Pagsusuri ng Sanhi ng Bitak sa Web-to-Shaft Weld ng Crane Drum

Sinusuri ng pagsusuring ito ng bitak sa weld ng crane drum ang isang kaso kung saan ang isang long-service crane ay nagkaroon ng bitak sa weld sa pagitan ng drum web plate at ng drum shaft. Bagama't ang nakikitang pinsala ay tila isang lokal na problema sa metal fatigue, ang mga pinagbabatayang sanhi ay maaaring may kinalaman sa disenyo ng istruktura, pamamaraan ng pagwelding, kondisyon ng materyal, stress transfer, kalidad ng paggawa at pag-assemble, at mga kondisyon ng pagpapatakbo.

1. Ugnayan sa Pagitan ng Crane Drum, Web Plate, Hub, at Shaft

Sa mga kagamitan sa pagbubuhat, ang drum ay isang mahalagang bahagi ng transmisyon na ginagamit upang iikot ang wire rope at iangat o hilahin ang karga. Ang drum shell ang nagdadala ng wire rope, habang ang mga web plate ay karaniwang nakaayos sa magkabilang dulo ng shell upang ikonekta ang shell sa hub o shaft.

Sa isang karaniwang istraktura, ang hub ay hinango sa gitna ng web plate. Ang hub ay pagkatapos ay konektado sa drum shaft sa pamamagitan ng isang susi, at ang shaft ay sinusuportahan ng mga bearings. Sa kasong ito, ang web plate ay direktang hinango sa drum shaft, at ang drum shaft ay isang mahabang shaft.

Samakatuwid, ang web plate ay hindi lamang isang connecting plate. Nagpapadala rin ito ng torque at radial force sa pagitan ng drum shell at drum shaft. Ang mga pangkalahatang reperensya sa pagkabigo ng drum ay madalas na binabanggit ang mga fatigue crack bilang isang kondisyon ng kapalit; mas partikular na tinitingnan sa kasong ito kung bakit maaaring magsimula ang pagbibitak sa paligid ng weld sa pagitan ng web plate at shaft.

2. Bakit Lumilitaw ang Bitak Malapit sa Gilid ng Drum Shaft

Mula sa mekanikal na perspektibo, ang drum web plate ay isang manipis na plato na sumasailalim sa torsion, bending, tension-compression, at in-plane shear. Malapit sa drum shaft, maaaring mangyari ang ilang hindi kanais-nais na kondisyon nang sabay-sabay: biglaang pagbabago ng seksyon, impluwensya ng weld, at cyclic loading.

2.1 Konsentrasyon ng Stress Mula sa Biglaang Pagbabago ng Seksyon

Sa lugar na malapit sa drum shaft, ang istraktura ay lumilipat mula sa isang medyo makapal na shaft patungo sa isang mas manipis na web plate. Para sa axial positioning at welding, ang isang shaft shoulder ay kadalasang nakaayos sa kaukulang posisyon ng web plate. Kung ang transition radius ay masyadong maliit o ang transition ay hindi maayos, maaaring mangyari ang stress concentration.

Ang mga depekto sa hinang tulad ng undercut at hindi kumpletong pagtagos ay maaari ring maging mga pinagmumulan ng bitak.

2.2 Sikolohikal na Stress at Pag-load ng Epekto

Kapag gumagana ang drum, ang tensile force na nalilikha ng wire rope winding ay inililipat sa pamamagitan ng drum shell papunta sa web plate, at pagkatapos ay sa drum shaft. Ang bawat aksyon ng pag-ikot at pag-angat ay naglalapat ng paulit-ulit na pagkarga sa bahaging ito, na maaaring magsilbing low-cycle fatigue na sinamahan ng local impact loading.

2.3 Natitirang Stress sa Pagwelding

Kapag ang web plate at drum shaft ay pinagsama-samang hinang, ang weld area ay nakakaranas ng lokal na mataas na temperatura at pagliit ng paglamig. Kung ang welded na istraktura ay hindi ganap na na-anneal o naibsan ng stress pagkatapos ng hinang, ang natitirang tensile stress ay nananatili sa paligid ng weld. Kapag ang natitirang tensile stress na ito ay pinatong sa operating load, mas malamang na magkaroon ng crack.

3. Proseso ng Pagbuo ng Web Plate Crack

Ang pag-unlad ng bitak ay maaaring matingnan sa tatlong yugto.

Ang unang yugto ay ang pagsisimula. Sa ugat ng hinang o radius ng paglipat, ang mga mikroskopikong depekto ay maaaring maging pinagmumulan ng bitak sa ilalim ng pinagsamang aksyon ng natitirang stress sa hinang at stress sa pagtatrabaho.

Ang ikalawang yugto ay ang pagpapalaganap. Sa bawat operasyon ng pagbubuhat, ang karga ay sumusunod sa parehong landas ng paglilipat at ang pinakamataas na stress ay nauulit. Ang bitak ay unti-unting lumalaganap sa hangganan ng butil ng materyal. Ang ibabaw ng bali ay maaaring magpakita ng mga katangiang radial o parang shell.

Ang ikatlong yugto ay ang bali. Kapag ang natitirang epektibong seksyon ay hindi na sapat upang dalhin ang bigat, maaaring mangyari ang biglaang malutong na bali, na posibleng may kasamang pagkapunit ng web plate o pagkahiwalay mula sa drum shaft.

4. Mga Karaniwang Sanhi ng Pagbasag ng Crane Drum Web-to-Shaft Weld

4.1 Mga Salik sa Disenyo ng Istruktura

Kung ang paglipat sa pagitan ng web plate at ng hub o drum shaft ay hindi gumagamit ng makatwirang radius, maaaring biglang magbago ang stress. Kung hindi sapat ang kapal ng web plate, maaaring hindi rin sapat ang fatigue strength margin. Ang hindi maayos na napiling lokasyon ng weld ay maaaring lalong magpataas ng panganib, lalo na kung ang weld ay nasa isang high-stress zone sa halip na isang lower-stress area.

4.2 Mga Salik sa Kalidad ng Pagwelding

Kabilang sa mga karaniwang depekto sa hinang ang hindi kumpletong pagtagos, pagsasama ng slag, porosity, undercut, at mga peklat sa hinang. Kung hindi isasagawa ang mga hindi mapanirang pagsubok tulad ng ultrasonic testing o radiographic testing pagkatapos ng hinang, maaaring manatili ang mga nakatagong depekto sa istruktura sa loob ng mahabang panahon.

Ang mga hindi na-optimize na parametro ng hinang at hindi sapat na pag-alis ng stress pagkatapos ng hinang ay maaari ring magpataas ng panganib. Para sa malalaking istruktura ng drum, ang heat treatment para sa pag-alis ng stress ay maaaring mahirap isagawa. Ang pag-alis ng stress gamit ang vibration ay maaari ring mahirap ilapat nang buo, at ang natural na pagtanda o iba pang paggamot sa pagtanda ay maaaring maapektuhan ng mga kinakailangan sa iskedyul ng proyekto.

4.3 Mga Operating Load na Lampas sa mga Kondisyon ng Disenyo

Ang matagalang labis na karga na lampas sa itinakdang karga ay maaaring magpataas ng panganib ng pagkapagod ng istruktura. Ang madalas na pagsisimula at pagpreno habang nagbubuhat ay maaaring lumikha ng malalaking impact load. Kung ang wire rope ay hindi maayos na nakaayos sa drum, ang distribusyon ng puwersa sa drum ay magiging hindi pantay at ang lokal na stress ay maaaring mas mataas kaysa sa halaga ng disenyo.

4.4 Mga Mali sa Paggawa at Pag-assemble

Kung ang pagkakasya sa pagitan ng panloob na butas ng web plate at ng shaft ay masyadong masikip o masyadong maluwag, ang panimulang lokal na stress ay maaaring maging hindi pantay. Ang stress sa pag-assemble na hindi pa ganap na nalalabas ay maaaring sumama sa stress sa pagpapatakbo sa kalaunan.

4.5 Kaagnasan at mga Salik sa Kapaligiran

Kapag ang drum ay nakalantad sa isang mahalumigmig o kinakaing unti-unting kapaligiran sa loob ng mahabang panahon, ang bahagi ng hinang ay mas madaling kapitan ng kalawang. Ang mga kinakalawang na bahagi ay karaniwang mga lokasyon din para sa pagsisimula ng mga micro-crack.

5. Mga Hakbang sa Inspeksyon, Pagkukumpuni, at Pag-iwas

Para sa mga kasalukuyang kagamitan, maaaring regular na isagawa ang magnetic particle testing o ultrasonic testing sa paligid ng hinang sa pagitan ng web plate at ng drum shaft. Kung may matagpuang bitak, dapat kumpunihin ang web plate sa pamamagitan ng hinang o palitan sa tamang oras, at dapat suriin ang pagkakaayos ng wire rope upang maiwasan ang eccentric loading.

Para sa disenyo o paggawa ng bagong crane drum, dapat i-optimize ang transition radius at dapat isaayos ang posisyon ng weld upang maiwasan ang pinakamataas na stress area hangga't maaari. Dapat mahigpit na kontrolin ang proseso ng hinang. Maaaring gamitin ang multi-pass welding at symmetrical welding upang mabawasan ang residual stress, at maaaring ilapat ang vibration aging o natural aging ayon sa aktwal na mga kondisyon.

Para sa pamamahala ng operasyon, dapat iwasan ang pangmatagalang overloading at madalas na pagsisimula at pagpreno. Ang pagkakaayos ng wire rope ay dapat sumunod sa mga naaangkop na kinakailangan, at ang mga lumang wire rope ay dapat palitan nang regular.

Ang pagbibitak ng crane drum weld ay karaniwang hindi sanhi ng iisang salik. Ang sunud-sunod na pagsusuri ng istruktura, hinang, karga, pagsasama-sama, at kapaligiran ay nakakatulong na linawin ang pinagmumulan ng bitak at pumili ng mga hakbang sa pagwawasto na akma sa aktwal na kondisyon ng lugar.

Cindy

WhatsApp: +86 191 3738 6654

Email: cindywang@hndfcrane.com

Ako si Cindy, na may 10 taong karanasan sa pagtatrabaho sa industriya ng kreyn at nakaipon ng maraming propesyonal na kaalaman. Pinili ko ang mga kasiya-siyang crane para sa 500+ na customer. Kung mayroon kang anumang mga pangangailangan o tanong tungkol sa mga crane, mangyaring huwag mag-atubiling makipag-ugnayan sa akin, gagamitin ko ang aking kadalubhasaan at praktikal na karanasan upang matulungan kang malutas ang problema!