泵车如果长时间处于作业状态,加之缺乏足够的保养,容易导致臂架疲劳
,轻则导致臂架出现裂痕,重则断裂砸伤到施工工人。所以,懂的臂架的断
裂形成原因,是对保养臂架起到至关重要的一步。
观察混凝土泵车臂架断裂特征,两节臂尾部的铰点处的侧耳完全断裂,绝
大部分的断裂痕迹显示为老裂纹(节臂尾部:各节臂与上一节臂头部的连接端;
臂节头部:各节臂与下一节臂尾部的连接端。下同)二节臂尾部的另一侧耳板
完全扭曲,大弯连杆、小弯连杆及因二节臂尾部耳扳断裂而造成的一节臂头
部耳板局部挤压变形。除一节臂头部分变形外,其余均为新裂纹,是由于二
节臂尾部一侧耳板断裂引起。
由于
混凝土泵车臂架断裂特征(二节臂根部一侧耳板断裂)难于用肉眼明显
发现、需要测量的缺陷,如臂架的变形及油缸、连杆的损坏等。
混凝土泵车臂架断裂形成和扩展分析
根据断裂产生的部位和形状,断裂的裂纹大部分为陈旧性裂纹。可以推断
出泵车臂架断裂原因,首先为微裂纹,微裂纹经过一定时期交变应力的循环
后扩散产生宏观裂纹,最后由于裂纹扩展、延伸引起母材突然断裂。至于裂
纹的形成,有以下几方面原因引起。
1、焊缝与母材未熔合,这种缺陷在焊接缺陷中比较常见,特别是泵车的
板材采用高强钢板,从断裂面可以明显看出有一段焊缝熔合不好;
2、从国外和国内的设计来看,泵车臂架,特别是与转台相连的前几节臂
的板材一般采用高强钢板,高强钢板在保证屈服强度时,有些指标如塑性、
延展性、可焊性有所下降,特别在焊接时形成的热应力影响区,引起焊缝及
周边区域的强度降低;
3、混凝土泵车在施工作用时,布料臂展开,各节布料臂架、支腿液压缸
锁死,整个布料臂系统形成一个悬臂梁结构。且该混凝土泵车臂架采用R形结
构,两节臂后还有三、四节臂,其中三节臂还采用折弯结构,两节臂还要承
受一定的扭转载荷。同时混凝土泵车在工作时,两个泵送液压油缸交替循环
动作,从而不断地将混凝土压送至浇注位置。由于两个泵送油缸交替动作,
混凝土泵车承受一个具有一定频率的强迫冲击。在泵送油缸的冲击作用下,
布料臂的振动有放大作用,所以布料臂承受交变载荷作用,引起疲劳破坏;
4、销轴、铜套磨损引起布料臂尾部的冲击力,检测时发现有三根销轴、
六个铜套已磨损,并且同一组的二个销轴、铜套磨损程度不一致;
5、两节臂根部轴套处有应力集中。根据以往的37m相似泵车对此臂的根
部作定性分析,轴套的下侧有明显的应力集中。而作为臂架板材的高强板具
有良好的韧性和塑性,初始裂纹尖端在高应力集中区和残余力的作用下局部
小范围屈服。在这种情况下,交变载荷的作用使微小裂纹逐渐扩展;
6、泵车基本上是在露天的环境中作业,由于雨水和空气中硫化氢等腐蚀
介质的长期侵蚀而引起氧化腐蚀,局部强度下降;
7、我们国家的混凝土施工机械施工任务繁重,工作环境恶劣;不重视设备
保养;机手培训不足,素质不高。如我们国家的混凝土泵车租赁公司,一个月
泵送8千至1万多方都是很正常的,1年的泵送方量至少为10至13万方。相应
的,国外8小时一天,不随便加班加点,使用人员培训得好,素质高,懂得怎
样使用、维护、保养,国外一台泵车3至5年泵送才10万方。基本上是在我国
使用一年相当于国外使用三年多,在这样大的施工强度下,机手和维修保养
人员的维护保养工作就差得很多。该泵车为欧洲进口泵车,在设计时,按欧
美工况考虑在在中国的施工强度、条件。这样,这台混凝土泵车出厂将近4年
(标牌显示为2002年6月出厂交付客户使用)即相当于国外使用十多年后出现局
部疲劳开裂也不足为奇了;
8、由于泵车这种高度综合性设备,局部裂纹和疲劳裂纹是不能完全避免
的,欧洲把500小时要维修保养作为一种制度,而我国的这方面做得不好,有
时连起码的保养,如销轴和铜套之间的注油都未进行,更何况整体保养。有
时出一点裂纹并不可怕,经过小小修理或者加强就可了,如未发现,或者发
现了不及时采取措施,将会使裂纹扩大,最后有可能导致结构破坏,甚至酿
成事故。