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編號(hào)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文翻譯 （譯文） 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師單位： 姓 名： 職 稱(chēng)： 2016年6月8日 第 17 頁(yè) 共 19 頁(yè) 龍門(mén)式起重機(jī)金屬材料的疲勞強(qiáng)度預(yù)測(cè) v.a.科普諾夫 摘 要 內(nèi)在的疲勞曲線(xiàn)應(yīng)用到龍門(mén)式起重機(jī)金屬材料的疲勞壽命預(yù)測(cè)問(wèn)題。起重機(jī)，用于在森林工業(yè)中，在伐木林場(chǎng)對(duì)各種不同的工作條件進(jìn)行研究，并且做出相應(yīng)的應(yīng)變測(cè)量。對(duì)載重的循環(huán)周期進(jìn)行計(jì)算，下雨循環(huán)計(jì)數(shù)技術(shù)得到了使用。在一年內(nèi)這些起重機(jī)運(yùn)作的樣本被觀察為了得到運(yùn)作周期的平均數(shù)。疲勞失效分析表明，一些元件的故障是自然的系統(tǒng)因素，并且不能被一些隨意的原因所解釋。1999年Elsevier公司科學(xué)有限公司。保留所有權(quán)利。 關(guān)鍵詞：起重機(jī);疲勞評(píng)估;應(yīng)變測(cè)量 緒 論 1.1現(xiàn)代起重機(jī)的特征和發(fā)展趨向 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和自動(dòng)化程度的提高，起重機(jī)在現(xiàn)代化生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用越來(lái)越廣，作用愈來(lái)愈大，對(duì)起重機(jī)的要求也越來(lái)越高。尤其是電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，促使了許多跨學(xué)科的先進(jìn)設(shè)計(jì)方法出現(xiàn)，推動(dòng)了現(xiàn)代制造技術(shù)和檢測(cè)技術(shù)的提高。激烈的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越依賴(lài)于技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。這些都促使起重機(jī)的技術(shù)性能進(jìn)入嶄新的發(fā)展階段，起重機(jī)正經(jīng)歷著一場(chǎng)巨大的變革。 我國(guó)正以前所未有的速度進(jìn)入全球化國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)，中國(guó)的起重機(jī)制造業(yè)面臨著機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存的新形勢(shì)。因此起重機(jī)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新是關(guān)鍵?，F(xiàn)根據(jù)國(guó)內(nèi)外起重機(jī)的新理論、新技術(shù)和新動(dòng)向，結(jié)合實(shí)例，簡(jiǎn)要論述現(xiàn)代起重機(jī)的特征和發(fā)展趨向。 1） 重點(diǎn)產(chǎn)品大型化、高速化、耐久化和專(zhuān)用化 ? 由于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)效率日益提高，以及產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中物料裝卸搬運(yùn)費(fèi)用所占比例逐漸增加，促使大型或高速起重機(jī)的需求量不斷增長(zhǎng)。起重量越來(lái)越大，工作速度越來(lái)越高，并對(duì)能耗和可靠性提出更高的要求。起重機(jī)已成為自動(dòng)化生產(chǎn)流程中的重要環(huán)節(jié)。起重機(jī)不但要好用，容易維護(hù)，操作方便，而且安全性要好，故障要少，平均無(wú)故障工作時(shí)間要長(zhǎng)?？煽啃允菄?guó)際市場(chǎng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，國(guó)外許多大公司都制定了可靠性?xún)?nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)起重機(jī)的性能要趕超世界先進(jìn)水平，最關(guān)鍵的是要提高可靠性，使起重機(jī)具有優(yōu)異的耐久性、無(wú)故障性、維修性和使用經(jīng)濟(jì)性。 ? 目前世界上最大的浮游起重機(jī)起重量6500t，最大的履帶起重機(jī)起重量3000t，最大的橋式起重機(jī)起重量1200t，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)堆垛起重機(jī)最大運(yùn)行速度達(dá)240m／min。 ? 工業(yè)生產(chǎn)方式和用戶(hù)需求的多樣性，使專(zhuān)用起重機(jī)的市場(chǎng)不斷擴(kuò)大，品種也不斷更新，以特有的功能滿(mǎn)足特殊的需要，發(fā)揮出最佳的效用。冶金專(zhuān)用起重機(jī)，防爆、防腐、絕緣起重機(jī)和鐵路、船舶、車(chē)輛專(zhuān)用起重機(jī)的功能不斷增加，性能不斷提高，適應(yīng)性比以往更強(qiáng)。德國(guó)德馬格公司研制出一種飛機(jī)維修保養(yǎng)專(zhuān)用起重機(jī)，在國(guó)際市場(chǎng)上打開(kāi)了銷(xiāo)路。這種起重機(jī)跨度大，起升高度大，停準(zhǔn)精度高。在起重小車(chē)下面安裝有可伸縮回轉(zhuǎn)的維修平臺(tái)，可到達(dá)飛機(jī)任一部位。隨著世界核電站的迅速發(fā)展，核電站專(zhuān)用起重機(jī)也得到相應(yīng)發(fā)展，如反應(yīng)堆室內(nèi)的環(huán)形橋式起重機(jī)在放射性環(huán)境中工作，用于起吊壓力容器頂蓋及堆內(nèi)構(gòu)件等危險(xiǎn)載荷，要求可靠性高，安全性好，能自動(dòng)精確定位和緩慢下放物品等，并有多種保護(hù)裝置和特殊安全裝置。 2）系列產(chǎn)品模塊化、組合化、標(biāo)準(zhǔn)化和實(shí)用化 ??許多起重機(jī)是成系列成批量的產(chǎn)品，采用系統(tǒng)多目標(biāo)整體優(yōu)化方法進(jìn)行起重機(jī)系列設(shè)計(jì)已成為發(fā)展重點(diǎn)，通過(guò)全面考慮性能、成本、工? 藝、生產(chǎn)管理、制造批量和使用維護(hù)等多種因素對(duì)系列主參數(shù)進(jìn)行合理匹配，以達(dá)到改善整機(jī)性能．降低制造成本，提高通用化程度，用較少規(guī)格數(shù)的零部件組成多品種、多規(guī)格的系列產(chǎn)品，充分滿(mǎn)足用戶(hù)需求。 ??用模塊化設(shè)計(jì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的整機(jī)設(shè)計(jì)方法，將起重機(jī)上功能基本相同的構(gòu)件、部件和零件制成有多種用途，有相同聯(lián)接要素和可互換的標(biāo)準(zhǔn)模塊，通過(guò)不同模塊的組合，形成不同類(lèi)型和規(guī)格的起重機(jī)。對(duì)起重機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，只需針對(duì)某幾個(gè)模塊。設(shè)計(jì)新型起重機(jī)，只需選用不同模塊重新進(jìn)行組合。由于提高了通用化程度，可使單件小批生產(chǎn)的產(chǎn)品改換成具有相當(dāng)批量的模塊生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)高效率的專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)，降低制造成本。能以較少的模塊形式，組合成多品種多規(guī)格的起重機(jī)，滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，增加競(jìng)爭(zhēng)能力。 ??德國(guó)德馬格公司生產(chǎn)的橋式起重機(jī)充分考慮了模塊化和組合化，使系列、整機(jī)、機(jī)構(gòu)、部件和零件互相之間的參數(shù)匹配，能力分布達(dá)到最為經(jīng)濟(jì)合理的搭配效果。利用起重量與起升速度的乘積為常數(shù)的方法使起升機(jī)構(gòu)主要部件達(dá)到最大限度的通用。再通過(guò)滑輪倍率的變化派生出更多的規(guī)格。5～125t橋式起重機(jī)系列，多種工作級(jí)別，只需4種基型的起重小車(chē)。該公司開(kāi)發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)車(chē)輪箱模塊系列，上面有多組聯(lián)接孔，可選裝不同型號(hào)的驅(qū)動(dòng)單元，可組裝成臺(tái)車(chē)，可與金屬結(jié)構(gòu)件組合后用作各種橋式、門(mén)式起重機(jī)，巷道堆垛起重機(jī)或其它軌行式起重運(yùn)輸機(jī)械的運(yùn)行機(jī)械，其車(chē)輪有多種踏面形式可供選用。由于不受基距限制，組合靈活，用途廣泛。該公司的端梁標(biāo)準(zhǔn)模塊系列已經(jīng)商品化，與主梁之間采用摩擦環(huán)和高強(qiáng)度螺栓的連接方式，提高了互換性和尺寸精度，減少了接合面的加工量。與任一主梁都可快速有效相接。有適用于單梁或雙梁兩種形式的端梁模塊，根據(jù)起重量及跨度就可確定出適用的端梁型號(hào)。 3）通用產(chǎn)品小型化、輕型化、簡(jiǎn)易化和多樣化 ? 有相當(dāng)批量的起重機(jī)是在一般的車(chē)間倉(cāng)庫(kù)使用，要求并不很高，工作并不十分繁重。如何提高這些起重機(jī)的適用性，降低制造成本，是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能否獲勝的關(guān)鍵?？紤]綜合效益，要求起重機(jī)盡量降低外形高度，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減小自重和輪壓，也可使整個(gè)建筑物高度下降，建筑結(jié)構(gòu)輕型化，降低造價(jià)和使用維護(hù)費(fèi)用。因此電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)和輕型梁式起重機(jī)會(huì)有更快的發(fā)展，并將大部分取代中小噸位一般用途橋式起重機(jī)。 ??用戶(hù)的需求性促進(jìn)了起重機(jī)的多樣性。起重機(jī)的系列參數(shù)范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，功能選擇進(jìn)一步增加，一機(jī)多用產(chǎn)品進(jìn)一步得到發(fā)展，以增強(qiáng)應(yīng)變能力。在一般使用場(chǎng)合采用無(wú)線(xiàn)遙控操作的比例也將逐步增多。 ??德國(guó)德馬格公司經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新，已形成一個(gè)輕型組合式標(biāo)準(zhǔn)起重機(jī)系列。整個(gè)系列由組合式工字形單梁、懸掛箱形單梁、角形小車(chē)箱形單梁和箱形雙梁多個(gè)品種組成。主梁與端梁相接共有15種形式，可適合不同建筑物和不同起吊物的要求。每種規(guī)格起重機(jī)都有三種單速及三種雙速可供任意選擇。操縱方式有地面手電門(mén)自行移動(dòng)、手電門(mén)隨小車(chē)移動(dòng)、手電門(mén)固定、遠(yuǎn)紅外或無(wú)線(xiàn)電遙控、司機(jī)室固定、司機(jī)室隨小車(chē)移動(dòng)、司機(jī)室自行移動(dòng)等7種選擇，外加不同的導(dǎo)電形式，不同的電控形式，通過(guò)不同的組合，可搭配成百上千種起重機(jī)，充分滿(mǎn)足用戶(hù)不同的需求。這種起重機(jī)的另一最大優(yōu)點(diǎn)是輕型化，與國(guó)內(nèi)產(chǎn)品相比較，起重量32t，跨度25.5m，國(guó)內(nèi)雙梁橋式起重機(jī)自重為46.4t，電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)自重為28.3t，而德馬格電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)的自重只有18.5t，比國(guó)內(nèi)產(chǎn)品分別輕60％和35％。 1.2 起重機(jī)的類(lèi)型 起重機(jī)可分為四類(lèi)：高架移動(dòng)起重機(jī)、動(dòng)臂起重機(jī)、橋式或門(mén)式起重機(jī)、懸臂吊車(chē)。 高架移動(dòng)起重機(jī)由橫梁和空中吊運(yùn)裝置組成。橫梁靠固定道軌支承，并且可以在軌上來(lái)回移動(dòng)?？罩械踹\(yùn)裝置由提升裝置和其他裝置組成，可以從橫梁的一端運(yùn)動(dòng)到另一端。橫梁和與之相連的框架統(tǒng)稱(chēng)為橋。 這些的起重機(jī)囊括了起重量從2噸到400噸，跨度從20英尺到150英尺的各種類(lèi)型。根據(jù)目的不同,在機(jī)艙工作的起重機(jī)常在橋或空中吊運(yùn)裝置進(jìn)行控制,其他情況控制裝置常在地面。當(dāng)兩個(gè)空中吊運(yùn)裝置安裝完畢，他們就能在同一道軌上并行或上下交錯(cuò)的并行，以確保每個(gè)空中吊運(yùn)裝置都能在整個(gè)橫梁上移動(dòng)。 動(dòng)臂起重機(jī)：動(dòng)臂起重機(jī)有能在它的外側(cè)提升重物的傾斜動(dòng)臂。動(dòng)臂通過(guò)繩索或其他方式連接到垂直的框架上。動(dòng)臂可以是定長(zhǎng)或者可伸縮的。起重機(jī)可以是固定式或移動(dòng)式。這一類(lèi)的起重機(jī)包括：移動(dòng)和履帶起重機(jī),建筑商,碼頭起重機(jī)、塔式起重機(jī)和可移動(dòng)的安裝在高臺(tái)子,井架,浮筒和駁船上的起重機(jī)。起重能力不同從1/2噸到300噸不等,動(dòng)臂可伸展范圍從幾英尺到150英尺。需要在船廠(chǎng)、港口處理重型機(jī)械和設(shè)備的起重機(jī)經(jīng)常安裝在駁船。 橋式起重機(jī)：橋式起重機(jī)的橫梁通過(guò)道軌連接在垂直支架，可以在固定的道軌上移動(dòng)。重物被空中吊運(yùn)裝置提升，并且能從橋的一端移動(dòng)到另一端。這類(lèi)起重機(jī)能提升橋覆蓋范圍的所有重物。當(dāng)需要提升大噸位的貨物時(shí)，軌道通常選用寬或窄的鐵軌。在橋上安裝有一平衡物，它可以在吊運(yùn)裝置上方的軌道上，獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。它用來(lái)平衡起重機(jī)的力矩。 懸臂起重機(jī)：懸臂起重機(jī)由水平的橫梁和垂直的支架組成。水平的橫梁稱(chēng)為懸臂。懸臂可以是固定的，也可以是能夠以支架作為軸線(xiàn)在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的。提升裝置通過(guò)滑軌與懸臂相連。提升和滑移的機(jī)構(gòu)常安裝在懸臂的后方。雖然這類(lèi)的起重機(jī)可以是固定的，也可以是可移動(dòng)的，但那些大型的都是固定的。提升重物大小，重量以及可延伸范圍受到寬度的限制。當(dāng)用于船舶起吊時(shí)，輕型的起重機(jī)常在動(dòng)臂起重機(jī)滑軌上安裝有輔助提升裝置。主要的提升機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)即可獨(dú)立運(yùn)動(dòng)也可同步運(yùn)動(dòng)的絞盤(pán)。典型的舾裝起重機(jī)是250噸，懸臂延展量180英尺，垂直提升高度200英尺。 碼頭吊車(chē)：任何安置在碼頭上的起重機(jī)都可成為碼頭起重機(jī)，特別是指那些用于碼頭與船舶間貨物移運(yùn)的起重機(jī)，它也可以稱(chēng)為貨物起重機(jī)，（貨物起重機(jī)的含義廣泛），因?yàn)樗鼘儆诖柏浳锲鹬貦C(jī)械的一部分。因?yàn)榇芭摽诘奈恢貌欢?，所以絕大多數(shù)的碼頭起重機(jī)必須能在碼頭上移動(dòng)，通常它們被安裝在鐵軌上。碼頭起重機(jī)的其它要求包括懸臂足夠水平，吊繩長(zhǎng)度足夠以便搬移貨物到船上指定的位置，操作上的高效與經(jīng)濟(jì)。這類(lèi)碼頭起重機(jī)通常是指有一個(gè)或者兩個(gè)動(dòng)力機(jī)構(gòu)的橋式或懸臂式起重機(jī)。他們常被安在碼頭倉(cāng)庫(kù)屋頂位置。懸臂以支架為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到吊運(yùn)的目的。支架上連接有傾斜的起重臂或懸臂。 在通常的貨物吊運(yùn)中，必須有開(kāi)闊的視野以確定放置位置，但，在這點(diǎn)上，碼頭大噸位吊運(yùn)卻與之相反。貨物形狀，體積，重量的多變性排除使用提升機(jī)和傳送機(jī)的可能性，同時(shí)，貨物需要在分派的地點(diǎn)分堆有次序的碼放，讓在碼頭使用運(yùn)輸機(jī)成為不可能。懸臂起重機(jī)成為碼頭起重機(jī)的原因之一是它有一個(gè)與支架成90o且可以在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的懸臂。然而，它有一個(gè)重大的缺點(diǎn)：當(dāng)懸臂水平轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，懸掛在懸臂上的貨物會(huì)隨之緩慢提升。只有，當(dāng)?shù)鯒U位于較低位置時(shí)，貨物提升相同的高度。顯然，這意味著能量的損失和一個(gè)本不需要的用于驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)裝置的大功率馬達(dá)。 為了彌補(bǔ)這一缺陷，一類(lèi)有著獨(dú)特設(shè)計(jì)的起重機(jī)迅速發(fā)展，它被稱(chēng)為水平起重機(jī)，目前，它已經(jīng)被廣泛運(yùn)用于碼頭起重。這類(lèi)起重機(jī)有一個(gè)補(bǔ)償齒輪組，它能使貨物在同一水平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，而無(wú)需考慮動(dòng)臂擺動(dòng)引起的提升。 當(dāng)選擇用于常見(jiàn)貨物吊運(yùn)的經(jīng)濟(jì)性時(shí)，單一貨物最大和平均起重量是必須考慮的因素。如果，60噸位的起吊頻率極低，20噸位的起吊也非常少，那么就沒(méi)有理由購(gòu)置這一噸位的起重機(jī)。目前，最常用的起重機(jī)起重量為5到10噸。 頻繁觀測(cè)龍門(mén)式起重機(jī)LT62B在運(yùn)作時(shí)金屬元件疲勞失效。引起疲勞裂紋的故障沿著起重機(jī)的橋梁焊接接頭進(jìn)行傳播，并且能夠支撐三到四年。這種起重機(jī)在森林工業(yè)的伐木林場(chǎng)被廣泛使用，用來(lái)轉(zhuǎn)移完整長(zhǎng)度的原木和鋸木到鐵路的火車(chē)上，有一次裝載30噸貨物的能力。 這種類(lèi)型的起重機(jī)大約1000臺(tái)以上工作在俄羅斯森林工業(yè)的企業(yè)中。限制起重機(jī)壽命的問(wèn)題即最弱的要素被正式找到之后，預(yù)測(cè)其疲勞強(qiáng)度，并給制造商建議，以提高起重機(jī)的壽命。 2.起重機(jī)運(yùn)行分析 ??為了分析，在葉卡特琳堡地區(qū)的林場(chǎng)碼頭選中了一臺(tái)被安裝在葉卡特琳堡地區(qū)的林場(chǎng)碼頭的龍門(mén)式起重機(jī)LT62B， 這臺(tái)起重機(jī)能夠供應(yīng)兩個(gè)伐木廠(chǎng)建立存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)，并且能轉(zhuǎn)運(yùn)木頭到鐵路的火車(chē)上，這條鐵路通過(guò)存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)。這些設(shè)備的安裝就是為了這個(gè)轉(zhuǎn)貨地點(diǎn)在起重機(jī)的跨度范圍之內(nèi)。一個(gè)起重機(jī)示意圖顯示在圖1中 。 1350-6307/99 /元，看到前面的問(wèn)題。1999年Elsevier公司科學(xué)有限公司保留所有權(quán)利。 PH:S1350-6307(98)00041-7 V.A.Kopnov|機(jī)械故障分析6（1999）131-141 圖1起重機(jī)簡(jiǎn)圖 檢查起重機(jī)的工作之后，一系列的假設(shè)可能會(huì)作出： ·如果每月從森林移動(dòng)的原木超過(guò)加工率，即是有一個(gè)原木存儲(chǔ)的倉(cāng)庫(kù)，這個(gè)起重機(jī)期待的工作，也只是在原木加工的實(shí)際堆數(shù)在所供給原木數(shù)量的中心線(xiàn)以下； ·當(dāng)處理超過(guò)原木從森林運(yùn)出的速度時(shí)，起重機(jī)的工作需要在的大量的木材之上進(jìn)行操作，相當(dāng)于在大量的木材上這個(gè)鋸木廠(chǎng)賺取的很少； ·原木不同的倉(cāng)庫(kù);大量的木材的高度被認(rèn)為是最高的; ·倉(cāng)庫(kù)的變化，取替了一側(cè)對(duì)面的鋸軋機(jī); ·裝載進(jìn)程中總量是平均為K=1.4倍大于移動(dòng)總量由于額外的轉(zhuǎn)移。 2.1 搬運(yùn)強(qiáng)度 ??據(jù)了解，每年的搬運(yùn)強(qiáng)度是不規(guī)律的，不能被視為一個(gè)平穩(wěn)過(guò)程。非平穩(wěn)流動(dòng)的道路列車(chē)的性質(zhì)在23家企業(yè)中已經(jīng)研究5年的時(shí)間，結(jié)果已經(jīng)表明在年復(fù)一年中，對(duì)于每個(gè)企業(yè)來(lái)說(shuō)，每個(gè)月的搬運(yùn)強(qiáng)度都是不同的。這是解釋復(fù)雜的各種系統(tǒng)和隨機(jī)效應(yīng)，對(duì)搬運(yùn)施加的影響：天氣條件，道路條件和貨車(chē)車(chē)隊(duì)等，所有木材被運(yùn)送到存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)的木材，在一年內(nèi)應(yīng)該被處理。 因此，在春季和秋季搬運(yùn)木頭的可能性越來(lái)越小，冬天搬運(yùn)的可能性越來(lái)越大，然而在冬天搬運(yùn)強(qiáng)度強(qiáng)于預(yù)想的，在夏天的情況下，更多足夠長(zhǎng)的木材就地被處理的比運(yùn)出去的要多的多。 V.A.Kopnov|機(jī)械故障分析6（1999）131-141 表1 搬運(yùn)強(qiáng)度（%） 表2 轉(zhuǎn)移儲(chǔ)存量 通過(guò)一年的觀察，從118各搬運(yùn)值的觀察所了解到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并且有可能評(píng)價(jià)相關(guān)的搬運(yùn)強(qiáng)度（噸）參考年度的裝載量的百分比。該搬運(yùn)的數(shù)據(jù)被記錄在起重機(jī)預(yù)期值表1中，它可以被應(yīng)用到估計(jì)疲勞壽命，尤其是為檢查起重機(jī)應(yīng)變測(cè)量（見(jiàn)稍后） 。將有可能為每個(gè)起重機(jī)，每一個(gè)月所負(fù)荷的載重量，建立這些數(shù)據(jù)，無(wú)需特別困難的統(tǒng)計(jì)調(diào)查。此外，為了解決這個(gè)問(wèn)題的壽命預(yù)測(cè)的知識(shí)是未來(lái)的荷載要求， 在類(lèi)似的操作條件下，我們采取起重機(jī)預(yù)期值。 每月搬運(yùn)價(jià)值的分布Q（t） ，被相對(duì)強(qiáng)度q（t）表示為 ? 其中Q是每年的裝載量的記錄存儲(chǔ)，是設(shè)計(jì)的最大存儲(chǔ)原木值Q以百分比計(jì)算，其中為考察起重機(jī)等于40.0萬(wàn)立方米每年， 和容積載重搬運(yùn)為10 ％ 的起重機(jī)，得到的數(shù)據(jù)列在表2 中，總量56000立方米每年，用K表示。 2.2 .裝載木塊的數(shù)量 ??這個(gè)運(yùn)行裝置，如夾緊，吊裝，轉(zhuǎn)移，降低，和釋放負(fù)載可被視為起重機(jī)的一個(gè)運(yùn)行周期（加載塊）。參照這個(gè)調(diào)查結(jié)果，以操作時(shí)間為一個(gè)周期，作為范本，由正常變量與平均值11.5分相等等，標(biāo)準(zhǔn)差為1.5分鐘。不幸的是，這個(gè)特點(diǎn)不能簡(jiǎn)單地用于定義運(yùn)作周期的數(shù)目，任何工作期間的載重加工是非常不規(guī)則。使用運(yùn)行時(shí)間的起重機(jī)和評(píng)價(jià)周期時(shí)間，，與實(shí)際增加一個(gè)數(shù)量的周期比，很容易得出比較大的誤差，因此，最好是作為如下。 ??測(cè)量一個(gè)單位的載荷，可以作為范本，由一個(gè)隨機(jī)變量代入分布函數(shù)得出，并且比實(shí)際一包貨物少然后，明知總量的加工負(fù)荷為1個(gè)月或一年可能確定分布參數(shù)的數(shù)目，運(yùn)作周期為這些時(shí)期要利用這個(gè)方法的更新理論 V.A.Kopnov|機(jī)械故障分析6（1999）131-141 圖2隨機(jī)重建過(guò)程中的負(fù)荷 根據(jù)這些方法，隨機(jī)重建過(guò)程中所顯示的圖。二是考慮到， （隨機(jī)變量）負(fù)荷，形成了一個(gè)流動(dòng)的數(shù)據(jù)鏈： 在重建的理論中，隨機(jī)變量：，有一個(gè)分布函數(shù)f（t）的，可以被理解為在失敗的連接或者要求收據(jù)時(shí)的恢復(fù)時(shí)刻。過(guò)程的載荷值，作為下一次的動(dòng)作的通過(guò)值，被看作是重建的時(shí)刻。 設(shè)。函數(shù)f （ t ）反復(fù)被定義，假設(shè)V （ t ）是在運(yùn)作周期內(nèi)轉(zhuǎn)移貨物的數(shù)量。實(shí)踐中，總轉(zhuǎn)移貨物的總噸數(shù)，基本上是大于機(jī)組負(fù)荷，，由于利用漸近性質(zhì)的重建過(guò)程所以式有益的。根據(jù)下面適當(dāng)?shù)南拗浦亟ǘɡ恚枰D(zhuǎn)移大量噸數(shù)。已正態(tài)分布漸近與均值和方差，確定抽樣數(shù)量的周期v 而不依賴(lài)于整個(gè)的形式分布函數(shù)的， （只對(duì)不同的格式分配進(jìn)行限制）。 ??利用表2的每個(gè)月平均運(yùn)作用方程（ 4 ）表示，賦予正態(tài)分布功能的數(shù)量，負(fù)載周期與參數(shù)m和6。在正態(tài)分布表3中 。圖3顯示的平均人數(shù)周期與95 ％的置信區(qū)間某一年的相應(yīng)的值為12719和420個(gè)周期。 表3 運(yùn)作周期的正太分布 3 應(yīng)變測(cè)量 ??為了顯示大多數(shù)金屬的負(fù)載元素，并且確定一系列的壓力，事前做了靜態(tài)應(yīng)變測(cè)量。垂直載荷用來(lái)測(cè)量懸掛負(fù)載，并且斜交加載由一個(gè)牽引力所形成，配備了一臺(tái)測(cè)力計(jì)。靜態(tài)應(yīng)力值分布在圖4和5中 。同樣地預(yù)計(jì)，梁上的最大的拉應(yīng)力，發(fā)生在底部的桁架上（值為11-45 MPA ）。頂端的桁架受到最大的壓縮應(yīng)力。 此處的彎曲應(yīng)力所造成的壓力，車(chē)輪起重機(jī)，手推車(chē)等被添加到所說(shuō)的橋梁和負(fù)荷的重量。這些壓力的結(jié)果，在底部的共振的的I梁那么壓縮應(yīng)力比最高的1 處要大得多（值17-75和10-20兆帕斯卡），其他要素的梁加載的值 V.A.Kopnov|機(jī)械故障分析6（1999）131-141 月份 圖3 95%的置信區(qū)間運(yùn)作周期的平均數(shù) V.A.Kopnov|機(jī)械故障分析6（1999）131-141 圖4梁的分配計(jì)劃 不超過(guò)絕對(duì)值45兆帕斯卡。連接與支持的橋梁起重機(jī)加載的時(shí)間，也不定期。最大的壓縮應(yīng)力發(fā)生在變形的最大角度，在內(nèi)部看來(lái);最高壓力值將達(dá)到到h0MPa和痛苦（計(jì)8日和9 ） 。在隔板和角度1的支板上，最大的拉應(yīng)力達(dá)到45兆帕斯卡（壓力表1 ）。 起重機(jī)梁的器件在受到最大壓力和軸向載荷較弱的時(shí)候，另一方面，所遭受的主要是斜負(fù)荷。起重機(jī)的豎向載荷主要是由牽引力引起的。 這種轉(zhuǎn)移完整長(zhǎng)度的木材的起重機(jī)的金屬的載重量，不同于一般用途的起重機(jī)。首先它必須遵循起重機(jī)的裝載規(guī)則，由于逐步脫離基地。因此，負(fù)荷增加，并不是慢慢的順利進(jìn)行。 第二個(gè)特點(diǎn)是物質(zhì)吊裝的加快導(dǎo)致低低效率。這是抓斗所存在的所限制，這意味著不允許繩索從吊具座下降;載重量應(yīng)始終保持平衡。負(fù)載減弱加快電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的可能性是沒(méi)有根據(jù)的，因此微乎其微。因此，以同時(shí)懸掛的速度，森林龍門(mén)式起重機(jī)受到較小的動(dòng)應(yīng)力與類(lèi)似的一般用途的起重機(jī)相比而言。通常，當(dāng)速度增加順利，在接通電器之后，從基地進(jìn)行轉(zhuǎn)載3.5-4.5秒鐘進(jìn)行一個(gè)循環(huán)。在事實(shí)上，并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)金屬有顯著的振蕩，并且壓力慢慢達(dá)到了最大值。 V.A.Kopnov|機(jī)械故障分析6（1999）131-141 圖5 支持分配 當(dāng)可能性最明朗的時(shí)候，在伸展和抓取的結(jié)合處，在按下開(kāi)關(guān)后一秒鐘繩索開(kāi)始繃緊，在結(jié)合處清楚的發(fā)生。這個(gè)電動(dòng)機(jī)以0.6-0.7每秒的速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。從按下開(kāi)關(guān)到繩索完全拉緊這一刻，需要3-3.5 s的時(shí)間，緊張的繩索慢慢的增加倒最長(zhǎng)。梁的最大壓力增長(zhǎng)倒最大值1-2 S并且平均振蕩為3.5 ％ 。 ??當(dāng)一個(gè)固定的負(fù)荷解除時(shí)，加快速度，裝載在鋼絲繩上的吊具和金屬幾乎是相同的情況下快速吊起一堆捆扎的木材。該金屬金工振蕩的特點(diǎn)是有兩個(gè)諧波在0.6和2秒的過(guò)程當(dāng)中，這些已經(jīng)在前面的分析中獲得。從總結(jié)裝貨的振幅可以看出在最壞的情況下裝載貨物，使最高動(dòng)態(tài)加載超過(guò)上述靜態(tài)載荷可以達(dá)到13-14 ％ 。制動(dòng)一個(gè)負(fù)荷，當(dāng)它逐漸降低時(shí)，在金屬制品上產(chǎn)生顯著的振動(dòng)應(yīng)力，可以達(dá)到靜態(tài)載荷的7%左右。 移動(dòng)超過(guò)鋼軌接頭的3-4毫米的高度時(shí)，得到的只有微不足道的壓力。 在運(yùn)行中，有可能的情況下，當(dāng)源自不同類(lèi)型的負(fù)荷加載結(jié)合起來(lái)。 當(dāng)最高負(fù)荷從制動(dòng)負(fù)荷時(shí)降低，是最大負(fù)荷情況配合制動(dòng)手推車(chē)與同的調(diào)整制動(dòng)器。 4疲勞載荷分析 通過(guò)起重機(jī)的工作和壓力示波圖的獲得，在測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行應(yīng)變測(cè)量，在圖6和第5中排列顯示，自一臺(tái)起重機(jī)的常見(jiàn)工作周期的時(shí)間由足夠的散射和平均值約為15分鐘，常見(jiàn)的運(yùn)行周期的時(shí)間起重機(jī)有足夠的散射與平均價(jià)值11.5 ） V.A.Kopnov|機(jī)械故障分析6（1999）131-141 時(shí)間（0.1分鐘）裝貨過(guò)程變化值 民，以減少這些示意圖均勻過(guò)濾所產(chǎn)生的這些信號(hào)，和所有反復(fù)的形成的值，也就是說(shuō)，當(dāng)結(jié)構(gòu)是不受到動(dòng)態(tài)加載，只有靜態(tài)加載發(fā)生時(shí)，將會(huì)被拒絕。 三個(gè)特點(diǎn)強(qiáng)調(diào)示意圖 （表11 ）顯示在表6中，而裝貨運(yùn)行周期的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是可見(jiàn)的。首先，當(dāng)負(fù)載被提升時(shí)，壓力增加到最高值。當(dāng)載荷被轉(zhuǎn)移到合適的位置并且強(qiáng)烈振蕩之后之后，由于不規(guī)則起重機(jī)運(yùn)動(dòng)對(duì)鋼軌及以上的鋼軌接頭導(dǎo)致大量的軸向載荷作為大多數(shù)降低載荷的原因。減少貨物的裝載量導(dǎo)致裝載量減少，并且建成一項(xiàng)基本負(fù)載周期的一半。 4.1 裝載過(guò)程中的振幅分析 ? ? 這兩個(gè)名詞，現(xiàn)在應(yīng)該分開(kāi)：裝載周期和裝載量。第一是作為一獨(dú)特的振蕩講（閉環(huán)） ，二是為一套加載周期期間一個(gè)運(yùn)行周期。 ?? 該雨流循環(huán)計(jì)數(shù)方法給出了最終裁決。 [ 2 ]是采取優(yōu)勢(shì)，以前面提到的疲勞的強(qiáng)度回線(xiàn)分析，為三個(gè)最弱的要素：（1）底部角度的協(xié)調(diào)（表11），（2）橫梁頂端的協(xié)調(diào)（表17），（3）角度的支持（表8）。用微分的手段統(tǒng)計(jì)樣本周期振幅的值的分布情況，由此得出估計(jì)參數(shù)列于于表4 中。應(yīng)該指出的是，直線(xiàn)圖的周期振幅與減少事后的非零平均數(shù)相等于直線(xiàn)圖為零時(shí)的平均數(shù)。 V.A.Kopnov|機(jī)械故障分析6（1999）131-141 表4 裝載振幅的威布爾分布參數(shù) 名字 布爾分布參數(shù) 值MPa 格式b 底部角度的協(xié)調(diào) 23.4 5 橫梁頂端的協(xié)調(diào) 40.4 4 角度的支持 29.5 4 4.2裝載周期的數(shù)目 在雨流循環(huán)計(jì)數(shù)過(guò)程期間，計(jì)算有多少負(fù)荷周期進(jìn)行了裝載量由多少載重周期的計(jì)算裝載座也進(jìn)行了。而處理這一類(lèi)示波圖，一個(gè)整體樣本數(shù)量的加載周期得到了構(gòu)成的整數(shù)與最低及最高觀察值：24和26。隨機(jī)裝貨周期數(shù)VB可以由泊松分布參數(shù)來(lái)形容 = 34 。 每個(gè)月裝貨塊平均數(shù)值很快就獲得了，因此它是有可能找到適當(dāng)?shù)奶攸c(diǎn)，如果采取中央極限周期，不僅為每月裝載量，而且也為每月或每年的裝載周期。?? 首先，將它從已知的概率論考慮，除了給出了獨(dú)立的泊松系數(shù)，還給出了一個(gè)隨機(jī)變量與泊松分布的參數(shù)K）。在另一方面， 泊松分布可以很好地近似正態(tài)分布平均k。其次，中心極限定理，大致來(lái)說(shuō)，有著大量標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算，獨(dú)立的初次分配漸近趨于正常。如果初次分配每個(gè)獨(dú)立的任期有一個(gè)正態(tài)分布，那么載重周期為一年的平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)偏差總數(shù)的都是平等的，大致為423096和650 。通過(guò)這些值從表3中取值。 5應(yīng)力集中的因素和元件的耐力 要素起重機(jī)的各個(gè)部件初步是由半自動(dòng)氣體焊接，沒(méi)有邊緣制造設(shè)備及相應(yīng)的加工。為考察要件1和3周和邊緣焊縫的角度與節(jié)點(diǎn)板，有效應(yīng)力集中疲勞系數(shù)是所給予的計(jì)算方法[ 3 ] ，的KF = 2.6-2.9 ，正好等于估計(jì)值，鑒于目前在俄羅斯規(guī)范疲勞焊接要素[ 4 ] ，的KF = 2.9 。起重機(jī)金屬制成的材料為合金鋼09g2s，此材料有一個(gè)持久極限120 MPa和屈服強(qiáng)度350兆帕斯卡。然后在平均值可承受的范圍內(nèi)視察要件1和3= 41兆帕斯卡。變異系數(shù)為0.1 ，和相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)偏差為=4.1兆帕斯卡.觀察的基本組成部分2是一個(gè)I形穿孔，由孔附加導(dǎo)軌，以頂端法蘭。那個(gè)相當(dāng)大的局部應(yīng)力所造成彎曲的地方也能促進(jìn)疲勞損傷累積。 根據(jù)表[ 4 ] ，有效應(yīng)力集中系數(shù)是接受的KF = 1.8 ， 給出了一個(gè)平均的價(jià)值，可承受的極限，作為=67的強(qiáng)度創(chuàng)傷。使用相同的變化系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差是=6.7強(qiáng)度創(chuàng)傷.平均曲線(xiàn)，建議在表[ 4 ] ，已形式： V.A.Kopnov|機(jī)械故障分析6（1999）131-141 表5 對(duì)數(shù)參數(shù)的正太分布 名字 壽命分布參數(shù) 平均（塊） 標(biāo)準(zhǔn)(塊) 底部角度的協(xié)調(diào) 106.800 58.200 橫梁頂端的協(xié)調(diào) 143.200 79.200 角度的支持 74.620 32.300 與拐點(diǎn)沒(méi)有5.106和斜度為4.5為要件1及3斜度為5.5 組成部分2。可能的值的元素耐力極限上述重疊的范圍，載荷振幅與非零的概率，這意味著這些元素受到疲勞累積損傷。然后根據(jù)上面可能作出結(jié)論，認(rèn)為疲勞計(jì)算的要素是必要的，也就是疲勞強(qiáng)度預(yù)測(cè)。 6壽命預(yù)測(cè) ??該項(xiàng)研究的一些金屬材料受到疲勞損傷的累積。內(nèi)在的疲勞曲線(xiàn)是我們預(yù)測(cè)生命應(yīng)采取的優(yōu)勢(shì)，其中詳見(jiàn)于表[ 5 ]和表[ 6 ].通過(guò)以下內(nèi)在疲勞曲線(xiàn)的理論，我們根據(jù)觀察到壽命分布密度得到數(shù)正態(tài)分布的數(shù)據(jù)。該法所得的平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)偏差分別見(jiàn)表5 。那個(gè)數(shù)正態(tài)分布所得出的分布密度，顯示在圖7中。這是從這個(gè)表中至少?gòu)?qiáng)度要件為3 。得出一個(gè)平均的數(shù)量，載重量1年為12719 ， 很明顯，平均方法所得的吊臂前，疲勞裂紋出現(xiàn)在焊接要素是足夠的：元件的生命周期8.5年為組成部分1 ，11.5年為要件2 ，和6年為組成部分3 。然而，這些要素失效的概率不小于3-4年和是在范圍0.09-0.22 。這些概率不能被忽視，為服務(wù)的設(shè)計(jì)和維修提供幫助，應(yīng)作出努力，擴(kuò)大允許裂紋發(fā)生并且提高強(qiáng)度。 7結(jié)論 ??通過(guò)分析起重機(jī)載重表明，一些金屬材料受到較大動(dòng)態(tài)載荷，從而導(dǎo)致疲勞損傷的積累，其次是疲勞失效。 ??疲勞強(qiáng)度的預(yù)測(cè)過(guò)程，本文提出了涉及四個(gè)部分運(yùn)行周期： V.A.Kopnov|機(jī)械故障分析6（1999）131-141 圖7各要素壽命分布的密度曲線(xiàn) （1）分析的運(yùn)作，在實(shí)踐中和決心裝載塊一段時(shí)期。 （2）雨流循環(huán)計(jì)數(shù)技術(shù)的計(jì)算負(fù)荷周期為一期標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)作。 （3）選擇適當(dāng)材料根據(jù)疲勞數(shù)據(jù)。 （4）使用內(nèi)在疲勞曲線(xiàn)的方法計(jì)算疲勞強(qiáng)度。調(diào)查結(jié)果已證實(shí)的個(gè)案觀察 制造商已采取的決定，關(guān)于加強(qiáng)固定強(qiáng)度。 以實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)疲勞強(qiáng)度。 參考文獻(xiàn) [1] Feller W. 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