淺析港口機械鋼結構細部處理問題

盧曉康

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

關鍵詞：港口；機械設備；鋼結構；細部處理

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

一、港口機械鋼結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，它在港口中的表現能夠代表大多數的港口機械。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，更加緊密與穩定的鋼結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出港口機械的工作質量與工作效率，代表著港口器械的總體鋼結構細部處理水平，也能針對鋼結構當中經常出現的裂縫問題進行系統的指導與改良。

二、鋼結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，就很容易產生彼此之間的作用力，最終影響到鋼結構的整體質量。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，都會產生應力集中現象。應力集中主要出現在港口機械設備容易發生形變的區域，例如大量的焊接點、機械起重臂、空洞周邊，一些束縛區域也容易發生上述現象。應力集中現象的出現對機械設備來說是毀滅性的，通常會產生數量不等的裂縫，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構的斷裂，引發安全事故，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現，應力集中現象的產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、重心不穩的物體，就容易產生較大的應力，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境當中，應力集中現象是機械設備對周遭盈利環境的綜合體現，只要比較一段時間內機械設備受到的最大應力和最小應力的比值，就能體現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量與效率，就要制定與規劃科學合理的卸船機額定工作功率，確保在工作時間內，整個卸船機處于較高的工作效率，不要過多的出現空閑，這一點也是在設計機械設備時十分重要的一個環節。設計師在進行設計的時候，一般都會先規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構進行細致的設計，避免設備出現由于局部承載力不夠而出現內部裂縫，甚至是出現形變，對正常的生產活動都會產生極大的負面影響，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安全。對于卸船機來說，其內部桿件的連接情況直接決定了結構的總體強度，因此在當前的焊接工藝條件下，要預先保留好一定數量的焊接工藝孔，確保焊接質量，保證桿件施工工藝達標，是確保鋼結構穩定的關鍵因素之一。由于卸船機的工作時長一般較高，桿件結構以及焊點位置一直是故障的高發地點，必須要加強對細部結構的處理，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構進行細致研究，尤其是圖紙上的有關內容要吃透，結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值。整個計算過程處于動態變化中，其建模規律主要有以下幾個方面：1、確保鋼結構中的每個部分都被放到了建模體系中，提高建模分析質量，不要漏掉任何一個關鍵部位；2、鋼結構的細部處理可以采用殼單元的形式，結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，有限元分析法占據了較大的比例，在圍繞主連接點的計算當中，發現很多機械設備連接點的規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定值之下。

五、結語

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

參考文獻：

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

13：41-44.