橋式抓斗卸船機結(jié)構(gòu)動應(yīng)力測試研究

以橋式抓斗卸船機為主要取料設(shè)備的散貨碼頭而言，其安全性能直接關(guān)系到碼頭能否正常運行，一旦橋式抓斗卸船機發(fā)生故障，就會產(chǎn)生聯(lián)鎖反應(yīng)，導(dǎo)致整個泊位裝卸工藝系統(tǒng)受損，造成巨大的經(jīng)濟損失。

本文主要研究應(yīng)力測試技術(shù)在橋式抓斗卸船機結(jié)構(gòu)安全評估中的運用，通過對卸船結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位在各種工況下的動應(yīng)力測試，分析得出橋式抓斗卸船機的安全性能以及平時維護和檢測中需要關(guān)注的危險部位，為橋式抓斗卸船機的設(shè)計、使用、定期檢驗和安全評估提供了一定的理論依據(jù)，同時也可為散貨碼頭工藝設(shè)計中重要設(shè)備的性能提供參考。

應(yīng)變片在測量斷面上的布置

本文采用*大正應(yīng)力法直接測量角點處斷面的*大正應(yīng)力。角點處沒有剪應(yīng)力存在，屬于單向應(yīng)力狀態(tài)，該正應(yīng)力就是主應(yīng)力。因此，只要貼一片沿棱線方向的應(yīng)變片就可以測得該處的主應(yīng)力。

測試工況

測試樣機為某碼頭橋式抓斗卸船機，該機器已經(jīng)使用了17年。

本次結(jié)構(gòu)與載荷響應(yīng)測試根據(jù)卸船機的實際工作狀況，其測試工況為：小車位于料斗上方位置，以額定速度運動到臂架*大幅度位置，下降，制動，*低，抓取無聊，起升，制動，運行到*高位置，小車以額定速度向料斗上方運動，小車制動，運行到料斗上方停止，卸料，連續(xù)工作直到料斗中的物料堆滿為止，料斗中物料堆滿后，啟動連續(xù)輸送機，卸料斗中的物料直到料斗中的物料完全卸完，然后再重復(fù)一次。

貼片位置

選取卸船機金屬結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位和截面突變部位，共選擇19處測點。

本次測試采用電測法，布置電阻式傳感器，測試電路為半橋電路。應(yīng)變片接入到測量橋的相鄰兩個臂上，一個臂上的應(yīng)變片作為主應(yīng)變片，用502牢固粘貼在金屬表面，另一個臂上的應(yīng)變片作為溫度補償片，不與金屬表面固定。選用JHDY動態(tài)應(yīng)變儀對數(shù)據(jù)進行實時采集，用配套的軟件對數(shù)據(jù)進行處理和分析。

測試結(jié)果

從19個測點對應(yīng)的測試工況下應(yīng)變曲線圖可看出，每個通道的數(shù)據(jù)都明顯呈現(xiàn)出兩個周期的循環(huán)，每個周期的數(shù)據(jù)峰值以及振動趨勢基本相同，證明測試數(shù)據(jù)的準確性和可重復(fù)性：樣機上面對稱布點的數(shù)據(jù)和變化趨勢基本相同，證明樣機對稱部位的受力基本相同，正常工作過程中結(jié)構(gòu)沒有出現(xiàn)受力不均的現(xiàn)象，整機受力狀況較好；樣機*大壓應(yīng)力出現(xiàn)在測試工況下測點7處，*大拉應(yīng)力出現(xiàn)在測試工況下測點11處，使用過程中要特別注意應(yīng)力較大構(gòu)件的維修保養(yǎng)；樣機前拉桿對稱布置的兩測點的數(shù)據(jù)相差比較大，左右兩個拉桿受力不均勻。

結(jié)論

根據(jù)樣機的測試結(jié)果可以得出以下幾個結(jié)論；

1. 該卸船機在實際測試工況下，應(yīng)力比較大的測試點為：第6點（即人字架立柱下段左邊）、第7點（即前橋后段右邊）、第11點（即前拉桿下段右邊）、第12點（即前拉桿下段左邊）。*大壓應(yīng)力出現(xiàn)在測試工況下測點7處，其*大動應(yīng)力為82.5MPa；*大拉應(yīng)力出現(xiàn)在測試工況下測點11處，其*大動應(yīng)力為72.5MPa。

2. 從測試數(shù)據(jù)可以看出，卸船機應(yīng)力比較大的部位主要在卸船機的前橋以及前拉桿。平時使用過程中應(yīng)注意這些應(yīng)力比較大的部位檢查，應(yīng)特別注意前拉桿在使用過程中不能出現(xiàn)變形，使其處于良好的軸向受力狀態(tài)。同時，要注意調(diào)整前拉桿左右兩邊的長度，使其相等。2號機左右兩個前拉桿受力不均勻，相差比較大，建議對其整修。

3. 卸船機主要受力部位受力基本相同，整機受力狀態(tài)較好。