以橋式抓斗卸船機為主要取料設備的散貨碼頭而言,其安全性能直接關系到碼頭能否正常運行,一旦橋式抓斗卸船機發生故障,就會產生聯鎖反應,導致整個泊位裝卸工藝系統受損,造成巨大的經濟損失。
本文主要研究應力測試技術在橋式抓斗卸船機結構安全評估中的運用,通過對卸船結構關鍵部位在各種工況下的動應力測試,分析得出橋式抓斗卸船機的安全性能以及平時維護和檢測中需要關注的危險部位,為橋式抓斗卸船機的設計、使用、定期檢驗和安全評估提供了一定的理論依據,同時也可為散貨碼頭工藝設計中重要設備的性能提供參考。
應變片在測量斷面上的布置
本文采用*大正應力法直接測量角點處斷面的*大正應力。角點處沒有剪應力存在,屬于單向應力狀態,該正應力就是主應力。因此,只要貼一片沿棱線方向的應變片就可以測得該處的主應力。
測試工況
測試樣機為某碼頭橋式抓斗卸船機,該機器已經使用了17年。
本次結構與載荷響應測試根據卸船機的實際工作狀況,其測試工況為:小車位于料斗上方位置,以額定速度運動到臂架*大幅度位置,下降,制動,*低,抓取無聊,起升,制動,運行到*高位置,小車以額定速度向料斗上方運動,小車制動,運行到料斗上方停止,卸料,連續工作直到料斗中的物料堆滿為止,料斗中物料堆滿后,啟動連續輸送機,卸料斗中的物料直到料斗中的物料完全卸完,然后再重復一次。
貼片位置
選取卸船機金屬結構的關鍵部位和截面突變部位,共選擇19處測點。
本次測試采用電測法,布置電阻式傳感器,測試電路為半橋電路。應變片接入到測量橋的相鄰兩個臂上,一個臂上的應變片作為主應變片,用502牢固粘貼在金屬表面,另一個臂上的應變片作為溫度補償片,不與金屬表面固定。選用JHDY動態應變儀對數據進行實時采集,用配套的軟件對數據進行處理和分析。
測試結果
從19個測點對應的測試工況下應變曲線圖可看出,每個通道的數據都明顯呈現出兩個周期的循環,每個周期的數據峰值以及振動趨勢基本相同,證明測試數據的準確性和可重復性:樣機上面對稱布點的數據和變化趨勢基本相同,證明樣機對稱部位的受力基本相同,正常工作過程中結構沒有出現受力不均的現象,整機受力狀況較好;樣機*大壓應力出現在測試工況下測點7處,*大拉應力出現在測試工況下測點11處,使用過程中要特別注意應力較大構件的維修保養;樣機前拉桿對稱布置的兩測點的數據相差比較大,左右兩個拉桿受力不均勻。
結論
根據樣機的測試結果可以得出以下幾個結論;
1. 該卸船機在實際測試工況下,應力比較大的測試點為:第6點(即人字架立柱下段左邊)、第7點(即前橋后段右邊)、第11點(即前拉桿下段右邊)、第12點(即前拉桿下段左邊)。*大壓應力出現在測試工況下測點7處,其*大動應力為82.5MPa;*大拉應力出現在測試工況下測點11處,其*大動應力為72.5MPa。
2. 從測試數據可以看出,卸船機應力比較大的部位主要在卸船機的前橋以及前拉桿。平時使用過程中應注意這些應力比較大的部位檢查,應特別注意前拉桿在使用過程中不能出現變形,使其處于良好的軸向受力狀態。同時,要注意調整前拉桿左右兩邊的長度,使其相等。2號機左右兩個前拉桿受力不均勻,相差比較大,建議對其整修。
3. 卸船機主要受力部位受力基本相同,整機受力狀態較好。