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文档简介
ICSFORMTEXT53.020.20FORMTEXTJ80中华人民共和国国家标准GB/TFORMTEXTXXXXX—FORMTEXTXXXXFORMTEXTFORMTEXT起重机械安全评估规范FORMTEXTSafetyassessmentrulesforliftingappliances征求意见稿FORMTEXTXXXX-FORMTEXTXX-FORMTEXTXX发布FORMTEXTXXXX-FORMTEXTXX-FORMTEXTXX实施发布国家市场监督管理总局发布国家标准化管理委员会发布发布GB/TXXXXX—XXXX目 次TOC\h\z\t"前言、引言标题,1,参考文献、索引标题,1,章标题,1,参考文献,1,附录标识,1"前言 错误!未定义书签。1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 14安全评估目的、对象、方式和程序 35职责与能力 46安全评估方法 47综合判定及处置措施 218安全评估报告 22附录A(资料性附录)起重机械安全评估报告格式(示例) 24起重机械安全评估规范范围本文件规定了起重机械安全评估的术语和定义、目的、对象、方式、程序、职责与能力、方法、综合判定及处置措施、安全评估报告。本文件适用于塔式起重机、流动式起重机、臂架起重机、桥式和门式起重机及缆索起重机,其他类型的起重机械可参照执行。规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T3323.1焊缝无损检测射线检测第1部分:X和伽玛射线技术GB/T3323.2焊缝无损检测射线检测第2部分:使用数字化探测器的X和伽玛射线技术GB/T3811-2008起重机设计规范GB/T5972起重机钢丝绳保养、维护、检验和报废GB/T6067.1起重机械安全规程第1部分:总则GB/T6974.1起重机术语第1部分:通用术语GB/T20863.1起重机分级第1部分:总则GB/T30024-202X起重机金属结构能力验证JB/T6061无损检测焊缝磁粉检测JB/T6062无损检测焊缝渗透检测JB/T10559起重机械无损检测钢焊缝超声检测术语和定义GB/T6974.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。安全评估safetyassessment专业技术人员通过技术文件审核、现场检查、数据采集和试验、剩余寿命理论计算等,对起重机械的结构、机构、液压、电气及其零部件等可能存在的安全隐患进行分析判断,对起重机械的安全状态做出综合性评价的活动。降级使用degradeapplication经安全评估,起重机械的安全性能不能达到原设计要求,需降低起重机械使用技术参数或限制部分使用功能的情况。技术参数的降级使用分为轻度降级使用与重度降级使用两种。安全等级saftyclass经安全评估后所确定的起重机械安全级别。后续安全评估的年限timelimitofsubsequentsafetyassessment安全评估机构根据起重机械安全状况和安全评估结论所给出的下次安全评估的时间间隔。重要结构件principalstucturalmember起重机械的主要受力构件,因其失效可能会导致起重机械不安全的结构件。关键零部件criticalcomponent因其失效可能会导致起重机械不安全的零部件。设计寿命designlife基于起重机械初始设计要求,并考虑工作循环次数以及预期工况的预设载荷谱条件下预估的许用工作周期。[来源:GB/T25196-2018,3.2]使用寿命servicelife在实际工作循环数、载荷谱条件下,起重机械从投入使用至达到报废条件的实际工作时间。[来源:GB/T36697-2018,3.3]剩余寿命remaininglife起重机械从当前时间到其报废为止的工作时间,即使用寿命与已使用时间的差值。[来源:GB/T36697-2018,3.4]危险源liftingapplianceshazard影响起重机械安全的危险,包括起重机械本体缺陷、环境危险、吊运物危险等。维护maintenance为使起重机械保持或恢复到能执行其规定功能的状态而进行的一系列工作,维护分为计划性维护和非计划性维护。维护工作包括保养和维修。[来源:GB/T31052.1-2014,3.5]安全评估目的、对象、方式和程序评估目的以起重机械安全使用为主要目标,查找可能存在的安全隐患,分析判断安全隐患的程度,综合评价起重机械安全状态,提出合理可行的安全应对措施,指导危险源监控和事故预防,降低事故发生率,减少损失。评估对象有下列情况之一时,应进行起重机械安全评估工作:发现有重要结构件损伤时;接近/达到/超过设计寿命时;发生影响起重机械安全的事故时;受极端环境影响,如暴风、重大地震等,存在安全隐患时;影响起重机械安全的故障频发时;定期检查显示起重机械工作状况明显恶化时;使用单位有需求时;安全监督管理部门认为有必要时。评估方式起重机械安全评估分为现状评估、预测评估和综合评估。具体内容如下:现状评估是通过技术文件审核、现场检查、数据采集、试验验证等工作,了解起重机械现状的完好状态以及存在的危害、缺损等不安全因素,并分析原因及其对起重机械安全使用的影响;预测评估是在现状评估基础上,根据后期的作业使用情况,进一步分析危害、缺损的发展趋势和速度,以及对起重机械安全可能造成的危害和影响;综合评估是根据现状评估和预测评估情况,评价起重机械的综合情况,并通过分析构件缺陷、损伤以及材料性能退化、老化的状态、原因及发展变化趋势,提出起重机械综合评估结论和整机安全等级。评估程序起重机械安全评估程序主要包括安全评估方案编制、技术文件审核、现场检查与数据采集及试验、剩余寿命理论估算、整机综合评判和安全评估报告编制,流程图见图1。具体程序如下:在安全评估前,应根据所评估起重机械的实际情况及本文件规范的内容编制详细的安全评估方案;技术文件审核范围包括起重机械技术文件和安全技术档案,以及使用、检查、维护、改造、事故等记录;现场检查与数据采集及试验包括重要结构件和机械、液压、电气、安全防护装置等关键零部件的目测检查、无损检测、载荷试验和应力测试(如需要)。目测检查应包括对重要结构件、关键零部件的腐蚀、磨损、裂纹、变形等情况检查。无损检测应包括对重要结构件和关键零部件的裂纹与焊缝质量检测。载荷试验应包括对整机承载能力及机构、液压、电气和安全防护装置的运行状况、性能与功能的测试,需要时还应进行结构应力测试;剩余寿命理论估算应包括采用累积损伤方法等计算方法,对整机、机构、关键零部件、重要结构件估算剩余寿命;整机综合评判应结合技术文件审核情况、现场检查与数据采集及试验结果、剩余寿命理论估算结果,按本文件的规定,对起重机械进行安全等级判定,给出安全评估结论。整机综合评判后,按本文件第9章内容编制安全评估报告。安全评估工作程序职责与能力委托单位委托单位应是起重机械的使用方、产权方、制造方或第三方(如监管部门、司法机关)。委托单位应提供所评估起重机械在使用过程中的相关作业数据、事故情况、改造、重大修理等可能影响评估内容、结论的相关技术资料。安全评估机构安全评估机构应具备独立、公正开展安全评估的资源条件(包括人员、试验检验仪器等),及有效实施的质量保证体系。安全评估人员安全评估人员应至少满足以下条件:具有所评估起重机械的设计、制造、安装、检验等一项或多项专业技术知识和综合经验;熟悉有关规范和标准;掌握起重机械安全评估程序和方法;能够判定所评估起重机械的安全性,并能给出保证起重机械安全运行的措施建议。安全评估方法技术文件审核起重机械的安全评估应根据实际情况,审核以下技术文件:起重机械相关文件,包括法定资质文件、产品质量证明文件、产品使用说明书、维护说明书、安装拆装说明书等;起重机械基本信息,包括基本技术参数、性能参数、工作级别、载荷状态级别、设计寿命等; 历次安全评估报告;作业使用记录、安全监控数据; 检查与维护记录,包括日常检查记录;定期检查记录;保养记录;维修记录;零部件更换记录;测试记录;试验记录;事故、故障情况及处理记录等;后期的载荷作业与使用情况; 型式试验报告及有关的设计技术资料。现场检验与试验环境条件现场检验与试验时,环境条件应满足相关产品的标准要求。检验仪器检验与试验仪器仪表的精度等级应满足安全评估需求,且应按规定进行检定或校准。检验与试验项目目测检查检查对象对所有可能影响起重机械安全使用的重要结构件、关键零部件、安全防护装置都应进行检查,重要结构件与连接举例见表1,关键零部件举例见表2,安全防护装置举例见表3。除此之外,检查还应包括:受损零部件,包括外观可见裂纹、严重锈蚀、磨损、变形等情况;结构、机构、液压、电气和操作异常的零部件;维护记录中显示反复失效与频繁故障的零部件;上一次安全评估报告提出的关键零部件;根据6.1技术文件审核结果提出的需要重点检查检测的零部件;其他异常零部件。重要结构件与连接举例起重机类型重要结构件塔式起重机起重臂、平衡臂、塔顶、转台、塔身、底架、拉杆流动式起重机臂架、转台、车架,履带架、支腿臂架起重机臂架、拉杆、桅杆、人字架、转台、立柱、门座、大车运行平衡梁桥式和门式起重机主梁、端梁、小车架、刚/柔支腿、大车行走平衡梁缆索起重机支撑结构通用性部件司机室、通道、平台、梯子、栏杆、轨道重要结构件的连接焊缝、高强螺栓、销轴关键零部件举例分类关键零部件名称机械取物装置(如吊钩、抓斗等)、起重用短环链(包括链条与链轮等)、钢丝绳、滑轮、卷筒、减速器、制动器、联轴器、车轮、滚轮、回转支承、开式齿轮、排绳装置、柔性铰装置、钢丝绳平衡装置、起重葫芦液压主油路上的泵、方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀、安全阀、马达、油缸、管路与接头电气电动机、发动机、集电器、接触器、指示器、断路器、继电器、控制器、电阻器、控制柜、控制电源、操纵装置、电控线缆、调速装置安全防护装置举例起重机械类型安全防护装置塔式起重机起重量限制器、起重力矩限制器、起升高度限位器、下降深度限位器、运行行程限位器、幅度限位器、幅度指示器、联锁保护安全装置、防后倾装置、极限力矩限制装置、回转限位器、回转锁定装置、防碰撞装置、缓冲器、抗风防滑(锚定)装置(行走式)、风速仪、轨道清扫器(行走式)、端部止挡(行走或变幅)、防护罩、防小车坠落保护装置、小车断绳保护装置、检修平台、作业报警装置、航空警戒灯流动式起重机起重力矩限制器、起升高度位器、下降深度限位器、幅度限位器、幅度指示器、水平仪、防后倾装置、风速仪、垂直支腿回缩锁定装置、回转锁定装置、作业报警装置、防护罩、航空警戒灯、角度限制器、倒退报警装置臂架起重机起重量限制器、起重力矩限制器、极限力矩限制装置、起升高度位器、下降深度限位器、运行行程限位器、幅度限位器、幅度指示器、防后倾装置、回转锁定装置、防碰撞装置、缓冲器、端部止挡、联锁保护安全装置、抗风防滑(锚定)装置、风速仪、轨道清扫器、作业报警装置(大车运行)、防护罩、航空警戒灯桥式和门式起重机起重量限制器、起升高度位器、下降深度限位器、运行行程限位器、联锁保护安全装置、缓冲器、抗风防滑(锚定)装置、风速仪、防倾翻安全钩、轨道清扫器、端部止挡(运行机构)、导电滑线的防护、作业报警装置、防护罩、防碰撞装置、检修平台缆索起重机起重量限制器、起升高度位器、下降深度限位器、运行行程限位器、缓冲器、端部止挡(运行机构)、抗风防滑(锚定)装置、风速仪、轨道清扫器、防护罩起重葫芦起重量限制器、起升高度限位器、下降深度限位器对于重要结构件和关键零部件检查部位的长度、面积、体积较大的情况,应依据有关标准或制造单位提供的技术文件中规定的抽检方法,进行抽样检查,也可由委托单位与评估机构双方约定。如没有相关规定时,重要结构件和关键零部件的目测检查可采取如下抽检原则:目测有明显腐蚀、磨损、变形的关键部位全数检查;销轴和销轴孔抽检数量不少于总数量的20%,且不应少于4个;螺栓和螺栓孔抽检数量不少于相应部位总数量的20%,且不应少于20个;重要结构件的整体变形全数检查,至少包括6.2.3.1.1中的重要结构件;液压系统主油路上的动力元件、控制元件和执行元件全数检查;安全防护装置应根据GB/T6067.1(所有部分)以及各产品标准的规定全数检查;每根钢丝绳的抽检长度不少于绳长的50%,且不应少于3处;钢丝绳固定段全数检查。检查方法应检查起重机械重要结构件和关键零部件外观上的腐蚀、磨损、可见裂纹、变形、漆皮剥落、老化等情况,具体见表4。对每个检查对象的每一部位的每项数据检测应进行三次,取平均值。检测腐蚀部位的腐蚀面积与腐蚀厚度;检测磨损部位的磨损面积与磨损厚度;检测可见裂纹的长度和深度;检测变形时,应测量实际轴线相对设计轴线的最大偏差值,必要时测量构件横截面的变形。检查内容检查项目检查内容重要结构件腐蚀、磨损、可见裂纹、变形、漆皮剥落重要结构件连接腐蚀、磨损、可见裂纹、变形机械关键零部件腐蚀、磨损、可见裂纹、变形、漆皮剥落、缺失状况液压关键零部件腐蚀、泄漏电气关键零部件老化、接触性能安全防护装置腐蚀、磨损、变形、缺失状况检查结果判定应根据表5的规定,对各检查对象进行安全判别。目测检查的安全判别检查项目判断指标判断结果单件腐蚀与磨损断面减薄厚度比110%符合断面减薄厚度比110%不符合液压元件与管路的泄漏无泄漏符合有泄漏,使液压系统不能正常安全运行不符合GB/T6067.1列举的机械零部件未达到GB/T6067.1规定的报废条件符合达到GB/T6067.1规定的报废条件不符合钢丝绳腐蚀、磨损、变形与断丝未达到GB/T5972规定的报废条件符合达到GB/T5972规定的报废条件;对于吊运炽热金属、熔融金属或者危险品的起重机械用钢丝绳的报废断丝数达到GB/T5972所规定的钢丝绳断丝数的一半时;防爆起重机钢丝绳有断丝时不符合1断面减薄厚度比是减薄的厚度与厚度公称尺寸的比值。表5中未列举的其他检测项目判断指标,根据GB/T3811、GB/T6067.1(所有部分)及各起重机的安全评估标准、报废标准和产品标准的规定,以及制造单位的技术文件确定各项检测指标值。若指标值在多个文件中规定不一致时,按其中最严格的规定执行。对没有相关规定的检测指标值,可由安全评估机构在具有充分计算和数据依据的基础上来确定。无损检测检查对象检查对象见6.2.3.1.1中的重要结构件和焊缝连接及关键零部件。对于重要结构件和关键零部件检查部位的长度、面积、体积较大的情况,应依据有关标准或制造单位提供的技术文件中规定的抽检方法,进行抽样检查,也可由委托单位与评估机构双方约定。如没有相关规定时,重要结构件和关键零部件的无损检测可采取如下抽检原则:异常部位全数检查;容易出现裂纹的受拉焊缝抽检长度不少于总长度的20%,且不应少于3处。检测方法采用磁粉、渗透等方法检测表面缺陷,采用超声波或射线照相等方法检测内部缺陷。检测结果判定应根据表6的规定,对各检查对象进行安全判别。无损检测的安全判别检查项目判断指标判断结果焊缝质量与裂纹符合GB/T6067.1规定的焊缝质量,且符合无损检测标准规定a符合不符合GB/T6067.1规定的焊缝质量或不符合无损检测标准规定a不符合单件裂纹无裂纹符合存在裂纹,使结构不能正常安全承载不符合a磁粉探伤应符合JB/T6061的规定,渗透探伤应符合JB/T6062的规定,超声波检测应符合JB/T10559的规定,射线检测应符合GB/T3323.1和GB/T3323.2的规定。载荷试验载荷试验主要检查结构的承载能力,机构、动力、液压、电气、安全防护装置的运行状态、运行性能与各项功能。载荷试验包括空载试验、额定载荷试验和动载试验。重要结构件在改造后,还应包括静载试验。试验前应先按相关标准的规定对整机结构、机械零部件的连接固定情况、液压系统、电气系统及安全防护装置等进行检查,确认是否满足载荷试验条件。试验程序应符合相关产品试验规范规定。对于降级使用的起重机械,试验载荷应按降级后的载荷选取。必要时,进行重要结构件的静刚性测试。试验结果判定起重机械的空载试验、额定载荷试验、动载试验和静载试验及静刚性测试,应符合相应标准要求。如有一项未达到试验安全要求,则判定此项试验或测试不合格。应力测试总则重要结构件经过改造、主要技术参数发生变化的起重机械,或经检查存在一定结构损伤、需要对整机承载能力做精确评估时,应进行结构应力测试。测试工况与测试点测试工况应按相关起重机械试验标准的要求选取。对于降级使用的起重机械,试验载荷按降级后的载荷选取。应力测试可与载荷试验同时进行。应力测试点应选择布置在危险应力区,见表7的举例。危险应力区包括以下3种类型:均匀高应力区:该区应力达到屈服应力时,会引起结构件的永久变形;应力集中区:该区内屈服应力的出现不会引起结构件整体的永久变形,但应力集中会影响结构件的疲劳寿命,如孔眼、锐角、焊缝、铰点等端面剧变处;弹性屈曲区:如受压结构件的弹性屈曲,从应力来看,该区的最大应力并没有达到材料的屈服点,但可能因发生挠曲或过大变形而导致结构的破坏。同时结合结构检查结果在磨损、锈蚀、裂纹及变形较大的部位增加测试点。若检测应力在危险应力区内,应增加相应部位应力检测点的数量。测试点布置举例起重机械类型测试点布置部位塔式起重机起重臂、平衡臂、塔身:根部、变截面、变径截面转台:与回转支承连接主截面、变板厚主截面流动式起重机臂架:根部、变截面、变径/变板厚截面转台:与回转支承连接主截面、变板厚主截面底盘:与回转支承连接的主截面支腿:与车架连接的主截面臂架起重机臂架:根部、变截面、变径/变板厚截面转台:与回转支承连接主截面、变板厚主截面立柱:根部、与回转支承/回转车轮连接的主截面门座:与上部构件连接截面、变截面、轴线转折截面大车运行平衡梁:销轴连接截面、变截面、轴线转折截面桥式和门式起重机主梁:跨中截面、与刚腿连接截面、变板厚截面端梁:与主梁连接截面刚腿:与主梁连接截面、变截面、变板厚截面、与平衡梁连接截面柔腿:与平衡梁连接截面大车运行平衡梁:销轴连接截面、变截面、轴线转折截面缆索起重机支撑结构:根部、变截面结构应力安全判别结构实际应力由应力测试值与自重应力合成得出,自重应力可通过计算等方法得出。结构应力安全判定见表8。结构应力的安全判别测试工况判断指标安全判定结果作业工况均匀高应力区1.48符合1.48不符合应力集中区1.1符合1.1不符合弹性屈曲区1.6符合1.6不符合安装工况(如履带起重机自起臂工况)均匀高应力区1.22符合1.22不符合应力集中区1.05符合1.05不符合弹性屈曲区1.4符合1.4不符合注1:——材料许用应力,单位为牛顿每二次方毫米(N/mm2)。注2:——结构应力,单位为牛顿每二次方毫米(N/mm2)。剩余寿命理论估算设计寿命整机、机构、机械零件及结构件的设计寿命是在起重机械设计时确定的,与载荷状态级别和工作级别有关,应由制造单位提供,也可根据使用场合通过GB/T3811进行估算。在进行剩余寿命估算时,应具有与设计寿命相关的参数,见表9,这些参数的关系按GB/T20863.1确定。与设计寿命有关的参数名称与设计寿命相关参数整机使用等级Ui,载荷状态级别Qpi,载荷谱系数Kp,工作级别Ai机构使用等级Ui,应力状态级别Qcpi,载荷谱系数Kcp,工作级别Aci结构与机械零件使用等级Ui,载荷状态级别Qcpi,应力谱系数Kcp,工作级别Aci整机剩余寿命的理论估算起重机械的一个工作循环是指从地面起吊一个物品起,到开始起吊下个物品时止,包括各机构运行及正常停歇在内的一个完整工作过程。多个工作循环次数构成起重机械的使用寿命。根据累积损伤原理,起重机械每次作业,由于工作载荷的作用,都会对整机造成不同程度的损伤。当损伤累积到一定程度,即损伤度达到1时,起重机械将发生破坏。由于起重机械的工作载荷往往是变化的,因此,损伤度的表示按公式(1)计算。…………………(1)式中:——损伤度;——起升载荷为时的工作循环次数,;——起升载荷仅为时可以达到的工作循环次数,。根据疲劳应力-循环次数()曲线(图2a)所示),可知同一应力比下等幅循环应力与相应的循环次数的关系,见公式(2)和图2b)。……………(2)式中:——一个工作循环中的最大应力,取一个工作循环下应力峰值与谷值绝对值的最大值,,单位为牛顿每二次方毫米(N/mm2);——构件在单一应力为时达到破坏之前的最大循环次数,;——幂指数;——常数。a)等幅应力-循环次数()曲线b)等幅应力-时间()曲线曲线与曲线如果起重机械承受的应力与工作载荷呈线性关系,则可简化的认为工作载荷与相应的循环次数也具有类同的关系,见公式(3)。……………(3)式中:——起重机械一个工作循环中的最大工作载荷,即起升载荷,,单位为千牛(kN);——起重机械在单一起升载荷时达到破坏之前的最大循环次数,;——同公式(2);——常数。根据公式(3),将公式(1)转化为公式(4),并考虑载荷记录和估计的不确定性,来计算起重机械工作时累积的损伤度。………(4)式中:——起重机械实际工作时累积的损伤度;——安全系数,考虑起重机械实际工作载荷记录和估计的不确定性,见表10;——起重机械的实际起升载荷,单位为千牛(kN);——起重机械起吊实际工作载荷对应的工作循环次数;——幂指数,取m=3;——最大额定起升载荷,单位为千牛(kN);——起重机械起吊最大额定起升载荷时可以达到的工作循环次数。是根据起重机械设计寿命,按公式(5)计算同工作级别Ai下载荷谱系数为1时的工作循环次数。……………(5)式中:——同公式(4);——起重机械设计寿命时的使用等级Ui所对应的工作循环次数,见6.3.1;——起重机械设计寿命时所对应的载荷谱系数,见6.3.1。安全系数序号工作载荷记录方法1自动记录系统,或从计数器中收集并手动记录运行数据1.02基于一个专门的、有记录的过程数据进行估计1.13基于起重机械使用现场记录的生产数据进行估计1.24无数据记录,基于起重机械使用场合的生产数据进行估计1.3起重机械的剩余损伤度计算见公式(6)。……………(6)式中:——起重机械的剩余损伤度;——同公式(4)。如果剩余损伤度,表明起重机械工作寿命已到期。如果,可按下面内容估算起重机械剩余寿命。如果已知后期的载荷谱系数,则起重机械的剩余寿命计算见公式(7)。…………(7)式中:——起重机械剩余工作循环次数;——同公式(6);——同公式(4);——安全系数,考虑起重机械后期工作载荷记录和估计的不确定性,见表10;——起重机械后期的载荷谱系数。如果起重机械后期工作计划相对细致,可根据公式(8)计算剩余损伤度。在满足公式(8)的要求下,剩余寿命计算见公式(9)。………(8)式中:——同公式(7);——起重机械后期的起升载荷,单位为千牛(kN);——起重机械后期的起升载荷对应的工作循环次数;——同公式(4);——同公式(6)。………………(9)式中:——同公式(7);——同公式(8)。起重机械剩余寿命可按公式(10)估算。………………(10)式中:——起重机械的剩余寿命,单位为年;——同公式(7);——起重机械后期工作时的平均每年工作循环次数。如果后期工作情况与已使用情况接近,也可取为已使用的平均每年工作循环次数,单位为次每年。机构剩余寿命的理论估算机构的寿命是由工作循环次数表示。在起重机械一个工作循环内,各机构可能经受不同的工作循环次数,这与该起重机械实际动作需求有关。与起重机械剩余寿命估算同理,当工作载荷作用在机构上时,对机构会造成损伤,累积的损伤度计算按公式(11)计算。…………(11)式中:——机构实际工作时累积的损伤度;——安全系数,考虑机构实际工作载荷记录和估计的不确定性,见表10;——机构实际工作载荷,单位为千牛(kN);——机构实际工作载荷对应的工作循环次数;——同公式(4);——机构最大工作载荷,单位为千牛(kN);——机构最大工作载荷可以达到的工作循环次数。是根据机构设计寿命,按公式(12)计算同工作级别Aci下载荷谱系数为1时的工作循环次数。……………(12)式中:——同公式(11);——机构设计寿命时的使用等级Ui所对应的工作循环次数,见6.3.1;——机构设计寿命时所对应的载荷谱系数,见6.3.1。机构的剩余损伤度计算见公式(13)。……………(13)式中:——机构的剩余损伤度;——同公式(11)。如果剩余损伤度,表明机构寿命已到期。如果,可按下面内容估算机构的剩余寿命。如果已知后期的载荷谱系数,则机构的剩余寿命计算见公式(14)。…………(14)式中:——机构剩余工作循环次数;——同公式(13);——同公式(11);——安全系数,考虑机构后期工作载荷记录和估计的不确定性,见表10;——机构后期的载荷谱系数。如果机构后期工作计划相对细致,可根据公式(15)计算剩余损伤度。在满足公式(15)的要求下,剩余寿命计算见公式(16)。………(15)式中:——同公式(14);——机构后期工作载荷,单位为千牛(kN);——机构后期工作载荷对应的工作循环次数;——同公式(11);——同公式(4);——同公式(13)。………………(16)式中:——同公式(14);——同公式(15)。机构的剩余寿命可按公式(17)估算。………………(17)式中:——机构的剩余寿命,单位为年;——同公式(14);——机构后期工作时的平均每年工作循环次数。如果后期工作情况与已使用情况接近,也可取为已使用的平均每年工作循环次数,单位为次每年。机械零件剩余寿命的理论估算机械零件的寿命是由工作循环次数表示。在起重机械一个工作循环内,机械零件可能经受多个应力循环,这与其在该起重机械中的具体位置有关。与起重机械剩余寿命估算同理,机械零件的工作载荷作用下引起的应力,对其会造成损伤,累积的损伤度计算见公式(18)。…………(18)式中:——机械零件实际工作时累积的损伤度;——安全系数,考虑机械零件实际工作载荷记录和估计的不确定性,见表10;——机械零件实际工作应力,单位为牛每二次方毫米(N/mm2);——机械零件实际工作应力对应的工作循环次数;——幂指数,与有关材料的性能,机械零件的种类、形状和尺寸,表面粗糙度以及腐蚀程度等有关,由试验得出,可根据GB/T3811-2008的公式(107)或公式(108)计算得到;——机械零件的最大工作应力,单位为牛每二次方毫米(N/mm2);——机械零件的最大工作应力可以达到的工作循环次数。是根据机械零件设计寿命,按公式(19)计算同工作级别Aci下应力谱系数为1时的工作循环次数。……………(19)式中:——同公式(18);——机械零件设计寿命时的使用等级Ui所对应的工作循环次数,见6.3.1;——机械零件设计寿命时所对应的应力谱系数,见6.3.1。机械零件的剩余损伤度计算按公式(20)计算。……………(20)式中:——机械零件的剩余损伤度;——同公式(18)。如果剩余损伤度,表明机械零件寿命已到期。如果,可按下面内容估算机械零件的剩余寿命。如果已知后期的应力谱系数,则机械零件的剩余寿命计算见公式(21)。…………(21)式中:——机械零件剩余工作循环次数;——同公式(20);——同公式(18);——安全系数,考虑机械零件后期工作应力记录和估计的不确定性,见表10;——机械零件后期的应力谱系数。如果机械零件后期工作计划相对细致,可根据公式(22)计算剩余损伤度。在满足公式(22)的要求下,剩余寿命计算见公式(23)。………(22)式中:——同公式(21);——机械零件后期的工作应力,单位为牛每二次方毫米(N/mm2);——机械零件后期的工作应力对应的工作循环次数;——同公式(18);——同公式(20)。………………(23)式中:——同公式(21);——同公式(22)。机械零件剩余寿命时间可按公式(24)估算。………………(24)式中:——机械零件的剩余寿命,单位为年;——同公式(21);——机械零件后期工作时的平均每年工作循环次数。如果后期工作情况与已使用情况接近,也可取为已使用的平均每年工作循环次数,单位为次每年。结构件剩余寿命的理论估算结构件的寿命用应力循环次数来表示。与机械零件相同,在起重机械一个工作循环内,结构件可能经受多个应力循环(如多次往复变幅带来的臂架多次应力循环),这与结构件在该起重机械中的具体位置有关。本标准采用应力幅法估算结构件的寿命,应力幅与循环次数的关系见图3。计算涉及到的应力为名义应力。名义应力是母材中临近潜在裂纹位置的、按材料纯弹性强度理论计算的应力,不考虑局部应力集中效应。a)原理图b)对数曲线简化图说明:——等幅循环应力下的曲线;——曲线斜率常数。在log/log表示法中,该曲线的斜率为-1/。应力幅-循环次数()曲线与特征疲劳强度示意图结构件的应力幅按公式(25)计算。………………(25)式中:——结构件的应力幅,单位为牛每二次方毫米(N/mm2);——结构件在一个应力循环内的最大应力,拉为“+”,压为“-”,单位为牛每二次方毫米(N/mm2);——结构件在一个应力循环内的最小应力,拉为“+”,压为“-”,单位为牛每二次方毫米(N/mm2)。结构件上作用有工作载荷时,会产生结构应力,对结构件造成损伤,累积的损伤度计算见公式(26)。……(26)式中:——结构件实际工作时累积的损伤度;——安全系数,考虑结构件实际工作应力记录和估计的不确定性,见表10;——结构件实际工作应力,单位为牛每二次方毫米(N/mm2);——结构件实际工作应力对应的工作循环次数;——幂指数,根据结构应力位置的形式,通过GB/T30024-202X的附录D来确定;——结构特征疲劳强度,单位为牛每二次方毫米(N/mm2);根据结构应力位置的形式,通过GB/T30024-202x的附录D来确定;——结构特征疲劳强度可以达到的工作循环次数,;——疲劳强度抗力系数,见表11。疲劳强度抗力系数可接近性失效-安全构件失效-非安全构件对人员无危险对人员有危险易接近的接头细节1.01.101.20难接近的接头细节1.051.151.25注1:失效-安全构件是指那些失效后果较小的构件,例如某一构件的局部失效不会导致整个结构失效或载荷坠落。注2:失效-非安全构件是指结构中某一构件的失效将会迅速导致整个结构失效或载荷坠落。结构件的剩余损伤度计算见公式(27)。……………(27)式中:——结构件的剩余损伤度;——同公式(26)。如果剩余损伤度,表明结构件寿命已到期。如果,可根据公式(28)计算剩余损伤度。在满足公式(28)的要求下,剩余寿命计算见公式(29)。………(28)式中:——安全系数,考虑结构件后期工作应力记录和估计的不确定性,见表10;——结构件后期的工作应力,单位为牛每二次方毫米(N/mm2);——结构件后期的工作应力对应的工作循环次数;——同公式(26);——同公式(27)。………………(29)式中:——结构件剩余工作循环次数;——同公式(28)。结构件剩余寿命可按公式(30)估算。………………(30)式中:——结构件的剩余寿命,单位为年;——同公式(29);——结构件后期工作时的平均每年工作循环次数。如果后期工作情况与已使用情况接近,也可取为已使用的平均每年工作循环次数,单位为次每年。综合判定及处置措施综合评定方法根据技术文件审核、现场检查、数据采集与试验的状况,结合剩余寿命理论估算结果,将整机安全等级分为4个等级:合格、基本合格、降级使用、不合格。整机安全等级与评估结论应按表12评定。安全评估状况与综合评估结论安全评估状况整机安全等级整机评估结论同时符合下列情况:现场检查项目全部合格;载荷试验合格;若进行结构应力测试,结构应力应满足要求;整机剩余寿命应超过1年;若进行机构、机械零件和结构件剩余寿命估算,剩余寿命均应超过1年。合格可以继续使用同时符合下列情况:现场检查有不合格项
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