淺析港口機械鋼結(jié)構細部處理問題

盧曉康

摘 要：我國最近幾年港口行業(yè)飛速發(fā)展，對港口機械的需求也水漲船高，一些港口機械生產(chǎn)制造企業(yè)的業(yè)務量與日劇增，對企業(yè)來說，這不僅是一個新的挑戰(zhàn)，同時也是企業(yè)邁向更高端發(fā)展階段的跳板?；诖?，本文對如何改善大型港口機械鋼結(jié)構細部處理工作質(zhì)量已進行了分析與解釋，希望對港口行業(yè)的發(fā)展起到一定的幫助。

關鍵詞：港口；機械設備；鋼結(jié)構；細部處理

隨著改革開放的不斷深入，我國的市場經(jīng)濟環(huán)境不斷的發(fā)生著變化，地方經(jīng)濟活力的提升極大地帶動了大型港口機械制造行業(yè)的發(fā)展。作為一個對經(jīng)濟規(guī)模要求巨大的行業(yè)，大型港口機械制造企業(yè)在市場中必須要形成一定的規(guī)模才能更好的盈利，才能在激烈的市場競爭中保持不敗之地。為此，企業(yè)要投入大量的資金來支持業(yè)務的發(fā)展，提高整體生產(chǎn)的數(shù)量與質(zhì)量。

一、港口機械鋼結(jié)構細部處理的重要涵義

作為大型港口機械設備中的一種，卸船機在港口管理、運營工作中起到了關鍵性的作用，是港口工作中無法替代的一份子，它在港口中的表現(xiàn)能夠代表大多數(shù)的港口機械。卸船機的工作效率直接決定了整個港口的工作效率。在船舶機械設備的安裝工作當中，卸船機負責的是所有的機械設備吊裝、荷載等任務。在一些寬度較大的港口里，卸船機的外伸距還處于不斷的變化中，因此在設計階段就要為日后的工作留下基礎，盡可能的縮減卸船機的總體重量，為港口設備更加高效的工作打下堅實的基礎，同時，更加緊密與穩(wěn)定的鋼結(jié)構也能提升整個機械自身安全性能。對卸船機開展研究最能體現(xiàn)出港口機械的工作質(zhì)量與工作效率，代表著港口器械的總體鋼結(jié)構細部處理水平，也能針對鋼結(jié)構當中經(jīng)常出現(xiàn)的裂縫問題進行系統(tǒng)的指導與改良。

二、鋼結(jié)構細部處理的理論分析

在以往的焊接工藝處理當中，為了提高焊接質(zhì)量，三條焊縫之間的線要保持一定的距離，不能焊接在一起，確保不同焊縫之間的距離。假如由于操作不當將不同的焊縫連接在了一起，就很容易產(chǎn)生彼此之間的作用力，最終影響到鋼結(jié)構的整體質(zhì)量。在以往的焊接工作中主要采用的是預留焊縫處理手段，這種操作能夠避免焊縫與焊縫之間的重合，但是卻無法有效的解決焊縫之間相互作用力的問題，因此應當選擇新的做法。

在大部分的港口機械設備工作過程中，由于常年承載過大的力，或是由于作用力的突然增大導致的物體中應力梯度陡然提升，都會產(chǎn)生應力集中現(xiàn)象。應力集中主要出現(xiàn)在港口機械設備容易發(fā)生形變的區(qū)域，例如大量的焊接點、機械起重臂、空洞周邊，一些束縛區(qū)域也容易發(fā)生上述現(xiàn)象。應力集中現(xiàn)象的出現(xiàn)對機械設備來說是毀滅性的，通常會產(chǎn)生數(shù)量不等的裂縫，這些裂縫在實際工作中會從多個方面影響機械設備的正常工作，更有甚者會導致機械設備鋼結(jié)構的斷裂，引發(fā)安全事故，這在港口工作中是很難避免的。在開展了廣泛的研究之后相關工作人員發(fā)現(xiàn)，應力集中現(xiàn)象的產(chǎn)生與機械設備自身的工作方式緊密相關，一些機械設備加載了過重、重心不穩(wěn)的物體，就容易產(chǎn)生較大的應力，甚至超過機械設備應力承載的正常值，久而久之就容易產(chǎn)生應力形變。機械設備也不止處于唯一的一個外界應力的環(huán)境當中，應力集中現(xiàn)象是機械設備對周遭盈利環(huán)境的綜合體現(xiàn)，只要比較一段時間內(nèi)機械設備受到的最大應力和最小應力的比值，就能體現(xiàn)機械設備所受應力是否超過正常值，這個比值一般是大于1的，在一些特殊部位比值甚至更高。

三、主要載荷和細部處理問題

一般來說，要想保證整個卸船工作的質(zhì)量與效率，就要制定與規(guī)劃科學合理的卸船機額定工作功率，確保在工作時間內(nèi)，整個卸船機處于較高的工作效率，不要過多的出現(xiàn)空閑，這一點也是在設計機械設備時十分重要的一個環(huán)節(jié)。設計師在進行設計的時候，一般都會先規(guī)定好卸船機抓斗的容量，并以此作為整個卸船機的荷載基礎。所以要對卸船機的細部結(jié)構進行細致的設計，避免設備出現(xiàn)由于局部承載力不夠而出現(xiàn)內(nèi)部裂縫，甚至是出現(xiàn)形變，對正常的生產(chǎn)活動都會產(chǎn)生極大的負面影響，影響到正常的港口工作流程，甚至造成安全事故，威脅到人民群眾的生命財產(chǎn)安全。對于卸船機來說，其內(nèi)部桿件的連接情況直接決定了結(jié)構的總體強度，因此在當前的焊接工藝條件下，要預先保留好一定數(shù)量的焊接工藝孔，確保焊接質(zhì)量，保證桿件施工工藝達標，是確保鋼結(jié)構穩(wěn)定的關鍵因素之一。由于卸船機的工作時長一般較高，桿件結(jié)構以及焊點位置一直是故障的高發(fā)地點，必須要加強對細部結(jié)構的處理，才能夠保證設備整體的安全性[1]。

四、模型處理和載荷計算

對機械設備的細部結(jié)構進行細致研究，尤其是圖紙上的有關內(nèi)容要吃透，結(jié)合機械設備地梁單元和殼單元進行建模，確保計算出正確的荷載數(shù)值。整個計算過程處于動態(tài)變化中，其建模規(guī)律主要有以下幾個方面：1、確保鋼結(jié)構中的每個部分都被放到了建模體系中，提高建模分析質(zhì)量，不要漏掉任何一個關鍵部位；2、鋼結(jié)構的細部處理可以采用殼單元的形式，結(jié)合以梁單元的細部建模，提高剛性約束建模工作的細致性。

綜上，有限元分析法占據(jù)了較大的比例，在圍繞主連接點的計算當中，發(fā)現(xiàn)很多機械設備連接點的規(guī)定應力與實際應力大小相距甚遠，這與機械設備的設計理念是不符的，要想保持機械設備的長期穩(wěn)定工作，就要采取一定的手段來降低實際的應力水品，將其控制在設備的規(guī)定值之下。

五、結(jié)語

總而言之，細部結(jié)構是正常工作中很容易忽視的一個結(jié)構，要想保證機械設備的正常工作，就要提高對細部結(jié)構的處理力度。工作人員應從設計階段就開始重視對細部結(jié)構的優(yōu)化工作，提高系統(tǒng)的整體工作穩(wěn)定性，并做好建模計算工作，切實提升港口機械設備運轉(zhuǎn)的安全性與合理性。

參考文獻：

[1]何津淮.大型港口裝卸機械鋼結(jié)構安全性能評估[J].礦山機械，2008，

13：41-44.