進口混凝土泵車臂架斷裂的特征分析及修復(fù)

混凝土泵車是一種在當前現(xiàn)代化建設(shè)中越來越被廣泛使用的專業(yè)車輛，用于建筑施工中將混凝土攪拌運輸車送來的混凝土，連續(xù)均勻地泵送到混凝土澆灌地點，確保混凝土的澆灌質(zhì)量，并提高施工效率，減輕勞動強度。但是泵車一旦出現(xiàn)問題將會給施工帶來很多不方便。根據(jù)我們在參加維修一臺從意大利購買的37m進口混凝土泵車為例，觀察臂架斷裂的部位特征并分析損壞原因，在分析的基礎(chǔ)上實施修復(fù)方案。

1臂架斷裂的具體部位和外貌特征

根據(jù)對整車(如圖1)和斷裂部位的現(xiàn)場查看，不難發(fā)現(xiàn)斷裂(開裂)的部位具有以下特征：

兩節(jié)臂尾部的鉸點處的側(cè)耳完全斷裂，絕大部分的斷裂痕跡顯示為老裂紋(節(jié)臂尾部：各節(jié)臂與上一節(jié)臂頭部的連接端；臂節(jié)頭部：各節(jié)臂與下一節(jié)臂尾部的連接端。下同)

二節(jié)臂尾部的另一側(cè)耳板完全扭曲，大彎連桿、小彎連桿及因二節(jié)臂尾部耳扳斷裂而造成的一節(jié)臂頭部耳板局部擠壓變形。除一節(jié)臂頭部分變形外，其余均為新裂紋，是由于二節(jié)臂尾部一側(cè)耳板斷裂引起。

由于二節(jié)臂根部一側(cè)耳板斷裂引起肉眼難于明顯發(fā)現(xiàn)的、需要測量的缺陷，如臂架的變形及油缸、連桿的損壞等。

2斷裂的形成和擴展分析

根據(jù)斷裂產(chǎn)生的部位和形狀，斷裂的裂紋大部分為陳舊性裂紋?？梢酝茢喑?，首先為微裂紋，微裂紋經(jīng)過一定時期交變應(yīng)力的循環(huán)后擴散產(chǎn)生宏觀裂紋，最后由于裂紋擴展、延伸引起母材突然斷裂。至于裂紋的形成，有以下幾方面原因引起：

(1)焊縫與母材未熔合，這種缺陷在焊接缺陷中比較常見，特別是泵車的板材采用高強鋼板，從斷裂面可以明顯看出有一段焊縫熔合不好；

(2)從國外和國內(nèi)的設(shè)計來看，泵車臂架，特別是與轉(zhuǎn)臺相連的前幾節(jié)臂的板材一般采用高強鋼板，高強鋼板在保證屈服強度時，有些指標如塑性、延展性、可焊性有所下降，特別在焊接時形成的熱應(yīng)力影響區(qū)，引起焊縫及周邊區(qū)域的強度降低；

(3)混凝土泵車在施工作用時，布料臂展開，各節(jié)布料臂架、支腿液壓缸鎖死，整個布料臂系統(tǒng)形成一個懸臂梁結(jié)構(gòu)。且該混凝土泵車臂架采用R形結(jié)構(gòu)，兩節(jié)臂后還有三、四節(jié)臂，其中三節(jié)臂還采用折彎結(jié)構(gòu)，兩節(jié)臂還要承受一定的扭轉(zhuǎn)載荷。同時混凝土泵車在工作時，兩個泵送液壓油缸交替循環(huán)動作，從而不斷地將混凝土壓送至澆注位置。由于兩個泵送油缸交替動作，混凝土泵車承受一個具有一定頻率的強迫沖擊。在泵送油缸的沖擊作用下，布料臂的振動有放大作用，所以布料臂承受交變載荷作用，引起疲勞破壞；

(4)銷軸、銅套磨損引起布料臂尾部的沖擊力，檢測時發(fā)現(xiàn)有三根銷軸、六個銅套已磨損，并且同一組的二個銷軸、銅套磨損程度不一致；

(5)兩節(jié)臂根部軸套處有應(yīng)力集中。

根據(jù)以往的37m相似泵車對此臂的根部作定性分析，軸套的下側(cè)有明顯的應(yīng)力集中。而作為臂架板材的高強板具有良好的韌性和塑性，初始裂紋尖端在高應(yīng)力集中區(qū)和殘余力的作用下局部小范圍屈服。在這種情況下，交變載荷的作用使微小裂紋逐漸擴展；

(6)泵車基本上是在露天的環(huán)境中作業(yè)，由于雨水和空氣中硫化氫等腐蝕介質(zhì)的長期侵蝕而引起氧化腐蝕，局部強度下降；

(7)我們國家的混凝土施工機械施工任務(wù)繁重，工作環(huán)境惡劣；不重視設(shè)備保養(yǎng)；機手培訓(xùn)不足，素質(zhì)不高。如我們國家的混凝土泵車租賃公司，一個月泵送8千至1萬多方都是很正常的，1年的泵送方量至少為10至13萬方。相應(yīng)的，國外8小時一天,不隨便加班加點，使用人員培訓(xùn)得好，素質(zhì)高，懂得怎樣使用、維護、保養(yǎng)，國外一臺泵車3至5年泵送才10萬方?；旧鲜窃谖覈褂靡荒晗喈斢趪馐褂萌甓?，在這樣大的施工強度下，機手和維修保養(yǎng)人員的維護保養(yǎng)工作就差得很多。該泵車為歐洲進口泵車，在設(shè)計時，按歐美工況考慮在在中國的施工強度、條件。這樣，這臺混凝土泵車出廠將近4年(標牌顯示為2002年6月出廠交付客戶使用)即相當于國外使用十多年后出現(xiàn)局部疲勞開裂也不足為奇了；

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