桥式起重机是一种应用十分广泛的起重机, 其包括控制系统、运行机构及金属结构三大组成部分。金属结构由桥架、小车组成, 其在起重机吊装运行中常因疲劳、超载等原因而出现断裂、下挠、旁弯、裂纹等;运动机构由吊钩钢丝绳、车轮、轨道及制动器等组成, 其中吊钩钢丝绳易因超载、磨损而出现断裂、裂纹和变形等故障, 制动器易因油污、磨损、弹簧失效而出现制动臂张不开、制动轮温度高、制动器不灵活及制动力不足等机械故障, 车轮、轨道常因制动不一致、磨损不均匀、安装存在跨度误差而出现啃轨故障。控制系统常因起重机超负荷运行、电气设备老化而出现电气故障和安全附件故障, 其中安全附件包括起重量限制器、行程及高度限位器等。为了提高受损桥式起重机的检验质量, 本文拟采用逆向工程技术。
逆向工程 (RE) 是一种兴起于20世纪80年代的先进制造技术, 其以零件原型构造产品、工程设计模型为前提条件, 全面剖析、检验以往的产品, 从而对其进行改善。目前, 逆向工程常用来复制以往的零件、复原磨损或受损件, 注意逆向工程技术并非仿制, 而是先根据材料学、工程学及现代工业设计知识等进行分析, 再快速制出技术含量高、附加值高的新产品, 具体操作流程如下:数据采样→数据处理→建构三维模型→快速成型制造→虚拟现实。
下面, 笔者简述逆向工程技术在受损桥式起重机检验中的应用, 其逆向推导的检验重点包括:
桥式起重机金属结构检验的重点是监测金属零部件的疲劳、健康状况, 以判定起重机的安全性与安全生产标准是否相符。综合前文, 可归纳出金属结构的失效模式包括整体失稳、非整体失稳及塑性变形。其中, 疲劳是引起金属结构失效的内因, 即:在交变应力的影响下, 金属构造易出现微裂纹, 并缓慢延伸成可见性裂纹, 且在超过一定限度后引起金属结构断裂, 最后失效;超载是外因, 即:当应力远比金属材料的极限弹性值大时, 根除外力后仍无法完全恢复变形, 而残留的变形是一种塑性变形, 易引起金属结构 (非) 整体失稳。据此, 监测金属结构的疲劳、健康状况是检验受损桥式起重机的有效手段。
针对桥式起重机运动机构的检验, 重点监测零部件的磨损与裂纹、制动器有无油污及其缝隙与标准是否相符, 并就出现的啃轨现象, 检验跨度差异的影响。
控制系统失效的主因是操作失误、未按要求维护保养, 具体归结为人为因素。因此, 在控制系统检验中, 既要检验设备, 又要严格监管操作人员的行为, 并制定特种设备安全监管体制加以约束。
桥式起重机在受损后, 需进行更换或修复, 并在修复结束后, 先确认其与安全标准相符, 再继续投入使用, 具体修复内容包括:
倘若起重机电气控制系统因主梁断裂而受损, 则需整体更换电气控制系统与受损部件, 而对于断裂的主梁, 要求先用砂轮机打磨断裂处, 以提高其表面的光滑平整度, 再去除杂质, 然后用一块新的Q345T钢板进行焊接, 注意在这一过程中, 要求取消受损部件的装配工艺圆孔, 并设法无限提高焊接处的刚度和强度。
例如, 一辆QD400/150-28.9受损桥式起重机在吊升时, 用于绑扎主梁的钢丝绳被拉断, 导致主梁从7.5m高处坠落。事故造成主梁的两端受损、金属结构的局部、电气元件大部分受损、“三合一”电机的减速机受损、司机室与其内设的联动控制台受损。为此, 整体更换电气控制系统、“三合一”电机的减速机、司机室与其内设的联动控制台。对于主梁结构件的不同受损部位, 要求采取下列修复方案:1.对于司机室一端, 主梁副腹板变形且呈波浪状, 要求先采取冷作变形校正法恢复副腹板与下盖板至原位, 再用槽钢加强局部结构, 以提高其刚度和强度;2.对于另一端, 行走机构的平衡臂剧烈摆动导致副腹板顶处材料变形, 要求先采取氧割法割除变形部位, 再用手动砂轮机打磨切割处, 然后用一块新的Q345-B钢板焊补, 并取消受损部位的Φ250装配工艺圆孔及提高补焊处的刚度、强度。
对于桥式起重机而言, 裂纹极具危害性。鉴于桥式起重机在材质、结构上都具有明显的差异, 则裂纹的整体表现也会存在区别, 即:出现裂缝的部位可能是焊缝、焊接热影响区、焊缝表面或是其内部;部分裂纹具有宏观性, 而部分则具有微观性, 且需用显微镜观察。鉴于起重机上裂缝具有差异性, 则要求从客观实际出发进行修复, 具体如下:首先了解缺陷的具体部位、材质、尺寸和板厚等信息, 然后再清除干净, 并在必要时进行表面探伤检查。
桥式起重机性能的衡量指标是安全性, 而整机的安全性通常体现在金属结构上。因此, 在受损桥式起重机检验中, 引入逆向工程原理非常必要, 并从客观实际出发拟定修复方案, 以提高起重机整体结构的刚度与强度。
摘要：依据《特种设备安全监察条例》, 起重机是一种极具危险性的特种设备, 需依法检验其质量。据此, 本案笔者以桥式起重机为例, 探讨受损桥式起重机的检验, 并谈及逆向工程技术在其中的应用。
关键词：受损桥式起重机,逆向工程,检验
[1] 陈灭资.受损桥式起重机的检验[J].科技与企业, 2013, 04:294-295.
[2] 程章松.通用桥式起重机的定期检验案例分析[J].机电技术, 2016, 01:124-126.
[3] 程章松.对三起通用桥式起重机的检验案例分析[J].质量技术监督研究, 2016, 01:34-36.
[4] 杨宁.桥式起重机检验中的问题分析[J].中国设备工程, 2017, 03:57-58.
推荐阅读：
基于主题的情感分析06-24
基于dm广告的研究06-01
基于zigbee的课程设计06-15
基于arcgis的课程设计07-11
基于4c理论的营销策略09-08
基于struts的网上书店06-26
华为路由基于IP的管理07-12
基于数值模拟的语言计算方法07-15
基于网络的英语课程资源开发07-23
基于fpga的交通灯设计07-23
