MQ10-30型門機門腿上支承聯接處疲勞壽命分析

 

我國80年代初期出廠的Q1030型口座起重機，采用了典型的轉柱式結構，其水平滾輪支承環與口腿聯接結構中，因力流傳遞不夠合理，常導致口腿頂部產生裂紋，如圖1中所示應變片粘貼位置這種現象在我國各大海港的該類口機上較普遍本文對這種典型部位的應力情況及疲勞壽命進行分拆試和數據采集口座起重機在作業過程中，該部位承受壓彎、扭蘭種載荷的復合作用，其復合變形的危險點在構件表面，且為雙向應力狀態，如圖2所示根據上述分析，在現場測試中采用了H片45°應變片組成的應變花，測點處的主應力可由下式計算得出邱0上蘭個主應力在結構疲勞裂紋萌生階段所起的作用如何，是分析雙向應力狀態處應力時間歷程首先要弄清的問題對于復合交變應力下的零件疲勞破壞甫下4種假定叫要正確分析應力時間歷程，首先要進行應力的測6玲；0為對稱循環下材料的疲勞極限為泊松比抖往們對大型結構的研究巧局限于單向應力狀態。本文討論的疲勞問題對象，至今尚未見到具有實用價值的分析報告上四種疲勞破壞的假定，哪種更適合于港口口座起重機結構疲勞的研究分析，是個值得深入研究的課題據文獻口]，任何彈性系統要形成裂紋，必須具有足夠的能量，即能量是產生裂紋和裂紋擴展的先決條件。從應用效果看，變形能強度理論在零件疲勞破壞應用性分析研究中的結果與工程實際吻合得*好。因此，本文選擇變形能強度理論作為云種應力效果的綜合參數來分析復合變形中的應力情犯雙向應力狀態下的等效折算應力計算式可由變形能強度計算公式推出，其表達式為式4即為雙向應力狀態分析的理論基石化2應力時間歷程的A化轉換及統計分析本文的應力時間歷程分析對象取自某港口使用多年的臺Ql030型口座起重機裝卸件雜貨時的應力時間歷程檢測時，共記錄撕個工作循環對口腿上方與上支承環聯接處的吉個測點同時采樣，采樣頻率為40比，并通過A/D轉換器把數據送到計算化分析中所用軟件功能及流程如下：采樣：實切臣個通道同時采樣，并選擇采樣頻率及其長度濾波計數：檢出等效應力歷程中的峰谷值點，并刪除微小波動及奇異峰、谷值點再用階雨流計數法進行計數，得出循環的幅值均值結果：按文獻[3的結論，對于焊接結構而言，其均值的影響可忽略不計，故僅對應力幅值進行加權平均后再進行分組來樣顯7K斗A/D濾波計數結果表l為某港口Q1030型口機裝卸件雜貨應力歷程統計結果組號統計范圍平均幅值出現次數頻次數1護3於3裂紋萌生壽命估算1]機開裂部位的局部結構可參見圖1即粘貼應變片部位，其57V曲線均滿足下式：根據實際結果的聯接形式，查文獻[3兩此種結構的〔值為8.化10.，巧為4，則該結構的5曲線表達式為辛雕式6目阿瓣于損傷十算，果列靖2載荷實際發生次數壽命損傷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，用了次就要報廢，浪費較大巧抓斗上的繩卡都是隨著鋼絲繩上下左右活動的，碰撞鋼結構打壞繩卡，更換鋼絲繩十分吃力。

 

4繩卡壓迫鋼絲繩造成應力集中，使鋼絲繩易斷絲斷股。鋼絲繩使用壽命縮短，只達應有壽命的10，浪費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很大力氣因為在柔性的鋼絲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致鋼絲繩變形甚至滑脫的事件常有發生總之，在抓斗上用繩卡固定鋼絲繩的方法經落后，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，但它有許多缺點首先，它是封巧式的鋼絲繩要從模套孔內穿過，繩頭應整齊無毛刺，穿過后折彎1撕°，再從模套孔內返穿折回，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，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，作業王序多。該模子在使用過程中，隨鋼絲伸縮運動而擺動，受沖擊力大，模子尖端處鋼絲繩反復折彎，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只往里進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，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工作循環中平均包括3.個應力循環，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際使用情況基本相符。

 

4結論對于受復合作用的結構，抖變形能強度理論計算出的等效應力作為其疲勞載荷分析的依據是合理的，其估算結果與港口生產實際相吻合當構件上某處萌生裂紋經段工作后，該部位將出現開放性可見裂紋若能及時地對所產生的裂紋進行合理修復，則該處的疲勞壽命可獲得有效的延長1徐翻。疲勞強度設計。北京：機械工業出版社，1982徐振興。斷裂力學。湘譚大學，19853述]1788鋼結構設計規范