电动单梁起具有结构简单,安装、维修快捷方便,操作简便易学安装价格相对便宜等优点,广泛应用于机加工、装配、修理及仓库等场合,越来越受到中小企 业的青睐。但是其安全性存在较多问题,本文就单梁起重机在断裂力学方法和疲劳强度理论两个方面对起重机的安全问题的基础评估理论做简单分析。
断裂力学方法是研究带裂起重机械纹的材料、零件和构件中裂纹开如扩展的条件和扩展规律的力学分析方法。通过断裂力学分析,可以确定裂纹的容许尺寸、评定零件和构件 的承载能力,估算其使用寿命,从而提出零件和构件的损伤容限设计方法。传统的材料力学和结构力学都假设材料为不包含裂纹的连续体,并比较工作应力和许用应 力来判断张度。然而机械零件和构件,特别是大型铸件和锻件,难免有裂纹或类裂纹缺陷的存在。断裂力学在零件和裂纹的尺寸、载荷与材料力学性能三者之间建立 了定量的关系,从而可以根据试样的断裂力学试验数据,推测带裂纹机械零件和构件的抗断裂能力。
机械设计中选择铸铁或钢材时,可借助断裂力学分析进行论证。例如,张度极限只有260 MPa的灰铸铁与钢比较,虽然强度比较低,但用于低应力循环载荷时,其疲劳抗力却比强度极限相近的软钢高。根据断裂力学观点.疲劳裂纹扩展速率(循环应力 每次循环所引起的裂纹扩展量)与应力强度因子的幅度有关。这个临度小于材料的临界值(称为应力强度因子幅度门槛值)时,疲劳裂纹不扩展,或扩展极缓慢。上 述灰铸铁的应力强度因子幅度门槛值比软俐的门槛值高,所以抗疲劳性能好。球墨铸铁的门槛值常比一般结构钢的高。但如出现过载情况,则软钢仍优于灰铸铁,因 此需要综合考虑静强度和疲劳强度。
疲劳强度理论是指对承受循环应力的零件和构件。报据渡劳强度理论和竣劳实验数据,决定其合理的结构和尺寸的机械设计方法。机械零件和构件对疲劳破坏的抗 力,称为零件和构件的疲劳强度。疲劳强度由零件的局部应力状态和该处的材料性能确定,所以疲劳设计是以零件最弱区为依据的。通过改进零件的形状以降低峰值 应力,成在最弱区的表面层采用强化工艺,就能显著地提高其疲劳强度。在材料的疲劳现象未被认识之前,机械设计只考虑静强度,而不考虑应力变化对零件寿命的 影响。这样设计出来的机械产品经常在运行一段时期后,经过一定次数的应力变化循环而产生疲劳。致使突然发生脆性断裂,造成灾难性事故。应用疲劳强度设计能保证机械在给定的寿命内安全运行。疲劳强度设计方法有常规疲劳强度设计、损伤容限设计和疲劳强度可靠性设计。
磨合期是保证起重机正常运转,降低故障率,延长其使用寿命的重要环节。 起重机出厂后,一般规定有60小时左右的磨合期(有的称为走合期),这是制造工厂根据起重机使用初期的技术特点而规定的。1、由于起重机是特殊车辆,操作人员应接受生产厂家的培训、指导,对机器的结构、性能有充分的了解,并获得一定的操作及维护经验方可操作机器。生产厂家提 供的产品使用维护说明书,是操作者操作设备的必备资料,在操作机器前,一定要先阅读使用维护说明书,按说明书的要求进行操作、保养。
2、注意磨合期的工作负荷,磨合期内的工作负荷一般不要超过额定工作负荷的80%,并要安排适合的工作量,防止机器长时间连续作业所引起的过热现象的发生。
3、注意经常观察各仪表指示,出现异常,应及时停车予以排除,在原因未找到,故障未排除前,应停止作业。
4、注意经常检查润滑油、液压油、冷却液、制动液以及燃油油(水)位和品质,并注意检查整机的密封性。检查中发现油水缺少过多,应分析原因。同时,应强化各润滑点的润滑,建议在磨合期内,每班都要对润滑点加注润滑脂(特殊要求除外)。
5、保持机器清洁,及时调整、紧固松动的零部件,以防因松动而加剧零部件的磨损或导致零部件丢失。
6、磨合期结束,应对机器进行强制保养,做好检查和调整工作,同时注意油液的更换。
总之,起重机在磨合期内使用保养的要求,可归纳为:加强培训、减轻负荷、注意检查、强化润滑。只要重视并按要求实施对起重机磨合期的保养与维护,就会减少早期故障的发生,延长使用寿命,提高作业效率,使机器为您带来更多收益。