90 0 t造船龙门起重机主梁自重应力测试及分析

江爱华 王伟雄 高海生 王新华 齐 凯（广州市特种机电设备检测研究院 广州 510180）

90 0 t造船龙门起重机主梁自重应力测试及分析

江爱华 王伟雄 高海生 王新华 齐 凯
（广州市特种机电设备检测研究院 广州 510180）

对某港口一台在建900t造船龙门起重机，进行了主梁自重应力测试研究。以测试主梁分段平放在胎架上作为测试基点，通过应力测试，得到了起重机主梁在抬吊过程中产生的自重应力和自振频率。结果表明，随着测试主梁两端提升油缸的逐渐加力，主梁跨中产生的自重应力逐渐增加，并与提升力成线性关系；在整个提升过程中，主梁自振频率维持在0.1Hz以内。

龙门起重机 主梁 自重应力 应力测试

造船龙门起重机主要用于造船厂制造船体的场合，用于船体分段的升降、吊运、空中翻转及分段合拢等动作，以适应造船工艺的需要。某造船基地在建的一台900t龙门起重机，主梁底部高76m，跨度176m，刚性腿为变截面箱式结构，柔性腿为人字形结构。现对该龙门起重机进行自重应力测试，以测试主梁分段平放在胎架上作为测试基点，测试其提升过程中产生的自重应力大小。

1 测点布置

主梁长183m，宽11m，高12m，单梁宽4.3m，测试选取主梁跨中截面，Q345如图1（a）所示，测点位置和编号如图1（b）所示。

图1 测试主梁及其位置示意图

2 测试结果与分析

在提升主梁过程中，提升钢丝绳逐渐加力，先施力40%，持续5min，观察主梁有无异常，再施力60%，逐次加力直至主梁被完全提升。结合所测主梁微应变，根据应力应变公式转换成应力，结果如图2所示。

图2 主梁提升过程产生的自重应力

从图2可以看出，当主梁被完全提升之后，最终主梁产生的自重应力分别为52.9MPa和56.12MPa。

对自重应力数据进行频谱分析，结果如图3所示，可见，主梁所测自重应力频率在0.1Hz以内。

图3 所测应力频谱分析

当提升钢丝绳施力40%时，主梁内产生的自重应力分别为10.56MPa和14.08MPa；提升钢丝绳施力60%时，主梁内产生的自重应力分别为17.55MPa和21.34MPa；提升钢丝绳施力80%时，主梁内产生的自重应力分别为33.72MPa和37.77MPa；提升钢丝绳施力100%时，主梁内产生的自重应力分别为52.9MPa和56.12MPa。将提升钢丝绳施力与主梁产生的自重应力建立关系图，如图4所示。

图4 提升钢丝绳施力与自重应力的关系

由图4可以看出，提升钢丝绳的施力与主梁自重应力具有一定的线性关系，随着提升钢丝绳逐渐施力，主梁内部产生的自重应力逐渐增加，且两根主梁产生的自重应力相差不大，在整个施力过程中，Ⅱ梁比Ⅰ梁自重应力大4MPa左右，说明两根主梁在提升过程中没有产生较大的变形。

通过应力测试得到起重机主梁自重应力的大小，在起重机吊载和维修过程中具有非常重要的作用。

1） 当起重机工作时，可以计算得到起重机主梁在额载和动载作用下的绝对应力，这是衡量起重机能否正常工作的重要指标；

2） 起重机主梁在使用中出现的故障难以通过直观检查出来，在已知自重应力大小的前提下，通过应力测试能有效的发现故障，为改造修复提供依据。

3） 起重机主梁金属结构设计是否合理，可以通过力学模型进行简化计算，对比测试所得的自重应力值，来进行主梁的校核设计，同时也可以改进设计。

应力测试是研究起重机主梁强度、刚度等指标的重要手段。事实证明，在已知自重应力的前提下进行应力测试，对于起重机设计、制造和故障诊断有很重要的作用。

3 结论

通过对龙门起重机主梁进行自重应力测试发现，主梁自重应力值随着提升钢丝绳施力的增加而增大，并且与提升力成线性关系。另外，自重应力在故障诊断、维修改造和设计校核中有很重要的作用。

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5 胡东明.基于模糊集合的龙门起重机支腿设计.中国特种设备安全[J] ,2013,29（06):12～14

Gravity Stress Testing for the 900t Shipbuilding Gantry Crane

Jiang Aihua Wang Weixiong Gao Haisheng Wang Xinhua Qi Kai
(Guangzhou Academy of Special Equipment Inspection ＆ Testing Guangzhou 510180)

Abstrsctthe gravity stress testing is taked for the 900t shipbuilding gantry crane in a constructing port,fl ating the main gantry segment on the rack is taked the testing basis,through the stress testing,the gravity stress and vibration

frequency are produced in the crane girder lifted, The results show that with the test girder gradually augmented, the main girder gravity stress generated gradually increased, and with the lifting force is linear; throughout the upgrade process, the main girde vibration frequency maintainedat 0.1Hz or less.

Gantry cranes Girder Gravity stress Stress test

X924.3

B

1673－257X(2014)10－55－02

10.3969/j.issn.1673-257X.2014.10.014

江爱华（1983～),男,硕士,工程师,从事起重机结构安全检测及研发。

2014-04-02）