Ανάλυση αιτίας ρωγμής συγκόλλησης ιστού προς άξονα τυμπάνου γερανού

Αυτή η ανάλυση ρωγμών συγκόλλησης τυμπάνου γερανού εξετάζει μια περίπτωση όπου ένας γερανός μακράς χρήσης ανέπτυξε ρωγμή στη συγκόλληση μεταξύ της πλάκας κορμού του τυμπάνου και του άξονα του τυμπάνου. Αν και η ορατή ζημιά φαίνεται να είναι ένα τοπικό πρόβλημα κόπωσης μετάλλου, οι υποκείμενες αιτίες μπορεί να περιλαμβάνουν τον δομικό σχεδιασμό, τη διαδικασία συγκόλλησης, την κατάσταση του υλικού, τη μεταφορά τάσεων, την ποιότητα κατασκευής και συναρμολόγησης και τις συνθήκες λειτουργίας.

1. Σχέση μεταξύ του τυμπάνου γερανού, της πλάκας ιστού, της πλήμνης και του άξονα

Στον εξοπλισμό ανύψωσης, το τύμπανο είναι ένα βασικό εξάρτημα μετάδοσης κίνησης που χρησιμοποιείται για την περιέλιξη του συρματόσχοινου και την ανύψωση ή έλξη του φορτίου. Το κέλυφος του τυμπάνου φέρει το συρματόσχοινο, ενώ πλάκες ιστού συνήθως διατάσσονται και στα δύο άκρα του κελύφους για να συνδέουν το κέλυφος με την πλήμνη ή τον άξονα.

Σε μια συνηθισμένη δομή, η πλήμνη συγκολλάται στο κέντρο της πλάκας κορμού. Στη συνέχεια, η πλήμνη συνδέεται με τον άξονα του τυμπάνου με ένα κλειδί και ο άξονας στηρίζεται σε ρουλεμάν. Σε αυτήν την περίπτωση, η πλάκα κορμού συγκολλάται απευθείας στον άξονα του τυμπάνου και ο άξονας του τυμπάνου είναι ένας μακρύς άξονας.

Επομένως, η πλάκα κορμού δεν είναι μόνο μια πλάκα σύνδεσης. Μεταδίδει επίσης ροπή και ακτινική δύναμη μεταξύ του κελύφους του τυμπάνου και του άξονα του τυμπάνου. Γενικές αναφορές για αστοχίες τυμπάνου αναφέρουν συχνά ρωγμές κόπωσης ως κατάσταση αντικατάστασης. Αυτή η περίπτωση εξετάζει πιο συγκεκριμένα γιατί μπορεί να ξεκινήσει η ρωγμή γύρω από τη συγκόλληση μεταξύ της πλάκας κορμού και του άξονα.

2. Γιατί εμφανίζεται η ρωγμή κοντά στην πλευρά του άξονα του τυμπάνου

Από μηχανικής άποψης, η πλάκα κορμού του τυμπάνου είναι μια λεπτή πλάκα που υπόκειται σε στρέψη, κάμψη, εφελκυσμό-θλίψη και διάτμηση σε επίπεδο. Κοντά στον άξονα του τυμπάνου, μπορεί να εμφανιστούν ταυτόχρονα αρκετές δυσμενείς συνθήκες: μια απότομη αλλαγή διατομής, επίδραση συγκόλλησης και κυκλική φόρτιση.

2.1 Συγκέντρωση τάσης από μια ξαφνική αλλαγή διατομής

Στην περιοχή κοντά στον άξονα του τυμπάνου, η δομή μεταβαίνει από έναν σχετικά παχύ άξονα σε μια λεπτότερη πλάκα κορμού. Για αξονική τοποθέτηση και συγκόλληση, ένας ώμος άξονα συχνά τοποθετείται στην αντίστοιχη θέση της πλάκας κορμού. Εάν η ακτίνα μετάβασης είναι πολύ μικρή ή η μετάβαση δεν είναι ομαλή, μπορεί να εμφανιστεί συγκέντρωση τάσης.

Ελαττώματα συγκόλλησης, όπως η υποσκαφή και η ατελής διείσδυση, μπορούν επίσης να αποτελέσουν πηγές έναρξης ρωγμών.

2.2 Κυκλική Φόρτιση Τάσης και Κρούσης

Όταν το τύμπανο λειτουργεί, η εφελκυστική δύναμη που παράγεται από την περιέλιξη του συρματόσχοινου μεταφέρεται μέσω του κελύφους του τυμπάνου στην πλάκα ιστού και στη συνέχεια στον άξονα του τυμπάνου. Κάθε περιέλιξη και ανύψωση ασκεί επαναλαμβανόμενη φόρτιση σε αυτήν την περιοχή, η οποία μπορεί να λειτουργήσει ως κόπωση χαμηλού κύκλου σε συνδυασμό με τοπική φόρτιση κρούσης.

2.3 Υπολειμματική τάση συγκόλλησης

Όταν η πλάκα κορμού και ο άξονας του τυμπάνου συγκολλούνται μεταξύ τους, η περιοχή συγκόλλησης υφίσταται τοπική συρρίκνωση λόγω υψηλής θερμοκρασίας και ψύξης. Εάν η συγκολλημένη δομή δεν υποβληθεί πλήρως σε ανόπτηση ή σε πλήρη ανακούφιση από τις τάσεις μετά τη συγκόλληση, η υπολειμματική τάση εφελκυσμού παραμένει γύρω από τη συγκόλληση. Όταν αυτή η υπολειμματική τάση εφελκυσμού υπερτίθεται του λειτουργικού φορτίου, η πιθανότητα έναρξης ρωγμής αυξάνεται.

3. Διαδικασία Ανάπτυξης της Ρωγμής της Πλάκας Ιστού

Η ανάπτυξη της ρωγμής μπορεί να εξεταστεί σε τρία στάδια.

Το πρώτο στάδιο είναι η έναρξη. Στη ρίζα της συγκόλλησης ή στην ακτίνα μετάβασης, μικροσκοπικά ελαττώματα μπορούν να γίνουν πηγές ρωγμών υπό τη συνδυασμένη δράση της υπολειμματικής τάσης συγκόλλησης και της τάσης λειτουργίας.

Το δεύτερο στάδιο είναι η διάδοση. Κατά τη διάρκεια κάθε λειτουργίας ανύψωσης, το φορτίο ακολουθεί την ίδια διαδρομή μεταφοράς και η μέγιστη τάση επαναλαμβάνεται. Η ρωγμή διαδίδεται σταδιακά κατά μήκος των ορίων των κόκκων του υλικού. Η επιφάνεια θραύσης μπορεί να εμφανίζει ακτινικά ή κελυφοειδή χαρακτηριστικά.

Το τρίτο στάδιο είναι η θραύση. Όταν η εναπομένουσα ενεργός διατομή δεν επαρκεί πλέον για να αντέξει το φορτίο, μπορεί να εμφανιστεί ξαφνική ψαθυρή θραύση, η οποία πιθανώς συνοδεύεται από σχίσιμο της πλάκας κορμού ή απόσπαση από τον άξονα του τυμπάνου.

4. Συνήθεις αιτίες ρωγμάτωσης συγκόλλησης ιστού-άξονα τυμπάνου γερανού

4.1 Παράγοντες Σχεδιασμού Δομικών Έργων

Εάν η μετάβαση μεταξύ της πλάκας κορμού και του άξονα πλήμνης ή τυμπάνου δεν χρησιμοποιεί λογική ακτίνα, η τάση μπορεί να αλλάξει απότομα. Εάν το πάχος της πλάκας κορμού είναι ανεπαρκές, το περιθώριο αντοχής σε κόπωση μπορεί επίσης να είναι ανεπαρκές. Μια κακώς επιλεγμένη θέση συγκόλλησης μπορεί να αυξήσει περαιτέρω τον κίνδυνο, ειδικά εάν η συγκόλληση βρίσκεται σε ζώνη υψηλής τάσης και όχι σε περιοχή χαμηλότερης τάσης.

4.2 Παράγοντες Ποιότητας Συγκόλλησης

Συνηθισμένα ελαττώματα συγκόλλησης περιλαμβάνουν ατελή διείσδυση, συμπερίληψη σκωρίας, πορώδες, υποσκαφή και ουλές συγκόλλησης. Εάν δεν πραγματοποιηθούν μη καταστροφικές δοκιμές, όπως υπερηχητικές δοκιμές ή ακτινογραφικές δοκιμές μετά τη συγκόλληση, κρυφά ελαττώματα μπορεί να παραμείνουν στη δομή για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Οι μη βελτιστοποιημένες παράμετροι συγκόλλησης και η ανεπαρκής ανακούφιση από την τάση μετά τη συγκόλληση μπορούν επίσης να αυξήσουν τον κίνδυνο. Για μεγάλες κατασκευές τυμπάνων, η θερμική επεξεργασία για την ανακούφιση από την τάση μπορεί να είναι δύσκολο να πραγματοποιηθεί. Η ανακούφιση από την τάση των κραδασμών μπορεί επίσης να είναι δύσκολο να εφαρμοστεί πλήρως και η φυσική γήρανση ή άλλη επεξεργασία γήρανσης μπορεί να επηρεαστεί από τις απαιτήσεις του χρονοδιαγράμματος του έργου.

4.3 Φορτία λειτουργίας πέραν των συνθηκών σχεδιασμού

Η μακροχρόνια υπερφόρτωση πέραν του ονομαστικού φορτίου μπορεί να αυξήσει τον κίνδυνο κόπωσης της κατασκευής. Η συχνή εκκίνηση και το φρενάρισμα κατά την ανύψωση μπορούν να δημιουργήσουν μεγάλα φορτία κρούσης. Εάν το συρματόσχοινο δεν τοποθετηθεί σωστά στο τύμπανο, η κατανομή δύναμης στο τύμπανο γίνεται ανομοιόμορφη και η τοπική τάση μπορεί να είναι πολύ υψηλότερη από την τιμή σχεδιασμού.

4.4 Σφάλματα κατασκευής και συναρμολόγησης

Εάν η εφαρμογή μεταξύ της εσωτερικής οπής της πλάκας ιστού και του άξονα είναι πολύ σφιχτή ή πολύ χαλαρή, η αρχική τοπική τάση μπορεί να γίνει ανομοιόμορφη. Η τάση συναρμολόγησης που δεν έχει απελευθερωθεί πλήρως μπορεί αργότερα να συνδυαστεί με την τάση λειτουργίας.

4.5 Διάβρωση και Περιβαλλοντικοί Παράγοντες

Όταν το τύμπανο εκτίθεται σε υγρό ή διαβρωτικό περιβάλλον για μεγάλο χρονικό διάστημα, η περιοχή συγκόλλησης είναι πιο επιρρεπής στη διάβρωση. Οι διαβρωμένες περιοχές είναι επίσης συνηθισμένες θέσεις για την έναρξη μικρορωγμών.

5. Επιθεώρηση, Επισκευή και Μέτρα Πρόληψης

Για τον υπάρχοντα εξοπλισμό, μπορούν να πραγματοποιούνται τακτικά δοκιμές μαγνητικών σωματιδίων ή υπερηχητικές δοκιμές γύρω από τη συγκόλληση μεταξύ της πλάκας κορμού και του άξονα του τυμπάνου. Εάν εντοπιστούν ρωγμές, η πλάκα κορμού θα πρέπει να επισκευαστεί με συγκόλληση ή να αντικατασταθεί εγκαίρως και η διάταξη του συρματόσχοινου θα πρέπει να ελεγχθεί για να αποφευχθεί η έκκεντρη φόρτιση.

Για τον σχεδιασμό ή την κατασκευή νέου τυμπάνου γερανού, η ακτίνα μετάβασης θα πρέπει να βελτιστοποιηθεί και η θέση συγκόλλησης θα πρέπει να ρυθμιστεί έτσι ώστε να αποφεύγεται όσο το δυνατόν περισσότερο η περιοχή μέγιστης τάσης. Η διαδικασία συγκόλλησης θα πρέπει να ελέγχεται αυστηρά. Η συγκόλληση πολλαπλών περασμάτων και η συμμετρική συγκόλληση μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μείωση της υπολειμματικής τάσης, ενώ η γήρανση με δονήσεις ή η φυσική γήρανση μπορούν να εφαρμοστούν ανάλογα με τις πραγματικές συνθήκες.

Για τη διαχείριση της λειτουργίας, θα πρέπει να αποφεύγεται η μακροχρόνια υπερφόρτωση και η συχνή εκκίνηση και πέδηση. Η διάταξη των συρματόσχοινων θα πρέπει να ακολουθεί τις ισχύουσες απαιτήσεις και τα φθαρμένα συρματόσχοινα θα πρέπει να αντικαθίστανται τακτικά.

Η ρωγμή στη συγκόλληση με τύμπανο γερανού συνήθως δεν προκαλείται από έναν μόνο παράγοντα. Μια βήμα προς βήμα ανασκόπηση της δομής, της συγκόλλησης, του φορτίου, της συναρμολόγησης και του περιβάλλοντος βοηθά στην αποσαφήνιση της πηγής της ρωγμής και στην επιλογή διορθωτικών μέτρων που ταιριάζουν στις πραγματικές συνθήκες του χώρου.

Η Σίντι

WhatsApp: +86 191 3738 6654

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ: cindywang@hndfcrane.com

Είμαι η Cindy, με 10ετή εργασιακή εμπειρία στη βιομηχανία γερανών και συσσωρευμένη πληθώρα επαγγελματικών γνώσεων. Έχω επιλέξει τους ικανοποιητικούς γερανούς για 500+ πελάτες. Εάν έχετε οποιεσδήποτε ανάγκες ή ερωτήσεις σχετικά με τους γερανούς, μη διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μου, θα χρησιμοποιήσω την τεχνογνωσία και την πρακτική εμπειρία μου για να σας βοηθήσω να λύσετε το πρόβλημα!