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起重机的安全工作寿命年限

来源:中国起重机械网 本网发布日期:2011/4/19
  任何一台起重机在它的整个使用期中虽然要经过多次大修,每次大修期间都会更换一些易损件,如钢丝绳、滚动轴承、开式齿轮、车轮、制动器摩擦片、制动轮及电气设备等,而这些局部零部件的更换并不表示整台起重机工作寿命的终结;但是在一台起重机使用多年后,一旦其结构不断地出现严重的疲劳裂纹,达到使起重机或小车不能正常工作时,则认为整个起重机不能再安全地工作。因此,起重机的安全工作寿命年限主要地取决于其金属结构不产生疲劳裂纹的工作年限(我国起重机结构的寿命划定在15年到50年之间,一般为30年)。因此起重机工作级别的划分目前是以金属结构的疲劳设计理论为依据。目前疲劳设计的方法主要有三种:

  (1)、无限寿命设计
要求结构在无限长的使用期间不发生疲劳破坏,结构应力要小于疲劳极限。起重机结构受载是变化的,这时材料的疲劳抗力一般用交变应力与破坏循环次数N的关系曲线(即S-N曲线)来衡量。对钢铁材料的S-N曲线有一条水平渐近线,转变点大致在106—107,通常认为,只要经过107次循环不破坏,它就可承受无限多次循环。钢铁材料腐蚀介质中S-N曲线没有水平渐近线,但也有一个逐渐平坦段,仍可以107循环时作为失效应力,这时称为条件疲劳极限。

  (2)、 有限寿命设计
起重机工作级别分级的理论基础是有限寿命设计的概念——线性累积损伤理论。
起重机疲劳寿命的估算原理是认为疲劳损伤的形成是材料在交变载荷作用下先发生局部滑移和屈服,随后出现裂纹并逐渐扩展,最终导致疲劳破坏。

  (3) 、损伤容限设计
损伤容限设计是根据断裂力学的原理来推断机械零件或结构件中出现了裂缝将会怎样扩展,以预测在多少时间内是否还能保证起重机安全使用的设计方法。即允许机械零件或结构件出现一定程度的裂缝,并且保证在下次检查前能安全使用。此方法对起重机结构设计尚在研究中。
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