起重机主梁上拱度检验技术探讨

摘 要：文章对起重机的质量检测，特别是安全方面的检测进行了论述，起重机主梁检测就是其中重要的一项。强度、刚度、稳定性是起重机主梁的几个主要性能指标，而其上拱度的检测又是起重机主梁这几个主要性能指标综合反映，也是影响起重机使用情况及其使用寿命的关键因素。

关键词：起重机 荷载试验 上拱度检测

1 起重机载荷试验是在起重机验收检验时为了验证其整体和各部件（主要指主梁）承载能力的一种常见手段，其主要方法是在空载试车合格后，进行额定起重量的试验（额定载荷试验），以检验其主梁的静刚度，即抗弹性变形的能力，再进行1・25倍额定载荷的静负荷试验，以检验主梁抗塑性变形的能力。最后，进行1・1倍额定载荷的动负荷试验，以检验各机构的运行可靠性。对于新安装、大修、改造的起重机，在投入使用前验收检验时，均应进行载荷试验。在起重机空载试验时，要求检测主梁的原始上拱度，在额定载荷实验和静载荷试验过程中，要求检测起重机主梁的上拱度变化值，以验证其主梁的承载能力。假设：若有1台新安装的双梁桥式起重机，工作级别为A6，跨度S=28・5m，额定起重量Q，则其载荷试验中主梁上拱度检测实测数据应在表1的范围内。

（1）若空载试验时，主梁上拱度刚好达到0・9S/1000，实测数据为25・65mm，在额定载荷试验中，静刚度（静态刚度是指主梁由于额定起升载荷和小车自重在跨中引起的垂直静挠度）刚好是S/800，实测数据为36・625mm。以上数据是假定在空载时上拱度标准的下限值和静态刚度允许的最大值，按照检验规程，是符合检验标准要求的。但是，根据上面的假设可以看出，这台符合安全性能标准的新安装起重机，在正常的工作条件下，主梁会产生35・625mm的弹性变形，同时会出现9・975mm的下挠度（|25・65-35・625|mm=9・975mm）。该起重机的主梁金属结构的刚度太小，抵抗弹性变形的能力差。起重机的载荷状态是时刻变化的，其主梁各处的应力状况也是时刻变化的。主梁的弹性变形越大，主梁内各金属单元体的微观变形也越大。主梁金属结构的疲劳强度与起重机的工作级别、结构材料、接头连接形式、结构最大应力、及应力的循环特征有关，如果起重机工作频繁，且经常处于满载下工作，在焊接接头等地方经常发生疲劳裂纹。如果主梁的刚度不好，其焊接接头和应力最大处在交变应力的作用下产生疲劳裂纹的几率越大。所以，该起重机静态刚度虽已达到标准的最低要求，而实际上是难以满足生产使用的要求。

（2）若空载试验时，主梁上拱度是1・4S/1000，实测数据为39・9mm，在静载试验后，起重机的主梁上拱度刚好为0・7S/1000，实测数据为19・95mm。以上数据是假定空载上拱度的上限值和静载试验后上拱度的下限值的情况下，没有超出标准允许范围，是合格产品。但该起重机的变形量很大，其永久变形达到0・7S/1000，实测数据为19・95mm，其主梁承受外载荷作用时抵抗变形及破坏的能力明显不足，即其主梁强度不够。这样的主梁，即便是在良好的使用条件下，其强度和可靠性也不足以保证使用周期内的安全性能，不可能达到起重机正常的设计寿命要求的。

2 推荐使用的经验标准，通过对各种跨度、起重量和各种级别的起重机载荷试验及大量上拱度实测数据的总结发现，对于各正规厂家生产的、经过了安全性能监督检验的起重机，在额定载荷试验中，其弹性变形量一般是不超过20mm的。在静载荷试验后，起重机主梁产生永久（塑性）变形量一般不超过2～3mm。因此，载荷试验中，对于起重机主梁刚度和强度的测试应注意几点：

（1）在额定载荷试验中，起重机的弹性变形不可太大，应该留有适当余量的上拱度，在1・25倍载荷下，跨中的上拱度也应该大于等于0 mm，即在静载试验时，起重机主梁至少不应该有下挠度，这样才能保证主梁的刚度和使用寿命的要求。

（2）在静载试验后，起重机的永久（塑性）变形总量应该不大于0・2S/1000，而且重复3次后不得再有永久变形。即静载试验前后，起重机主梁上拱度的变化量应有一个变化的范围值，而不是一个不小于值。对于文中所述起重机，其额定载荷试验时，主梁弹性变形量应不大于25・65mm；而在静载荷试验后，其永久变形量应不大于5・6mm。通过对大量起重机验收检验时载荷试验检测数据的总结，以上经验检测标准在实际检验检测中非常有用，故推荐大家使用。

3 全站仪测量挠度方法（附图）

全站仪做为一种集光、机、电为一体，集水平角、垂直角、距离（斜距、平距）、高差测量功能于一体的测绘仪器系统，在起重机械挠度测量中给我们带来极大的方便，下面以电动单梁起重机为例用全站仪来测量其挠度。

（1）将小车停在跨中，试吊额定载荷，检查载荷固定情况，无异常的情况下将载荷放至钢丝绳松弛；

（2）选择合适位置架设全站仪，调整水平（物理水平）；

（3）打开全站仪，调整水平（电子水平），将仪器设置为免棱镜，对边模式；

（4）在起重机主梁跨中设定一个基准点A，用全站仪对边模式测量基准点A（如图一）；

（5）起吊额定载荷，离地100～200mm，待主梁平稳后用全站仪对边模式测量基准点A’；

（6）读取AA’的高差即为该起重机的挠度。

图一

4、结束语

载荷试验对新安装、大修的起重机的安全性能检验而言，具有很重要的作用，以上假设分析虽然是建立在现行标准的极限值的条件下进行的，但对我们认识起重机主梁的承载能力有很大的帮助。因此，在贯彻标准的同时还应灵活运用它，而要从长期的实践中不断的总结，归纳出合适的上拱度判断标准。以便达到检测的目的，并确保安全的需要。

参考文献

1 国家质量监督检验检疫总局・起重机械监督检验规程，2002

2 过玉卿・起重运输机械・武汉：华中理工大学出版社，1992