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一台德國利勃海爾公司生產的LGl200型桁架式汽車起重機(額定起重量為200t)，在一次作業中，因吊鉤回蕩撞擊在吊臂第一節的斜撐杆上，造成2根斜撐杆彎曲變形、2根斜撐杆斷裂，嚴重地影響了該節吊臂的剛度和結構穩定性，必須進行修複。
1.修複方案
本著經濟實用的原則,經現場查看認為，對4genwanqubianxingjiduanliedexiechenggan，kequchuduanlieheyanzhongwanqubufen，shengyubufenkezailiyong，quchubufenkecaiyongyuzhixingnengxiangjindewufenggangguandaiti，jiyongjiaoxiangshalunqiequqiduan裂和嚴重彎曲的部分(避免因用氧乙炔焰切割而影響主杆)，並對主杆上的斜撐杆餘段的焊口進行仔細的打磨。4根斜撐杆的杆長分別為L1=1310mm、L2=1430mm、L3=1530mm、L4=1640mm，橫截麵直徑均為44.5mm，壁厚均為2.8mm。損壞的斜撐杆的分布情況如圖1所示。
經對桁架吊臂主杆的測量，發現主杆變形很小，直線度的偏差≤2mm/m；橫截麵直徑為80mm，壁厚為2.8mm。可采用冷校的辦法使其恢複原狀。
對換用杆件的材料，應盡可能地選與其原件相同或強度相似的材料。從切割下的斜撐杆中截取可再用直材，用砂輪切割機切割，得到4段長度分別為500、800、900、1100mm的直杆，再將它們用內襯套管兩兩對接。將長度為800mm和900mm的兩杆對接作為L4=1640mm杆的材料；用長度為500mm和1100mm的兩杆對接作為L3=1530mm杆的材料。
對其餘2根，比較了國內外多種鋼管材料，選用橫截麵直徑為43mm、壁厚為2.2mm的日本石川島管材作為L1=1310mm、L2=1430mm杆的材料，其化學成分與原件相似，屈服點ρs達到395N/mm2。
2.修複工藝
(1)焊接
采用AX-300型直流焊機，選用奧地利OERLIKONTenacito75~牌、型號為DIN8529EY6975Mn2NiCrMoB的堿性焊條(其ρs=700N/mm2，橫截麵直徑為3.25mm)。
對焊縫要求：對接焊縫的坡口型式，按現行GB985-88《氣焊、手工電弧焊及氣體保護焊焊縫坡口的基本型式與尺寸》的要求執行。施焊時配管按原位配置，4杆均采用角焊。L1和L2杆的襯管緊配壓入，選用的內襯套管為厚度ρ=4mm的A3鋼管。兩兩對接的原管材之間留2-3mm的空隙，使焊接時能將3件管材同時焊牢。環焊後冷作矯直。焊縫情況如圖2所示。
工藝要求：焊前將焊口部分預熱至150℃；焊條放入烘箱在300-350℃下烘焙1-2h後放入保溫筒，隨用隨取。焊前將工件坡口及兩側各20mm範圍內的鏽汙清除幹淨。焊接時電流控製為90-100A。焊後需保溫；用電熱板加熱，石棉纖維布包裹後保溫。用型號XCT-101熱工儀表和傳感器將溫度控製在150-180℃之間，逐步降到環境溫度，保溫時間為20h左右。
(2)焊縫質量檢驗
去除焊渣後，檢測焊縫質量，外觀檢視後，經X射線拍片探傷檢驗，焊縫質量合格。焊縫應力計算桁架式吊臂結構受變載荷作用，能會發生疲勞破壞。符合1級或2級準的橫向對接焊縫、縱zong向xiang對dui接jie焊han縫feng及ji不bu同tong厚hou度du或huo寬kuan度du的de橫heng向xiang對dui接jie焊han縫feng會hui發fa生sheng疲pi勞lao破po壞huai。對dui接jie焊han縫feng附fu近jin的de體ti金jin屬shu會hui發fa生sheng疲pi勞lao破po壞huai，但dan這zhe是shi結jie的de疲pi勞lao問wen題ti。因yin此ci，對dui接jie焊han縫feng無wu需xu作zuo疲pi勞lao強qiang度du計ji算suan，所suo以yi隻zhi作zuo焊han縫feng應ying力li計ji算suan，公gong式shi為wei：
ρw=N/tLw≤[ρw](1)式中N--軸心拉力或壓力t--焊縫寬度Lw--焊縫有效長度[ρw]--對接焊縫的拉伸、壓縮許用應力[ρw]=ρs/n式中n為安全係數。按《起重機設計規範》(GB3811-83)規定，在結構強度計算時，n=1.25，由此得出[ρw]=395/1.25=316N／mm2。
首先，對L1、L2杆作應力計算。
由圖3知，此兩杆的最大應力位於與主杆相交的端點處，而每根主杆上的力分別是0.25p則N1=0.25P(COSαCOSα1)，由餘弦定律可求出COSα和COSα1的數值。
參照廠商提供的性能手冊，在起重工況為Ⅰ和Ⅱ時的主杆軸向壓力戶為1134350N。
將數據代入，可得N1=0.25x1134350×(0.28620.5183)≈228146N。
同理得出，N2≈208250N。
由圖2可知，除了兩杆的軸心壓力N不同之外，它們的焊縫寬度和有效長度均相同。
t=12mm；Lw=∏d，考慮到加工相關線的關係，再乘上係數1.1，最後可得Lw=1.1x3.14x43≈148.52mm。
將所有數據代入公式(1)，可得ρw1=128.01N/mm2<[ρw]，滿足強度要求；ρw≈116.85N/mm2<[ρw]，滿足強度要求。
再來討論由斷裂的斜撐杆對接的L3、L4兩杆的應力計算。此兩杆的最大應力位於對接處，除了兩杆的軸心壓力N不同之外，它們的焊縫寬度和有效長度均相同。
N3=0.25P(cosγcosγ1），由餘弦定律可求出cosγ和COSγl的數值。將所有數據代入，可得N3=0.25x1134350X(0.23890.4282)≈189181N。
同理得出，N4≈183358N。t=12mm；Lw=丌d=3.14x44.5=139.73mm將數據代入公式(1)，可得ρw≈112.82N/mm2<[ρw]，滿足強度要求；ρw≈109.35N/mm2<[ρw]，滿足強度要求。
通過這次對大型進口起重機的桁架式吊臂的修複，我們認為，重點在於材料和焊條的選用，隻要嚴格控製焊縫的質量、規(gui)範(fan)焊(han)接(jie)工(gong)藝(yi)，就(jiu)能(neng)解(jie)決(jue)修(xiu)理(li)中(zhong)的(de)難(nan)點(dian)。通(tong)過(guo)實(shi)際(ji)使(shi)用(yong)，證(zheng)明(ming)修(xiu)複(fu)後(hou)的(de)吊(diao)臂(bi)性(xing)能(neng)完(wan)全(quan)符(fu)合(he)要(yao)求(qiu)。這(zhe)樣(yang)的(de)修(xiu)複(fu)工(gong)藝(yi)快(kuai)捷(jie)有(you)效(xiao)，為(wei)修(xiu)複(fu)同(tong)類(lei)機(ji)器(qi)提(ti)供(gong)了(le)借(jie)鑒(jian)。
