塔式起重机疲劳寿命分析及检验

发表时间:2020/11/24   来源:《科学与技术》2020年7月20期   作者:杨德林
[导读] 塔式起重机在整个的建筑施工当中是非常重要的核心设备,
        杨德林
        江苏省特种设备安全监督检验研究院盐城分院,江苏盐城  224100
        摘要:塔式起重机在整个的建筑施工当中是非常重要的核心设备,其运行时间要与整个的疲劳寿命息息相关。所以这一定要对其给予充分的重视。特别是我国开始大量地建设各种建筑,塔式起重机的应用频率在不断的加大,但是也伴随着各种各样的事故产生,出现的各种事故都是由于疲劳过度所引起的,所以说我们要加大疲劳寿命预测技术研究,能够充分地检测出起重机的荷载程度和疲劳程度,对其能够进行充分合理的使用,避免疲劳过度现象的产生。它的良好运转,对于 整个建筑的全面发展也会提供有利的支持。
        关键词:塔式起重机;疲劳寿命分析;检验
        引言:
        在近几年我国经济实现了全面的提升,建筑工地自身的应用范围和应用强度都在不断的增强。在这样的发展形势之下,塔式起重机应用变得更加的频繁,并展现出了良好的实用性价值,在具体应用的过程当中,无论是安装层面还是拆解层面都相对比较快捷,针对半径较大的施工现场能够进行全面的应用,为社会主义的经济建设发展起到了一定的促进作用。但是在进一步的应用过程当中,由于自身的应用时间和应用强度在不断的提高,使得起重机的结构出现坍塌,或者机身寿命产生的操作不良,从而引起一系列的重大事故,这样将会造成施工企业和人员的重大财产损失,因此我们进行机身疲劳状态分析将会显得尤为重要。
        一、对于塔式起重机的疲劳定义
        通常情况下塔式起重机的疲劳定义为反复承受外在较大的荷载,而引发一系列的不良现象。但是对于材料所产生的疲劳破坏,主要是指材料不断地使自身的重量严重地超过起重机所承受的极限范围而引发一系列的机器裂变或者是设备结构断裂[1]。
        二、存在的主要类型进行充分的分析
        我们通过大量的时间分析得出,塔式起重机的疲劳破坏主要分为机械式疲劳破坏,腐蚀性疲劳破坏和热度过大引发的疲劳破坏。在具体的应用过程当中所产生的疲劳破坏,还要与整个的地域情况和使用条件息息相关。所以说腐蚀性的疲劳和过热而产生的疲劳破坏,对于整个的起重机械设备来说相对较小。因此这两方面对于塔式起重机所产生的疲劳破坏相对较小,更多的是由于机械频繁操作而引发的过多振幅变动,产生一系列高负载运行带来机械疲劳,进而将会产生过多的破坏,所以说所产生的疲劳破坏主要是来自机械自身应用方面。同时这种机械疲劳破坏将会对整个设备的使用周期产生严重的影响,无法保证设备的正常稳定使用,无形当中将会造成更多的财产损失,如果对此种现象没有给予足够重视,将会产生更为严重的后果[2]。
        对疲劳寿命进一步分析得出,如果根据疲劳寿命的长短进行区分,可以分为高周式的疲劳破坏和低周式的疲劳破坏两种类型,通常情况下在建筑工程实施的过程当中,塔基结构的疲劳寿命应力循环次数控制在4次左右,并且塔基结构承载的幅度相对较高,在每一次完整循环应用之下结构损伤将会增大,塔基整体的结构将会造成不同程度的损伤,进而影响整个的周期使用寿命,这种被称为低频段的疲劳破坏。而如果应力循环次数超过5次以上,塔基所承载的应力控制浮动相对较高,那么每完成一次循环应用的时候,它及结构损伤能够控制在可控的范围之内,使得自身应用寿命将会得到进一步的延长,这样所产生的疲劳破坏被称为高周式的疲劳。我们从塔式起重机的工作级别分析得出,在中等负荷应用之下将会产生中间级别的设定,起重机的有效工作次数将会控制在500次左右,远远超过低寿命的使用次数。因此在这样的情况下,可以对起重机设备进行进一步的应用。
        三、对于应用的形式寿命进行充分的分析
        通常情况下它是起重机的每一个构件自身的可靠度能够达到90%以上,因此在预应力所产生的疲劳损耗点,应当从整个的循环应力产生的损耗点相平衡,并设置出以下图一IPSN曲线图。

图一  IPSN寿命曲线图
        通过这种曲线展示能够有效地获得循环预应力的疲劳寿命点,从左至右的第一个区间内为低频段的循环寿命疲劳区域,而在第二个区间为高周始的疲劳寿命区间,第三个区域被称为无限寿命应力区。这种结构图能够对整个的塔式结构受力以及反作用情况进行充分的展示,以此能够提出有效的疲劳受力分析。
        对于整个循环应力计算公式来说通过IPSN的曲线绘制图能够有效地观察出高周始的循环范围,同时也有利于观察出无限寿命应用范围,在这个范围内能够查出低频段的疲劳接受值。并且在这个阶段当中的应力作用能够无限地接近于整个塔基应力考核点出现的疲劳损伤值,所以对于这部分的疲劳损伤,我们可以进行忽略性的分析。
        塔式起重机在具体设计应用上具有着自身的规定与要求,这就使得塔式起重机的设计结构不会出现过激的疲劳现象,而会长期的处在高频段的循环应用范围内,同时还会设定出有效的疲劳寿命控制范围,去除IPSN的循环等效应力疲劳寿命数值,能够有效地得出无限寿命的应力值区域,然后再对整个的循环应力变化范围进行全面的截取,这就能够获取准确的循环应力区间。保证塔式起重机的使用更为长久,进一步提高自身的使用寿命,同时对于全面的发展也会提供有力的数据支持。在各种建筑现场当中都能够发挥出更大的作用。
        四、结束语
        当前我们的建筑市场环境变得日趋激烈,相关的施工企业要想能够获得较高的竞争实力,一定要对自身的一种设备进行全面的提升,它是非常重要的一种设备手段,我们不仅要对其进行充分的利用,同时还要对自身的应用寿命进行全面的提升,保证整体设备应用的过程当中更加的科学合理,并且适用性得到进一步的加强,使得自身的应用价值能够做到进一步的提升,为整个行业的发展能够做出重要的贡献。以此能够为施工企业创造出更为客观的经济利益。
        参考文献:
[1]赵威威,白朝阳,曹旭阳,等.在役塔式起重机疲劳寿命分析[J].建筑机械(上半月), 2018, 000(001):72-74,77.
[2]李斌,雷利,邹彩侠,等.塔式起重机结构疲劳寿命的研究[J].沈阳建筑大学学报:自然科学版, 2018, 026(005):986-990.
       
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