鑄造起重機橋架開裂原因
【關(guān)鍵詞】鑄造起重機; 橋架; 焊縫裂紋; 加固技術(shù)
疲勞失效是工程結(jié)構(gòu)在承受反復(fù)荷載作用下的主要失效模式之一，鑄造起重機橋架系統(tǒng)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(jié)合相應(yīng)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(chǎn)( 長期處于高負(fù)荷運行) ，2005 年后該廠產(chǎn)能大幅增加，造成起重機嚴(yán)重超負(fù)荷運行。吊車為A7 工作制，主梁為箱型結(jié)構(gòu)，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(shè)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(zhuǎn)爐側(cè)設(shè)有寬1200mm 的人孔門。橋架開裂主要發(fā)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(xiàn)裂紋，如圖1 所示;( 2) 主梁副腹板進(jìn)主梁的人孔門四角出現(xiàn)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(yè)，每班作業(yè)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(huán)，主梁受4 次載荷( 主小車一側(cè)為4 個輪) 按此計算:主梁起吊額定負(fù)荷的作業(yè)次，按下式計算:n = 3 × 30 × 4 × 350 × 17 = 2. 52 × 106 ( 次)計算結(jié)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(yán)重超標(biāo)，接頭多，導(dǎo)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(shè)計存在不足。通過對圖紙的仔細(xì)審閱，并結(jié)合相關(guān)新老規(guī)范計算，發(fā)現(xiàn)原始設(shè)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(shè)計不合理，通常此焊縫應(yīng)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?cè)Π搴駠?yán)重不足，如圖2、圖3 所示;
③設(shè)計未在副主梁頭部端梁下增設(shè)兩個車輪來減少主梁頭部的輪壓;
④開裂后的修補焊縫質(zhì)量偏低，導(dǎo)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(fā)現(xiàn)開裂: 2012 年3 月5 日) ;
⑤開裂處原始裝配焊縫質(zhì)量偏低。
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