Результаты технической экспертизы о причинах разрушения узла крепления проушины гидроцилиндра подъёма второго колена стрелы, произошедшего в г. Нижний Ломов Пензенской области | Статья в журнале «Молодой ученый»

Библиографическое описание:

Арискин М. В., Секачев В. А., Сорокин Г. Е., Николаев А. П., Бердников А. Г. Результаты технической экспертизы о причинах разрушения узла крепления проушины гидроцилиндра подъёма второго колена стрелы, произошедшего в г. Нижний Ломов Пензенской области // Молодой ученый. — 2015. — №17. — С. 101-104. — URL https://moluch.ru/archive/97/21800/ (дата обращения: 18.07.2018).

Целью экспертизы была оценка причин возникновения разрушений опорного узла крепления гидроцилиндра подъёма 2-го колена стрелы автомобильного гидроподъёмника ВС—28К, в соответствии с требованиям нормативно-технической документации Ростехнадзора России и принадлежащего организации г. Нижний Ломов.

Было произведено освидетельствование узла крепления гидроцилиндра подъёма 2-го колена стрелы и описаны разрушения:

Отрыв по основному металлу накладки усиления короба 1-го колена стрелы шириной — 330 мм; длиной — 475 мм. Рис. 1.

Толщина разрушенной накладки составляет 4,0 ± 0,03 мм. Накладка усиления короба выполнена из двух Г-образных заготовок, которые обварены по периметру: по оси симметрии 1-го колена стрелы выполнен общий сварной шов. Этот сварной шов вырван вместе с основным металлом короба 1-го колена стрелы, при этом края вырванного металла имеют волнообразный профиль (Рис. 3), который указывает на недостаточную (малую) жёсткость крепления основания кронштейна (проушин) для фиксации (удержания) гидроцилиндра подъёма 2-го колена стрелы.

Рис. 1. Разрушенная накладка

 

В процессе эксплуатации при подъёме и удержания 2-го колена стрелы в заданном положении из-за ветровой нагрузки, сил инерции при повороте стрелы, а также от перемещения людей в люльке возникали возвратно-колебательные перемещения (деформации) в области общего сварного шва усиливающих накладок (на это указывает волнообразный край разрыва основного металла короба 1-го колена стрелы), величина этих перемещений (деформаций) изначально оказалась больше допускаемых величин, т. к. жёсткость узла крепления основания кронштейна оказалась недостаточной; общая толщина основания под кронштейн и усиливающей накладки при измерении штангенциркулем оказалась 13 мм (Рис. 3). Механические испытания образцов материала усиливающей накладки показали снижение пластичности материала 2,5…2,8 раза, что привело к возникновению усталостных микро- и макротрещин, их накоплению и развитию, что, в свою очередь, привело к внезапному разрушению опорного узла крепления гидроцилиндра.

Рис. 2. Края вырванного металла

 

При визуальном осмотре, который периодически проводился при технических освидетельствованиях подъёмника визуальное определение наличия трещин в общем сварном шве невозможно, т. к. этот шов полностью закрыт основанием под кронштейн крепления гидроцилиндра. Использование методов неразрушающего контроля в данном случае также проблематично. Сварной шов крепления основания кронштейна (толщиной 10 мм) к усиливающей накладке не разрушен.

Рис. 3. Уголок по верхней и нижней поверхности короба

 

Согласно заводской технологии изготовления 1-го колена стрелы на участке установки основания под кронштейн крепления гидроцилиндра подъёма 2-го колена стрелы, внутри короба установлены две диафрагмы из листового металла толщиной 4 мм на расстоянии 350 мм друг от друга, а также приварен уголок по верхней и нижней поверхности короба.

По результатам визуального осмотра и характера разрушений элементов опорного узла крепления гидроцилиндра можно сделать вывод о том, что одна их диафрагм выполнила своё назначение и не позволила вырвать металл 1-го колена стрелы по периметру основания кронштейна (рис. 1..3), несмотря на имеющиеся разрывы металла, усиливающий уголок при этом практически не воспринимал действующие нагрузки, т. к. сварные швы выполнены с нарушениями технологии сварки.

По результатам осмотра сделаны следующие выводы:

-          Визуальный осмотр, характер разрушений элементов опорного узла крепления гидроцилиндра и металлографическое исследование показывают недостаточную жёсткость конструкции, что приводит к возникновению усталостных повреждений металла в процессе эксплуатации и «внезапному» разрушению конструкции при штатном использовании подъёмника.

-          Нарушение технологии выполнения сварных швов крепления усиливающего элемента (уголка) поверхности короба, к которому привариваются усиливающие накладки и основание кронштейна крепления гидроцилиндра, привело к тому, что элемент усиления выполнял свои функции только частично и не смог предотвратить отрыв по основному металлу общего сварного шва накладок усиления. Непровары в начале и в конце общего сварного шва являлись зоной концентрации напряжений от действующих нагрузок, где возможно возникновение и развитие трещин по мере снижения пластичности материала короба.

-          Вариант реконструкции завода-изготовителя опорного узла крепления гидроцилиндра путем выполнения проточки и дополнительного сварного шва на расстоянии 15 мм от сварного шва крепления основания кронштейна позволяет снизить напряжения в наиболее нагруженном шве основания кронштейна, но не увеличивает жёсткость конструкции (чертежи ЭС-855.000).

По условиям эксплуатации опорного узла крепления гидроцилиндра подъёма 2-го колена стрелы критерий работоспособности по жёсткости является основным расчётом для элементов конструкции этого узла. Расчеты таких узлов можно вести методами конечных элементов [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14], что в свою очередь даст наиболее точную оценку возникновения концентратов напряжений, которые в свою очередь могут привести к аварийным ситуациям. Использование моделирования поможет выявить опасные, которые должны быть подвергнуты периодическим осмотрам, для недопущения аварийных ситуаций.

 

Литература:

 

1.         Арискин М. В., Гарькин И. Н. Теоретические исследования напряжено-деформируемого состояния в составной балке // Молодой ученый. — 2014. — № 11. — С. 37–40.

2.         Арискин М.В Совершенствование клееметаллических соединений деревянных конструкций с применением стальных шайб// диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук/Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, Пенза 2011

3.         Арискин М. В., Гуляев Д. В., Агеева И. Ю., Гарькин И.Н Теоретические исследования напряженно-деформированного состояния элементов соединений на вклеенных шайбах [Текст] // Молодой ученый. — 2013. — № 2. — С. 27–31.

4.         Арискин М. В., Гуляев Д. В., Агеева И. Ю. Изготовление соединений на вклеенных стальных шайбах / Альманах современной науки и образования. 2013. № 6 (73). С. 13–15.

5.         Арискин М. В., Д. В. Гуляев, И. Ю. Агеева, Гарькин И.Н Применение многорядных соединений в деревянных конструкциях в практике строительства [Текст] // Молодой ученый. — 2013. — № 5. — С. 35–38.

6.         Арискин М. В., Гуляев Д. В., Гарькин И. Н., Родина Е. В. Экономическая эффективность проектирования в комплексе Аllplan по сравнению с существующими CAD-системами [Текст] // Молодой ученый. — 2013. — № 5. — С. 32–35.

7.         Арискин М. В. Современные тенденции развития проектирования в строительстве [Текст] / М. В. Арискин [и др.] // Молодой ученый. — 2012. — № 10. — С. 31–33.

8.         Арискин М. В. Моделирование многорядных соединений на центровых вклеенных кольцевых шпонках /Арискин М. В., Куценко Е. В.//Новый университет. Серия: Технические науки. 2013. № 10 (20). С. 16–22.

9.         Арискин М. В. Теоретические Исследования Напряжено-Деформируемого Состояния В Составной Балке /Арискин М. В., Гарькин И. Н.//Молодой ученый. 2014. № 11. С. 37–40.

10.     Арискин М. В. Использования стеклофибробетона в строительстве /Арискин М. В., Кислякова Е. С.//Молодой ученый. 2014. № 8. С. 128–132.

11.     Применение Вклеенных Стальных Шайб В Стыковых Соединениях Элементов Деревянных Конструкций/Арискин М. В., Никишина О. В.//Молодой ученый. 2013. № 11. С. 58–61.

12.     Арискин М. В. Исследование напряженно-деформированного состояния гнутых карнизных узлов рам /Арискин М. В., Гуляев Д. В., Агеева И. Ю.//Молодой ученый. 2013. № 3. С. 19–25.

13.     Арискин М. В. Анализ недостатков и предложения по совершенствованию соединений на шайбах и шпонках /Арискин М. В., Никишина О. В.// Новый университет. Серия: Технические науки. 2013. № 8–9 (18–19). С. 50–52.

14.     Арискин М. В. Методика построения конечно-элементной модели /Арискин М. В., Родина Е. В., Гуляев Д. В.//Молодой ученый. 2013. № 9. С. 34–36.

Основные термины (генерируются автоматически): общий сварной шов, опорный узел крепления гидроцилиндра, Визуальный осмотр, усиливающая накладка, характер разрушений элементов, процесс эксплуатации, сварной шов крепления основания кронштейна, основной металл короба, нижняя поверхность короба, вырванный металл.


Похожие статьи

Прочность стальных труб при дефекте внешней фаски...

При несплавлении внешней фаски продольного сварного шва разрушение стальной трубы происходит при достижении критического внутритрубного давления.

Основные термины (генерируются автоматически): стальной лист, сварной шов, SMS, трубоформовочный пресс...

Расчёт узла сопряжения колонн с фундаментом

Причём если колонны центрально сжаты, то крепления их к фундаментам можно осуществлять непосредственно за опорную плиту болтами, чаще

В связи с этим необходимо рассчитать сварной шов, прикрепляющий плиту базы к сплошной колонне, применяя для этого формулу

Особенности диагностирования сварных соединений...

Это позволит уже на стадии ознакомления с технической документацией, а также при проведении визуально-измерительного контроля сориентироваться и уточнить методы и объём дополнительного контроля основного металла и сварных соединений.

Особенности проведения технического диагностирования шахтной...

Для оценки общего состояния лебёдки применяется, прежде всего, визуальный и измерительный контроль, включающий внешний осмотр, проверку состояния элементов крепления, сварных швов.

Изучение сварных соединений в швейном производстве

В статье изучен технологический процесс изготовления швейных изделий из термопластичных материалов сварными соединениями.

В паузах между импульсами сварной шов охлаждается под давлением. Охлажденные поверхности сварного шва не прилипают к...

Вибрационная обработка сварных конструкций | Статья в журнале...

По направлению действия различают продольные и расположенные поперек оси сварного шва линейные сварочные напряжения.

Поэтому основной причиной охрупчивания сварных соединений при 243 К служит снижение сопротивления развитию разрушения.

Применение методов неразрушающего контроля при диагностике...

Подъемные сооружения, в основном, состоят из прокатных металлических элементов различной толщины.

В ходе диагностирования необходимо обеспечивать 100 %-ный АЭ контроль основного металла и сварных соединений конструкции.

Обследование и оценка технического состояния металлической...

При наружном осмотре и инструментальном обследовании ствола трубы, элементов усиления цокольной части трубы, крепежных конструкций, характерных дефектов, указывающих на потерю несущей способности (трещин в металле и сварных швах, люфтов шарнирных...

Требования, предъявляемые к применению соединительных...

По характеру выполнения соединений стальных трубопроводов сварные швы разделяют на односторонние, двусторонние.

А также на участках трубопроводов, требующих в процессе эксплуатации периодической разборки или замены.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Прочность стальных труб при дефекте внешней фаски...

При несплавлении внешней фаски продольного сварного шва разрушение стальной трубы происходит при достижении критического внутритрубного давления.

Основные термины (генерируются автоматически): стальной лист, сварной шов, SMS, трубоформовочный пресс...

Расчёт узла сопряжения колонн с фундаментом

Причём если колонны центрально сжаты, то крепления их к фундаментам можно осуществлять непосредственно за опорную плиту болтами, чаще

В связи с этим необходимо рассчитать сварной шов, прикрепляющий плиту базы к сплошной колонне, применяя для этого формулу

Особенности диагностирования сварных соединений...

Это позволит уже на стадии ознакомления с технической документацией, а также при проведении визуально-измерительного контроля сориентироваться и уточнить методы и объём дополнительного контроля основного металла и сварных соединений.

Особенности проведения технического диагностирования шахтной...

Для оценки общего состояния лебёдки применяется, прежде всего, визуальный и измерительный контроль, включающий внешний осмотр, проверку состояния элементов крепления, сварных швов.

Изучение сварных соединений в швейном производстве

В статье изучен технологический процесс изготовления швейных изделий из термопластичных материалов сварными соединениями.

В паузах между импульсами сварной шов охлаждается под давлением. Охлажденные поверхности сварного шва не прилипают к...

Вибрационная обработка сварных конструкций | Статья в журнале...

По направлению действия различают продольные и расположенные поперек оси сварного шва линейные сварочные напряжения.

Поэтому основной причиной охрупчивания сварных соединений при 243 К служит снижение сопротивления развитию разрушения.

Применение методов неразрушающего контроля при диагностике...

Подъемные сооружения, в основном, состоят из прокатных металлических элементов различной толщины.

В ходе диагностирования необходимо обеспечивать 100 %-ный АЭ контроль основного металла и сварных соединений конструкции.

Обследование и оценка технического состояния металлической...

При наружном осмотре и инструментальном обследовании ствола трубы, элементов усиления цокольной части трубы, крепежных конструкций, характерных дефектов, указывающих на потерю несущей способности (трещин в металле и сварных швах, люфтов шарнирных...

Требования, предъявляемые к применению соединительных...

По характеру выполнения соединений стальных трубопроводов сварные швы разделяют на односторонние, двусторонние.

А также на участках трубопроводов, требующих в процессе эксплуатации периодической разборки или замены.

Задать вопрос