Henan Topology Intelligent Machinery Co., Ltd.
一、失效機(jī)理分析
偏心載荷超限
液壓支架平衡千斤頂活塞桿或缸底耳板拉斷常伴隨掩護(hù)梁焊縫開裂、鉸接耳座開焊等情況出現(xiàn)。頂梁承受的偏心載荷超出支架安全承載范圍，導(dǎo)致掩護(hù)梁扭矩過大。在這種狀況下，原有的設(shè)計(jì)強(qiáng)度和剛度無法滿足要求，平衡千斤頂?shù)母郊优ぞ睾透郊訌澗卦黾?，最終結(jié)果是活塞桿被拉斷或壓斷，耳座也會(huì)被拉斷或壓斷。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷
結(jié)構(gòu)及焊接接頭設(shè)計(jì)不合理、結(jié)構(gòu)抗扭強(qiáng)度設(shè)計(jì)不足、主筋及焊縫不連續(xù)或過于集中造成結(jié)構(gòu)局部應(yīng)力集中。
焊接工藝缺陷
焊接工藝及熱處理缺陷，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)局部應(yīng)力集中。焊縫質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，在復(fù)雜載荷作用下易產(chǎn)生裂紋并擴(kuò)展，最終導(dǎo)致耳板拉斷。
外部工況因素
當(dāng)掩護(hù)式支架的外載荷作用在頂梁端點(diǎn)和掩護(hù)梁的絞點(diǎn)處時(shí)，所需的平衡千斤頂拉力會(huì)隨著支架工作的高度增加而指數(shù)式增加，使得最大拉力遠(yuǎn)超額定拉力。掩護(hù)梁受載過大會(huì)導(dǎo)致掩護(hù)梁和頂梁的角度增加，使得平衡千斤頂?shù)某休d超過正常額定負(fù)載。頂板前端冒空、頂梁過臺階、頂梁未接頂、頂梁位于"高射炮"極限支護(hù)狀態(tài)或頂板后端冒空等工況，都會(huì)導(dǎo)致平衡千斤頂上腔開啟時(shí)間過長，造成失效。
活塞桿結(jié)構(gòu)薄弱點(diǎn)
平衡千斤頂損壞頻率最高的是在活塞桿的卡環(huán)處，該點(diǎn)是活塞桿的最薄弱點(diǎn)，也是產(chǎn)生應(yīng)力集中的地方。
二、解決方案
結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
主筋設(shè)計(jì)為通筋，中間不斷開，增加焊縫連續(xù)性，保證焊縫連接強(qiáng)度，從設(shè)計(jì)階段消除產(chǎn)生應(yīng)力集中的因素。對活塞桿最薄弱處進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，改進(jìn)卡環(huán)處的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)更安全、更可靠。保證焊縫熔透，提高焊接質(zhì)量。
制造工藝改進(jìn)
通過熱處理、振動(dòng)等多種方式消除結(jié)構(gòu)焊接殘余應(yīng)力，避免因應(yīng)力集中而導(dǎo)致焊縫開裂。選用高強(qiáng)度合金鋼，優(yōu)化熱處理工藝，提高材料的強(qiáng)度、韌性和抗疲勞性能。
使用工況控制
在最大設(shè)計(jì)支承高度時(shí)極易出現(xiàn)平衡千斤頂損壞，應(yīng)提前降低支架的實(shí)際支承高度。在頂梁尾部加設(shè)單體液壓支柱或機(jī)械限位裝置，避免平衡千斤頂承受過大載荷。及時(shí)支護(hù)頂板，避免頂板前端或后端冒空，防止頂梁處于"高射炮"極限狀態(tài)。
智能監(jiān)測與預(yù)警
安裝傾角傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測支架姿態(tài)，當(dāng)頂梁俯仰角超過安全范圍時(shí)及時(shí)預(yù)警。監(jiān)測平衡千斤頂?shù)氖芰顟B(tài)，當(dāng)載荷接近額定值時(shí)發(fā)出警報(bào)，防止超載。
維修與補(bǔ)強(qiáng)措施
掩護(hù)梁焊縫開裂后，采取補(bǔ)焊措施增強(qiáng)結(jié)構(gòu)局部強(qiáng)度。將平衡千斤頂缸體直徑加大，與頂梁連接耳子加厚，提高承載能力
