姜在涛
（神华浙江国华浙能发电有限公司，宁波，315612）
摘要：分析某卸船机前大梁产生裂纹的结构，同时对产生裂纹的结构进行疲劳强度计算，分析结构实测疲劳强度与设计值的差异，最终确认产生裂纹的原因，并给出处理措施。
关键词：卸船机 前大梁 裂纹 疲劳强度
0引言
卸船机为上海港机重工有限公司生产的桥式抓斗卸船机，额定生产能力为1250吨/时，最大生产能力为1500吨/时。主梁及悬臂梁采用箱型焊接梁，应有足够的抗扭刚度和抗疲劳强度。小车轨道下的承轨梁采用轧制的T型钢，免除车轮集中力对主焊缝的疲劳影响。小车轨道的安装符合起重机轨道安装标准，小车轨道的两端应设车挡，车挡能承受小车满载全速碰撞时的撞击力。
悬臂梁和主梁绞接处的轨道进行了特殊处理，有效果好的减振措施，确保悬臂梁在俯仰过程中轨道正确到位，保证小车轨道和司机室轨道的接头平滑过渡，以避免小车、司机室通过时的冲击。
1 悬臂梁结构及开裂工况
卸船机前大梁悬臂梁长度约40米，梁底部开裂位置距离铰点位置约6米处。悬臂梁箱体结构尺寸为1500*1000mm，梁开裂处翼缘板厚度是10mm，腹板为8 mm。（图1）
悬臂梁开裂位置为箱体的底部翼缘板，且分布在腹板的两侧，开裂主要集中在翼缘板与腹板联接焊缝处。（图2）
图1：
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图2：
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2 开裂原因分析：
（1）对开裂位置的箱体进行应力检测
图3：测点布置图：
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表1：静应力检测结果 （单位：MPa）
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静应力工况描述：
工况一：抓斗满斗在前桥架最前端位置；
工况二：抓斗满斗在前拉杆根部位置；
工况三：抓斗满斗在前桥架中部位置（即应变片贴片位置）；
工况四：抓斗满斗在前门架位置。
表2：动应力检测结果 （单位：MPa）
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结论：动应力在测点4的位置静应力最大值为193.5 MPa，动应力最大值为258.8 MPa，此处一般设计理论应力值在110MPa-130MPa范围。
（2）对悬臂梁的箱体进行有限无应力分析。
疲劳计算点表示说明：一个大梁截厕所疲劳计算点为4个点，左梁（壳单元）分别用A、B、C、D表示，右梁（梁单元）分别用E、F、G、H表示。
图4：
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工况应力计算结果:
前大梁跨中位置截面应力(MPa)
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图5
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LC2工况下上盖应力图（MPa）
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LC2工况下下盖应力图（MPa）
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LC2工况下大梁内部应力图（MPa）
根据上方的应力计算结果，采用GB3811-2008计算大梁跨中位置，结构件的工作级别取E8，焊缝级别取K3时（疲劳基本值为45 MPa），结果如下：
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结论：大梁跨中位置的截面下方的两点（C、D、G、H）疲劳强度不能满足GB3811设计规范的要求。
3 处理方案：
通过上述对悬臂梁应力检测及疲劳强度计算，箱体开裂处的下翼缘板疲劳强度达不到现场实际使用要求，需要对下翼缘板进行加固处理，加固方案如下：
（1）对悬臂梁箱体中的底部翼缘板开裂处进行补焊处理，并在梁的底部进行加钢板处理，板的厚度为14mm。
（2）对悬臂梁箱体中的底部翼缘板进行加钢板处理，板的厚度为8mm。
具体的尺寸和技术参数见下图：
图6：
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结语
卸船机悬臂梁经过加固后，检测悬臂梁最大静应力129.0 MPa、动应力131.7 MPa，远低于加固前的193.5 MPa、 258.8 MPa，已能满足现场的实际工况要求，提高了卸船机运行的安全稳定性。
参考文献：
【1】(最新)起重机械安全规程_GB6067规范与释义
【2】GB3811起重机设计规范
【3】GB712-88船体用结构钢
【4】TSGQ7015-2016起重机械定期检验规则
【5】GB/T26475－2011《桥式抓斗卸船机》