Henan Topology Intelligent Machinery Co., Ltd.
一、失效機理分析
偏心載荷超限
液壓支架平衡千斤頂活塞桿或缸底耳板拉斷常伴隨掩護梁焊縫開裂、鉸接耳座開焊等情況出現(xiàn)。頂梁承受的偏心載荷超出支架安全承載范圍，導(dǎo)致掩護梁扭矩過大。在這種狀況下，原有的設(shè)計強度和剛度無法滿足要求，平衡千斤頂?shù)母郊优ぞ睾透郊訌澗卦黾樱罱K結(jié)果是活塞桿被拉斷或壓斷，耳座也會被拉斷或壓斷。
結(jié)構(gòu)設(shè)計缺陷
結(jié)構(gòu)及焊接接頭設(shè)計不合理、結(jié)構(gòu)抗扭強度設(shè)計不足、主筋及焊縫不連續(xù)或過于集中造成結(jié)構(gòu)局部應(yīng)力集中。
焊接工藝缺陷
焊接工藝及熱處理缺陷，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)局部應(yīng)力集中。焊縫質(zhì)量不達標(biāo)，在復(fù)雜載荷作用下易產(chǎn)生裂紋并擴展，最終導(dǎo)致耳板拉斷。
外部工況因素
當(dāng)掩護式支架的外載荷作用在頂梁端點和掩護梁的絞點處時，所需的平衡千斤頂拉力會隨著支架工作的高度增加而指數(shù)式增加，使得最大拉力遠超額定拉力。掩護梁受載過大會導(dǎo)致掩護梁和頂梁的角度增加，使得平衡千斤頂?shù)某休d超過正常額定負載。頂板前端冒空、頂梁過臺階、頂梁未接頂、頂梁位于"高射炮"極限支護狀態(tài)或頂板后端冒空等工況，都會導(dǎo)致平衡千斤頂上腔開啟時間過長，造成失效。
活塞桿結(jié)構(gòu)薄弱點
平衡千斤頂損壞頻率最高的是在活塞桿的卡環(huán)處，該點是活塞桿的最薄弱點，也是產(chǎn)生應(yīng)力集中的地方。
二、解決方案
結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計
主筋設(shè)計為通筋，中間不斷開，增加焊縫連續(xù)性，保證焊縫連接強度，從設(shè)計階段消除產(chǎn)生應(yīng)力集中的因素。對活塞桿最薄弱處進行強度計算，改進卡環(huán)處的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使改進后的結(jié)構(gòu)更安全、更可靠。保證焊縫熔透，提高焊接質(zhì)量。
制造工藝改進
通過熱處理、振動等多種方式消除結(jié)構(gòu)焊接殘余應(yīng)力，避免因應(yīng)力集中而導(dǎo)致焊縫開裂。選用高強度合金鋼，優(yōu)化熱處理工藝，提高材料的強度、韌性和抗疲勞性能。
使用工況控制
在最大設(shè)計支承高度時極易出現(xiàn)平衡千斤頂損壞，應(yīng)提前降低支架的實際支承高度。在頂梁尾部加設(shè)單體液壓支柱或機械限位裝置，避免平衡千斤頂承受過大載荷。及時支護頂板，避免頂板前端或后端冒空，防止頂梁處于"高射炮"極限狀態(tài)。
智能監(jiān)測與預(yù)警
安裝傾角傳感器，實時監(jiān)測支架姿態(tài)，當(dāng)頂梁俯仰角超過安全范圍時及時預(yù)警。監(jiān)測平衡千斤頂?shù)氖芰顟B(tài)，當(dāng)載荷接近額定值時發(fā)出警報，防止超載。
維修與補強措施
掩護梁焊縫開裂后，采取補焊措施增強結(jié)構(gòu)局部強度。將平衡千斤頂缸體直徑加大，與頂梁連接耳子加厚，提高承載能力
