探析起重机械安装中的应力测试技术

摘 要：起重机械在工业生产中的应用越来越广泛，其机械质量直接影响着机械操作性能及机械运行的安全性。在起重机械安装过程中，其构件安装会产生应力变化，局部应力变化对整体结构稳定性存在着一定影响。在起重机械安装过程中采取应力测试技术，可以有效判断结构安全性。通过应力测试，充分保障起重机械安装质量，实现起重机械安装的综合效益。结合试验项目，对起重机械安装过程中应力测试技术的应用及结果进行分析。

关键字：起重机械 安装 应力测试技术

1.试验项目概述

在某企业中，需要进行一台起重量为600t的门式起重机安装，为保证安装过程的安全性，保障起重机械安装质量及效益，企业决定对门式起重机主梁提升过程进行应力监测。该起重机械门架结构主要是由行走机构、单柱箱型刚性腿、梯形主梁与人字形圆管柔性腿等构成。起重机械额定起重能力为：上小车，起重值为：2×300t；下小车起重值为：350t+20t。起重机械轨迹为182m，起重高度轨下为9m，起重高度轨上为90m。起重机械安装后自重值为4615t，其长宽高值分别为189.9m×58m×116。

该企业在进行起重机械提升时采取的是先进的液压整体提升技术，并在主梁两头搭设130m左右提升塔架。塔架设计为桁架结构，配置8支350t液压钢于每个塔架主梁上，在计算机集中控制基础上实现整体提升。在起重机械试吊阶段，其起重量设计为大梁+检修吊车+上小车，共25182KN，千斤顶加载由0值到全部荷载等级实现，需要通过十次加载。

2.应力测试技术及其目的

应力测试技术主要是通过测量应变片阻值，并计算出钢材所能够承受力的大小与方向。一般来说，应变片薄片其电阻值多为120Ω，应用特殊胶水，将应变片与钢材进行贴合，在钢材受力变形后，拉压应变片则会将应变片阻值进行改变。通过应变仪采集应变片数据，在分析钢材特性的基础上，获得材料受力情况。在起重机械安装中采取应力测试技术，对主体结构在试吊工程中出现的应力与应变进行测定，将测定结果与理论计算结果进行对比与研究，可以对结构安全性进行判断。通过应力测试技术，对起重机械主要构件在安装过程中其受力区域内应力变化状况进行监测，找出应变与荷载变化之间存在的关系，以保证起重机械安装过程的安全性。在起重机械安装过程中，如出现突然性大风或不利状况，应及时采取处理措施，保证起重机械结构体系在荷载下保持安全性。

3.起重机械应力测试技术应变片布置

在该企业中，进行起重机械安装过程中合理布置应变片，其应变片布置情况如下：第一，在塔架主梁跨中上翼缘上表面相距腹板60mm位置布置8片应变片；第二，于塔架主梁跨中下翼缘上表面相距腹板60mm位置布置8片应变片；第三，在塔架格构56m位置，4柱背心侧与内心侧布置32片应变片；第四，塔架主梁两端腹板内侧，选择中间高度布置16片应变花；第五，塔架格构柱顶截面柱下段高度中心与上段高度中心内外侧共布置32片应变片；第六，在塔架格构柱柱脚斜杆中段位置布置32片应变片。

整体布置112片应变片，16片应变花。在每一次加载后，都应通过应变仪进行应变变化情况观测，直到应变稳定并进行记录为止。在起重机械安装不加载时，白天应间隔4个小时进行一次读数，夜晚应间隔6-8个小时进行一次读数。在该企业中，综合考虑昼夜温差等情况，为消除温度变化对数据影响，每个点采取自补偿方式。应用200m屏蔽双绞线并保证内阻误差在±0.3Ω范围内，以减少外界环境与内阻对测量结果的影响。在起重机械安装过程中，考虑其格构应用的是16锰钢，其强度极限在471-510Nb范围内，屈服极限则在274-343Mb范围内，弹性模型取值为210×109N/cm?。

4.起重机械提升过程研究

在起重机械提升之前，对提升液压缸及应变仪等进行检查，保证其质量的基础上进行起吊作业，起吊分十次加载，数据出现较大变化。通过收集数据后发现，应变花显示角度为43°，与计算值相接近；研究发现主梁数据正常、56m位置钢架受压力正常；数据显示格构柱柱脚斜杆中段数据出现异常，副塔一边斜杆承受拉力，另一边则承受较大压力，其数值表现为不正常上升，管件变形最大数据为1300微应变，在提升过程中，数据最终达到了1700微应变，其应变值达到了材料极限；卸载后数据基本复位，但超过1500微应变数据则恢复十分缓慢，甚至有些材料不再恢复，说明材料变形严重，进入塑性区。通过格构检查发现塔架基础出现下沉，且地脚螺栓出现松动问题。通过禁固所有螺栓，从顶梁到地面对钢材尺寸进行测量，最大限度消除起重机械安装过程中应力过于集中的问题。重新试吊后取得成功，逐步提升并完成起重机械安装。

在起重机械安装过程中，应用应力测试技术对测量过程中数据进行测量，获得梁最大正压力值为96.1N/nm?，柱最大压应力为49.2 N/nm?，斜杆最大压应力值为38.7 N/nm?。通过应力测试判断，在结构系统处于满载状态时，其应力状况仍小于材料设计抗力，满足起重机械安全安装的要求。

5.结语

起重机械属于工业生产中十分重要的机械设备，起重机械安装质量直接影响着其操作性能及运行质量。在进行起重机械安装过程中，其装配产生应力容易对整体结构稳定性造成影响，带来安装质量问题，影响起重机械安装安全性。提出在起重机械安装过程中应用应力测试技术，通过应力测试技术，对起重机械安装过程进行测试，充分保障起重机械安装质量，实现工程施工综合效益。

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