起重设备应力测试与分析

摘 要：为保证电厂工作的大型起重设备的长时间工作时的稳定性，需要基于应力测试理论，结合其工作时的负载工况，对其进行应力承受能力评价。本文将对发电厂的起重设备进行现场应力测试，并通过相应的参数处理将其转化为应力。这种应力测试对于后续的典型载荷计算和疲劳寿命转换也具有重要意义。

关键词：起重设备；应力测试；科技；解析

0 引言

起重机是一种大型货物输送设备，一般都装有减速器、电机、制动器、钢丝绳、滑轮等，用于举升、降落货物，并令它们沿水平与上下移动。主要用于搬运重物并运送到其他地方。该设备使用多个简单的机构来实现，从而使其移动超出人类正常能力的负载。起重机通常用于的货物装卸，在建设中工业用于材料的运动，以及用于重型设备组装的制造业。当发电厂使用结构损坏的起重机时，会对生产造成很大的安全风险。因此，探讨其应力测试技术是非常有必要。

1 电阻应变片的工作原理

应变片是用于测量的装置的应变的物体上。1938年由爱德华 E 西蒙斯和阿瑟 C 鲁格发明的，最常见的应变仪类型包括：支持金属箔图案的绝缘柔性背衬；常规通过合适的粘合剂如氰基丙烯酸酯粘附到物体。当物体变形时，箔变形，导致其电阻改变。这种电阻变化通常用惠斯登电桥测量，与称为应变因子的应变有关。

R=QL/S

算式内，R 是导电体电阻、Q 是导体原料电阻率、L 是导电体长度、S 是导电体横切面面积。

应变片利用电导的物理特性及其对导体几何形状的依赖性。当电导体在其弹性极限范围内拉伸以使其不会断裂或永久变形时，电导体将变得越来越窄，变化增大其电阻。相反，当导体被压缩以使其不会变形时，它会变宽并缩短，从而减小其电阻端对端的变化。基于应变仪的测量电阻，可以推断出应力的大小。

一个典型的应变片将一条细长的导电条排列成平行线的锯齿形图案。这不会增加灵敏度，因为对于整个之字形的给定应变的电阻百分比变化与任何单一迹线的相同。但是，单一的线性迹线必须非常薄，因此易于过热（这会改变其电阻并导致其扩展），或者必须以更低的电压工作，使得难以测量电阻变化准确。

2 起重设备金属构造应力检测

起重设备金属结构的应力检测是起重设备金属结构安全性能试验的关键。包括现场测试和远程监测测两种模式。现场测试与远程监测的相同点是：他们都必须通过规划科学实验计划，构建检测系统，并使用设备来测量和记录被测试起重设备的金属结构的应变变化。处理必要的参数和其他技术方式，以获取被测受体的相关信息，为起重设备的安全改造，规划和优化以及剩余疲劳寿命周期的研究和供应提供参考。现场测试与远程监测的差别是：现场测试通常可以测量起重设备的指标和数据，为起重设备的金属部件的型式检测和调试检查提供参考。该技术通常根据既定的指南和安全技术规范进行控制，并且可以在一天内完成。例如，准备标准负载，执行标准操作等。远程监测旨在为金属部件的起重设备的安全预测和寿命评估提供参考。该技术通常与正在调试的起重设备同步执行，或者与起重设备安装同步进行，耗时更长。现场测试和远程监测可以相互补充。首先，现场检查与负载测试同步进行，所以存在一定的缺陷：只有在已知条件的前提下，经典工况下起重设备的安全条件才不符合要求；但是，在特定的操作条件下，不可能对可能导致起重设备安全隐患的不可控因素进行权衡。远程监测能够对吊装设备上的各种不可控因素的影响进行映射，这是由于与吊装设备同时操作，从而弥补了现场检测中的缺陷。因此，远程监测的参数必须比现场测试更准确。此外，远程监测可用于监控和控制具有高风险因素的起重设备，识别故障并修复故障。此外，远程监测因为是长时间的测试，所以也有缺陷：如果测量点数量过大，则收集的实际参数数量过大，从而导致参数分析出现某些问题。为了解决这一问题，在对起重设备进行监测之前，应根据转换结果对起重设备进行全方位的现场测试，然后根据测试结果对远程监测测试点进行优化。

3 起重设备应力测试展望

对于电阻式应力检测，为了满足起重设备现场测试的要求，应变计测点多而且分布面广，导线的连接长度长，现场干扰因素多。以后会被光纤应变计加无线代替；光纤传递的抗干扰功能更强，而且光纤线缆布置更方便、无需焊接且可以串接，对于基于光纤类的应力测试，结构检测将更加专业化，使其能够满足验证起重设备的要求。该检测方法作为监控大型起重设施安全的手段，以确保大型起重正常运行。

4起重设备应力测试技术简析

笔者以某起重设备为例，完成一次全方位的结构与载荷应力检测，并解释了起重设备在动态模式下整机的结构应力变化规律，并对其进行频谱分析，并根据其整体特征研究其结构或部件的刚度和强度。根据起重机梁的结构特点和应力状态，本次重点试验选择了频繁运行的起重机梁进行应力应变试验。在起重机横梁的横截面上布置应变片、进行应力实测。监测方案基于门式起重机金属结构的受力位置和应力集中变截面位置，在检查现场表面被处理后，使用电阻应变传感装置进行现场监测。通过数据采集系统实现参数的有效采集，并使用专业分析软件对初始数据进行后续处理和分析。根据测试计划进行动态测试，在测试过程中，根据试验周期的工作状态和试验结果，试验最大动态位移是否在“工业结构可靠性评估标准”（GB50144-2008）规定的范围内。通过应力的振动频率范围和振幅分析，判断起重设备的结构振动参数是否处于人体符舒状态。为改善工作环境，减少工作环境中震动对起重机等生产设备的不利影响，需要加强起重梁的承载能力和耐久性，改善起重设备整机刚度，并采取适当措施加强整体结构。

5 结束语

综上所述，通过笔者所述应力检测方法在起重设备中的应用，可以支持起重设备的安全监督检测和评估。该技术的推广对起重设备的健康监测，检测和开发具有重大科技价值。而且，起重设备的安全性和合理性也可以得到检测，为起重设备的安全使用奠定了基础。此外，应力检测技术可以作为起重设备安全保障的条件与手段。

参考文献：

[1]李勇，颜廷俊，吴敏，等.基于热点应力法的在役海洋箱体式起重机剩余寿命测试计算[J].石油矿场机械，2014（9）：22-24，25.

[2]蔡福海，王欣，罗建国，等.基于局部应力应变法的起重机桁架臂疲劳裂纹形成寿命影响因素分析[J].建筑机械（上半月），2014（2）：79-83.

[3]陈伟明.真空冷凍干燥技术在生物制药方面的应用[J].黑龙江科学，2014（11）：50.

作者简介：

徐建华（1968.06--）；性别：男，民族：汉，籍贯：安徽省当涂县，学历：大专，毕业于：杭州电力职工技术学院；现有职称：助理工程师。

推荐访问:应力 测试 分析 设备