探究起重机机械疲劳可靠性分析的新进展

探究起重机机械疲劳可靠性分析的新进展

许晓明

甘肃省特种设备检验检测研究院，甘肃省兰州市， 730050

摘要：社会科技发展水平不断提升，在现代化建设过程中，起重机发挥着重要的作用，因为起重机具有较高的便利性，因此在企业生产过程中广泛利用起重机，提高企业生产效率。但是在操作起重机的过程中经常会发生机械故障，影响到群众生命财产安全。本文首先介绍了起重机机械疲劳可靠性分析的背景，从法规、标准角度出发提出了可靠性分析的必要性，进行了国内外可靠性分析的对比，阐述了机械疲劳的成因，分别从结构变形检测、腐蚀检测、静刚度检测、应力分析、无损检测等五方面介绍了可靠性分析的手段。最后，运用工程实例说明了具体过程，希望能够为今后的起重机械检验以及分析提供帮助。

关键词：起重机机械；疲劳可靠性

引言

在起重机械中，起重机属于重要的一部分，起重机在运行过程中如果发生了故障，将会影响到起重机工作运行效果，导致整体工作处于瘫痪，引发严重的安全事故，操作人员的生命安全也会因此受到威胁。起重机机械故障具有不同的影响因素，例如人为操作失误和机械内在因素，管理人员需要不断完善起重机处置系统，改进起重机工作模式，在实际生产中充分发挥出起重机的作用。

1起重机机械疲劳

金属结构承担着整个起重机载荷的应力与应变，一旦发生损坏则只能修复或者报废局部的更换则需对起重机进行整体评估。因此，金属结构的使用寿命决定着整个起重机的使用安全。起重机的金属结构大多为焊接结构，焊机就易产生焊接缺陷，焊接缺陷点在受到交变载荷的长期作用下容易造成疲劳裂纹的延伸。力学性能逐步退化，疲劳裂纹的出现，影响了起重机的日常工作安全，但并非一旦产生疲劳裂纹，起重机金属结构就达到了使用寿命。有时也可以根据实际情况，进行降吨使用。目前，也没有相关的报废标准和规范，所以，充分利用资源，降低客户的使用成本，应用科学合理的方法进行决策，显得尤为重要。

2起重机常见的机械故障

2.1机械疲劳故障

起重机运行过程中可能会发生结构断裂故障，将会引发严重事故，在使用起重机的过程中，如果发生了机械结构断裂问题，将会影响到起重机运行的正常性，威胁到操作人员的人身安全。出现断裂问题主要是因为起重机处于疲劳工作状态中，如果长期处于疲劳状态当中，将会严重影响到起重机机械运行，引发各种损伤问题，导致机械结构因此断裂。此外选择的机械设备如果材料强度不符合标准，也会引发断裂问题，因此在改进起重机过程中需要重视这一问题。

2.2卷筒和滑轮故障

起重机中卷筒属于重要的一部分，卷筒负责承受起重机的起吊重量，经过长时间疲劳使用，逐渐削弱了卷筒的筒壁，在筒壁上发生孔洞，最终发生断裂问题。如果发生断裂问题，起重机无法承担起吊重物，引发故障损失。发生这类故障，主要是起重机卷筒和钢丝绳之前产生摩擦，在摩擦过程中不断减薄卷筒，最终无法承受钢丝绳的重量，引发的问题。如果卷筒的绳槽槽底壁厚磨损达原设计壁厚的20％时应报废，否则将会引发裂痕问题，工作人员需要及时维修更换，在实际操作阶段需要润滑处理卷筒和钢丝绳。

2.3车轮啃轨

车轮也是起重机重要的一部分，车轮安装质量关系到起重机运行是否平稳，如果工作人员没有根据标准安装车轮，将会引发车轮啃轨问题，起重机运行安全因此受到影响。发生这一故障，一方面是因为车轮安装不符合标准，导致车轮运行过程中发生大幅度移动，如果无法根据预计轨道行驶车轮将会发生啃轨问题。此外车轮纵向不符合要求，也会引发垂直偏差，车轮和轨道之间形成夹角，阻碍车轮运行，长此以往将会引发严重的车轮磨损问题，最终引发车轮啃轨问题。最后在安装起重机两侧车轮的过程中，工作人员忽视了车轮的对称性，最终增加车轮运行的差异，导致两侧车轮无法同步运行，因此提高了车轮啃轨问题的发生率。

2.4钢丝绳断裂

钢丝绳在起吊重物的过程中，因为钢丝绳受力情况比较复杂，因此钢丝位置具有差异性，一些钢丝绳缠绕在卷筒上，一些缠绕在滑轮上。此外钢丝绳的受力也具有一定的差异性，主要是利用钢丝绳受力分布情况的差异性。钢丝绳穿过卷筒和滑轮的过程中会产生一定的应力，如果重物超过了钢丝绳承受力，将会引发钢丝绳断裂问题。此外滑轮和卷筒穿越次数比较多，将会改变钢丝绳的受力状态，最终引发损坏和断裂问题。如果工作人员忽视了保养滑轮和卷筒，也会引发钢丝绳断裂问题。

3起重机机械疲劳可靠性分析的新进展

3.1处置机械疲劳故障

为了有效防范起重机疲劳故障，工作人员需要检查机械疲劳故障，及时处理起重机断裂隐患，深入分析断裂隐患。在诊断机械疲劳故障的过程中，工作人员可以利用肉眼观察问题，同时可以利用专门检测仪器，准确的检测故障。在实际检测阶段，需要利用检测仪器检测起重机的关键部位，及时排除损伤故障，如果发现明显的损伤，工作人员需要准确计算损伤部位的疲劳程度，以此为依据合理选择修复手段，及时修复机械疲劳问题，避免产生断裂故障。

3.2处置卷筒和滑轮

工作人员需要重视卷筒和滑轮的维护和保养工作，提高滑轮转动的灵活性，避免发生裂痕，此外需要检查钢丝绳是否发生了损坏问题，牢固的安装滑轮护罩，如果护罩发生了变形问题，需要立即更换护罩。工作人员需要严格控制滑轮轮缘磨损，滑轮轮槽不均匀磨损应在3mm以内。同时需要始终控制滑轮轮缘磨损在20％以内。同时需要优化卷筒和滑轮操作环境，定期润滑处理钢丝绳和卷筒。滑轮主要包括定滑轮和动滑轮两种类型，定滑轮负责改变钢丝绳拉力方向，动滑轮负责分担货物重量。在检修卷筒和滑轮的过程中，工作人员要注意牢固的安装滑轮护罩，提高滑轮转动过程的灵活性，避免发生裂纹问题，避免滑轮边缘发生缺损。

3.3处置车轮啃轨问题

如果起重机车轮发生了啃轨问题，工作人员需要及时维修起重机。如果发生了水平啃轨问题，维修人员需要利用千斤顶顶起起重机的横梁装置，因此分离车轮和轨道，再利用扳手拧下啃轨部位的螺栓，准确的测量车轮位置，在准确的车轮位置中拧好螺栓，保障两侧车轮的对称性。针对啃轨问题，工作人员确定车轮方向，调整起重机为空载状态，并且观察两侧车轮，如果两侧车轮发生了啃轨问题，工作人员可以结合观察结果适当的提高啃轨反方向的偏斜重载，适当调整车轮，进一步提升起重机运行稳定性，避免再次发生啃轨问题。

3.4处置钢丝绳问题

起重机运行过程中，工作人员需要保障钢丝绳承载重量符合标准，如果发生超载问题，将会引发安全事故。工作人员在选择钢丝绳的过程中，需要根据实际情况合理选择钢丝绳的类型。此外需要定期清理润滑处理钢丝绳，避免钢丝绳发生断裂问题，如果工作环境温度较高，需要在钢丝绳中配置隔离装置。

结束语

起重机机械结构的安全与可靠是机械设备安全运行的保障，目前，起重机械行业发展可能还有不足，但是，经过不断的改革与完善，熟悉起重机械的使用规范，增强现代化的维修手段及管理模式，对现有机械设备进行优化和改进，避免意外事故的发生，起重机机械能够顺利可靠地运行，是完成项目工程的根本，也是促进机械行业发展的动力。

参考文献

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