桥式起重机箱形主梁下挠问题的探讨

由李国栋、胡明、姜胜臻（其中李国栋、姜胜臻来自济南, 邮编；胡明来自山东省机械设计研究院, 济南邮编）撰写的关于桥式起重机箱形主梁下挠问题的探讨一文, 其中分析了主梁下挠变形的原因以及其所带来的危害, 还介绍了主梁下挠的测量方法, 同时提及了修理界限以及修理方法。下面是关于桥式起重机的相关内容, 其中桥式起重机的主梁是其最为关键的承重以及传力结构, 在进行制造以及投入使用的过程里, 会出现拱度不足甚至出现下挠的情况, 对此应采取相应措施来加以预防和消除。首先是下挠变形产生的原因。其一, 主梁上盖板的焊缝数量显著多于下盖板, 并且上盖板焊接时的热输入远远超出下盖板, 焊接完成后便导致了下挠变形。其二, 在焊接工艺里腹板下料的理论拱度相对偏小, 腹板进行拼接以及主梁完成焊接之后, 焊接所产生的变形抵消了一部分拱度值, 最终造成拱度不够。主梁制造时, 因强制组装控制变形, 致使各部位出现不同方向的残余拉、压应力, 残余内应力在使用中渐渐均匀化乃至消失, 进而让主梁产生永久变形, 工作环境温度有影响, 起重机若常处高温环境使用, 会致使原材料屈服点降低并产生温度应力, 造成下挠变形, 焊接顺序不合理, 同时会造成水平弯曲超差, 存在超负荷及不合理使用情况。如果长期处于超载使用状态, 或者出现改变工作等级的情况, 又或者重物在吊运以及翻转的时候, 因为指挥不当进而引发冲击, 那么这些情况都会造成主梁下挠。在桥架上开展气割以及焊接作业时, 要是不采取能够防止变形的措施, 那就会产生不均匀的加热结果, 如此一来也将引发主梁的变形, 像拆装小车轨道等类似情况。主梁下挠会致使小车运行时出现爬坡现象, 如此会增加运行阻力，进而损坏运行机构, 甚至烧坏电机, 这就是下挠变形所带来的危害。主梁出现下挠之后, 集中驱动的大车传动机构同样会跟着下挠, 所以在运转的时候会致使传动轴扭断, 严重的情况下甚至有可能造成联轴器齿部折断或者联结螺栓断裂。两根主梁的下挠程度不一样的时候, 会让小车形成“三条腿”现象, 进而造成小车车轮啃轨等问题。主梁出现严重下挠并且产生永久变形的时候, 主梁下盖板以及腹板的受托区的应力已经达到屈服极限, 甚至在主梁下盖板以及附近的腹板上出现裂纹、脱焊的情况。３下挠变形的测量办法当前测量主梁下挠的办法主要有两种, 那便是水准仪法以及钢丝法。（１）水准仪法: 测量上拱之际把水准仪放置在恰当的位置, 转动水准仪能够找出一条水平线, 依据这条线来测量上拱, 测弹性下挠时可把水准仪放置于合适的位置, 在主梁内侧上盖板处自由悬挂标尺, 加载前后从水准仪目镜察看刻度差, 此即为主梁的变形量, 这种方法测量精度比较高。下面是钢丝法, 使用钢丝测量之前, 必须准备好这些工具, 重锤、钢丝、两个撑杆、两个滑车等, 把撑杆和滑车分别裝在起重机的两个跨端, 悬挂用重锤牵引的钢丝，用直板尺测量, 要是Ｈ是撑杆的高度, 直板尺测量尺寸是ｈ1, 钢丝自垂下挠值是ｈ2, 那么实际拱度值ｈ等于Ｈ减ｈ1加ｈ2的值, 以毫米为单位。有这样一种办法, 它被运用得相对广泛, 它相对而言较为简易, 并不需要什么特别的仪器, 其测量得出的结果比较精准, 测量的点能够多也能够少, 尤其是在进行维修之时能够随时去测量。对于桥式起重机, 其主梁变形在设计以及使用进程当中都有着明确的要求, 当超过规定的要求之际, 就必须要予以修复, 要是无法修复那么就应当予以报废。对于新装置的桥式起重机。《通用桥式起重机》（ＣＢ／Ｔ １４４０５—９３）做出了规定, 规定里提到, 主梁应该有Ｅ拱, 跨中的上拱度是（０．９ ／ １０００ — １．４ ／ １０００）Ｓ, 并且最大上拱度需要被控制在跨中Ｓ ／ １０的范围之内, 这里的Ｓ指的是起重机跨度。《起重机设计规范》（ＧＢ３８１１—８３）同样作出规定, 当满载小车处于跨中位置时, 主梁跨中垂直静挠度需满足, 工作等级为Ａ５或Ａ５级别以下的起重机, 其数值不应超过Ｓ／７００ , 工作级别为Ａ６的起重机, 该数值不应超过Ｓ／８００ , 工作级别为Ａ７、Ａ８的起重机, 此数值不应超过Ｓ／１０００。（２）对于正在使用的桥式起重机, 《起重机安全技术检验大纲》规定: “起重机空载时的下挠值不应超出水平线以下Ｓ／１５００。”。同时还作出规定: “进行主梁额定载荷试验时, 跨中下挠值不应当超过处于水平线以下的Ｓ／７００。” ５修复措施 ５． １火焰矫正法, 这种方法需在主梁中性层下部, 挑选若干加热区, 将其集中加热至６００℃以上, 由于加热区受到周围冷金属的限制, 无法自由伸胀进而被塑性压缩。其原理是借助金属热胀冷缩的物理性质以及金属机械性能与温度的关系。一般情况下, 主梁所采用的材料是低碳钢, 当低碳钢被加热到６００℃的时候, 其屈服极限会趋向于零, 故而火焰矫正的温度通常选取７００至８００℃, 加热区会产生热塑性变形, 在冷却收缩之际, 每个小加热区就仿佛产生一对朝着内拉冷金属的力, 使得中性层以下的金属彼此靠近, 如此便让整个主梁恢复上拱, 矫正之后, 尽管几何形状恢复到原来的要求, 然而却无法改变对材料的不利影响, 残余下挠属于永久变形。所以, 为了能够确保起重机主梁安全且可靠地进行工作, 就一定得进行适当的加固。加固所采用的方法, 普遍是运用在主梁的下边添加槽钢的方式。这种方法, 不管是从　万方数据。