塔機標準節(jié)螺栓斷裂的原因分析及預防措施

塔式起重機基礎與底架、底架與基礎節(jié)、基礎節(jié)與標準節(jié)、標準節(jié)與標準節(jié)之間均采用高強度螺栓連接。為防止螺栓斷裂，生產大多采用螺栓直徑和提高螺栓強度等級這2種措施。事實上，在造成螺栓斷裂的諸多原因中，強度不足不是主因，更多的問題出在使用和制造方面。本文從塔機使用和制造方面對塔機標準節(jié)螺栓斷裂的原因進行分析，并提出一些預防措施。河北塔機出租

　　1.螺栓斷裂的原因

　　(1)塔機基礎安裝平面不平

　　塔機基礎由混凝土澆筑而成，其安裝平面的平面度誤差遠大于塔機底架4個法蘭盤的平面度誤差，而基礎的剛性大于塔機底架的剛性。所以，在用地腳螺栓將混凝土基礎與塔機底架法蘭盤拉緊后，由于基礎不平，4個法蘭盤不可能在同一平面上。要使連接面貼緊(連接面不貼緊螺栓易松動)，就必須加大連接螺栓的預緊力。過大的預緊力會使螺栓在塔機未承載負荷時就已處于受拉狀態(tài)，螺栓疲勞強度降低，從而引發(fā)螺栓疲勞斷裂。

　　(2)螺栓受力狀況不良

　　底架與基礎節(jié)連接的螺栓直徑較大，而基礎節(jié)與標準節(jié)連接的螺栓直徑較小。2種螺栓在載荷相同的情況下，所受應力大小懸殊。在拉應力和壓應力的交替作用下，強度相對較低的螺栓會先產生裂紋，進而發(fā)生疲勞斷裂。這正是螺栓斷裂多發(fā)生在塔機標準節(jié)螺栓，而不出現(xiàn)在基礎節(jié)連接螺栓的主要原因。

　　(3)螺栓加工存在缺陷

　　目前，塔機連接螺栓一般采用45#鋼或40Cr鋼，制成后再進行調質處理。40Cr鋼經調質處理后，雖然有較高的強度和硬度(強度等級達10.9級)，但韌性較低，即通常所說的“回火脆性”現(xiàn)象。

　　螺栓在截面突變位置存在應力集中，而應力集中區(qū)往往就是裂紋源。微裂紋的傳播是不連續(xù)的，它在拉伸應力作用下張開，在壓縮應力作用下閉合，每經過一個應力循環(huán)，裂紋就延長一些，久之就會導致螺栓斷裂。

　　(4)零件組焊后產生誤差

　　各節(jié)塔身組焊過程中，由于機加工與組裝精度低以及焊接變形等因素，常造成各節(jié)連接耳上的螺栓孔不同心、不垂直。這使螺栓在承受預緊力和工作載荷作用的同時，還要承受附加彎矩的作用。若附加彎矩產生的應力過大，螺栓便會斷裂。

　　塔機標準節(jié)的主弦桿、水平腹桿和斜腹桿的分布是不對稱的。在有斜腹桿的對角上，焊接變形會使對角線尺寸減小，加之主弦桿外側無焊縫，內側焊后局部發(fā)生收縮，將導致主弦桿彎曲及其端面不平。當標準節(jié)互相連接時，兩相鄰主弦桿的內側便會出現(xiàn)1~2mm間隙。在塔機交變載荷的作用下，其連接螺栓可能松動。松動量較小的螺栓受力較大，若其超載便會發(fā)生斷裂。僅供參考