книги / Техническое обслуживание и текущий ремонт грузоподъемных кранов

Трещины верхнего пояса главных балок возникают, как прави­ ло, в местах установки подтележечного рельса. Наиболее подвержен разрушению пояс под стыком рельса. Трещины в поясе вызваны многократным действием местных напряжений от Катковой (дви­ гательной) нагрузки. В результате перераспределения нагрузок на колеса тележки местные напряжения превосходят расчетные при­ мерно в 1,5—1,8 раза в поперечном и продольном направлениях. По­ вышению концентрации местных напряжений способствуют стыки рельсов, которые устраивают под диафрагмами в нарушение техни­ ческих требований, а также неплотности и зазоры между поясом и диафрагмами, не позволяющие осуществить качественную привар­

ку диафрагм к поясу. Сварные швы быстро разрушаются, создавая условия распространения трещины в основной металл пояса. При­ чина появления трещин в местах резкого изменения поперечного сечения главной балки — высокая концентрация напряжений в ме­ стах перегиба пояса сварного шва (образование при сборке щелей и заварка их наплавкой дополнительного металла). В конструкциях, где нижний пояс концевой балки является накладкой для нижнего пояса главной балки, трещины возникают по угловому шву.

При эксплуатации пролетные балки мостовых и козловых кранов постоянно деформируются в вертикальной плоскости. В начальной стадии деформация проявляется вуменьшении строительного подъ­ ема вплоть до его исчезновения. В дальнейшем балка приобретает постоянно увеличивающийся (без нагрузки) отрицательный или остаточный прогиб. Появление остаточного прогиба вызвано ци­ клическим характером нагружения балок. На отрицательный про­ гиб влияют конструктивное исполнение металлоконструкций, тип крана, режим работы, температура, состояние крановых путей.

На кранах, имеющих перильные фермы, после непродолжи­ тельной эксплуатации происходит разрушение продольных свя­ зей в местах их крепления к торцевому листу концевой балки. Раз­ рушение начинается на расстоянии 50—100 мм от сварного шва (трещины приводят к обрыву связей). Узел крепления фермы с концевыми балками не обладает необходимой жесткостью из-за значительной гибкости продольных связей. При колебаниях бал­ ки в местах крепления продольных элементов к торцевому листу возникают изгибные напряжения. Сварное соединение повышает коэффициент концентрации, что ведет к быстрому разрушению.

Для сварных ферменных конструкций характерны поврежде­ ния в виде обрыва элементов или трещин в нижнем поясе в местах приварки раскосов горизонтальной фермы. Трещины и разрушения наиболее часто возникают в стыковых соединениях нижних поясов и узлах опорных раскосов. В клепаных конструкциях трещины об­ разуются преимущественно в стыковых соединениях и в элементах, подвергающихся воздействию местной нагрузки. К ним относятся поясные уголки верхних поясов главных ферм, атакже места крепле­

ния поперечных связей с ездовыми балками козловых кранов. В узлах соединений встречаются следующие дефекты заклепок: неплотное прилегание, сбитые, зарубленные и рваные головки, заусенцы.

На площадках кранов расположено различное оборудование (ме­ ханизм передвижения крана, лебедки, электрооборудование). Нагруз­ ка от сосредоточенных масс оборудования и распределенной массы площадки передается через кронштейны на настил балки. Вопорной части концевых балок выполняют частичное крепление площадок, поэтому не обеспечивается совместная работа главной балки и пло­ щадки. Кроме того, возникаютдополнительные нагрузки от масс пло­ щадок, приложенные к балкам. При разгоне или торможении моста, атакже при прохождении краном стыков рельсов возникают колеба­ ния площадок. Вместах приварки кронштейнов появляются изгибные знакопеременные напряжения, в результате действия которых разру­ шаются стенка или сварной шов крепления кронштейна. Местные изгибные напряжения увеличиваются, если кронштейн установлен со смещением от диафрагмы. Стенка балки в местах крепления крон­ штейна перегружена многослойной сваркой (на небольшом участке имеются сварные крепления настила, площадки, диафрагмы, крон­ штейны и т.д.), поэтому не исключена возможность пережога металла иувеличения его хрупкости. Повреждения вертикальной стенки балки в местах крепления кронштейнов площадок проявляются в виде вер­ тикальной трещины, идущей вдоль сварного шва диафрагмы, либо в виде наклонных и горизонтальных трещин стенки.

Трещины в элементах крепления механизмов моста крана и гру­ зовой тележки образуются вследствие неправильного конструктив­ ного выполнения окончаний силовых связей. Редуктор передвиже­ ния моста прикреплен к поперечному ребру, которое в свою оче­ редь приварено к вертикальной стенке концевой балки. Если ребро не доходит до пояса балки и резко обрывается, то это способствует повышению концентрации местных напряжений. В момент пуска двигателя в узлах крепления редуктора возникают значительные усилия, действующие на ребро и стенку в виде изгибающего мо­ мента. Данный недостаток характерен также для связи крепления механизмов на грузовой тележке.

Приводы механизмов передвижения новых мостовых кранов изготовляют по двум схемам — с редукторами, соединенными (на­ вешиваемыми) со шлицевым хвостовиком вала привода ходового колеса, и редукторами, непосредственно соединенными с валом ходового колеса зубчатой муфтой или через промежуточный вал. В обоих случаях приводы устанавливают на площадках, которые опи­ раются на кронштейны, приваренные в местах установки диафрагм к вертикальной стенке пролетной балки. При значительных нагруз­ ках обе конструкции оказываются недостаточно надежными: через некоторое время появляются трещины, затем обрывы кронштейнов в местах их приварки к вертикальной стенке пролетной балки.

Повреждения металлоконструкций мостовых кранов в виде кор­ розии и трещин наблюдаются в местах наличия полостей («карма­ нов»), щелей, возникающих при сварке прерывистыми швами, или неплотного прилегания элементов из-за большого шага заклепок. При длительном хранении кранов или при их эксплуатации на от­ крытом воздухе происходят коррозионные повреждения внутрен­ них поверхностей коробчатых балок. В концевых балках мостовых кранов в местах крепления площадок и на верхних поясах скапли­ вается влага, которая проникает во внутренние полости балки че­ рез щели, имеющиеся в опорных соединениях главной и конце­ вой балок. В козловых кранах очагами коррозии являются щели, имеющиеся в составных элементах— узлах соединения пролетно­ го строения с опорами. Влага и пыль в местах приварки фасонных накладок также ускоряют коррозию.

Дефекты металлоконструкций могут вызываться ош ибками, допущенными при проектировании, низким качеством изготов­ ления или нарушением условий эксплуатации.

Наиболее серьезные последствия для прочности и устойчивости крана имеютдефекты несущих металлоконструкций. Такие дефек­ ты могут привести к снижению несущей способности конструкций, появлению нерасчетных случаев нагружения и как следствие к их преждевременному разрушению.

Дефекты во многих случаях носят скрытый характер, который не всегда позволяет своевременно их обнаружлгтъ.

Нижевтабл. 1приводятся примеры дефектов металлоконструк­ ций, вызванных, как правило, ошибками при проектировании, до­ пущенными конструкторами вследствие отступлений от принятых конструктивных решений и требований нормативных документов и усугубляемыми в ряде случаев неудовлетворительным качеством изготовления.

В табл. 2 даются отклонения металлоконструкций от правиль­ ной геометрической формы, являющиеся дефектами заводского изготовления или возникающие в процессе эксплуатации.

Ошибки при изготовлении вызываются рядом причин, основ­ ными из которых являются:

отсутствие в рабочей документации требований к предельным допускам на изготовление;

отсутствие авторского надзора организации-разработчика за качеством изготовления;

недостаточная отработка технологических процессов изготов­ ления;

неправильный режим сварки металлоконструкций; отсутствие входного контроля за поступающим металлопро­

катом; слабый оперативный контроль за качеством изготовления;

отсутствие контроля состояния технологической оснастки; недостаточный объем испытаний готовой продукции. Дефекты и повреждения конструкции крана в эксплуатации

вызываются:

естественным изнашиванием; механическими повреждениями при перевозке, монтаже, ре­

монтных работах; перегрузками конструкций;

отсутствием надлежащего ухода, смазывания, окраски, регу­ лировок, что приводит к возникновению местных перегрузок и коррозии металла;

нарушением условий эксплуатации, в частности использова­ нием крана не по назначению и в условиях, не соответствующих требованиям его эксплуатационной документации.

Таблица 1

Типовые конструктивные решения, способствующие

ускоренному выходу конструкций из строя

щ utoroiuiiitamj 3

Стрелками на рисунках показаны места наиболее вероятного возникновения усталостных треш ин.

ДОКУМЕНТОВСБОРНИК

Серия 10 Выпуск 40

© Оформление. ФГУП «НТЦ «Промышленная безопасность»». 2004

СБОРНИКДОКУМЕНТОВ

© Госгортехнадзор России, 2004

2004 безопасность», «Промышленная «НТЦ ФГУП .Оформление ©

10Любые металло­ конструкции

40 Выпуск 10 Серия

Применение сталей, не отвечающих тре­ бованиям норматив­ ных документов по прочности, устало­ сти, свариваемости, хладостойкое™

го

40

U)

О

								Таблица 2
Отклонение металлоконструкций от правильной геометрической формы
Тип узла	Эскиз	Наименова-	Допустимая величина отклонения
		ние отклоне­	при изготовлении			при эксплуатации
		ния			остальных		кранов
			стреловых	башенных		стреловых	башенных	остальных
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Решетчатая		Отклонение	1	1	1	1	1	1
конструк­		от прямоли­	250	800	700	100	700	300
ция, стой­		нейности, t-
ки, подко­		1

сы

2004 России, Госгортехнадзор ©

ДОКУМЕНТОВСБОРНИК