探析起重機械安裝中的應力測試技術

闞亮

摘 要：起重機械在工業生產中的應用越來越廣泛，其機械質量直接影響著機械操作性能及機械運行的安全性。在起重機械安裝過程中，其構件安裝會產生應力變化，局部應力變化對整體結構穩定性存在著一定影響。在起重機械安裝過程中采取應力測試技術，可以有效判斷結構安全性。通過應力測試，充分保障起重機械安裝質量，實現起重機械安裝的綜合效益。結合試驗項目，對起重機械安裝過程中應力測試技術的應用及結果進行分析。

關鍵字：起重機械 安裝 應力測試技術

1.試驗項目概述

在某企業中，需要進行一臺起重量為600t的門式起重機安裝，為保證安裝過程的安全性，保障起重機械安裝質量及效益，企業決定對門式起重機主梁提升過程進行應力監測。該起重機械門架結構主要是由行走機構、單柱箱型剛性腿、梯形主梁與人字形圓管柔性腿等構成。起重機械額定起重能力為：上小車，起重值為：2×300t；下小車起重值為：350t+20t。起重機械軌跡為182m，起重高度軌下為9m，起重高度軌上為90m。起重機械安裝后自重值為4615t，其長寬高值分別為189.9m×58m×116。

該企業在進行起重機械提升時采取的是先進的液壓整體提升技術，并在主梁兩頭搭設130m左右提升塔架。塔架設計為桁架結構，配置8支350t液壓鋼于每個塔架主梁上，在計算機集中控制基礎上實現整體提升。在起重機械試吊階段，其起重量設計為大梁+檢修吊車+上小車，共25182KN，千斤頂加載由0值到全部荷載等級實現，需要通過十次加載。

2.應力測試技術及其目的

應力測試技術主要是通過測量應變片阻值，并計算出鋼材所能夠承受力的大小與方向。一般來說，應變片薄片其電阻值多為120Ω，應用特殊膠水，將應變片與鋼材進行貼合，在鋼材受力變形后，拉壓應變片則會將應變片阻值進行改變。通過應變儀采集應變片數據，在分析鋼材特性的基礎上，獲得材料受力情況。在起重機械安裝中采取應力測試技術，對主體結構在試吊工程中出現的應力與應變進行測定，將測定結果與理論計算結果進行對比與研究，可以對結構安全性進行判斷。通過應力測試技術，對起重機械主要構件在安裝過程中其受力區域內應力變化狀況進行監測，找出應變與荷載變化之間存在的關系，以保證起重機械安裝過程的安全性。在起重機械安裝過程中，如出現突然性大風或不利狀況，應及時采取處理措施，保證起重機械結構體系在荷載下保持安全性。

3.起重機械應力測試技術應變片布置

在該企業中，進行起重機械安裝過程中合理布置應變片，其應變片布置情況如下：第一，在塔架主梁跨中上翼緣上表面相距腹板60mm位置布置8片應變片；第二，于塔架主梁跨中下翼緣上表面相距腹板60mm位置布置8片應變片；第三，在塔架格構56m位置，4柱背心側與內心側布置32片應變片；第四，塔架主梁兩端腹板內側，選擇中間高度布置16片應變花；第五，塔架格構柱頂截面柱下段高度中心與上段高度中心內外側共布置32片應變片；第六，在塔架格構柱柱腳斜桿中段位置布置32片應變片。

整體布置112片應變片，16片應變花。在每一次加載后，都應通過應變儀進行應變變化情況觀測，直到應變穩定并進行記錄為止。在起重機械安裝不加載時，白天應間隔4個小時進行一次讀數，夜晚應間隔6-8個小時進行一次讀數。在該企業中，綜合考慮晝夜溫差等情況，為消除溫度變化對數據影響，每個點采取自補償方式。應用200m屏蔽雙絞線并保證內阻誤差在±0.3Ω范圍內，以減少外界環境與內阻對測量結果的影響。在起重機械安裝過程中，考慮其格構應用的是16錳鋼，其強度極限在471-510Nb范圍內，屈服極限則在274-343Mb范圍內，彈性模型取值為210×109N/cm?。

4.起重機械提升過程研究

在起重機械提升之前，對提升液壓缸及應變儀等進行檢查，保證其質量的基礎上進行起吊作業，起吊分十次加載，數據出現較大變化。通過收集數據后發現，應變花顯示角度為43°，與計算值相接近；研究發現主梁數據正常、56m位置鋼架受壓力正常；數據顯示格構柱柱腳斜桿中段數據出現異常，副塔一邊斜桿承受拉力，另一邊則承受較大壓力，其數值表現為不正常上升，管件變形最大數據為1300微應變，在提升過程中，數據最終達到了1700微應變，其應變值達到了材料極限；卸載后數據基本復位，但超過1500微應變數據則恢復十分緩慢，甚至有些材料不再恢復，說明材料變形嚴重，進入塑性區。通過格構檢查發現塔架基礎出現下沉，且地腳螺栓出現松動問題。通過禁固所有螺栓，從頂梁到地面對鋼材尺寸進行測量，最大限度消除起重機械安裝過程中應力過于集中的問題。重新試吊后取得成功，逐步提升并完成起重機械安裝。

在起重機械安裝過程中，應用應力測試技術對測量過程中數據進行測量，獲得梁最大正壓力值為96.1N/nm?，柱最大壓應力為49.2 N/nm?，斜桿最大壓應力值為38.7 N/nm?。通過應力測試判斷，在結構系統處于滿載狀態時，其應力狀況仍小于材料設計抗力，滿足起重機械安全安裝的要求。

5.結語

起重機械屬于工業生產中十分重要的機械設備，起重機械安裝質量直接影響著其操作性能及運行質量。在進行起重機械安裝過程中，其裝配產生應力容易對整體結構穩定性造成影響，帶來安裝質量問題，影響起重機械安裝安全性。提出在起重機械安裝過程中應用應力測試技術，通過應力測試技術，對起重機械安裝過程進行測試，充分保障起重機械安裝質量，實現工程施工綜合效益。

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