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技術(shù)文章

浮式起重機(jī)靜載、動(dòng)載應(yīng)力測(cè)試

閱讀:164          發(fā)布時(shí)間:2023-8-11

浮式起重機(jī)(簡(jiǎn)稱浮吊)是用于岸與船、船與船之間的過駁裝卸設(shè)備,通常安裝在專用的船體或囤船上。本文以某港口一臺(tái)浮吊為檢測(cè)對(duì)象,進(jìn)行了靜載和動(dòng)載兩種狀態(tài)下的應(yīng)力測(cè)試,檢測(cè)其在1.25倍額定載荷作用下浮吊結(jié)構(gòu)的靜載荷承受能力,檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)件在1.1倍額定載荷作用下結(jié)構(gòu)的動(dòng)載承受能力。然后判斷其金屬結(jié)構(gòu)是否滿足靜強(qiáng)度和動(dòng)強(qiáng)度的工作要求,從而避免危險(xiǎn)事故的發(fā)生,消除安全隱患。

浮吊金屬結(jié)構(gòu)靜載應(yīng)力測(cè)試與分析

檢測(cè)方法與設(shè)備

采用聚航科技生產(chǎn)的JHYC靜態(tài)應(yīng)變儀檢測(cè)浮吊金屬結(jié)構(gòu)靜載應(yīng)力,并將靜態(tài)應(yīng)變儀連接成半橋電路的形式。儀器精度高、配備專用軟件,應(yīng)變數(shù)值可實(shí)時(shí)顯示、實(shí)時(shí)保存,自動(dòng)生成報(bào)表。

應(yīng)力測(cè)試步驟

首先,用打磨儀對(duì)測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行打磨,按要求粘貼應(yīng)變片,再用導(dǎo)線把應(yīng)變片和靜態(tài)應(yīng)變儀相連成半橋電路。根據(jù)表1中的3種工況對(duì)浮吊金屬結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行靜載應(yīng)力測(cè)試,

其次,按表1所述的靜載應(yīng)力檢測(cè)工況操作程序分別測(cè)量3個(gè)工況下試驗(yàn)載荷在該部位作用時(shí)的結(jié)構(gòu)靜載應(yīng)力。應(yīng)力數(shù)據(jù)結(jié)果見表2,根據(jù)測(cè)試結(jié)果分析判斷結(jié)構(gòu)承受靜載的能力是否滿足結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度要求。

靜載應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置

浮吊金屬結(jié)構(gòu)靜載應(yīng)力測(cè)點(diǎn)的選取,主要是通過分析其實(shí)際工作載荷下的金屬結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,并結(jié)合其作業(yè)和檢測(cè)的歷史記錄以及同類型起重機(jī)結(jié)構(gòu)的破壞情況,來確定結(jié)構(gòu)的*大應(yīng)力部位和危險(xiǎn)區(qū)域作為靜載應(yīng)力測(cè)點(diǎn)。

根據(jù)上面所述,主要選擇臂架跨中區(qū)域(D、C)、象鼻梁(A、B)、人字架(F、E)、轉(zhuǎn)臺(tái)(I、H)、支撐圓筒(J、E)、活配重(G)及大拉桿(L)等處,分別布置應(yīng)力測(cè)點(diǎn)、貼應(yīng)變片進(jìn)行靜載應(yīng)力測(cè)量。

浮吊金屬結(jié)構(gòu)靜載應(yīng)力檢測(cè)工況及相關(guān)操作見表1。

表1靜載應(yīng)力檢測(cè)工況

工況

載荷/t

幅度/m

操作程序

0

Rmin→Rmax

最小幅度時(shí)儀器置“0",變幅到*大幅度后儀器讀數(shù)

Gmax

Rmax

空載時(shí)儀器置“0"提升載荷儀器讀數(shù)

1.25Gmax

注:1.表中Rmin、Rmax、Gmax分別表示最小幅度、*大幅度和額定起重量;

2. 起重機(jī)額定起重量為16t,測(cè)試時(shí)Gmax實(shí)際為15.5t,1.25Gmax為20t。

各工況下靜載應(yīng)力檢測(cè)結(jié)果見表2

靜載應(yīng)力檢測(cè)結(jié)果見表2

 

測(cè)點(diǎn)

工況

A

+6.5

+42.9

+61.0

B

-14.9

-42.5

-60.9

C1

-31.6

-16.4

-18.4

C2

+29.3

-16.6

-18.8

D1

+30.7

-12.7

-3.5

D2

+34.5

-9.6

-6.7

E1

-25.7

-21.3

-32.0

E2

-23.8

-23.0

-33.6

F

+14.4

+15.9

+24.9

G1

+106.2

+8.1

-0.4

G2

+118.8

-2.9

+0.1

H1

-10.2

-13.2

-13.7

H2

-7.1

-15.5

-22.0

H3

+8.4

+11.4

+14.4

H4

+8.3

+14.8

+18.4

I1

+31.6

+50.7

+67.6

I2

+33.1

+44.6

+60.1

J1

+19.4

+33.6

+45.7

J2

+17.7

+30.2

+44.1

K1

-28.2

-24.1

-37.5

K2

+13.2

+21.8

+19.6

K3

-3.9

+6.5

+9.4

L

+18.2

+26.0

+39.5

靜載檢測(cè)結(jié)果分析

在起重機(jī)臂架幅度從最小到*大的過程中,浮吊*大應(yīng)力出現(xiàn)在配重平衡梁G2測(cè)點(diǎn),應(yīng)力值為+118.8MPa,小于材料的許用應(yīng)力(浮吊材料為Q235,其許用應(yīng)力為170MPa)。

在*大幅度、額定載荷(15.5t)及1.25倍額定載荷(20t)靜載作用下,浮吊*大應(yīng)力部位在轉(zhuǎn)臺(tái)根部(I1測(cè)點(diǎn)),應(yīng)力值為+67.6MPa。如果將臂架變幅過程中系統(tǒng)自重對(duì)測(cè)點(diǎn)所產(chǎn)生的應(yīng)力疊加,則I1測(cè)點(diǎn)合成應(yīng)力為+99.2MPa,小于材料的許用應(yīng)力。起重機(jī)結(jié)構(gòu)在上述工況下的靜強(qiáng)度滿足要求。

浮吊金屬結(jié)構(gòu)動(dòng)載應(yīng)力測(cè)試與分析

檢測(cè)方法與設(shè)備

采用聚航科技生產(chǎn)的JHDY動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀對(duì)浮吊金屬結(jié)構(gòu)的動(dòng)載應(yīng)力進(jìn)行檢測(cè),并且動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀用半橋電路進(jìn)行接橋。

應(yīng)力測(cè)試步驟

首先確定所需布置的應(yīng)力測(cè)點(diǎn),用打磨儀對(duì)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行打磨并按要求粘貼應(yīng)變片。把動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀、應(yīng)變片、電腦用導(dǎo)線連接成半橋電路,并按照下面所述的檢測(cè)工況檢測(cè)起重機(jī)在1.1倍額定載荷作用下金屬結(jié)構(gòu)承受動(dòng)載的能力。根據(jù)軟件顯示的應(yīng)力測(cè)試曲線,分析判斷結(jié)構(gòu)承受動(dòng)載的能力是否滿足結(jié)構(gòu)動(dòng)強(qiáng)度要求。

動(dòng)載應(yīng)力測(cè)點(diǎn)選擇

動(dòng)態(tài)應(yīng)力測(cè)試點(diǎn)布置與上述靜態(tài)應(yīng)力測(cè)試點(diǎn)的布置原則類似。此次浮吊動(dòng)態(tài)應(yīng)力測(cè)試點(diǎn)選擇靜載應(yīng)力較大和各個(gè)主要構(gòu)件具有典型意義的位置,選擇A、C1、G2、I1、J1、K1測(cè)點(diǎn)作為動(dòng)載應(yīng)力測(cè)點(diǎn)。

動(dòng)載應(yīng)力檢測(cè)工況

臂架處在*大幅度,將儀器置“0",起升1.1倍額定載荷(1.1倍額定載荷為17.6t,測(cè)試時(shí)實(shí)際載荷為17.2t),作上升、制動(dòng)、下降、制動(dòng),再作左右回轉(zhuǎn)動(dòng)作,然后載荷回到起始位置。

動(dòng)載應(yīng)力測(cè)試結(jié)果及分析

表3動(dòng)載應(yīng)力檢測(cè)結(jié)果

測(cè)點(diǎn)

*大動(dòng)載應(yīng)力

峰值/MPa

穩(wěn)定狀態(tài)

應(yīng)力值/MPa

對(duì)比值

A

+47.8

+45.1

1.06

C1

-22.5

-19.4

1.16

G2

-24.0

-21.5

1.12

I1

+64.0

+60.2

1.06

J1

+41.0

+38.9

1.05

K1

-73.0

-68.5

1.07

注:這里動(dòng)態(tài)應(yīng)力穩(wěn)定值是在應(yīng)力峰值附近的范圍取得一個(gè)均值,對(duì)比值則是動(dòng)態(tài)應(yīng)力峰值和動(dòng)態(tài)應(yīng)力穩(wěn)定值的一個(gè)比值。

由表3可知,浮吊在*大幅度17.2t載荷動(dòng)載作用下,*大應(yīng)力峰值出現(xiàn)在圓筒下部(K1測(cè)點(diǎn)),此處應(yīng)力峰值為-73.0MPa。各動(dòng)載應(yīng)力測(cè)點(diǎn)應(yīng)力峰值,對(duì)比值均在正常范圍內(nèi),起重機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)強(qiáng)度滿足要求。

總結(jié)

本文主要介紹了浮吊金屬結(jié)構(gòu)的應(yīng)力測(cè)試方法以及測(cè)點(diǎn)布置方案,結(jié)果表明該浮式起重機(jī)靜載應(yīng)力和動(dòng)載應(yīng)力均滿足工作要求。

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