(3) Обзор и анализ (1212671), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Рисунок 2.22 – Гибочное оборудование
Далее заготовки идут на сварку. Сварка полуавтоматическая в среде инертных защитных газов. Для повышения точности сварки секции стрелы помещаются и удерживается в кондукторах чтобы избежать деформации металла при сварке.
Рисунок 2.23 – Кондуктор изготовления секции стрелы
Вся продукция после сварки проходит контроль сварочного шва неразрушающим методом – ультразвуковой контроль.
Рисунок 2.24 – Проверка сварочного шва
Далее идет металлообработка готовых секций. После чего производится покраска секций.
1.7 Обзор телескопический стрел самоходных стреловых кранов
1.7.1 Классификация телескопических стрел
После рассмотрения классификации, основных параметров стреловых кранов, а также конструкции телескопической стрелы, стоит отметить, что в настоящее время используется большое количество профилей секций стрелы - прямоугольный (коробчатый), трапециевидный, гексагональный, октагональный, многогранный, U-образный (или овоидный) и т.д.
Рисунок 2.25 – Профили сечения секций стрелы
1 – прямоугольное; 2, 3 – трапециевидное; 4, 7 – гексагональное; 5 – октагональное; 6 – сечение стрелы, изготовленной из двух гнутых полукоробов, с параллельными вертикальными и горизонтальными плоскостями, и скругленными углами; 8 – U-образное (овоидное).
Прямоугольное сечение времени широко используется на отечественных автокранах Клинцы, Ивановец (производства ОАО «Автокран»), Ульяновец, Угличмаш и др., но и за рубежом. Пример тому - автокраны грузоподъемностью до 45 т японской фирмы Kobelco. Недостатками этого сечения являются: значительный местный изгиб верхнего пояса, на который опираются сколзуны внутренней секции, интенсивное загружение поясных швов и малая устойчивость нижнего пояса.
Сечения с закругленными углами позволяет перенести продольные сварные швы в менее нагруженную область, но нагрузка на сколзуны возрастает ввиду их наклонного расположения. Устойчивость нижнего пояса повышается, но рассчитать ее можно только численными методами. Такие сечения применяются в наиболее тяжелых самоходных кранах. Они обеспечивают сущетвенное повышение устойчивости нижнего пояса и хорошую центровку секций стрелы.
Рисунок 2.26 – Кран с прямоугольным сечением стрелы
Рисунок 2.27 – Кран с гексагональным сечением стрелы
Рисунок 2.28 – Кран с овоидным сечением стрелы
Овоидные стрелы стали применятся совсем недавно только благодаря использованию новейших расчетов с применением компьютерных программ, которые и представили визуально совершенно новый технически не доступных ранее профиль. Конструкторам пришлось вначале придумать алгоритм для необходимых расчетов, а затем с помощью современных компьютерных технологий произвести вычисления. Верхний пояс сечения секции под нагрузкой работает на растяжение, нижний на сжатие, а боковые стенки изгибаются. Для нижнего силового пояса использована арочная форма, хорошо работающая на сжатие. Расчеты подтвердили оптимальность использования элементов профиля стрелы похожем на арку. После долгих продолжительных поисков, конструктора остановили свой выбор на комбинированном сечении, состоящем из двух полу коробов, верхнего прямоугольного со скругленными углами и нижнего напоминающего полуэллипс, который для каждой стрелы просчитывается индивидуально. Такое сечение стрелы назвали овоидным или овоид, для получения которого требуются специальные штампы, мощное прессовое оборудование, специальные высокопрочные стали типа weldox 700 и более прочные.
Рисунок 28 – 3D модель овоидного сечения стрелы
1.7.2 Виды повреждений в процессе эксплуатации
В процессе эксплуатации конструкции подвергаются механическим и физико-химическим воздействиям. Основными воздействиями являются силовые, которые называют нагрузками. Кинематическим воздействиям - это заданные перемещения определенных точек конструкции. Нагрузки и кинематические воздействия создают в элементах конструкции внутренние усилия и деформации.
По характеру изменения во времени нагрузки можно разделить на постоянные и переменные. Постоянными являются нагрузки, которые во времени не изменяются по значению, направлению и месту приложения к конструкции. Если изменение силы или заданного перемещения происходить с большой скоростью, то это вызывает колебание конструкции, и такое воздействие называют динамическим.
Совокупность нагрузок, одновременно приложенных к конструкции, называют комбинацией нагрузок. Для проектировочных расчетов выбирают наиюолее опасные реально возможные комбинации нагрузок.
Физико-химические воздействия являются сопутствующими. Они влияют на свойства конструкции и тем самым в той или иной степени способствуют развитию повреждения от силовых воздействий. Наиболее типичными физико-химическими воздействиями считаются тепловые и коррозионные.
Тепловые воздействия создают в конструкции температурные поля, обычно переменные по объему конструкции и изменяемые во времени. Эти поля вызывают появление неравномерных температурных деформаций и дополнительных напряжений. В зависимости от причин, их порождающих, эти воздействия делятся на климатические и технологические.
Климатические тепловые воздействия:
На конструкцию связаны с природными факторами, изменением температуры окружающего воздуха и солнечного теплоизлучения. Параметры климатических воздействий для инженерных расчетов нормированы. Территория Земли разделена на зоны, каждая из которых характеризуется соответствующим типовым климатом (ГОСТ 15150-69). В зависимости от климата, для которого предназначены изделия, они изготавливаются в исполнении: У — для умеренного климата, ХЛ — для холодного климата, УХЛ — для умеренного и холодного климата, М — для умеренно-холодного морского, которые и распространяется на акватории морей и океанов севернее 30° северной широты и южнее 30° южной широты и др. Территория России расположена в зонах умеренного, холодного и умеренно-холодного морского климата.
Параметры климатических воздействий на технику зависят также от условий ее размещения. Установлено пять типовых категорий размещения техники: 1 — на открытом воздухе; 2 — под навесом или в помещении без теплоизоляции; 3 — в закрытом помещении с естественной вентиляцией; 4 — в помещении с искусственными климатическими условиями; 5 — в помещениях с повышенной влажностью (подвалы, шахты). Требования к уровню стойкости при действии климатических факторов определяются сочетанием показателей климатического исполнения и категории размещения техники и обозначаются, например, как У1 или ХЛ2 (ГОСТ 15150-69). Наиболее значительным негативным климатическим фактором для металлических конструкций является низкая температура.
Технологические тепловые воздействия:
В основном сводятся к нагреву элементов конструкции от источников тепла, расположенных вблизи нее. Такими источниками являются, например, металлургические печи, трубопроводы, заполненные теплоносителем, жидкий металл, транспортируемый краном в ковше. Тепловые воздействия учитываются при выборе марки стали для конструкции. Для защиты конструкции от локальных тепловых воздействии используют тепловые экраны.
Коррозионное воздействие на конструкции машин в основном связано с состоянием атмосферы, наличием в ней агрессивных примесей и влаги. В наибольшей степени ускорению коррозии способствует влажность, а также присутствие в атмосфере сернистого газа S02, хлористых солей (в приморских районах), хлора, сероводорода, аммиака, паров кислот и прочих соединений, которые попадают в атмосферу промышленных предприятий.
Техническое состояние конструкции в процессе эксплуатации зависит от совокупности внешних и внутренних факторов. Внешними факторами являются механические и физико-химические воздействия. К внутренним факторам относятся свойства материала, конфигурация и размеры конструкции, качество изготовления, накопленные повреждения и прочее. Неблагоприятное сочетание внешних и внутренних факторов создает условия для возникновения отказов, т.е. для нарушения эксплуатационной пригодности конструкции.
Пластическая деформация:
Возникает при местных или общих перегрузках конструкции, когда напряжения превышают предел текучести, а материал находится в пластичном состоянии. Пластическая деформация в небольших объемах не опасна. Она обычно происходит в сварных швах и в зонах концентрации напряжений при первых нагружениях конструкции. Однако значительная пластичность приводит к искажению размеров и формы конструкции, снижению запаса пластичности материала, а при дальнейшем развитии переходит в вязкое разрушение элемента конструкции.
Для защиты от данного повреждения на основании проектировочного расчета на прочность выбирают такие размеры и материал конструкции, которые обеспечат не возникновение чрезмерных пластических деформаций при заданном уровне эксплуатационных нагрузок.
Коррозионное повреждение – явление разрушения поверхности детали в результате химического или электрохимического взаимодействия материала со средой. Коррозия приводит к снижению несущей способности конструкции за счет уменьшения сечения конструктивного элемента и образования трещин, а также способствует ускорению развития усталостного повреждения. Скорость коррозии возрастает в области контакта двух разнородных металлов, обладающих разными электрическими потенциалами (например, сталь и алюминий), в области концентрации напряжений, в местах скопления грязи и влаги. Большую опасность представляет щелевая коррозия, которая происходит в местах постоянного контакта двух элементов конструкции, например при нарушении герметичности болтовых и заклепочных соединений. При этом продукты коррозии, имеющие больший объем, чем металл, из которого они образовались, распирают стык, что приводит к разрушению узла.
Основным способом защиты несущих конструкций от коррозии является применение защитных лакокрасочных или металлических покрытий. Конструкции, предназначенные для работы на открытом воздухе, должны быть спроектирована так, чтобы в них не было карманов и желобов, в которых скапливаются вода, пыль и грязь. Защита от коррозии емкостей и трубопроводов, соприкасающихся с агрессивными жидкостями и газами, рассматривается в специальной литературе.
Изнашивание – постепенное изменение размеров и формы тела в результате удаления частиц материала с его поверхности или его остаточной деформации при трении о другое тело. Изнашиванию подвержены рабочие органы строительных машин, ходовые части, шарнирные узлы конструкций, а также рельсы и направляющие. Изнашиваемые элементы, как правило, делают заменяемыми.
Снижению скорости износа способствуют рациональная конструкция узла трения, обоснованный выбор материалов, термообработка, повышение точности изготовления и монтажа и пр.
Чрезмерные упругие деформации несущих конструкций могут приводить к нарушению работы расположенных на них механизмов, снижению производительности машины, а также оказывать вредное воздействие на самочувствие оператора. Необходимая жесткость конструкции достигается увеличением моментов инерции сечений.
Ползучесть — непрерывное возрастание деформаций под действием постоянных длительно действующих нагрузок. Скорость ползучести оказывается тем больше, чем выше действующие напряжения и температура конструкции. Другим проявлением ползучести является релаксация, которая заключается в уменьшении остаточных напряжений. Ползучесть, релаксация остаточных сварочных напряжений и ремонт с применением сварки приводят к необратимому изменению формы конструкции.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
