水利電力建設用起重機實驗方法

1、中華人民共和國電力行業(yè)標準 DL 45491 水利電力建設用起重機試驗方法 中華人民共和國能源部1992-01-08批準 1992-05-01實施 1 主題內(nèi)容與適用范圍 主題內(nèi)容 提供在規(guī)定的各種工況載荷條件下，測定起重機的主要性能參數(shù)、主要結(jié)構(gòu)件的應力和變形量的整套的試驗方法，并規(guī)定了在指定載荷條件下必須滿足的許可值。目的在于確定起重機的機構(gòu)及結(jié)構(gòu)件等是否滿足其設計性能和工作要求。 新產(chǎn)品及重大改型的老產(chǎn)品的鑒定，必須提交按本標準進行試驗的報告。如因技術(shù)原因不能完成本標準所規(guī)定的測試項目，必須取得本標準歸口單位的審核證明書。 試驗人員的組成必須要有技術(shù)歸口單位指派經(jīng)考核合格的技術(shù)人員組成，

2、或者有部級(含部級)以上的檢測中心認可的專業(yè)人員組成。 適用范圍 本標準適用于水利電力建設用塔式、門座、高架門座和纜索等起重機(以下簡稱起重機)的試驗，不適用于履帶式、輪胎式、汽車式等起重機。 2 引用標準 GB 6067 起重機安全規(guī)程 SD 160 水利電力建設用起重機技術(shù)條件 3 試驗前的準備 試驗樣機 樣機必須是滿足SD 160和其他有關技術(shù)文件的要求的并由制造廠的質(zhì)量驗科確認合格的起重機。 試驗儀器、工具及材料試驗用的主要儀器、工具及材料(見表1)，測試前必須按規(guī)定進行檢查和校準，其性能和精度均須符合表1中的規(guī)定。 試驗條件 試驗場地必須堅實平整，基礎及軌道等應符合SD 160中的有

3、關規(guī)定。 試驗時地面風速不得超過8.3m/s(2min平均風速)。 試驗載荷(如吊重塊)應標定準確，其允差為±1%。 對于有特殊要求的專用起重機，應按供需雙方簽訂的合同中規(guī)定的條件進行試驗。 表 1 儀器、工具材料名稱標 準 名 稱精度或標準號備 注兆歐表 500V兆歐表  電壓表 萬用表5% 電流表 鉗形表5% 秒 表  分辨率(1/100)s 經(jīng)緯儀  6 靜態(tài)應變儀  靜態(tài)分辨率1，零點飄移值不大于±3/2h 動態(tài)應變儀  零點飄移值不大于±5/2h

4、 聲級計  精密級，dB(A) 加速度傳感器 下限頻響在以下的低頻傳感器 電阻應變片 箔式或絲式K值誤差不大于±1%   所有外購電氣設備及安全裝置，均應有生產(chǎn)廠家提供檢驗合格證書者，方能裝入起重機進行本標準所規(guī)定的各項試驗。 起重機的接地電阻及絕緣電阻必須符合GB 6067有關規(guī)定。 起重機的制造廠必須提供有關部件在組裝及跑合試驗的合格證明及其過程中的事故或故障的處理記錄。 對起重機的外觀進行檢查，是否有可見的運輸變形及損傷，是否有漏油現(xiàn)象，連接件是否符合有關技術(shù)文件的要求等，若發(fā)現(xiàn)以上問題，必須在測試前進行修復

5、及調(diào)整，直至符合樣機要求。 4. 性能試驗 無載試驗 首先進行本項試驗，目的是檢查各機構(gòu)動作的正常性及排除試驗樣機在運中的各種故障。 無載試驗應不少于三個作業(yè)循環(huán)，每個作業(yè)循環(huán)系按起升、下降、回轉(zhuǎn)、變幅、運行、頂升(對于自升塔機)，分別進行相應的運轉(zhuǎn)。當某機構(gòu)有兩個或多個制動器時，要作停電狀態(tài)下同時制動和單個制動試驗。對采用人力控制的制動器必須進行操縱試驗。確認各機構(gòu)動作平穩(wěn)、準確、運轉(zhuǎn)情況正常，無異?，F(xiàn)象，樣機才能進入以下各項試驗。 無載試驗的一次作業(yè)循環(huán)是指：吊具起升到其允許的最大高度，下降到離地高度約200mm處，并且起升和下降過程中懸空狀態(tài)下各制動一次。變幅是在允許的工作幅度范圍內(nèi)進行

6、俯仰運動一次?；剞D(zhuǎn)機構(gòu)要左右回轉(zhuǎn)360°各一次，大車運行距離不得少于20m。 對于變幅、回轉(zhuǎn)及大車運行機構(gòu)的制動器，均需進行制動試驗，不得少于一次，目的是考核制動器工作必須正確可靠。 對于自升塔機的頂升試驗： a.采用機械頂升裝置時，要檢查各個提升點的同步現(xiàn)象，不得出現(xiàn)卡滯現(xiàn)象。 b.采用液壓頂升裝置時，要檢查頂升油缸及其他液壓元件的密封性能，液壓缸是否有“爬行”等。 c.無論是機械頂升或液壓頂升，當突然停電時，或有故障時的安全性能試驗，頂升部分自重能否可靠地停住，而不發(fā)生下滑現(xiàn)象，并要檢查應急安全裝置的可靠性。 在無載試驗過程中，應注意觀察各安全裝置與控制儀表的動作是否正?？煽?，至

7、少動作一次，確認其動作可靠。 相符性試驗 此項試驗參照SD 160標準的要求進行。 靜載試驗 額定載荷試驗：應對起重機起吊最大額定起重量而臂架處于相應最大幅度和臂架處于允許最大幅度時起吊相應額定起重量，對這兩種工況分別進行試驗。 a.起升機構(gòu)。以穩(wěn)定的工作速度在全起升高度內(nèi)完成不少于三次的起升、下降額定起重量，在每次起升或下降過程中不得少于一次吊載懸空中的制動。觀察下降制動過程中是否有吊載下溜現(xiàn)象。檢查在升降過程中電機溫升有無異常情況，檢查結(jié)構(gòu)件在指定部位的垂直及水平位移是否有永久變形。 b.回轉(zhuǎn)機構(gòu)。吊鉤在允許最大幅度起吊相應額定起重量，以允許的回轉(zhuǎn)速度向左右方向各回轉(zhuǎn)不少于180°

8、;的角度，要求在回轉(zhuǎn)過程中，起制動平穩(wěn)(按正常的操作規(guī)程進行)，不得出現(xiàn)突然反向動作。檢查行星傳動的輪齒表面是否出現(xiàn)膠合(燒傷)現(xiàn)象、回轉(zhuǎn)支承座圈表面是否發(fā)生脆裂凹陷及滾動體的碎裂等現(xiàn)象(若回轉(zhuǎn)無異常現(xiàn)象可不必拆開檢查)，同時要檢查控制或制動器動作是否可靠。 c.變幅機構(gòu)。對于工作性變幅機構(gòu)，起吊額定載荷，在相應的允許工作幅度范圍內(nèi)作不少于反復2次的變幅運動，觀察各傳動件及臂架是否有異?，F(xiàn)象。 對于非工作性變幅機構(gòu)，只需完成第條試驗的要求。 d.運行機構(gòu)。帶有最大額定載荷，在運行距離不小于20m的范圍內(nèi)反復運行不少于3次，檢查驅(qū)動電機的溫升有無異?，F(xiàn)象，車輪踏面的接觸情況及是否發(fā)生碎裂、啃道及

9、爬軌等現(xiàn)象。特別對要求在弧形軌面上運行的起重機更要注意其是否出現(xiàn)嚴重啃道及爬行現(xiàn)象。 e.對回轉(zhuǎn)、變幅及運行機構(gòu)均需對其制動器進行操作試驗。制動次數(shù)不得少于2次，確認制動器動作可靠。 倍額定載荷的試驗。使起重機處于第條中規(guī)定的一種狀態(tài)(主要結(jié)構(gòu)件和起升繩受載最大時的狀態(tài))。臂架順著軌道的方向進行試驗。先起吊相應的額定載荷，使載荷離地100200mm，停止起升，再無沖擊地加上其余超載部分，停留10min，觀察起升機構(gòu)的制動器能否支持載荷在原來的位置上，然后卸載。檢查結(jié)構(gòu)件是否出現(xiàn)永久變形，油漆剝落或?qū)ζ鹬貦C安全有影響的損壞。 對于大噸位起重量的起重機，在加載時可采用液壓加載方法，但必須要平穩(wěn)地加

10、載，防止起重機受動載的影響，否則不允許采用“液壓加載”法。 動載試驗 起重機所處的狀態(tài)和工況與第條相同，此時試驗載荷為相應額定載荷的倍，起重機的起升、回轉(zhuǎn)、變幅(工作性變幅機構(gòu))、運行等各項動作應分別單獨進行(當起重機的技術(shù)文件中規(guī)定同時動作時，則應作同時動作試驗)，并按其工作循環(huán)制試驗至少應延續(xù)1h，各項動作必須保證機構(gòu)的末級傳動件運轉(zhuǎn)一周，試驗還應包括對懸吊著的載荷作空中起、制動，此時試驗載荷不應出現(xiàn)反向動作。 5 安全裝置的試驗 在起重機上必須設置“起重量限制器”、“起重力矩限制器”、“行程限位器”、“起升高度限位器”和“風速報警器”等。 以上安全裝置的性能試驗可在起重機進行第條試驗時同

11、時進行。 起重量限制器 “起重量限制器”的數(shù)值誤差不得大于±5%。 當起升載荷達到起重特性表規(guī)定的額定起重量的95%時，應能發(fā)出提示性報警信號。 當起升載荷達到起重特性表規(guī)定的額定起重量的105%時，能自動切斷起升動力源，并發(fā)出禁止性報警信號。只能使載荷作下降動作。 起重力矩限制器 “起重力矩限制器”的綜合精度不得低于8%。 當起重力矩達到額定起重力矩的95%時，應能發(fā)出提示性報警信號。 當起重力矩超過起重機穩(wěn)定起升狀態(tài)下的額定起重力矩值時，應能自動切斷起升或變幅的動力源，并發(fā)出禁止性報警信號。但必須允許載荷下降及載荷向小幅方向變幅運動。 起升高度限制器 當?shù)蹙咂鹕缴蠘O限位置時，起

12、重機必須自動切斷起升的動力源，并給出禁止性報警信號。 當?shù)蹙呦陆档较聵O限位置時，同樣能自動切斷下降動力源，并保證起升卷筒上應繞有不少于設計規(guī)定的鋼絲繩安全圈。 風速報警裝置 當風速超過起重機設計允許的工作瞬時風速(6級風，7級風=20.6m/s)，則起重機風速報警裝置必須發(fā)出報警信號，并且具有瞬時風速風級的顯示能力。 對于平移式纜索起重機的主副塔由于大車運行機構(gòu)的不同步而使主索產(chǎn)生偏斜，因此必須對為此設置的“偏移量限制器”測定其正確性，并應符合設計要求。 對于輻射式纜索起重機的小車運行限位裝置，為了保證相鄰兩臺纜機小車不發(fā)生撞車事故，在兩臺纜機主索之間的最小設計夾角時應試驗小車運行限位裝置。

13、6 結(jié)構(gòu)應力測試 測試工況、載荷及測試主要項目(見表2)。結(jié)構(gòu)試驗其測試工況若有和第4章中有重復時，可以同時進行。凡是有特殊要求的起重機，必須加做有關技術(shù)文件所規(guī)定的測試項目。 在加載和測試過程中，運行機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)或轉(zhuǎn)臺應制動或鎖定在規(guī)定的位置上。 測試點的規(guī)定 應力測試點的選擇應根據(jù)結(jié)構(gòu)分析來確定危險應力區(qū)，應力區(qū)分為： a.均勻高應力區(qū)。該區(qū)出現(xiàn)屈服應力，則引起結(jié)構(gòu)件的永久變形。 b.壓桿的彈性撓曲區(qū)。如受壓桿件和板的彈性撓曲。雖然該應力區(qū)內(nèi)應力的最大值未達到材料的屈服點，但可以因發(fā)生撓曲而導致結(jié)構(gòu)件的破壞。 表 2 序 號測試工況和內(nèi)容載 荷被測結(jié)構(gòu)測試項目1 臂架垂直軌道方向并處于吊

14、最大額定起重量時的相應最大幅度Gmax Gmax 臂架、人字架、塔身(或轉(zhuǎn)柱)、轉(zhuǎn)臺、門架(包括門腿和橫梁)、拉桿 結(jié)構(gòu)件的靜應力、起重臂根部鉸接點的水平位移2 臂架垂直軌道方向并處于最大幅度GnGn3 臂架與軌道成45°交角(或與門腿成對角線方向)并處于最大幅度 塔身、門架(包括門腿和橫梁)、拉桿4 臂架與軌道成45°交角(或與門腿成對角線方向)并處于最大額定起重量時相應最大幅度Gmax Gmax注：Gmax最大額定起重量；Gn額定起重量。 受壓桿件的貼片，應貼在桿件的中部或其他可能撓曲的部位(如測定弦桿和腹桿的應力，應在節(jié)間中部對稱貼片)，最后以平均應力和計算出的最大應

15、力來評定該節(jié)間的安全度。 二向應力區(qū)的測試，對承受二向應力的塑性材料，按變形能強度理論計算，為了和屈服應力s相比較，以確定強度安全度，引出了“當量單向應力”。它能產(chǎn)生和實際二向應力相等的變形能?！爱斄繂蜗驊Α睘椋?(1) 式中 x最大主應力，N/mm2； y最小主應力，N/ mm2。 主應力可由主應變求得： (2) (3) 式中 E彈性模量，N/mm2； x最大主應變； y最小主應變； 泊松比。 如不能用某些方法(如脆性涂料或涂色檢查法)確定主應變方向時，則必須貼上由三個應變片組成的應變花測定其平面應力狀態(tài)，并參考有關資料計算出“當量單向應力”。 測點編號： 根據(jù)選擇好的測試部位和確定的測試

16、點，繪制測點分布圖，對貼片統(tǒng)一編號，并指明應變片或應變花的粘貼方位。 測試程序 檢查調(diào)試樣機，保證正常工作。 先將第4章中的節(jié)中相符性試驗完成后，確認樣機能進行正常試驗工作。 連接校準好應變檢測系統(tǒng)，消除任何不正?，F(xiàn)象。 無載應力狀態(tài)，在自重作用下，記錄此時應變儀讀數(shù)為1。 無載應力狀態(tài)是將起重機調(diào)整到按表2所規(guī)定的測試工況，臂架幅度調(diào)整到載荷試驗時的幅度，吊鉤放地，回轉(zhuǎn)機構(gòu)或轉(zhuǎn)臺應制動或鎖住，運行機構(gòu)也應制動，取無載狀態(tài)作為初始狀態(tài)，也可對應變儀調(diào)零，則1=0。在此狀態(tài)下，將轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)中心線垂直地投影到地面，標記投影點的位置。 負載應力狀態(tài)，此應變儀讀數(shù)為2。 負載應力狀態(tài)是按表2規(guī)定的載荷

17、和工況吊載，并調(diào)整吊臂至規(guī)定的工作度，其幅度允差為±1%。 卸載為零： 卸載到無載應力狀態(tài)，檢查各應變片回零情況，如果某測點的應變片讀數(shù)與原1數(shù)據(jù)偏差超過±s/E，則認為該測量數(shù)據(jù)無效，并應查明原因，按原試驗程序重新測量，直至合格。 每項試驗應重復三次，比較測試數(shù)據(jù)有無重大差別，如發(fā)生重大變化，要分析原因，排除產(chǎn)生影響的因素，再重復測試，直至穩(wěn)定，超載試驗后，應檢查構(gòu)件是否有永久變形，或其他損壞，如果出現(xiàn)類似現(xiàn)象，應終止試驗，進行全面檢查。 試驗結(jié)果和現(xiàn)象應全部記錄在試驗報告中以供數(shù)據(jù)分析處理。 應力測試的數(shù)據(jù)處理及安全判據(jù) 由于大型設備的安裝周期長，而目前測自重應力有困難

18、，因此制造廠或設計部門應提供測試點的自重下的計算應力及風載下的計算應力，以供分析時參考。 負載應力1按下式計算： (4) 負載情況下的最大應力應是自重應力(包括風載應力)和負載應力的代數(shù)和。 (5) 式中 2自重計算應力(包括風載計算應力)，N/mm2。 對于二向應力應計算出“當量單向應力”后合成。 安全判據(jù)：類均勻高應力區(qū)安全系數(shù) 或式中 r額定載荷下結(jié)構(gòu)中被測部位測出最大應力，N/mm2； 當量單向應力，N/mm2； s材料的屈服極限，N/mm2。 安全系數(shù)n1。 對于桁架結(jié)構(gòu)的弦桿或腹桿等受壓桿件，受軸向載荷的壓桿產(chǎn)生彈性撓曲，用下列計算式評定試驗結(jié)果： (6) 式中 ra由一個斷面上若

19、干個測點應變讀數(shù)的平均合應力，N/ mm2； rm同一個斷面上幾個電阻片確定的撓曲面，所計算出壓桿最大的壓應力，N/ mm2； cr受壓桿發(fā)生屈曲的臨界應力，N/ mm2。 a.當歐拉臨界應力低于比例極限時： (7) b.當歐拉臨界應力高于比例極限時： (8) 式中 K長度折減系數(shù)(參考專用文獻資料)； L受壓桿件的幾何長度，mm； E材料的彈性模量，N/mm2； r截面最小慣性半徑，mm； p材料比例極限，N/mm2，可以查手冊，也可用下面方法簡化計算； Rc最大殘余應力，N/mm2。 對于下述鋼材，可大致取Rc2。 a.滾壓熱整形型鋼； b.經(jīng)淬火、回火和消除應力處理的型鋼； c.冷拉，并經(jīng)消除應力熱處理的型鋼； d.焊接型鋼，并經(jīng)消除應力熱處理。 對于其他鋼材，可近似取Rc s 。 7 結(jié)構(gòu)變位測量 測量工況及載荷 結(jié)構(gòu)變位測量工況和載荷(見表2)，測試部位見表中測試項目欄的規(guī)定，除起重臂根部鉸接點的變位外，有條件時對吊載點的變位也應測量，或者對起重機的某個部位有特殊要求時，也應測量。 測量方法 起重臂根部鉸接點處的水平變位值，一般先在該處固定一水平標尺，然后用經(jīng)緯儀測量。 起重臂頭部吊載點平面內(nèi)的變位(包括水平