通用桥式起重机主梁下挠原因、危害及治理措施

技术管理 2008-05-13 09:18:18

    我厂是生产中小型汽轮发电机和大中型异步电动机的国有大型企业,拥有各类通用桥式起重机40台。桥式起重机能否正常运转直接影响和制约着生产任务的顺利完成。为确保起重机械的安全正常运行,我厂每年都要组织有关专业技术人员对全厂的起重机械进行一次全面安全检测,并对查出的问题及时落实整改,以消除事故隐患。根据国家有关技术标准规定,桥式起重机主梁须有足够的上拱度(注1),然而我们在安全检测中发现,部分起重机主梁不仅没有上拱度,而且出现了下挠,已成为威胁起重机安全运行的一大祸患。本文仅就通用桥式起重机主梁下挠原因、危害及治理措施谈几点粗浅的认识。
    一、 主梁下挠原因
    从每年的安全检测结果看,我厂先后查出16台桥式起重机主梁下挠,占我厂起重机总台数的40%。我们对这16台起重机的工作环境,使用年限,主梁结构,产地等进行调查研究,走访了起重机使用单位和操作人员,了解了起重机安装调试和使用维护等情况。从使用环境分布看,铸造车间5台、机加工车间6台,总装车间3台,铆焊车间 2台;从使用年限看,5年以下0台,5-10年2台,10-20年6台,20年以上8台;从主梁结构看,箱式双梁9台,四桁架式2台,单腹板式5台;从产地来看,外购10台,本厂自制6台。通过对以上几方面的分析,我们认为造成桥式起重机主梁下挠原因主要有以下几点:
    1、 高温工作环境的影响。从上述分析可以看出,16台主梁下挠起重机中铸造车间就占了5台,由此看来高温工作环境对起重机主梁有较大影响。这是因为在热加工车间使用的桥式起重机,其主梁长期处于高温烘烤状态,从而降低了金属材料的屈服极限和产生温度应力,一方面温度应力与其他应力叠加后可能超过材料的屈服极限;另一方面由于主梁上下盖板受热不均匀,下盖板温度大大高于上盖板,下盖板伸长较多,最后导致主梁下挠。
    2、 超负荷和不合理使用的影响。超载、超时和不合理使用起重机是造成主梁下挠的又一个重要原因。我们在调查中发现,某些车间部分吊物的单件重量超过了起重机的额定载荷,致使起重机长期处于超负荷状态;而有些车间为赶工期、抢时间,采取“歇人不歇机”的方法,超工作级别(注2)使用起重机,使起重机长期处于疲劳状态。以上两种不科学的使用方法都会使主梁局部应力处于甚至超过屈服极限,从而导致主梁变形下挠。更有甚者,个别作业人员使用起重机拖拉重物,这是造成主梁下挠的重要原因。
    3、 起重机不合理存放、吊运、安装的影响。由于起重机桥架系长大结构件,弹性较大,不合理的存放,吊运和安装都会引起桥架变形。在调查中我们了解到,有些新起重机由于种种原因未及时安装,在安装前被随处一放了之,也没有采取防止桥架变形的措施;而有的新起重机在吊运、安装过程中,没有根据桥架重心和受力情况而设计吊装方案,因野蛮吊装而致使桥架变形。这也是引起起重机主梁下挠原因之一。
    4、 设计和制造工艺的影响,由于我厂起重机品种多,来源杂,其设计和制造质量也不尽相同。起重机设计制造的先天不足也是造成主梁下挠的原因之一。一是由于起重机设计制造质量达不到标准要求,其主梁刚度没有得到充分保证,在使用时主梁产生下挠;二是由于在制造过程中强制组装产生的不同方向的拉、压应力和焊接造成的残余内应力,而在使用过程中,这些应力逐步均匀化甚至消失,使主梁产生永久变形,也会造成主梁下挠。
    三、 治理措施
    由以上分析可以看出,主梁下挠对起重机的安全运行具有重大影响,我厂十分重视,每年都进行专题分析研究,制定治理分案。起重机主梁究竟下挠到什么程度就不允许使用,目前国家尚无明确规定。如果对所有下挠的起重机都进行维修,势必造成浪费。因此,我们根据GB6067-85《起重机安全规程》中的有关规定,以主梁在额载时下挠 s(s为起重机跨度)作为参考值。对于下挠度较小,远远达不到参考值的起重机暂不维修,采取降级限时使用,加强安全技术管理,增加复查次数的安全防范措施;对于2台下挠度远远超过参考值,服役年期较长,无维修价值的起重机,采取了坚决报废更新的措施,对于9台下挠度接近或达到参考值的起重机,视情采取了预应力或火焰加热两种方法进行主梁矫正维修。维修后的起重机,其主梁上拱度达到国标要求,经长期使用和检测,上拱度稳定,效果较好,从而有力保证了起重机的安全运行。
    注(1):上拱度——起重机主梁是一种弹性结构物,在吊物作用下会产生弹性下挠。为补偿这种下挠而预制成的预拱度称为主梁上拱度。
    注(2):工作级别——GB3811-83《起重机设计规范》中把桥式起重机的工作级别按载荷特性和工作忙闲程度分为轻级、中级、重级和特重级四种。

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