15t门座起重机倾翻事故分析

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1、故障分析15t门座起重机倾翻事故分析上海应用技术学院董胜龙福建工程学院吴杏摘要:在对15t门座起重机倾翻事故进行深入分析中,指出起重机设计和使用中应注意的事项。并通过对浮动联轴器十字滑块有限元分析计算,找出其薄弱环节,为以后的设计提供了科学依据。关键词:门座起重机;十字滑块;事故分析;有限元Abstract:Thispaperdiscussesatippingaccidentwitha15tportalcraneandpointsouttheaspectsthatshouldbepaidmuchattentionto.Finiteeleme

2、ntanalysisofthecross-densdiskinOldhamcouplingisconductedandtheweakestareaisfoundout,providingascientificbasisforlaterdesign.Keywords:portalcrane;cross-densdisk;accidentanalysis;finiteelement某船厂的15t门座起重机(以下简称门机)在装卸铁矿砂时发生了倾翻事故。起重机臂架倾倒,门架支腿已明显弯折变形;臂架后部2交叉杆与前上支接头焊缝完全拉断,臂架后部发生严

3、重弯折变形;变幅机构的减速器2个出轴处的2个联轴器十字滑块全部断裂;变幅行程开关处于最大幅度位图115t门座起重机简图置;矿砂斗掉进船外侧的江中。为了分析该起重机倾翻事故的原因,防患于未从现场观察,起重机破坏主要发生在3个方然,必须对事故进行分析计算,具体工作内容包面:(1)整机发生侧倾;(2)臂架后部2交叉杆与括:前上支接头焊缝完全拉断,臂架后部发生严重弯折(1)起重机在幅度2718m,起吊12t负载,门变形;(3)变幅机构曲拐连杆传动与减速器2个出机整机的稳定性;在负载12t时,幅度到多少米轴处2个联轴器十字滑块全部断裂。时,门机处于临

4、界稳定状态。(2)吊重12t,幅度达到2718m和临界稳定幅1分析计算的工作内容度时,门机臂架破坏点的强度计算。如图1所示,该起重机为铰接挠性起重臂的门(3)吊重12t,幅度达到2718m和临界稳定幅座轨道起重机,其臂架系统由具有软拉绳的曲线象度时,变幅机构浮动联轴器中十字滑块强度分析和鼻梁,三角形断面管子桁架臂架所组成,起重钢丝计算。绳平行于臂架中心线,变幅时象鼻梁末端滑轮中心2计算结果分析和吊重均沿水平线移动,变幅机构采用曲拐驱动方式,旋转采用多滚轮支承形式,门架为板梁桁架结(1)臂架焊缝断裂处,在几种工况分析中,其构;轨距6m,基距6

5、m,整机重量210t。该机使应力最大值都不超过150MPa,因此首先发生破坏用至今已25年,其起重能力见表1。的可能性不大。(2)如果在最大幅度32m负载12t,使整机处表1门座轨道起重机的起重能力参数表于失稳的临界状态。幅度/m吊重/t幅度/m吊重/t幅度/m吊重/t(3)浮动联轴器中的十字滑块为整个变幅系统中较薄弱环节。10～231510～321010～425(4)根据事故现场的照片分析,门架支腿部发生弯折是在整机倾翻后产生的破坏。《起重运输机械》2005(1)—41—综上可知,上述(2)、(3)都有可能引起事故的发生。问题在于:是起重

6、机先失稳倾翻后,再造成浮动联轴器十字滑块的断裂;还是丘重机虽处于失稳的临界状态,但此时还未倾覆,而当浮动联轴器十字滑块先断裂,然后再促使起重机倾翻?是否还有没有其他情况?图2平衡梁受力分析图如果是起重机处于临界状态,失稳倾翻;则在起重机设计和使用中有必要提高处于临界状态下的4联轴器中十字滑块分析计算起重机稳定性系数,并在操作使用中界定临界状态由于变幅机构曲拐连杆传动与减速器2个出轴下起重机的操作程序,确保使用安全!处的2个联轴器十字滑块全部断裂。如果是后者,则在起重机设计中必须保证机构411十字滑块有限元分析计算中各个零件的强度和安全性,并

7、进行整机可靠性分(1)十字滑块三维实体模型的建立析,对于关键零部件应重点进行分析计算;杜绝在十字滑块采用A5材料加工形成。通过对十字使用中因关键零部件的失效而造成整机事故。滑块结构的分析,齿面与圆环之间的R3过渡圆角3浮动联轴器分析是应力集中部位,为危险部位,所以在建模中,保证了R3圆角的形成。同时,在保证结构力学特征在起重机倾翻事故中,发现变幅机构低速轴上的前提下,对实际结构进行了少量的合理简化,以浮动联轴器中的中间圆盘(即十字滑块)被破坏,利于有限元模型的建立和整体模型规模的控制。故须分析和计算此联轴器的强度,计算工况为吊(2)十字滑块

8、有限元模型的建立重:12t,幅度为2718m和32m,不考虑风载,平①单元十字滑块有限元模型采用具有边中节衡梁受力分析见图2,计算结果见表2。点的空间体单元构成。为真实模拟R3过