MQ10-30型门机门腿上支承联接处疲劳寿命分析

　MQl030型口机口腿上支承联接处疲劳寿命分析武欢交通科技大学贿汉430063雷新华郭建生广州湛务局旷州510730黄艳芬幸商要：针对在用口机构件的疲劳开裂现象，提出了受压、弯、扭复合作用的构件可抖等效应力作为裂纹萌生寿命的假定，并通过对某港口台30型口机的现场实测，进行应力时间历程的统计及疲劳寿命分析，表明所提出的模型与实际情况基本或港口座起重机的工作环境较差，工作级别亦较其它起重机高，故其主要构件在受力较大且力流不够顺畅的部位常出现疲劳开裂现象由于口座起重机的造价较高，从目前我国港的实际状况看，要及时地更新使用期较长的口座起重机存在许多困难。因此，若能对疲劳裂纹进行合理的修复，并作好剩余寿命的预估，则对延长其使用年限，充分发挥设备的综合效益均具有十分重要的现实意义。

　　我国80年代初期出厂的Q1030型口座起重机，采用了典型的转柱式结构，其水平滚轮支承环与口腿联接结构中，因力流传递不够合理，常导致口腿顶部产生裂纹，如图1中所示应变片粘贴位置这种现象在我国各大海港的该类口机上较普遍本文对这种典型部位的应力情况及疲劳寿命进行分拆试和数据采集口座起重机在作业过程中，该部位承受压弯、扭兰种载荷的复合作用，其复合变形的危险点在构件表面，且为双向应力状态，如图2所示根据上述分析，在现场测试中采用了H片45°应变片组成的应变花，测点处的主应力可由下式计算得出邱0上兰个主应力在结构疲劳裂纹萌生阶段所起的作用如何，是分析双向应力状态处应力时间历程首先要弄清的问题对于复合交变应力下的零件疲劳破坏甫下4种假定叫要正确分析应力时间历程，首先要进行应力的测6玲；0为对称循环下材料的疲劳极限为泊松比抖往们对大型结构的研究巧局限于单向应力状态。本文讨论的疲劳问题对象，至今尚未见到具有实用价值的分析报告上四种疲劳破坏的假定，哪种更适合于港口口座起重机结构疲劳的研究分析，是个值得深入研究的课题据文献口]，任何弹性系统要形成裂纹，必须具有足够的能量，即能量是产生裂纹和裂纹扩展的先决条件。从应用效果看，变形能强度理论在零件疲劳破坏应用性分析研究中的结果与工程实际吻合得最好。因此，本文选择变形能强度理论作为云种应力效果的综合参数来分析复合变形中的应力情犯双向应力状态下的等效折算应力计算式可由变形能强度计算公式推出，其表达式为式4即为双向应力状态分析的理论基石化2应力时间历程的A化转换及统计分析本文的应力时间历程分析对象取自某港口使用多年的台Ql030型口座起重机装卸件杂货时的应力时间历程检测时，共记录撕个工作循环对口腿上方与上支承环联接处的吉个测点同时采样，采样频率为40比，并通过A/D转换器把数据送到计算化分析中所用软件功能及流程如下：采样：实切臣个通道同时采样，并选择采样频率及其长度滤波计数：检出等效应力历程中的峰谷值点，并删除微小波动及奇异峰、谷值点再用阶雨流计数法进行计数，得出循环的幅值均值结果：按文献[3的结论，对于焊接结构而言，其均值的影响可忽略不计，故仅对应力幅值进行加权平均后再进行分组来样显7K斗A/D滤波计数结果表l为某港口Q1030型口机装卸件杂货应力历程统计结果组号统计范围平均幅值出现次数频次数1护3於3裂纹萌生寿命估算1]机开裂部位的局部结构可参见图1即粘贴应变片部位，其57V曲线均满足下式：根据实际结果的联接形式，查文献[3两此种结构的〔值为8.化10.，巧为4，则该结构的5曲线表达式为辛雕式6目阿瓣于损伤十算，果列靖2载荷实际发生次数寿命损伤2巧6 39於若将寿命折算为年其折算原则为：每10分钟完成1次工作循环每日两个工班；1年200个工钢丝绳绳端开放式板连接法南昌铁路局宜春车务段钅昌3360任美珍胡新民钢丝绳与抓斗连接多采用绳卡固定法它有诸多不便：开闭斗绳的6个绳卡在抓斗上承梁内腔，不便检紧固抓斗使用段时间后，钢丝绳直径缩小，绳卡必然松弛，钢丝绳抽动，6个绳卡3个组挤在起，钢丝绳松散变形。

　　支撑绳绳卡在抓斗上承梁上方，绳卡经常勾挂开闭斗钢丝绳绳卡的螺纹被刮壳，换钢丝绳时无法松开，用了次就要报废，浪费较大巧抓斗上的绳卡都是随着钢丝绳上下左右活动的，碰撞钢结构打坏绳卡，更换钢丝绳十分吃力。

　　4绳卡压迫钢丝绳造成应力集中，使钢丝绳易断丝断股。钢丝绳使用寿命缩短，只达应有寿命的10，浪费很大巧凡使用绳卡的钢丝绳，在抓斗端对钢丝绳的长短无法调整绳卡打紧钢丝绳成了永久变形，又不可能让其掉头重新使用，而且绳卡的紧固要费很大力气因为在柔性的钢丝绳上紧固绳卡往往很难抒紧，在地面上紧固要两人脚践手抓，颇为狼狐因紧固不牢而导致钢丝绳变形甚至滑脱的事件常有发生总之，在抓斗上用绳卡固定钢丝绳的方法经落后，我们想废弃这种落后的紧固方法，改绳卡连接为开放式模子连接普通钢丝绳套早已有之，但它有许多缺点首先，它是封巧式的钢丝绳要从模套孔内穿过，绳头应整齐无毛刺，穿过后折弯1撕°，再从模套孔内返穿折回，对僵硬的钢丝绳或比较短的钢丝绳很难返菜其次，它是活动式的。模子尾部有挂环，用销轴拴住，沿轴屯、摆动。穿钢丝绳时要有人抓住套或卸下模套，作业王序多。该模子在使用过程中，随钢丝伸缩运动而摆动，受冲击力大，模子尖端处钢丝绳反复折弯，易在此处断丝断股。

　　开放模子解决了普通型模子存在的问题，方便且节能开放式模板由两块夹持板、个模子组成两块夹持板成八字型排列焊在抓斗侧边钢板上夹持板与钢丝绳接触的面4倒角，钢丝绳受拉力后在倒角内只往里进而不外化由于是两块分离的夹持板，焊在抓斗上就呈开放式，钢丝绳无论长屉软硬毛顺否都可直接从开放的开口处放入，而不是穿入模套子1模子也从开放口放入，方便快捷，拉紧钢丝绳托住模子，开动电机，模子便会自动紧固钢丝绳开放式的钢丝绳模板的固定对松开模子有特别的好处巧换钢丝绳时，不象普通套那样要卸下套或抓住模套，只需链击模子便可松开，见图1开放式模套是固定式的，即静止不摇动，不折弯模子尖端处钢丝绳，不存在断丝断股的问题作日每次起重机工作循环中平均包括3.个应力循环，则许即5年左右该部位就可能萌生裂纹该估算值与各港口实际使用情况基本相符。