橋式抓斗卸船機(jī)裂紋機(jī)理分析張文軍日照港股份有限公司第二港務(wù)分公司摘要：針對(duì)日照港橋式抓斗卸船機(jī)出現(xiàn)的裂紋問題，分析了疲勞裂紋的類型、產(chǎn)生原因及擴(kuò)展機(jī)理，從裂紋前列的應(yīng)力強(qiáng)度因子K的角度分析了裂紋擴(kuò)展的條件，給出了帶裂紋構(gòu)件的壽命估計(jì)計(jì)算方法，并提出了強(qiáng)化設(shè)備管理和日常維護(hù)的對(duì)策。關(guān)鍵詞：橋式抓斗卸船機(jī)；裂紋機(jī)理；裂紋前列應(yīng)力強(qiáng)度因子1前言起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的失效導(dǎo)致大量港口起重機(jī)發(fā)生***。對(duì)于橋式起重機(jī)械的鋼結(jié)構(gòu)來講，裂紋、斷裂、變形和銹蝕是影響起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)安全運(yùn)行的4大危害因素，其中銹蝕和變形的過程時(shí)間比較長，特征明顯，容易被提前發(fā)現(xiàn)，可采取有效措施進(jìn)行控制和修復(fù)[1]。但是裂紋的產(chǎn)生卻具有時(shí)間上和空間上的不確定性，也是這4種缺點(diǎn)中較主要的，因此金屬結(jié)構(gòu)的裂紋更加為人們所重視。日照港的6臺(tái)橋式抓斗卸船機(jī)使用至今7年，其卸船機(jī)運(yùn)行臺(tái)車的金屬結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了80余條宏觀裂紋，嚴(yán)重威脅了生產(chǎn)作業(yè)安全。2橋式抓斗卸船機(jī)運(yùn)行臺(tái)車的結(jié)構(gòu)類型及工作特點(diǎn)運(yùn)行臺(tái)車即運(yùn)行機(jī)構(gòu)的均衡裝置，一般為箱型梁結(jié)構(gòu)。運(yùn)行臺(tái)車與車輪之間通過輪軸和軸孔連接，各級(jí)均衡梁之間通過銷軸連接。銷軸連接處的軸套與臺(tái)車架腹板采用對(duì)接焊縫連接。。 江蘇抓斗價(jià)格哪家好，歡迎咨詢港安起重。煤炭抓斗

港安分析主令控制器采用單手柄十字形手柄，根據(jù)行業(yè)內(nèi)的操作習(xí)慣，確定手柄的操作位置分別：兩電機(jī)同步上升、兩電機(jī)同步下降、提升時(shí)開斗、提升時(shí)閉斗、下降時(shí)開斗、下降時(shí)閉斗，靜止開斗、靜止閉斗，程序亦據(jù)此編制，plc根據(jù)手柄的指令分配兩臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)按預(yù)定的出力情況配合工作。（1）在抓取物料的情況下，斗體接近物料時(shí)手柄打向閉斗時(shí)下降，此時(shí)，plc控制閉斗電機(jī)正常閉合，升降電機(jī)以小力矩拉緊鋼絲繩，保證不會(huì)出現(xiàn)絲繩脫出滑輪和卷筒槽位，造成卷繞，又能保證抓取時(shí)，斗體能隨其自重沉入物料中，達(dá)到滿斗取料的目的，這就是通常所說的沉抓功能。（2）當(dāng)斗體逐漸接近閉合時(shí)，升降電機(jī)的力矩開始增大，在完全閉合后，升降電機(jī)以全力矩運(yùn)行，與閉合電機(jī)同步運(yùn)行，此時(shí)程序不理會(huì)手柄的抓取物料位置，自動(dòng)轉(zhuǎn)入同步上升狀態(tài)。降低了對(duì)司機(jī)的操作水平的要求。無錫抓斗推薦貨源浙江抓斗售后服務(wù)哪家好，歡迎咨詢港安起重。

    如果提升電機(jī)鋼絲繩保持過度松弛狀態(tài)，會(huì)造成鋼絲繩脫離槽位、纏繞，反之如果提升電機(jī)鋼絲繩保持拉緊不動(dòng)狀態(tài)，抓斗閉合時(shí)，抓取的物料又太少，此時(shí)需司機(jī)在抓取過程中使用點(diǎn)動(dòng)方式不斷調(diào)整抓斗位置才能保證滿斗抓料，此過程要求司機(jī)具有較高的操作經(jīng)驗(yàn)，而且勞動(dòng)強(qiáng)度大，很難保證每次都能達(dá)到要求。（3）當(dāng)使用變頻控制電機(jī)時(shí)，簡單地按照手柄指令延時(shí)控制制動(dòng)器打開和關(guān)閉時(shí)間，不僅程序煩瑣，而且非常不合理，容易造成溜鉤和高力矩時(shí)抱死，造成電機(jī)、變頻器過載，抓取過程也難以順利進(jìn)行。在制動(dòng)器合理的情況下，上述第二項(xiàng)的矛盾仍難以解決。（4）當(dāng)變頻器設(shè)置為v/f控制時(shí)，難以滿足低速時(shí)的良好轉(zhuǎn)矩，當(dāng)變頻器設(shè)置為失量控制模式時(shí)，電機(jī)的機(jī)械特性很硬，此時(shí)，難以保證兩臺(tái)變頻器控制下的電機(jī)將達(dá)到力矩平衡。（5）在抓斗控制過程中，要求變頻器在每個(gè)階段需要不同的出力，單獨(dú)依賴變頻器無法滿足抓斗的工作需要。綜上所述，傳統(tǒng)的控制方式不單是傳動(dòng)部分存在缺點(diǎn)，控制系統(tǒng)也存在控制邏輯不合理的因素。3改造目標(biāo)和方法抓斗控制系統(tǒng)改造就是要解決以上所述的弊端，用變頻器解決傳動(dòng)系統(tǒng)的要求，用可編程序控制器（plc）和旋轉(zhuǎn)編碼器配合達(dá)到邏輯控制的要求。

    2)對(duì)漏斗內(nèi)的吸風(fēng)管路以傾斜一定角度的方式進(jìn)行布置,以防止物料堆積。(3)通過原有的重量傳感器，對(duì)漏斗內(nèi)物料的重量進(jìn)行控制，通過設(shè)置卸船機(jī)PLC程序來避免吸風(fēng)口堵塞。從以上分類可以看出，在宗守云(2011)的文章中，對(duì)與語言范疇化路徑的描述更加的具體細(xì)致，跟宗守云(2007)相比而言分類更加***，除此之外這種分析得到的規(guī)律更加普遍而不只是針對(duì)于量詞“副”的研究，因此這對(duì)于語言的范疇化的基本途徑的研究更加具有參考價(jià)值。(4)如有必要,在吸風(fēng)口下部某合適位置安裝限位開關(guān),檢測(cè)物料高度,一旦觸碰該裝置,抓斗無法在漏斗上方打開卸料,物料不會(huì)溢到吸風(fēng)口里。不僅如此，行業(yè)總產(chǎn)值緩慢平穩(wěn)的上升現(xiàn)象并非只出現(xiàn)在傳統(tǒng)電臺(tái)產(chǎn)業(yè)，據(jù)調(diào)查自2009年起，美國人民使用網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)的平均時(shí)間從每周的6分鐘增加到9分47秒，使用人數(shù)從2010年到2011年的一年時(shí)間里增長了近20%[7]。表1除塵器布置優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)照表優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)方法一1.形成了干式除塵系統(tǒng)所需的密閉工作空間。2.有效降低除塵系統(tǒng)功率。3.相對(duì)傳統(tǒng)形式管路較少,減少了管路對(duì)壓縮空氣的損耗。4.吸風(fēng)口離物料堆積面較高,不易發(fā)生堵塞。1.由于漏斗斗壁的斜勢(shì),抓斗在搖晃過程中容易使物料灑落在吸風(fēng)口內(nèi)。2.吸風(fēng)口不易清洗。 常州抓斗產(chǎn)品質(zhì)量哪家好，歡迎咨詢港安起重。

自動(dòng)分段完成抓取過程，既保證抓凈物料，又保證不抓壞地面。（4）以上工作過程中，plc根據(jù)旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)的信號(hào)，自動(dòng)分配變頻器的工作頻率和出力狀態(tài)以及制動(dòng)器的工作，使兩電機(jī)快速地協(xié)調(diào)工作，全過程各階段間平滑過度，不會(huì)出現(xiàn)人工操作時(shí)明顯的停頓和反復(fù)現(xiàn)象，而且兩電機(jī)、兩副鋼絲繩出力均勻平衡。（5）充分利用變頻器對(duì)電機(jī)的及自身完善的保護(hù)功能，如過熱、過載、過流、過壓、缺相、接地等，從而避免設(shè)備在不正常狀態(tài)下長時(shí)間運(yùn)行，保護(hù)設(shè)備不被損壞。故障信息可以準(zhǔn)確地指示故障點(diǎn)，極大地方便了維護(hù)人員排除故障。（6）程序編制中可利用功能塊編寫各階段操作的功能塊程序，在主程序中，根據(jù)手柄和檢測(cè)到的狀態(tài)信號(hào)調(diào)用不同的功能塊程序，使程序變得簡單易讀，**地提高了編程效率，也方便了現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試。蘇州抓斗哪家好，歡迎咨詢港安起重。江蘇抓斗誠信企業(yè)

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    裂紋前列處的應(yīng)力集中程度與曲率半徑有關(guān)。裂紋越尖銳，應(yīng)力集中的程度就越高。斷裂力學(xué)表明：當(dāng)固體有非常尖銳的裂紋存在時(shí)，固體材料的實(shí)際斷裂強(qiáng)度較理論斷裂強(qiáng)度低得多。(2)由線彈性斷裂力學(xué)[3]，引入應(yīng)力強(qiáng)度因子K。K是構(gòu)件幾何特征、裂紋尺寸與載荷的函數(shù)，表征外力作用下彈性物體裂紋前列附近應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度的一個(gè)參量。Ⅰ型裂紋(張開型裂紋)的裂紋前列應(yīng)力強(qiáng)度因子用KⅠ表示：(1)式中，σ為名義應(yīng)力；a為裂紋尺寸；Y為形狀系數(shù)。以上參數(shù)可通過設(shè)計(jì)說明或機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得。應(yīng)力強(qiáng)度因子手冊(cè)可查得常見的或較簡單的應(yīng)力強(qiáng)度因子。材料抵抗裂紋擴(kuò)展的抗力函數(shù)Kc稱為材料的斷裂韌度(應(yīng)力強(qiáng)度因子的臨界值)，由試驗(yàn)測(cè)定。定義脆性斷裂的函數(shù)K準(zhǔn)則：(2)如果某個(gè)工程結(jié)構(gòu)存在初始裂紋，雖然開始使用時(shí)，在承受工作載荷下不會(huì)產(chǎn)生斷裂，但是由于絕大多數(shù)工程結(jié)構(gòu)在使用期間都要承受循環(huán)式的載荷，長期承受這種載荷，結(jié)構(gòu)中的初始裂紋將會(huì)緩慢擴(kuò)大。一旦外加載荷與裂紋長度的組合使得應(yīng)力強(qiáng)度因子達(dá)到其臨界值Kc，結(jié)構(gòu)就會(huì)失效。在工程實(shí)際中，構(gòu)件經(jīng)常承受疲勞載荷。根據(jù)裂紋擴(kuò)展規(guī)律，裂紋的擴(kuò)展分為3個(gè)階段：起裂、亞臨界擴(kuò)展(穩(wěn)定擴(kuò)展)、失穩(wěn)擴(kuò)展。初始構(gòu)件中的裂紋很小。 煤炭抓斗