起重机金属结构

起重机金属结构工作级别确定

侯屹

大连起重矿山机械有限公司大连116036

摘要:GB/T3811!1983 起重机设计规范 和GB/T3811!2008 起重机设计规范 在进行起重机金属结构的疲劳验算时,对定义起重机金属结构的工作级别有很大差异,这些差异对起重机金属结构的疲劳强度计算有相当大的影响,严重的可能导致起重机金属结构的安全使用寿命低于起重机整机所要求的安全使用寿命,因此,需引起注意。

关键词:金属结构;工作级别;疲劳强度;疲劳计算

中图分类号:TH218文献标识码:A文章编号:1001-0785(2010)06-0006-07

Abstrac t:In G B/T3811!1983D esign R ules for C ranes and GB/T3811!2008Des i gn Ru l es f o r C ranes,the re i s b i g d ifferences o f de fini ng t he wo rk i ng g rades o f crane m eta l structure when do i ng fa tigue assess m ent o f m eta l structure o f crane,wh ich i nfl uences heav ily to calculati on o f fatigue streng th o f c rane me tal structure,furt her,m ay cause t he sa fe ope r a ti on life of m eta l structure less than that o f comp lete crane T here fore,mo re a ttenti on to it shou l d be pa i d

K eywords:m eta l structure;worki ng g rade;fa ti gue streng t h;fatigue ca lculation

1引言

起重机购销工作中很重要的环节就是在合同中需要供需双方共同确认起重机的工作级别。这项工作的正常程序应该是:用户将所购买起重机的使用情况(包括每天大约使用的次数、每次吊载的情况、预计的使用寿命等)提交给起重机的生产企业,起重机生产企业的设计人员根据用户所提的使用参数,依据GB/T3811!2008 起重机设计规范 (以下简称新标准)的相关规定进行计算,初步确定出起重机的工作级别后,再和用户共同确认,最终形成正式的合同。合同中确定的起重机工作级别就作为起重机设计工作的关键性依据,而且是供需双方都认同的依据。

但现实情况是:不认为起重机的工作级别是重要的设计参数。基本上是用户在签订合同时就直接根据经验或参照同类产品得出的起重机工作级别,生产厂家基本上不提异议,也不过问用户所提的工作级别是否合理,是否需要修改,一般就按用户的要求签订合同。这种做法对于一些工作级别较高的起重机来说(新标准规定A5级以上的起重机),将存在很严重的隐患。

典型案例:用户通过正常的招标程序,订购了几台铸造起重机,当时用户提出的工作级别是A7级,并和起重机生产厂家签订了供销合同,设备交付使用几年后,有几台起重机的主梁相继出现裂纹。起重机生产厂家的设计人员将主梁按A7级进行疲劳强度计算,结果是不但完全满足GB/T 3811!1983 起重机设计规范 (以下简称老标准)的要求,而且还留有了较大的安全裕度,原则上讲这些主梁是不应该出现裂纹的。当设计人员再向用户了解实际使用情况,经分析计算,该设备应该定为A8级,将原主梁按A8级进行疲劳计算,则不能满足要求。只能将出现裂纹的起重机主梁进行更换。

起重机金属结构工作级别的确定,对于工作级别较高的起重机来说是非常关键的问题,是非常重要的设计参数,应该引起足够的重视。起重机金属结构工作级别的确定,老标准和新标准有不同的规定。

2老标准的相关规定

老标准对起重机金属结构部分没有单独确定其工作级别,而是将起重机整机的工作级别等同于其金属结构的工作级别,这样在计算金属结构的疲劳强度时会很方便。

但当起重机整机在完成1个工作循环时,产生不止一次应力循环的起重机金属结构而言,该

规定就显得偏低。遇到这种情况时,老标准没有给出解决这类问题的办法,一般是要凭经验进行特殊考虑。

表1起重机的利用等级

利用等级总工作循环

次数N

附注

U

U

1

U

2

U

31 60∀104

3 20∀104

6 30∀104

1 25∀105

不经常使用

U

4

2 50∀105经常轻闲使用

U

5

5 00∀105经常中等使用

U

6

1 00∀106不经常繁忙使用

U

7

U

8

U

9

2 00∀106

4 00∀106

>4 00∀106

繁忙使用

起重机整机的工作级别主要是依据起重机总

的工作循环次数确定起重机的利用等级(共分10

级:U0~U9)(见表1),再依据起重机的名义载

荷谱系数确定起重机的载荷状态级别(共分4级:

Q1~Q4)(见表2),然后根据一定的对角关系,

确定出起重机整机的工作级别(见表3)。起重机

整机的工作级别就是起重机金属结构的工作级别。

表2起重机的载荷状态及其名义载荷谱系数K

P

载荷状态名义载荷谱系数K P说明

Q1轻0 125

很少起升额定载荷,

一般起升轻微载荷

Q2中0 25

有时起升额定载荷,

一般起升中等载荷

Q3重0 5

经常起升额定载荷,

一般起升较重的载荷

Q4特重1 0频繁地起升额定载荷

表3起重机整机的工作级别

载荷状态名义载荷谱

系数K

P

利用等级

U

U

1

U

2

U

3

U

4

U

5

U

6

U

7

U

8

U

9

Q1轻0 125A1A1A1A2A3A4A5A6A7A8 Q2中0 25A1A1A2A3A4A5A6A7A8A8 Q3重0 5A1A2A3A4A5A6A7A8A8A8 Q4特重1 0A2A3A4A5A6A7A8A8A8A8

3新标准的相关规定

新标准首次将起重机的工作级别和金属结构的工作级别分别进行定义。

(1)起重机整机工作级别的确定

起重机整机的工作级别主要是依据起重机整机总的工作循环数确定起重机整机的使用等级(共分10级:U0~U9)(表4),再依据起重机整机的载荷谱系数确定起重机整机的载荷状态级别(共分4级:Q1~Q4)(表5),然后根据一定的对角关系,确定出起重机整机的工作级别(表6)。对于起重机整机工作级别的划分,老标准和新标准规定相同。

起重机整机的工作级别并不代表起重机金属结构的工作级别。

表4起重机的使用等级

使用等级起重机总工作循环数C T

起重机使用

频繁程度

U

U

1

U

2

U

3

C

T

#1 60∀104

1 60∀104

T

#3 20∀104

3 20∀104

T

#6 30∀104

6 30∀104

T

#1 25∀105

很少使用

U

4

1 25∀105

T

#2 50∀105不频繁使用

U

5

2 50∀105

T

#5 00∀105中等频繁使用

U

6

5 00∀105

T

#1 00∀106较频繁使用

U

7

1 00∀106

T

#2 00∀106频繁使用

U

8

U

9

2 00∀106

T

#4 00∀106

4 00∀106

T

特别频繁使用