橋式起重機(jī)主梁變形原因與修復(fù)方法

葉斌

【摘 要】針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常遇到橋式起重機(jī)主梁變形的問題，本文對(duì)橋式起重機(jī)主梁變形的原因進(jìn)行了分析，對(duì)其影響及修復(fù)方法進(jìn)行了介紹。

【關(guān)鍵詞】橋式起重機(jī)；主梁變形；修復(fù)方法

隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，起重機(jī)械被廣泛地應(yīng)用于各種物料的起重、運(yùn)輸、裝卸等生產(chǎn)活動(dòng)中是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)不可缺少的設(shè)備，橋式起重機(jī)就是其中一種，在現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)中的作用越來越突出起。隨之而來的因起重機(jī)主梁變形而導(dǎo)致的故障也日益增加，這不僅影響到正常的生產(chǎn)活動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)將引發(fā)重大生產(chǎn)事故，威脅到人們的生命安全，怎樣減少或避免此類事故發(fā)生，確保設(shè)備的安全運(yùn)行，保障安全生產(chǎn)，及時(shí)妥善處理此類故障，已成為生產(chǎn)中的重中之重。主梁變形的主要表現(xiàn)形式有主粱上拱度減小，甚至消失而出現(xiàn)下?lián)希髁撼霈F(xiàn)橫向彎曲（側(cè)彎），主梁出現(xiàn)嚴(yán)重的波浪形以及橋架對(duì)角線超差。主梁變形對(duì)起重機(jī)整機(jī)性能產(chǎn)生的影響主要是：影響小車車輪與軌道接觸，導(dǎo)致四個(gè)車輪不能同時(shí)與軌道接觸，出現(xiàn)受力不均產(chǎn)生啃軌現(xiàn)象影響小車運(yùn)行；主梁變形到一定程度時(shí)，小車軌道將會(huì)因變形而產(chǎn)生坡度，小車在運(yùn)行時(shí)要克服爬坡阻力，制動(dòng)后小車會(huì)有溜車現(xiàn)象；影響大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)，導(dǎo)致聯(lián)軸器偏斜角增大而磨損增加，導(dǎo)致齒斷，甚至大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)不能工作；當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重下?lián)蠒r(shí)，主梁下蓋板和腹板的拉應(yīng)力達(dá)到金屬材料的屈服極限時(shí)，可能出現(xiàn)裂紋或脫焊，如果起重機(jī)繼續(xù)頻繁工作，那么主梁可能報(bào)廢。

1.橋式起重機(jī)主梁變形的原因

1.1設(shè)計(jì)及制造不合理

設(shè)計(jì)下料和焊接過程不規(guī)范，如設(shè)計(jì)時(shí)未按相關(guān)安全技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，下料時(shí)未按規(guī)定的腹板拱度下料，鋼材規(guī)格尺寸不符合要求，另外由于焊接工藝差導(dǎo)致腹板有明顯的波浪變形，在使用過程中，腹板波浪變形由于受拉區(qū)轉(zhuǎn)向受壓區(qū)或鋼材質(zhì)量不合格都會(huì)使主梁產(chǎn)生下?lián)稀?/p>

1.2主梁內(nèi)應(yīng)力的影響

主梁結(jié)構(gòu)制造過程中的強(qiáng)制組裝，或由于焊接過程中的局部不均勻加熱，導(dǎo)致起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的各部位存在著不同的拉、壓等應(yīng)力即殘余內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)這些應(yīng)力超過金屬的屈服極限的時(shí)候，橋架就會(huì)發(fā)生變形。

1.3不合理的吊裝以及運(yùn)輸

起重機(jī)主梁是長大型結(jié)構(gòu)件，剛度小彈性較大，在制造裝配過程中存在較大的內(nèi)應(yīng)力，一些不符合安全規(guī)范要求的操作可就能導(dǎo)致橋架結(jié)構(gòu)的變形。

1.4不合理的使用

起重機(jī)的載荷能力是根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)確定的，日常使用時(shí)經(jīng)常超載，超工作級(jí)別使用及其它不合理的使用超過設(shè)計(jì)承載能力時(shí)，就會(huì)造成起重機(jī)主梁的變形及損壞。

1.5高溫及腐蝕環(huán)境對(duì)主梁的影響

當(dāng)橋式起重機(jī)在高溫環(huán)境或有腐蝕性氣體的環(huán)境中工作時(shí)，會(huì)降低金屬材料的屈服強(qiáng)度，高溫環(huán)境條件下，還將產(chǎn)生溫度應(yīng)力，這就增加了主梁變形的可能性。在高溫環(huán)境中工作的橋式起重機(jī)直接受高溫輻射部分應(yīng)設(shè)隔熱板等，如主梁和起重橫梁，下翼緣板下應(yīng)設(shè)有可靠的隔熱裝置。在腐蝕環(huán)境中工作的橋式起重機(jī)應(yīng)做好金屬結(jié)構(gòu)的防腐措施，盡量減少焊縫、表面損壞及劃痕。

2.主梁變形的修復(fù)方法

當(dāng)橋式起重機(jī)主梁發(fā)生變形時(shí)我們應(yīng)該對(duì)其做出修復(fù)。修復(fù)的方法主要有：火焰矯正法、預(yù)應(yīng)力法、重復(fù)施焊法、切割法等。

2.1火焰矯正法

火焰矯正法的原理是在主梁上局部加熱，使金屬結(jié)構(gòu)的某些地方產(chǎn)生塑性變形，冷卻后由殘余的局部收縮應(yīng)力達(dá)到矯正的目的。利用火焰矯正法進(jìn)行矯正時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）加熱溫度應(yīng)為700℃ 至800℃，此時(shí)鋼板呈現(xiàn)桃紅色，加熱溫度不應(yīng)過高或過低。此時(shí)金屬的屈服極限趨近于零，處于“熱碳鋼”狀態(tài)，矯正效果最好。

（2）為了減小腹板的波浪度，加熱點(diǎn)應(yīng)在隔板處。加熱點(diǎn)應(yīng)避主梁開危險(xiǎn)截面。經(jīng)加熱矯正后烤點(diǎn)部位應(yīng)力加大，因此危險(xiǎn)截面的負(fù)荷應(yīng)力也加大，容易使矯正變形失效。

（3）同一位置不能重復(fù)加熱，不但效果不好，對(duì)金屬的金相組織也有損害。

（4）主梁變形矯正后主梁應(yīng)加固。因?yàn)槌C正后主梁有很大的應(yīng)力，再加上多年使用，金屬材料疲勞度增加，剛性不足。如不加固，不但矯正效果得不到保持，變形現(xiàn)象也會(huì)加重。一般加固的方法是在主梁跨度內(nèi)下蓋板兩側(cè)用槽鋼做腹板，再加一層下蓋板，以增加主梁斷面。

火焰矯正法矯正效果較好、施工工藝也較為簡單、靈活性強(qiáng)、但是火焰矯正時(shí)，將主梁矯正部位頂起（使烤區(qū)受壓應(yīng)力），這就增加了施工難度和技術(shù)要求；火焰矯正后仍需要再用槽鋼加固主粱，否則將產(chǎn)生更嚴(yán)重的塑性變形。一般情況下（除局部矯正硬彎外），不主張采用火焰矯正法。

2.2 預(yù)應(yīng)力法

預(yù)應(yīng)力法矯正主梁下?lián)鲜窃谥髁旱南律w板兩端通過固定支座，用預(yù)應(yīng)力張拉多根鋼筋或鋼絲繩，使主梁受到一個(gè)彎矩（主梁上半部受拉應(yīng)力，下半部受壓應(yīng)力），在這彎矩作用下主梁恢復(fù)上拱。當(dāng)主梁承受載荷作用時(shí)，工作壓力恰好和鋼筋預(yù)應(yīng)力相反，這樣鋼筋預(yù)應(yīng)力就可以抵消部分工作壓應(yīng)力，從而提高了主梁的承載能力。預(yù)應(yīng)力法是一種主梁下?lián)铣C正的有效方法，矯正后上拱值準(zhǔn)確并且穩(wěn)定，根據(jù)日常使用中的變化還可以隨時(shí)調(diào)整；矯正后主梁的強(qiáng)度和剛度將加強(qiáng)；矯正簡便可靠、容易準(zhǔn)確控制、施工周期短、矯正成本低等。但是預(yù)應(yīng)力法不適宜主梁的水平彎及局部變形，只適用于橋式起重機(jī)箱形主梁拱度下?lián)系某C正；矯正后的外形不美觀等。如果起重機(jī)使用多年、長期滿負(fù)載工作、主梁剛性不足承載能力差、長期滿負(fù)載工作、工作環(huán)境惡劣等最適合采用預(yù)應(yīng)力法。

3.結(jié)束語

在實(shí)際工作中采取什么樣的矯正方法，將直接影響到起重機(jī)主梁變形的矯正效果、矯正費(fèi)用、主梁外觀質(zhì)量及起重機(jī)的的安全性能等。因此，選擇合理正確的矯正方法，掌握各種方法的特點(diǎn)、適用范圍才能正確、合理地選擇矯正方案，取得較為理想的矯正效果。 [科]

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