Анализ конструктивного исполнения главных балок грузоподъемных кранов

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

----------------? ?------------------
Досліджено можливість підвищення надійності зварних металоконструкцій кранів. Проведено аналіз конструктивного виконання зварного вузла головної балки при ремонті верхнього поясу. Застосована технологія зварювання, яка виключає утворення конструктивних концентраторів напруги
Ключові слова: конструктивний концентратор напруги, нормальна напруга, стиковий шов, вивідні планки, верхній пояс
?---------------------------------?
Исследована возможность повышения надежности сварных крановых металлоконструкций. Выполнен анализ конструктивного выполнения сварного узла главной балки при ремонте верхнего пояса. Применена технология сварки, исключающая образование конструктивных концентраторов напряжений Ключевые слова: конструктивный концентратор напряжений, нормальные напряжения, стыковой шов, выводные планки, верхний пояс ----------------? ?------------------
УДК 621. 791. 85. 011:546. 56:669
АНАЛИЗ КОНСТРУКТИВНОГО ИСПОЛНЕНИЯ ГЛАВНЫХ БАЛОК ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ
КРАНОВ
В. П. Шепотько
Старший научный сотрудник, руководитель испытательной лаборатории технической диагностики* Е^аН: kran@dgma. donetsk. ua П. А. Гаври ш Кандидат технических наук, старший научный сотрудник,
старший преподаватель* Е^аП: nauka_breda@mail. ru *Донбасская государственная машиностроительная академия ул. Шкадинова, 72, г. Краматорск, Донецкая обл., 84 313
1. Введение
Традиционно анализ надежности крановых металлоконструкций проводится по направлениям [1]:
— показатели надежности по данным эксплуатации-
— натурные и математические исследования работоспособности металлоконструкции-
— прямые измерения и математическое моделирование нагруженности и напряженно-деформированного состояния крана-
— анализ схемно-конструктивного решения главных балок-
— анализ применяемых материалов и технологий изготовления крана:
— выполнение исследований закономерностей усталостного разрушения главных балок от действия циклических нагрузок-
— исследование других причин снижающих долговечность главных балок крана.
Одна из причин, влияющих на долговечность эксплуатации металлоконструкций кранов — наличие концентраторов напряжений в самой конструкции [2, 3].
Особое место среди причин, снижающих долговечность кранов, занимает ремонтная сварка. Зачастую она выполняется без обоснования действительных причин вызвавших повреждения кранов, без технической документации на ремонт, без анализа конструктивных изменений главных балок крана после выполнения сварки.
В результате в местах конструктивных концентраторов снова образуются усталостные трещины,
снова появляются дефекты металлоконструкций, которые снова необходимо устранять, чтобы продолжить эксплуатацию грузоподъемного крана [4,
5].
2. Постановка проблемы
Повышение долговечности работы главных балок грузоподъемных кранов невозможно без анализа конструктивного исполнения сварных узлов главных балок.
Кроме того, совершенствования технологии ремонтной сварки и совершенствование самих сварочных материалов позволяет повысить долговечность использования грузоподъемных объектов.
3. Анализ конструктивного исполнения сварных узлов главных балок
Исследование конструктивного выполнения мест ремонта верхнего пояса главных балок рудно-грейферных перегружателей фирмы ТАКЯА^ показало наличие дефектов конструкции. Конструкция перегружателей эксплуатируемых на ПАО «Металлургический комбинат им. Ильича» показана на рис. 1. Главные балки представляет собой коробчатое сечение с расположенными внутри ребрами жесткости. На рис. 2 показан концентратор напряжения после проведенного ремонта — стыкового шва верхнего пояса главной балки.
© В.
Рис. 1. Рудно-грейферный кран-перегружатель ПАО «Металлургический комбинат им. Ильича»
ставляет трудностей, т.к. выводные планки удаляются после сварки
Р
Рис. 4. Схема силового потока и распределение нормальных напряжений в зоне дефекта сварного шва
Рис. 2. Конструктивный концентратор напряжения — незаваренный сварной шов
Исследования влияния конструктивных концентраторов показывает, что в зависимости от величины радиуса не заполнения сварного шва изменяется коэффициент концентрации напряжений [6] (рис. 3).
Рис. 3. Зависимость коэффициента концентрации напряжений от отношения расстояния между впадинами к диаметру
Очагами усталостного разрушения деталей машин являются, как правило, места резкого изменения их формы (отверстия, галтели, вырезы, шпоночные пазы и т. п.), создающие местное повышение напряжений [7−9].
На рис. 4 показана схема силового потока и распределение нормальных напряжений в сварном узле дефектом, возникающих при нагружении растягивающим усилием.
При применении технологических выводных планок (рис. 5, 6) заварка конца стыкового шва не пред-
1 Ж
і
— 1 •'чг Д V Ш 1 Нк От * з


1.^ * Ь й
1 1 1 Ьш 1 И Ї
Рис. 5. Установка выводных планок
Рис. 6. Заварка стыкового шва и выводных планок
Применяя усовершенствованные сварочные материалы, в частности порошковые проволоки, изготовленные в соответствии с технологий прокатки изложенной в [10] можно добиться повышения качества сварных швов и в сочетании с установкой выводных планок добиться повышение усталостной прочности на 25… 35%.
… Е
4. Выводы
1. Исследованы зависимости коэффициента концентрации напряжений от размеров конструктивных концентраторов.
2. Применены усовершенствованные сварочные материалы.
3. Повышена усталостная прочность после ремонта главных балок рудно-грейферных перегружателей.
Литература
1. Шепотько, В. П. Методологические основы повышения долговечности сварных металлоконструкций [Текст] / В. П. Шепотько, П. А. Гавриш // Вісник Донбаської державної машинобудівної академії: тематичний зб. наук. праць.
— Краматорськ: ДДМА, 2011. — № 2(23). — С. 143−146. ISSN 1993−8322.
2. Гроте, К. Г. Методика анализа конструктивного исполнения сварных металоконструкций [Текст] / К. -Г Гроте, Ю. Е. Постников, H.A. Макаренко, В. П. Шепотько, П. А. Гавриш // «Университетская наука-2012» Международная научнотехническая конференция. Тезисы докладов. Том II, Мариуполь: ГВУЗ «ПГТУ», 2012. — С. 303.
3. Grote, К. G. DIE BEWERTUNGSMETHODIK DER BAUAUSFUHRUNG DER UNTERGLEISZONE DER HAUPTTRAGER DER VERLADEBRUCKE // К. -G. Grote, J. Postnikov, N. Makarenko, V. Schepotko, P. Gavrisch, V. Kassov, V. Koinasch // Вісник Донбаської державної машинобудівної академії: тематичний зб. наук. праць. — Краматорськ: ДДМА, 2012. — № 3(28). — С. 53−56. ISSN 1993−8322.
4. Шепотько, В. П. Совершенствование технологии ремонта пролетных балок рудно-грейферных перегружателей [Текст] / В. П. Шепотько, П. А. Гавриш // Вісник Донбаської державної машинобудівної академії: тематичний зб. наук. праць.
— Краматорськ: ДДМА, 2011. — № 4(25). — С. 245−250. ISSN 1993−8322.
5. Шепотько, В. П. Конструктивные факторы снижения эксплуатационной надежности грузоподъемных кранов [Текст] / / Монтажные и специальные работы в строительстве. — М. — 2012. — № 1(837). — С. 21−24. ISSN 0027−0040.
6. Савин, Г. H. Справочник по концентрации напряжений [Текст] / EH. Савин, В. И. Тульчий // Издательское объединение «Вища школа», 1976. — 412 с.
7. Grote, К. G. DIE METHODIK FUR DIE ANALYSE DER KONSTRUKTIVEN AUSFUHRUNG DER UNTERGLEISZONE DER HAUPTTRAGER DER VERLADEBRUCKE / RG. Grote J. Postnikov, N. Makarenko, V. Schepotko, P. Gavrisch // Сварочное производство в машиностроении: перспективы и развитие. Материалы III международной научно-технической конференции. Под общей редакцией д-р, техн. наук., проф. HA. Макаренко. Краматорск: ДГМА, 2012. — С. 15−16.
8. Schepotko V., Postnikov J. LEBENSDAUER DER SCHWEISSKONSTRUKTIONEN IN DER FORDERTECHNIK [Текст] / Сварочное производство в машиностроении: перспективы и развитие. Материалы III международной научно-технической конференции. Под общей редакцией д-р, техн. наук, проф. HA. Макаренко. Краматорск: ДГМА, 2012. — С. 102−103.
9. Шепотько, В. П. Моделирование формирования поперечных нагрузок на металлоконструкции при движении мостовых кранов [Текст] / VIII Международная конференция «Стратегия в промышленности и образовании» — (8−15 июня 2012 г., Варна, Болгария) Материалы в 3-томах, том 1. — Днепропетровск-Варна, 2012. — С. 169−173.
10. Chigarev, V. Investigation of the process of drawing flux-cored wire for welding cooper to steel [Текст] / Chigarev V., Gavrish P. & amp- Gribkov E. // Welding international. 2012. — Vol. 26. — № 9. September, 718−722.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой