板头部与加强板对接焊缝设计不合理,通常此焊缝应过弯板,如图1所示;
②主梁副腹板人孔门宽度较大(1400mm宽)且人孔门镶圈板厚严重不足,如图2、图3所示;
③设计未在副主梁头部端梁下增设两个车轮来减少主梁头部的轮压;
④开裂后的修补焊缝质量偏低,导致同一位置的焊缝多次开裂(第一次修补:2009年6月1日;第二次修补:2010年4月28日;第三次修补:2010年8月25日;第四次发现开裂:2012年3月5日);
⑤开裂处原始装配焊缝质量偏低。
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