不容忽视的起重机械安全检测

近几年，由于起重机的大范围使用，国内对起重机结构安全、断裂失效等问题进行了许多研究，如采用应力测试系统对平头塔机起重臂断裂失效进行分析[1]；采用应力测试评估老旧起重机金属结构[2]；应力测试结合无损检测在起重机专用梁式吊具安全评估[3]；腹板加高门式起重机的应力测试及分析，以判定改造后的设备是否满足工况需求[4]。

应力测试是验证起重机金属结构承载能力的最直接、最有效的手段。测量金属结构主要受力部位的应变、应力，进行强度、刚度校核，并且可通过动态测量，测出结构的动态特性。

起重机械金属结构应力测量主要分为：

应变电测法是用电阻应变片先测出构件的表面应变，再根据应力、应变的关系式来确定构件表面应力状态的一种实验应力分析方法。

以港口起重机械为例，其金属结构基本上是由角钢、槽钢、工字钢、T型钢、钢管等型材或由钢板焊成的箱形结构所组成。由各种形式材料组成的结构，通常承受拉(压)、弯、扭等几种外力的作用，其断面上的应力分布比较复杂。

• 断面上通常只有两种力：正应力、剪应力

• 断面角点处只有正应力，而无剪应力（相当于单向应力状态）。正应力的最大值出现在角点处。

• 剪应力的分布形式根据其断面形状不同而不同，一般来说，最大剪应力产生在中性轴处（主惯性轴处）。

根据应力分布状态：单向平面应力状态

主应力方向已知：

轴向受力构件：应变片可在断面上、下或左、右沿轴向布置。

受弯构件：最大弯矩处断面的边缘或四角沿轴向布置。

压弯构件：断面上四角不少于四片轴向布置。

主应力方向未知：

受弯构件的正应力与剪应力较大的部位；

断面形状不规则或有突变处；

汇交力系的杆件节点部位。

重要受力部位：贴双片，提高测量值的可靠性。

对称结构断面：可适当减少布片、数量，例如单边布片。

检验主要承载构件在额定载荷或不同工况静载作用下的结构强度，并进行安全评估。    

检验起重机在动态载荷作用下主要承载金属结构的动应力水平，根据频谱分析等确定构件强度。

测点数量较少、现场快速检查测量和确认，可以选择手持式动静态应变仪。

参考文献：

[1]张桢,马俊,黄豪华,等.平头塔机起重臂断裂失效分析[J].中国特种设备安全,2015,37(5):59-63.

[2]张志斌,田佳梅.采用应力测试评估老旧起重机金属结构的实例分析[J].装备制造技术,2017,10:178-180.

[3]赵凯,倪大进,胡静波,等.应力测试结合无损检测在起重机专用梁式吊具 安全评估中的应用分析[J].内燃机与配件,2017,10:91-93.

[4]鞠成伟,赵政飞.腹板加高门式起重机的应力测试及分析[J].起重运输机械,2014,8:116-118.

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