大沖床迎頭砸下

李　璐　趙鑄新　王　君

突然倒塌的壓力機

2007年11月4日上午9點15分,某市五金材料廠加工車間里,小畢已經做完了8#沖床開車前的準備工作。他十分熟悉這臺機器,它的標牌名稱是“開式可傾壓力機”,型號為JB23-33,公稱壓力為100t,是車間里最大的兩臺沖床之一。小畢又仔細檢查了一下,確認無異常,便按下了壓力機的啟動按鈕。他萬萬沒想到,壓力機沒有像往常一樣轉動起來,那沉重的機身,突然朝他砸了下來。站立在機器前的小畢連“哼”一聲都沒來得及,就被砸成了一團肉醬。

當相關人員聞訊趕到現場時,吃驚地發現,倒塌的8#沖床的機身與機底座兩旁的兩個Ф45mm的固定螺栓一齊斷裂了。這兩個相距800mm的螺栓斷面非常相似,都很光滑、平整,猶如被一把鋒利無比、削鐵如泥的大刀同時斬斷,使得沉重的機身失去了支撐,倒塌時產生的慣性把機底座向前足足拖出1m遠。

倒塌的起因

這臺倒塌的沖床出廠日期為2004年2月,投產使用時間為2006年1月,在這個廠正常運行將近兩年的時間。這兩個斷裂的螺栓從未發生過塑性變形或松動等異常現象,卻突然在幾乎沒有任何預兆的情況下,同時被破壞。有人認為是螺栓的質量問題,要求對金屬材質進行鑒定。

事故調查人員從螺栓破壞斷面著手進行了調查。這個斷面可分為3部分:(1)斷面前沿端微裂紋區;(2)光滑的面積較大的裂紋擴展區;(3)毛糙斷裂區。這3部分與金屬疲勞破壞過程的裂紋萌生、裂紋擴展和瞬時斷裂的3個階段完全吻合。

疲勞破壞是材料在交變應力和應變作用下,在一處或幾處產生局部永久性累積損傷,經一定循環次數后產生裂紋或突然發生完全斷裂的過程。據統計,在機械零件失效中,有80%以上屬于疲勞破壞。由于引起疲勞斷裂的應力很低(常常低于材料的屈服點),疲勞斷裂時沒有明顯的塑性變形,斷裂前沒有預兆,而是突然發生破壞。因此,疲勞破壞危害極大,許多飛機、火車出事故都與此有關。

沒有地腳螺栓的壓力機

承受沖擊載荷的機械零件,很少因一次大能量沖擊而遭破壞,絕大多數是在小能量多次沖擊作用下造成破壞的。那么,這兩個螺栓為什么會發生疲勞破壞呢?事故調查人員根據機床的振動作用,對機底座的地腳螺栓做了檢查。他們發現,機底座居然沒有地腳螺栓安裝過的痕跡。

調查人員又對其他沖床進行檢查,車間內的8個沖床竟然都沒裝地腳螺栓。原來這些沖床近2年來都是平擺在地面上運行的。調查事故的這些工齡二三十年的工程技術人員莫說從沒見過,就是連作夢都想不到啊!

正確的安裝要求

如此巨大的機身、過高的重心和高速的運轉速度,都需要將設備與地面基礎進行牢固的連接,否則就會出現強烈的振動,發生位移,甚至傾覆!設備與地面基礎的連接,主要就是通過地腳螺栓進行的,通過調整墊鐵將設備找正、找平,然后灌漿將設備固定在基礎上。這樣才能保證設備的安裝精度,保證設備安全運轉。

GB50231-1998《機械設備安裝工程施工及驗收通用規范》中規定,埋設預留孔中的地腳螺栓應符合下列要求:地腳螺栓在預留孔中應垂直,無傾斜;地腳螺栓任何一部分離孔壁的距離應大于15mm;地腳螺栓底端不應碰孔底;地腳螺栓上的油污和氧化皮等應清除干凈,螺紋部分應涂少量油脂;螺母與墊圈、墊圈與設備底座間的接觸均應緊密;擰緊螺母后,螺栓應露出螺母,其露出的長度宜為螺栓直徑的1/3～2/3;應在預留孔中的混凝土達到設計強度的75%以上時擰緊地腳螺栓,各螺栓的擰緊力應均勻。

可見,機械設備的地腳螺栓不僅要安裝,而且要嚴格按照規范要求進行安裝。傾倒的沖床因為沒有通過地腳螺栓進行緊固連接,發生事故也就是遲早的問題了。

編輯張 玲