对于变幅液压缸底座撕裂焊接修复及改进

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1、学兔兔www.xuetutu.com变幅液压缸底座撕裂焊接修复及改进蒋日章，吴正平，程祥(江铜集团德兴铜矿运输部)回臂杆时1故障原因分析同辟当臂杆将要落到臂杆支承架时，突然听到一一～～⋯，很大的一声异响。通过检查发现连接变幅液压缸底1．1焊接材料与焊接结构分析座支架的支架底板与回转平台之间的焊缝发生整体该台起重机变幅液压缸改进后底座支架和支架撕裂破坏，破损位于焊缝的中后间部分(行驶方向为底板结构如图1。前)。现将这次事故分析如下，提供同行参考。拉j劳焊缝＼／L．I●、、、、、、、、、、、t、、、、、、

2、、、、、、、、J回转平r⋯⋯⋯⋯⋯一：IO图1底座支架示意图焊接在回转平台上的支架底板原结构为600架底板的化学成分进行化验，其结果如表1。mmX245mnlX20mm的钢板，对回转平台钢板和支表1样品化学成分化验结果样品名称C／(％)s／(％)Si／(％)Mn／(％)Cr／(％)Ti／(％)v／(％)支架底板0-250．0450．381．5≤0．050．000．0o回转平台0．200．02l0．401．47≤0．020．00O．o0由表1可见：回转平台的材质符合国家GB热影响区，产生应力集中或微裂纹

3、。可能是该底板被159l—l994Q345的标准，是优质Q345钢。支架底撕开的裂源。板的材质既不是Q345钢，也不是25Mn钢，其c、s焊接在回转平台上的底板，其焊缝高度不及整含量严重超标(优质钢的P，S含量≤0．035％。GB个底板厚度的一半，从撕裂的情况来看，裂纹从焊缝1591—1994规定Q345钢的化学成分：c≤0．20％，的边缘，平行于焊缝撕裂成两层，完全撕开后，端头si≤0．55％，Mn为1．0％～1．60％，P≤0．035％，S≤有明显的老的断痕印迹，其断痕印迹长约10am。0．035

4、％；GB699---1999规定25Mn钢的化学成分：1．2受力分析C为0．22％～0．029％，Si为0．17％～0．37％，Mn为该机1985年开始使用，在20多年长期的使用0．70％～1．00％，P≤O．035％，S≤0．035％，Cr≤过程中，底座受交变的拉伸和压缩载荷作用，焊缝呈0．25％)。从失效现象分析，该底板的成分存在严重偏现疲劳损伤。在改造其它2台同类型的起重机时，焊析，有较多的硫化物塑性夹杂，在轧制成板材时，形接底座支架与支架底板的后焊缝部位也有明显的断成严重的带状组织缺陷，在长期

5、的使用中带状组织痕印迹。缺陷区应力集中疲劳开裂。裂纹伸展到一定长度(1)举升工况时，在极限位置受到很大的应力作用下，整个底板底座支架受力情况为支架底板前端受拉，后端被撕开。受压(如图2)。起重机在自由状态无负荷举升时，其底板的含c量较高，焊接性能变差，易在焊缝的变幅液压缸工作压力一般在4．9MPa左右。该变幅作者简介：蒋日章(1964一)，男，江西广丰人，工程师，研究方向：工程机械与汽车维修。一66—学兔兔www.xuetutu.com液压缸活塞直径220mm，变幅液压缸工作时对底座其系统压力瞬间将达

6、到额定的19．6MPa，液压缸的活支架产生推力：塞杆直径160mm。变幅液压缸工作时对底座支架产尸·S(1)生拉力为；式中：F为底座支架所受推力，kN；P为变幅液压缸工=P·S(2)作液压油压，kPa；S为变幅液压缸内活塞底部横截面式中：为底座支架所受拉力，kN；P为变幅液压缸积，m。工作油压，kPa；S为变幅液压缸内活塞横截面积和活塞杆横截面积之差，m。可以计算出变幅液压缸工作时对底座支架产生的拉力=19．6×10×叮T×(0．112-0．08)=350．98kN，其水平拉力Fx=F'cosl0。一

7、345．65kN，而且这个拉力是瞬间达到的，是最危险工况。可见当变幅液压缸下降到底时，其支架底板后端受到的拉力产生的弯矩是很可观。从断痕印迹来看，刚好符合底座的受力特点。图2举升状态底座受力示意图综上所述，在交变载荷的作用下，受拉力较大的由(1)式可以计算出变幅液压缸自由状态无负支架底板后端焊缝疲劳损伤产生细小的裂纹，日积荷举升时，会产生推力F=4．9×10×百x0．112=月累裂纹不断伸展，再加上起重机长期停在露天，回186．27kN。转平台积水(酸性水)渗入裂纹中，腐蚀焊缝，加剧裂根据图2得知水平

8、推力Fx=Fcos，其且随o／纹伸展，最后导致底板后部从中间整体撕裂。角增大而减小。起重机在吊装物件状态举升时，起重2改进措施机在较大负载的状况下工作，变幅液压缸倾斜角度很大(其倾斜角度工作时一般在30。～75。)，通常在根据表1所示回转平台和支架底板样品化验成起吊重物时大多数倾斜角度保持在6O。左右。承受额分分析，我们采用具有高强度韧性和良好焊接陛能的定负荷时，变幅油压根据实际经验不会大于15．68HG60钢板制作新底板。根据国家标准，HG60材料MP