水利電力用起重機試驗方法.doc

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1、中華人民共和國電力行業標準 5491 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準 1992施 1 主題內容與適用范圍 題內容 供在規定的各種工況載荷條件下，測定起重機的主要性能參數、主要結構件的應力和變形量的整套的試驗方法，并規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及結構件等是否滿足其設計性能和工作要求。 產品及重大改型的老產品的鑒定，必須提交按本標準進行試驗的報告。如因技術原因不能完成本標準所規定的測試項目，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歸口單位指派經考核合格的技術人員組成，或者有部級(含部級) 以上的檢測中心認可

2、的專業人員組成。 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 067 起重機安全規程 60 水利電力建設用起重機技術條件 3 試驗前的準備 驗樣機 樣機必須是滿足 60 和其他有關技術文件的要求的并由制造廠的質量驗科確認合格的起重機。 驗儀器、工具及材料試驗用的主要儀器、工具及材料(見表 1)，測試前必須按規定進行檢查和校準，其性能和精度均須符合表 1 中的規定。 驗條件 驗場地必須堅實平整，基礎及軌道等應符合 60 中的有關規定。 驗時地面風速不得超過 s(2均風速)。 驗載荷(如吊重塊

3、)應標定準確，其允差為1%。 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 經緯儀 6 靜態應變儀 靜態分辨率 1 ，零點飄移值不大于3 /2 零點飄移值不大于5 /2h 聲級計 精密級，) 加速度傳感器 下限頻響在 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% 有外購電氣設備及安全裝置，均應有生產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定的各項試驗。 重機的接地電阻及絕緣電阻

4、必須符合 067 有關規定。 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。 起重機的外觀進行檢查，是否有可見的運輸變形及損傷，是否有漏油現象，連接件是否符合有關技術文件的要求等，若發現以上問題，必須在測試前進行修復及調整，直至符合樣機要求。 4. 性能試驗 載試驗 首先進行本項試驗，目的是檢查各機構動作的正常性及排除試驗樣機在運中的各種故障。 載試驗應不少于三個作業循環，每個作業循環系按起升、下降、回轉、變幅、運行、頂升(對于自升塔機)，分別進行相應的運轉。當某機構有兩個或多個制動器時，要作停電狀態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

5、進行操縱試驗。確認各機構動作平穩、準確、運轉情況正常，無異?，F象，樣機才能進入以下各項試驗。 無載試驗的一次作業循環是指：吊具起升到其允許的最大高度，下降到離地高度約200，并且起升和下降過程中懸空狀態下各制動一次。變幅是在允許的工作幅度范圍內進行俯仰運動一次?；剞D機構要左右回轉 360各一次，大車運行距離不得少于 20m。 對于變幅、回轉及大車運行機構的制動器，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。 于自升塔機的頂升試驗： 檢查各個提升點的同步現象，不得出現卡滯現象。 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。 突然停電時，或有故障時的安全性能

6、試驗，頂升部分自重能否可靠地停住，而不發生下滑現象，并要檢查應急安全裝置的可靠性。 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?，至少動作一次，確認其動作可靠。 符性試驗 此項試驗參照 60 標準的要求進行。 載試驗 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。 穩定的工作速度在全起升高度內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象。檢查在升降過程中電機溫升有無異常情況，檢查結構件在指定部位的垂直及水平位

7、移是否有永久變形。 鉤在允許最大幅度起吊相應額定起重量，以允許的回轉速度向左右方向各回轉不少于 180的角度，要求在回轉過程中，起制動平穩(按正常的操作規程進行) ，不得出現突然反向動作。檢查行星傳動的輪齒表面是否出現膠合(燒傷) 現象、回轉支承座圈表面是否發生脆裂凹陷及滾動體的碎裂等現象(若回轉無異?，F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。 于工作性變幅機構，起吊額定載荷，在相應的允許工作幅度范圍內作不少于反復 2 次的變幅運動，觀察各傳動件及臂架是否有異?，F象。 對于非工作性變幅機構，只需完成第 試驗的要求。 有最大額定載荷，在運行距離不小于 20m 的范圍內反復運行不

8、少于 3次，檢查驅動電機的溫升有無異?，F象，車輪踏面的接觸情況及是否發生碎裂、啃道及爬軌等現象。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嚴重啃道及爬行現象。 幅及運行機構均需對其制動器進行操作試驗。制動次數不得少于 2 次，確認制動器動作可靠。 額定載荷的試驗。使起重機處于第 中規定的一種狀態 (主要結構件和起升繩受載最大時的狀態)。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 100200止起升，再無沖擊地加上其余超載部分，停留 10察起升機構的制動器能否支持載荷在原來的位置上，然后卸載。檢查結構件是否出現永久變形，油漆剝落或對起重機安全有影響的損壞。 對于大噸位

9、起重量的起重機，在加載時可采用液壓加載方法，但必須要平穩地加載，防止起重機受動載的影響，否則不允許采用“液壓加載”法。 載試驗 起重機所處的狀態和工況與第 相同，此時試驗載荷為相應額定載荷的 ，起重機的起升、回轉、變幅(工作性變幅機構) 、運行等各項動作應分別單獨進行 (當起重機的技術文件中規定同時動作時，則應作同時動作試驗)，并按其工作循環制試驗至少應延續1h，各項動作必須保證機構的末級傳動件運轉一周，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

10、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 試驗時同時進行。 重量限制器 起重量限制器”的數值誤差不得大于5%。 起升載荷達到起重特性表規定的額定起重量的 95%時，應能發出提示性報警信號。 起升載荷達到起重特性表規定的額定起重量的 105%時，能自動切斷起升動力源，并發出禁止性報警信號。只能使載荷作下降動作。 重力矩限制器 起重力矩限制器”的綜合精度不得低于 8%。 起重力矩達到額定起重力矩的 95%時，應能發出提示性報警信號。 起重力矩超過起重機穩定起升狀態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

11、幅運動。 升高度限制器 吊具起升到上極限位置時，起重機必須自動切斷起升的動力源，并給出禁止性報警信號。 吊具下降到下極限位置時，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定的鋼絲繩安全圈。 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 =s ，7 級風 =s) ，則起重機風速報警裝置必須發出報警信號，并且具有瞬時風速風級的顯示能力。 于平移式纜索起重機的主副塔由于大車運行機構的不同步而使主索產生偏斜，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。 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生撞車事故，在兩臺纜機主索

12、之間的最小設計夾角時應試驗小車運行限位裝置。 6 結構應力測試 測試工況、載荷及測試主要項目(見表 2)。結構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，必須加做有關技術文件所規定的測試項目。在加載和測試過程中，運行機構、回轉機構或轉臺應制動或鎖定在規定的位置上。 試點的規定 力測試點的選擇應根據結構分析來確定危險應力區，應力區分為： 區出現屈服應力，則引起結構件的永久變形。 受壓桿件和板的彈性撓曲。雖然該應力區內應力的最大值未達到材料的屈服點，但可以因發生撓曲而導致結構件的破壞。 表 2 序 號 測試工況和內容 載 荷 被測結構 臂架垂直軌道方向并處于最大

13、幅度臂架、人字架、塔身(或轉柱) 、轉臺、門架(包括門腿和橫梁)、拉桿3臂架與軌道成 45交角(或與門腿成對角線方向)5交角(或與門腿成對角線方向)架(包括門腿和橫梁)、拉桿結構件的靜應力、起重臂根部鉸接點的水平位移注：G 大額定起重量；G n額定起重量。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，應在節間中部對稱貼片)，最后以平均應力和計算出的最大應力來評定該節間的安全度。向應力區的測試，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” 。它能產生和實際二向應力相等的變形能。 “當量單向應力

14、”為： ) 式中 x最大主應力，N/； y最小主應力，N/ 。 主應力可由主應變求得： E()/()12(2) ) 式中 E彈性模量，N/； 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，并參考有關資料計算出“當量單向應力” 。 點編號： 根據選擇好的測試部位和確定的測試點，繪制測點分布圖，對貼片統一編號，并指明應變片或應變花的粘貼方位。 試程序 查調試樣機，保證正常工作。 將第 4 章中的 中相符性試驗完成后，確認樣機能進行正常試驗工作。 接校準好應變檢測系統，消除任何不正?，F象。

15、 載應力狀態，在自重作用下，記錄此時應變儀讀數為 1。 無載應力狀態是將起重機調整到按表 2 所規定的測試工況，臂架幅度調整到載荷試驗時的幅度，吊鉤放地，回轉機構或轉臺應制動或鎖住，運行機構也應制動，取無載狀態作為初始狀態，也可對應變儀調零，則 1=0。在此狀態下，將轉臺的回轉中心線垂直地投影到地面，標記投影點的位置。 載應力狀態，此應變儀讀數為 2。 負載應力狀態是按表 2 規定的載荷和工況吊載，并調整吊臂至規定的工作度，其幅度允差為1%。 載為零： 卸載到無載應力狀態，檢查各應變片回零情況，如果某測點的應變片讀數與原 1 數據偏差超過s/E，則認為該測量數據無效，并應查明原因，按原試驗程序

16、重新測量，直至合格。 項試驗應重復三次，比較測試數據有無重大差別，如發生重大變化，要分析原因，排除產生影響的因素，再重復測試，直至穩定，超載試驗后，應檢查構件是否有永久變形，或其他損壞，如果出現類似現象，應終止試驗，進行全面檢查。 驗結果和現象應全部記錄在試驗報告中以供數據分析處理。 力測試的數據處理及安全判據 于大型設備的安裝周期長，而目前測自重應力有困難，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： 121E()(4) 載情況下的最大應力應是自重應力(包括風載應力) 和負載應力的代數和。 (5) 式中 2自重計算應力(包

17、括風載計算應力 )，N/。 對于二向應力應計算出“當量單向應力”后合成。 全判據：類均勻高應力區安全系數 式中 r額定載荷下結構中被測部位測出最大應力，N/； 當量單向應力，N/； s材料的屈服極限，N/。 安全系數 于桁架結構的弦桿或腹桿等受壓桿件，受軸向載荷的壓桿產生彈性撓曲，用下列計算式評定試驗結果： 16.(6) 式中 由一個斷面上若干個測點應變讀數的平均合應力，N/ ； 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/ 受壓桿發生屈曲的臨界應力，N/ 。 cr)(7) ()(/) 中 K長度折減系數(參考專用文獻資料)； L受壓桿件的幾何長度，E材料的彈性模量，N/

18、； r截面最小慣性半徑， p材料比例極限，N/，可以查手冊，也可用下面方法簡化計算； 最大殘余應力，N/。 對于下述鋼材，可大致取 火和消除應力處理的型鋼； 經消除應力熱處理的型鋼； 經消除應力熱處理。 對于其他鋼材，可近似取 s 。 7 結構變位測量 量工況及載荷 結構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。 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，然后用經緯儀測量。 起重臂頭部吊載點平面內的變位(包括水平變位和垂直變位) ，采用兩個方

19、向的標尺建立直角平面坐標，用經緯儀測量。 位限制值 塔式起重機臂架根部鉸接點處的水平變位值應不大于 H/100(H 為被測點至起重機大車軌面的垂直距離)。 其他型式的起重機目前還不足提出變位控制值，等條件成熟后再加補充。 8 司機室的測試 試項目及限制值 機室的振動：當起重機在額定載荷下的起升或下降制動時，為了確保操作人員處于正常狀態，采用加速度傳感器測定其振動參數，通過分析儀，則司機室水平振動加速度應低于 機室內的噪聲測試：當司機室在關閉門窗后，用暗聲級機測定其室內任何一處的噪聲不得超過 80)。 機室的漏水試驗：當司機室關閉門窗后，在室外溫度為 0以上，用消防水龍頭沖水，水龍頭出水口離司機

20、室的距離約為 45m ，水龍頭的口徑為 25水角度與被沖面的夾角為 45左右，沖水時間在 5上。試驗后在室內不得有可見的漏水現象。 9 試驗報告 驗應按一定格式及規定內容詳細記錄。每種工況下的載荷、位置、狀態、程序和結論，并進行數據處理。對試驗中的一切不正?，F象，應有實況記錄，并提出分析意見及試驗結論。如有發生結構件的塑性變形或損壞時還應找出事故及損壞的原因。 項試驗結果超出其安全系數規定值時，雖然沒有發生不正?，F象，報告中也應提出明確的意見，以供有關人員或部門作出結論的依據。 _ 附加說明： 本標準由能源部電力機械局提出。 本標準由杭州機械設計研究所負責起草并歸口。 本標準主要起草人：董志榮。