履带起重机主要结构臂架组合形式履带平均接地比压计算结构试验检验项目.docx
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履带起重机主要结构臂架组合形式履带平均接地比压计算结构试验检验项目
附 录 A
(资料性)
起重机主要结构示意图
A.1 不带超起装置的格构臂起重机主要结构示意图见图A.1。
标引序号说明:
1——副臂;4——平衡重;
2——主臂;5——上车;
3——A型架(人字架);6——下车。
图A.1 不带超起装置的格构臂起重机
A.2 带有超起装置的格构臂起重机主要结构示意图见图A.2。
标引序号说明:
1——臂架;5——平衡重;
2——上车;6——超起桅杆;
3——下车;7——滑轮装置。
4——超起平衡重;
图A.2 带有超起装置的格构臂起重机
A.3 实腹(箱形)臂起重机主要结构示意图见图A.3。
(增加)
标引序号说明:
1——副臂;4——上车;
2——主臂;5——下车;
3——平衡重;
图A.3 实腹(箱形)臂起重机
附 录 B
(资料性)
起重机臂架组合主要形式
起重机臂架组合主要形式示意图见图B.1、图B.2。
ABCDE
说明:
A——主臂结构的起重机;
B——主臂+变幅副臂结构的起重机;
C——主臂+固定副臂结构的起重机;
D——带超起平衡重的臂架结构的起重机;
E——主臂+变幅副臂和超起平衡重的臂架结构的起重机。
图B.1 格构臂臂架组合示意图
AB
C
说明:
A——主臂结构的实腹(箱形)臂起重机;
B——主臂+副臂结构的实腹(箱形)臂起重机;
C——带超起装置的实腹(箱形)臂起重机。
图B.2 实腹(箱形)臂臂架组合示意图
附 录 C
(资料性)
履带平均接地比压计算方法
履带平均接地比压计算方法如下:
a)履带接地长度为驱动轮和从动轮的中心线间的距离L4(见图2);
b)接地面积按公式(C.1)计算。
A=L4×2B1……………………………………(C.1)
式中:
A——履带接地面积,单位为平方毫米(mm2);
L4——履带接地长度,单位为毫米(mm);
B1——左或右侧履带板宽度(见图2),单位为毫米(mm)。
c)平均接地比压按公式(C.2)计算。
…………………………………(C.2)
式中:
T——履带平均接地比压,单位为兆帕(MPa);
W——起重机的设计自重,单位为千克(kg);
g——重力加速度,单位为米每二次方秒(m/s2)。
附 录 D
(规范性)
结构试验方法
D.1 结构应力测试
测试工况及载荷
结构应力测试工况及测试项目见表D.1。
在加载和测试过程中,回转机构或转台应制动或锁定在规定的位置上。
表C.1 结构应力试验工况及载荷
序号
试验工况
试验目的
被测结构
测试项目
臂架组合
载荷
1
基本臂
PQmax
验证主要结构件的强度和刚性
基本臂、转台、底架、变幅支架、臂架拉杆
结构静应力
2
1.25PQmax
3
中长主臂
PQ
验证中长主臂的强度和刚性
中长主臂
结构静应力
4
最长主臂
PQ
φPQ
(侧载)
验证最长主臂的强度和刚性
最长主臂
结构静应力、
臂架头部侧向位移
5
基本臂+最短副臂、相应的工作幅度
PQ
验证基本臂+副臂不同组合的强度和刚性
主臂、副臂、转台
结构静应力
6
1.25PQ
7
最长主臂a+最长副臂
相应的工作幅度
PQ
φPQ
(侧载)
验证最长主臂+副臂不同组合的强度和刚性
主臂、副臂、转台
结构静应力、
臂架头部侧向位移
8
最大起重力矩工况
PQ
验证主要结构件的强度和刚性
基本臂、转台、底架、变幅支架、臂架拉杆
结构静应力
9
安装工况
安装状
态下的
自重载荷
验证各结构件的安装强度
主臂、副臂、变幅支架、臂架拉杆
结构静应力
注:
PQmax——最大起重量;PQ——不同幅度下的额定起重量;φ——侧载系数。
a最长主臂为安装最长副臂时的最长主臂。
侧载试验时,格构臂起重机侧载系数取2%,实腹(箱形)臂起重机侧载系数取5%,或根据制造商提供的侧载系数进行试验。
在施加侧向载荷,测试臂架头部侧向位移工况时,应保证空载状态下,与回转平台相连臂架根部轴线的倾斜度在0.25%以内。
测试点的规定
应力测试点的选择
在结构受力分析的基础上,确定危险应力区,危险应力区包括以下3种类型:
a)均匀高应力区:
该区应力达到屈服应力时,会引起结构件的永久变形。
b)应力集中区:
该区内屈服应力的出现不会引起结构件整体的永久变形,但应力集中会影响结构件的疲劳寿命,如孔眼、锐角、焊缝、铰点等断面剧变处。
c)弹性屈曲区:
如受压杆的弹性屈曲,从应力看,该区的最大应力并没有达到材料的屈服点,但可因发生挠曲或过大变形而导致结构的破坏。
桁架结构的弦杆和腹杆,应在节间中部对称贴应变片,最后以平均应力来评定该节间的安全度。
在应力集中区内贴的应变片,应尽可能贴在高应力点上。
承受弯矩最大的断面同时作用有集中载荷时,应考虑在下列两个位置贴片:
a)应变片贴在集中载荷作用处或集中载荷处20mm范围之内;
b)应变片贴在集中载荷作用处20mm范围之外,复合应力最大处或其它危险部位。
如:
支腿伸出段的根部和臂架伸出段的根部的应力测定。
受压杆件的贴片,应贴在杆件的中部或在其可能屈曲部位。
二向应力的测试
结构承受二向应力状态,如果预先能用某些方法(如脆性涂料法)确定主应变方向时,则可沿主应变方向贴上互相垂直的两个应变片。
如果主应变的方向无法确定,则应贴上由3个应变片组成的应变花。
关于应变花的数据处理见D.1.4.2b。
测点编号
根据选择好的测试部位和确定的测试点,绘制测点分布图,对贴片统一编号,并指明应变片或应变花的贴片位置。
试验程序
检查和调整样机,使之处于正常工作状态。
接好应变检测系统,调试应变片和检查有关仪器,合理选择灵敏系数,消除一切不正常现象。
测量消除自重影响的应变片基准读数ε0。
对于需要测量自重应力的结构件,应消除自重影响,记录零应力状态的读数。
如无法消除自重影响,即不测零应力状态。
处理数据的办法参见D.1.4.1的规定。
空载应力状态,测量结构件在自重作用下应变ε1。
空载应力状态点将起重机调整到表D.1所规定的测试工况,工作幅度为测试起重机相应载荷作用下的工作幅度。
吊钩放置地上。
回转机构或转台应制动或锁住。
如果零应力状态应变基准应变读数ε0无法读出,可以取空载状态作为初始状态,应变仪调零。
负载应力状态,测量负载作用下的应变ε0。
负载应力状态是起重机按表D.1所规定的测试工况进行加载,其工作幅度允差不大于±1%。
卸载至空载应力状态,检查各应变片的回零情况,如果某测点的应变片读数与原数据ε1偏差超过±0.03σs/E(式中:
σs——材料屈服极限;E——材料弹性模数),认为该测点数据无效,应查明原因,按原测试程序重新测量,直到合格。
由风载荷作用造成的应变偏差是属于正常现象,测试时应尽可能选择良好天气,减少风载的影响。
每次试验应重复做3次,比较测试数据有无重大差别。
如果误差超过10倍的微应变,则应查明原因,并重新测试,直至稳定。
观察结构是否有永久变形或局部损坏。
如果出现永久变形或局部损坏,应立即终止试验,进行全面检查和分析。
试验数据、观察到的现象、试验说明应随时记录。
应力测试数据的处理和安全判别方法
计算两个测试状态的应力
空载应力(自重引起的应力)
按公式(D.1)计算。
…………………………………(D.1)
负载应力
按公式(D.2)计算。
…………………………………(D.2)
式中:
——空载应力(不测空载应力时,用计算应力代替),单位为兆帕(MPa);
——负载应力,单位为兆帕(MPa);
——零应力状态应变仪读数;
——空载应力状态应变仪读数;
——负载应力状态应变仪读数。
注:
、
、
均带正负号,拉应力为正,压应力为负。
结构最大应力取下述两种情况的较大者:
a)空载应力最大,见公式(D.3)。
…………………………………(D.3)
b)空载应力与负载应力之代数和最大,见公式(D.4)。
…………………………………(D.4)
式中:
——最大应力,单位为兆帕(MPa)。
注:
和
各带自己的正负号。
二向应力状态的数据处理
对于承受二向应力弹塑性材料,按变形能(第四)强度理论计算。
其当量单向应力计算如下:
d)当主应力(变)的方向已知,并测得了两个方向的主应力时,当量单向应力按公式(D.5)计算。
=
…………………………………(D.5)
式中:
——当量单向应力,单位为兆帕(MPa);
——最大主应力,单位为兆帕(MPa);
——最小主应力,单位为兆帕(MPa)。
主应力可由两个方向的主应变值按公式(D.6)、(D.7)计算。
…………………………(D.6)
…………………………(D.7)
式中:
——材料的弹性模数,屈服极限小于500N/mm2时,取E=2.1×105N/mm2,屈服极限等于或高于500N/mm2时的高强度合金钢,如没有提供E和µ的数值,应取样实测E和µ的数值。
——最大主应变;
——最小主应变;
——泊松比。
e)主应力(变)的方向未知,可用直角应变花测得三个方向的线应变,当量单向应力按公式(D.8)计算。
………………………(D.8)
式中:
——a应变片的应变;
——b应变片的应变;
——c应变片的应变。
应变花的贴片方式如图D.1所示。
图D.1贴片方式
f)对于脆性材料,可采用最大应变(第二)强度理论求得当量应力,按公式(D.9)计算。
=Eεx…………………………………………(D.9)
测试应力值的安全判别方法
根据表D.1给定的测试工况和载荷进行测试,测得结构的最大应力,应满足下列分类给出的安全判据,各危险应力区的安全系数列于表D.2。
焊缝的许用应力应符合GB/T3811的规定。
结构件钢材的许用应力列于表D.3。
表C.2 结构强度安全系数
试验工况
安全系数最小值n
均匀高应力区n
应力集中区n
弹性屈曲区n
作业状态工况(表D.1序号1、3、4、5、7、8)
1.48
1.1
1.6
安装工况(表D.1序号9)
1.3
1.05
1.5
静载荷试验工况(表D.1序号2、6)
1.22
—a
1.4
a仅观察结构变形情况,对安全系数取值不作要求。
表C.3 结构件钢材的许用应力
钢材强度
拉、压、弯[σ]
剪切[τ]
承压[σcd]
压杆弹性屈曲[σcr]
σs/σb<0.7
σs/n
[σ]/
1.4[σ]
σcr/n
σs/σb≥0.7
σFs/n
注1:
σFs=0.5σs+0.35σb为假想屈服极限。
式中:
σs——材料的屈服极限,单位为牛每平方毫米(N/mm2);
σb——材料的抗拉强度极限,单位为牛每平方毫米(N/mm2);
σcr——欧拉屈曲临界应力,单位为牛每平方毫米(N/mm2)。
注2:
当σcr≤σp时,取:
当σcr≥σp时,取:
式中:
K——受压杆件长度系数,参见GB/T3811;
r——惯性半径,单位为毫米(mm);
l——受压杆件几何长度单位为毫米(mm);
σp——材料的比例极限应力,单位为牛每平方毫米(N/mm2);
σy——材料屈服应力,单位为牛每平方毫米(N/mm2);
σrc——材料残余应力,单位为牛每平方毫米(N/mm2);
E——材料的弹性模数,单位为牛每平方毫米(N/mm2);
屈服极限小于500N/mm2时,取E=2.1×105N/mm2,屈服极限等于或高于500N/mm2时的高强度合金钢,
如没有提供E的数值,应取样实测E的数值。
在起重机行走中,转台承受较大的运行冲击载荷,自重引起的应力是其主要载荷,因此,给出转台的自重应力安全系数n。
a)
类——均匀高应力区的自重应力安全系数按公式(D.10)计算。
n
=σs/σr或n
=σs/
…………………………………………(D.10)
式中:
σr——结构件中被测部位测出的最大拉应力,单位为兆帕(MPa);
注:
对于单向应力:
塑性材料σr=σmax;脆性材料σr=σx。
——当量单向应力,单位为兆帕(MPa);
n
——
类安全系数。
b)
类——应力集中区的自重应力安全系数按公式(D.11)计算。
n
=σs/σr或n
=σs/
……………………………………(D.11)
式中:
n
——
类安全系数。
c)
类——弹性屈曲区,对于弦杆和腹杆等受压元件的自重应力安全系数按公式(D.12)计算。
n
=1/[σra/σcr+(σrm-σra)/σs]……………………………………(D.12)
式中:
σra——由一个截面上若干个测点的应变读数确定的平均应力,单位为兆帕(MPa);
σrm——压杆被测截面上最大的计算压应力,单位为兆帕(MPa);
σcr——受压杆发生屈曲的临界压应力(见表D.3),单位为兆帕(MPa);
n
——
类安全系数。
d)
类——板的局部屈曲区。
对板可能产生局部屈曲部位,一般要求对所有的试验工况(包括超载试验工况),
类区
域的应变片读数,都应回到空载时的读数。
D.2 结构动特性测试
测试项目如下:
e)起重机结构件危险应力区危险点的动态应力;
f)司机室的振动特性。
测试方法如下:
a)额定载荷在正常操作起升离地或以额定速度下降制动时,测试动应力和振动特性;
b)起重机最长主臂工况下,臂架仰角在40º~50º之间,空载,作变幅运动时产生的振动。
动特性的限值如下:
动特性的值如下:
g)按D.2.1a)各部位的最大应力点由振动产生的最大应力不应超过许用应力;
h)司机室操纵台和座椅处的水平方向和垂直方向加速度应小于0.2g。
D.3 试验报告
试验过程中应进行记录和数据整理。
对不正常现象,应有实况记录,并做出分析意见。
对试验中发现的个别部位的应力、合成应力超出规定值时,虽然没有发现破坏或不正常的现象,报告中应特别指出,并提出分析意见,做出结构是否可正常工作的明确结论。
附 录 E
(规范性)
检验项目
E.1 检验项目见表E.1。
表D.1 检验项目表
序号
检验项目
技术要求
试验
方法
缺陷等级
检验类别
致命
关键
重要
一般
型式
出厂
1
主要参数测
定
主要尺寸
4.2.1.6
5.3
√
●
●
2
操纵力
4.7.2
√
●
3
操纵行程
4.7.2
√
●
4
起升速度
4.2.1.5
√
●
●
5
最低稳定起升速度
4.2.1.5
√
●
●
6
回转速度
4.2.1.5
√
●
●
7
变幅时间
4.2.1.5
√
●
●
8
伸缩时间
4.2.1.5
√
●
●
9
外观检查
焊缝质量
4.2.5.1
5.4
√
●
●
10
涂装质量
4.2.7
√
●
●
11
主臂上的维修通道
4.3.2.2
√
●
●
12
司机室
4.3.4
√
●
●
13
钢丝绳不跳出卷筒的装置
4.4.4.6
√
●
●
14
防止钢丝绳脱槽装置
4.4.5.2
√
●
●
15
滑轮的支承处润滑装置
4.4.5.3
√
●
●
16
人手可触及的滑轮组的滑轮罩壳
4.4.5.4
√
●
●
17
吊钩标记、防脱装置和吊钩滑轮组的挡绳装置
4.4.7
√
●
●
18
液、电路的敷设及保护
4.5.1.1
4.6.1
√
●
●
19
操纵件的操作、标牌和标志
4.7.1
√
●
●
20
安全防护装置
4.8.4
√
●
●
21
液压油油位
4.5.4
√
●
●
22
起重机标牌和额定起重量图表。
4.2.1.3
7.2
√
●
●
23
行走
性能
试验
行走速度
4.2.1.5
5.5
√
●
24
跑偏量
4.2.1.8
√
●
●
25
行走制动性能
4.4.9.2
√
●
26
履带伸缩性能
4.3.3
√
●
27
履带平均接地比压
4.1.4
√
●
表E.1(续)
序号
检验项目
技术要求
试验
方法
缺陷等级
检验类别
致命
关键
重要
一般
型式
出厂
28
空载
试验
载荷升降平稳性
4.2.1.13
5.6
√
●
●
29
起升高度限位器功能
4.8.2.1
√
●
●
30
下降深度限位器功能
4.8.2.2
√
●
●
31
变幅制动性能
4.2.1.13
√
●
●
32
变幅限位器功能
4.8.2.3
√
●
●
33
回转制动性能
4.2.1.13
√
●
●
34
防后倾装置功能
4.8.2.4
√
●
●
35
额定
载荷
试验
载荷升降平稳性
4.2.1.13
5.7
√
●
●
36
起升制动性能
4.2.1.13
√
●
●
37
载荷再次启动提升时的制动性能
4.4.1.2
√
●
●
38
变幅平稳性
4.2.1.13
√
●
●
39
变幅制动性能
4.2.1.13
√
●
●
40
回转启动和停止性能
4.4.8.1
√
●
●
41
回转制动性能
4.2.1.13
√
●
●
42
带载行走性能
4.2.1.4
√
●
●
43
带载行走制动性能
4.4.9.2
√
●
●
44
超起装置a
平衡重离地检测装置
平衡重利用率检测装置
4.4.10.1
√
●
●
45
平衡重油缸单独调整
4.4.10.2
√
●
●
46
电气系统
无线遥控功能
4.6.2
√
●
●
47
多点控制互锁功能
4.6.3
√
●
●
48
液压系统密封性
4.5.1.7
4.2.1.13
5.11
√
●
●
49
力矩限制器的显示和报警性能
4.8.3
5.7
√
●
●
50
故障显示功能
4.8.4.1
√
●
●
51
三色指示灯报警装置功能
4.8.4.2
√
●
●
52
安全监控管理系统
4.8.4.5
√
●
●
53
动载荷试验
载荷升降平稳性
4.2.1.13
5.8
√
●
●
54
起升制动性能
4.2.1.13
√
●
●
55
载荷再次启动提升时的制动性能
4.4.1.2
√
●
●
56
变幅平稳性
4.2.1.13
√
●
●
57
变幅制动性能
4.2.1.13
√
●
●
58
回转启动和停止性能
4.4.8.1
√
●
●
59
回转制动性能
4.2.1.13
√
●
●
60
带载行走性能
4.2.1.4
√
●
●
61
液压系统密封性
4.5.1.7
5.11
√
●
●
62
力矩限制器的显示和报警性能
4.8.3
5.8
√
●
●
表E.1(续)
序号
检验项目
技术要求
试验
方法
缺陷等级
检验类别
致命
关键
重要
一般
型式
出厂
63
动
载
荷
试
验
故障显示功能
4.8.4.1
5.8
√
●
●
64
三色指示灯报警装置功能
4.8.4.2
√
●
●
65
安全监控管理系统
4.8.4.5
√
●
●
66
对产品性能与安全有影响的损坏
4.2.1.13
√
●
●
67
连接处松动或损坏
4.2.1.13
√
●
●
68
静载荷试验
起升制动性能
4.2.1.13
5.9
√
●
●
69
变幅制动性能
4.2.1.13
√
●
●
70
液压系统的密封性
4.5.1.7
5.11
√
●
●
71
结构件裂纹、永久变形、油漆剥落
4.2.1.13
5.9
√
●
●
72
对起重机性能与安全有影响的损坏
4.2.1.13
√
●
●
73
连接处松动或损坏
4.2.1.13
√
●
●
74
故障显示器功能
4.8.4.1
√
●
●
75
整机
抗倾
覆稳
定性
试验
静态稳定性
4.2.4.1
5.10
√
●
●
76
抗后倾覆稳定性
4.2.4.2
√
●
●
77
密封性能试验
4.5.1.8
5.11.2
√
●
●
78
噪声
测量
司机耳旁的噪声
4.2.2
5.12
√
●
79
机外辐射噪声
4.2.2
√
●
80
排气烟度测量
4.2.3
5.13
√
●
81
液压油固体颗粒污染测量
4.5.1.6
5.14
√
●
●
82
结构试验
4.2.1.13
5.15
√
●
83
臂架头部侧向位移
4.2.8
5.15
√
●
- 配套讲稿:
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