主梁变形（精选3篇）
主梁变形 篇1
桥式起重机是当前应用比较频繁的起重机之一, 为了确保其能够合理的被使用, 文章通过下文主要对桥式起重机主梁变形问题及相应的修复对策进行了探究, 从而为有关部门及工作人员在实际工作中提供一定的借鉴作用。
1 出现变形的原因
1.1 没有合理的进行设计与制造
焊接过程和设计材料不合理, 比如, 设计中没有根据有关技术标准和规范去做, 没有根据腹板拱度进行下料, 没有按照要求确定钢材规格尺寸, 同时, 因为有一定差异存在于焊接工艺中, 这样有明显的波浪变形存在于腹板中, 在使用时, 因为钢材质量不合格或者受拉区向受压区转变, 因此, 下挠问题极易出现在主梁中。
1.2 内应力影响主梁
在制造主梁结构时, 强制进行, 或者因为焊接的时候, 对局部没有进行合理的加热, 这样就会有不同程度的压、拉应力出现在起重机金属结构的各个部位, 当金属屈服极限被这些应力超过之后, 就会有变形问题出现在主梁中。
1.3 吊装及运输不合理
长大型构件是起重机主梁的基本构造特征, 弹性大, 刚度小, 在制作装配中, 有很大的内应力存在, 一旦操作不规范, 就极易导致起重机主梁结构形变。
1.4 应用不科学
通常, 按照设计参数将起重机的载荷能力确定出来, 在平时应用中, 超载问题经常发生, 工作量大, 或者应用不科学, 就会有变形问题出现在起重机主梁结构中。
1.5 腐蚀及高温环境影响主梁
当在腐蚀和高温环境下长期运行后, 桥式起重机的金属材料屈服强度就会被降低, 温度过高, 还会有温度应力出现在其中, 因此, 将主梁变形的可能性就会增加。桥式起重机如果长期的在高温环境下工作, 所以需要将隔热板设置在直接受高温辐射的部位, 例如起重横梁和主梁, 将可靠的隔热装置设置在下翼缘板处, 桥式起重机如果在腐蚀环境中工作, 将金属结构的防腐措施必须要做好, 将划痕、焊缝和表面损坏要尽可能的减少。
2 修复对策解析
2.1 预应力修复法
对桥式起重机主梁变形问题可以应用预应力法进行矫正, 将支座固定在主梁的下盖板两端, 通过预应力将多根钢丝绳和钢筋张拉出来, 主梁在弯矩的作用下恢复上拱。当有载荷作用被施加到主梁上, 钢筋预应力和工作压力恰好相反, 这样部分工作压力就可以被钢筋预应力抵消, 进而将主梁承载能力提升。在矫正主梁时, 这种方法发挥着重要作用, 矫正后, 就会有着准确且稳定的上拱值, 按照平时应用过程中的改变, 能够及时调整;主梁在矫正后, 刚度与强度将会被提升, 这种矫正方式成本低、施工周期短、便于掌控、简便可靠。但是, 在主梁的局部变形或者水平弯中不适合应用这种方法, 只可以矫正桥式起重机箱型主梁拱度下挠。校正后而且影响外形。一旦起重机长期满负载运动、承载能力差、工作环境恶劣、多年应用, 就可以对这种方法进行应用。
2.2 火焰矫正法
这种方法的基本原理是加热主梁局部, 使塑性变形不断出现在金属结构的某些位置, 冷却后, 通过剩下的一些收缩应力完成矫正。对这种方法进行应用, 需要注意这样几个方面:
首先, 在700-800℃之间控制加热的温度, 这时就会有桃红色呈现于钢板中, 防止出现过低或者过高的加热温度。这时金属的屈服极限就会逐渐向0发展, 为热碳钢状态, 因此, 具备最优的矫正效果。
其次, 为了将腹板的波浪度降低, 隔板处为加热点。对于主梁中的一些危险截面, 应该将加热点避开。在矫正加热后, 加大烤点应力, 所以, 也会相应的增大危险截面的负荷应力, 极易造成矫正变形不科学。
再次, 不可以重复加热同一个位置, 不仅效果不理想, 也会损害金属的金相组织。
最后, 矫正完主梁变形问题后, 需要加固主梁。由于矫正后, 有很大的应力存在于主梁中, 加之使用年限长, 就会增加金属材料的疲劳度, 刚性不合理。一旦没有加固, 不仅影响矫正效果, 也会加重变形情况。通常加固时, 将槽钢放到主梁跨度内下盖板两侧, 作为腹板, 再将一层下盖板铺上去, 进而将主梁断面增加。
这种矫正方法, 灵活性强、矫正效果较好, 施工工艺也比较简单, 然而, 矫正时, 顶起了主梁矫正部位后, 就会将技术要求和施工难度增加, 矫正后, 对主梁还需要用槽钢加固, 不然会有更加严重的塑性变形出现在其中。通常的时候, 应该根据实际情况而定, 再选择这种方法。
3 结语
综上所述, 因为种种因素的至于, 经常有变形问题出现在桥式起重机主梁结构中, 进而对其正常应用就会带来影响, 所以, 为了能够确保桥式起重机可以被安全、可靠的应用, 对于其主梁结构中出现的变形问题进行修复是摆在我们面前的一项重要工作。所以, 在实际工作中必须要采取科学的矫正方法, 对于各种方法的适用范围、特征进行合理的把握, 才可以有效的解决桥式起重机主梁的变形问题。
参考文献
[1]叶斌.桥式起重机主梁变形原因与修复方法[J].科技论坛, 2011 (08) :257-259.
[2]王丙全, 肖桂华, 郭中伟, 常保和.桥式起重机主梁变形矫正措施[J].冶金设备, 2013 (08) :265-269.
[3]王共和.桥式起重机主梁变形原因分析及修复[J].湖南有色金属, 2009 (05) .
主梁变形 篇2
一、焊接变形种类
1. 纵向收缩变形
构件焊后在焊缝方向发生收缩, 如图1-1中的△L。焊接结构焊后出现的收缩变形是难以修复的, 必须在构件下料时加余量。
2. 横向收缩变形
构件焊后在垂直焊缝方向发生收缩, 如图1-1中的△B。同样焊后出现这种收缩变形是难以修复的, 应在构件下料时加余量。
3. 弯曲变形
构件焊后发生弯曲, 弯曲变形是由焊缝的纵向收缩引起和由焊缝横向收缩引起的。
这种焊接变形是由于结构上的焊缝不对称或焊件断面形状不对称, 焊缝的纵向收缩和和横向收缩而产生的变形。
4. 角变形
焊后构件平面围绕焊缝产生的角变形, 主要由于焊缝截面形状不对称, 或施焊层次不合理致使焊缝在厚度方向上横向收缩量不一致所产生的。
5. 波浪变形
焊后构件呈波浪形, 这种变形在薄板焊接时容易发生。产生原因是由于焊缝的纵向收缩和横向收缩在拘束较小结构部位造成较大的压应力而引起的变形;或由几条互相平行的角焊缝横向收缩产生的角变形而引起的组合变形;或由上述两种原因共同作用而产生的变形。
6. 扭曲变形
焊后沿结构的长度出现螺旋形变形, 这种变形是由于装配不良, 施焊程序不合理, 致使焊缝纵向收缩和横向收缩没有一定规律而引起的变形。
以上几种类型的变形, 在桥式起重机主梁焊接生产中往往不是单独出现的, 而是同时出现, 互相影响。
二、控制焊接变形的措施
控制主梁焊接变形要从设计开始至梁的组装焊接等一系列过程加以控制, 现论述如下:
1. 设计控制
(1) 选用合理的焊缝尺寸。焊缝尺寸增加, 焊接变形也随之增大, 但过小的焊缝尺寸, 将会降低结构的承载能力, 并使接头的冷却速度加快, 产生焊接缺陷。因此在满足结构的承载能力和保证焊接质量的前提下, 根据板厚选取工艺上可能的最小焊缝尺寸。
(2) 尽可能地减小焊缝数量。适当选择板的厚度, 可减小肋板的数量, 从而可以减小焊缝和焊后变形矫正量。
(3) 合理安排焊缝位置。焊缝对称于构件截面的中心轴, 或使焊缝接近中心轴, 可减小弯曲变形, 焊缝不要密集, 尽可能避免交叉焊缝。
2. 板件下料控制
由于在制作起重机主梁时, 箱型主梁上部焊缝数量多于下部, 所以主梁焊后易产生下挠。同时主梁是长而细的构件, 自重也会引起主梁下挠, 因此主梁腹板下料时要预制上拱度。
主梁成拱最常用的方法是腹板下料成拱法。腹板的拱形可采用二次抛物线形或正弦曲线形。腹板上拱度值规定为0.9~1.4S/1000, 考虑气割、焊接电流、焊接速度、操作者技术程度等因素影响, 多取1.4S/1000。
3. 主梁组装焊接控制
(1) 肋板与上盖板组装横向的90度偏差, 直接影响腹板和盖板组装的倾斜度。如果肋板控制不严, 会形成肋板里出外进现象。所以装配定位焊腹板形成II形梁随肋板而变形, 因此要求控制肋板与上盖板接合的90度角度偏差a≤H/1000.
(2) 对正轨箱型梁, 需预制盖板外弯, 可采用焊接肋板与盖板焊缝同一个方向, 即由无走台侧向有走台侧方向。
(3) 在焊接II形梁内壁焊缝时, 也要先焊接无走台侧肋板与腹板的焊缝, 后焊接走台侧肋板与腹板的焊缝, 有利于控制II形梁向走台侧弯曲。
①当II形梁组装定位焊下盖板时, 将II形梁正立于下盖板上进行综合调整:
II形梁组装定位焊下盖板时, 要求的上拱度值为
式中f4为梁焊接四条长焊缝后垂直方向弯曲值变化;
f走为梁焊接走台后垂直方向弯曲值变化;
f轨为梁焊接轨道压板后垂直方向弯曲值变化。
II形梁组装定位焊下盖板成II形梁, 这个工艺参数由编制梁的施工操作规程者给出。
②如II形梁扭曲致使盖板、腹板倾斜, 即有扭转角产生, 可用夹具使II形梁产生一个反扭转角。可根据梁的技术要求, 如有盖板或腹板倾斜≥B/200或≥H/200, 使梁盖板或腹板反倾斜≥B/200或≥H/200, 然后组装定位焊下盖板, 卸载后扭曲变形便得到矫正。
(4) 焊接箱型梁四条长焊缝时, 主梁拱度小, 可先焊下盖板与腹板两道焊缝。拱度大, 则先焊上面盖板与腹板的两道长焊缝。
综上所述, 主梁焊接变形虽然是不可避免的, 但通过以上焊接设计与工艺控制能把焊接变形控制在质量要求范围内, 在实际生产中效果显著。
参考文献
电动单梁起重机主梁变形事故分析 篇3
电动单梁起重机结构简单、性能可靠、效率较高, 广泛用于制造加工企业的生产过程。但是, 2011年8月, 某企业2台用于吊装模具的额定起重量为10 t的电动单梁起重机, 在主梁相同的位置却发生同样的塑性变形的事故。现对这起主梁变形事故进行分析。
1 事故起重机参数及主要结构型式
2台电动单梁起重机结构型式相同, 主梁均为常见的U型槽加工字钢结构, 型号相同LD型, 额定起重量10 t, 跨度19.5 m, 工作级别A3, 起升机构为CD1型10 t钢丝绳电动葫芦, 手电门操纵。
2 事故分析
2.1 事故起重机资料审查
2台起重机分别由两家公司制造, 通过审查产品资料发现, 2台起重机所用材料为Q235-B, 主梁尺寸一样, 并与设计图纸一致, 经计算能够满足相关设计规范和使用要求;有安装监督检验报告;查技术协议书, 买方未作起重机的使用做用于吊装模具的说明, 为常规产品。
2.2 事故起重机现场观察
2台起重机主梁跨中1 m处, U型槽的上盖板和腹板、两侧斜腹板受压严重塑性变形, 工字钢没有明显变形, 如图1所示。
2.3 事故起重机日常使用
据设备使用人员介绍, 2台起重机除了吊运模具, 基本不吊运其他重物, 且模具自重最大只有9.3 t, 起重量限制器被用户拆除。事故起重机主要用于吊运模具安装于机床和从机床拆除运走, 具体操作步骤如下:将模具吊运至机床安装位置, 使用点动按钮, 将模具与机床精确对接, 然后将模具固定;模具使用完成后, 需要从机床内移走更换其他模具, 如果先松开压板的话, 模具容易坠落造成损坏和事故, 因此先用起重机吊住固定在机床上的模具, 压板完全松开后, 再吊起模具运走。
2.4 事故原因分析
通过对事故起重机资料的审查, 确定2台起重机主梁结构在设计和制造上按图纸制造的, 额定载荷下没有主梁强度和刚度的问题;从现场观察2台起重机在同样的位置产生了相同的塑性变形, 且变形位置对应在机床模具吊装点的正上方, 可以判断导致主梁变形的原因应该是在安装或拆除模具过程中造成的。经了解, 起重机在拆卸模具时, 先吊住与机床联接的模具, 如果此时起重机操作不当, 点动过大造成起吊钢丝绳过度张紧的话, 吊起的不光是模具的自重, 还包括机床的部分重量, 超过模具的自重9.3 t, 并可能超过起重机额定起重量10t, 但起重量限制器已被拆除, 显然此过程极易导致起重机超载, 由此可见超载是导致起重机主梁变形的主要原因之一。主梁受力图如图2 (a) 所示, 此时由吊载产生的最大弯矩为。最大弯矩的位置即为吊载作用点位置, 一般在主梁跨中附近的区域, 如图2 (b) 所示。由应力的计算公式, 因此吊载位置的应力值为最大值, 如图2 (c) 所示。
综上所述, 吊装模具工艺过程设计不合理、起重量限制器无效、操作人员使用不当造成了起重机经常超载作业, 主梁吊装工位的受压区材料, 压应力超过设计的许用应力, 压应力过大, 使得主梁受压区的U型槽上盖板和腹板、两侧斜腹板严重塑性变形和局部失稳造成屈曲。
3 事故起重机解决措施
3.1 设备选型
事故起重机起升机构采用的锥形转子电动机, 通电即全速运转, 瞬间提起重物。吊装模具与机床对接, 对定位精准度要求非常高, 使用该类型起重机很难实现吊装工艺的要求。夹绳式起重量限制器, 原理是由传感器采集钢丝绳的受力变化, 经过控制电路将电信号转换成数字信号、机械信号, 断开上升回路, 这一过程有一定时间延迟, 与此类锥形转子电动机配套使用, 防超载功能也很难实现。建议该设备起升机构采用变频控制的钢丝绳电动葫芦或者带超载离合器的起升速度较低的环链电动葫芦, 运行机构采用软驱动或变频电机, 从而实现高精度定位和误超载的目的, 保证设备的安全使用。
3.2 设备管理
《特种设备安全监察条例》规定特种设备使用单位对在用特种设备应当建立自行检查制度, 出现故障或者发生异常情况, 应当对其进行全面检查, 消除事故隐患后, 方可重新投入使用。据现场操作人员说, 该企业其中1台设备主梁早就变形, 也未及时向安全管理负责人报告, 及时处理。导致另一台设备主梁也产生变形, 造成了不必要的经济损失。因此, 在使用过程中, 要加强设备的维护保养, 建立和完善特种设备管理制度, 配备专职或兼职安全管理人员。检验机构的特种设备检验人员在实施检验活动中, 除了对设备的正常检验外, 还要对设备的使用环境、使用工况多作一些了解, 帮助企业及早发现问题、解决可能发生的事故隐患。
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