板坯橫移車主要用于連鑄生產(chǎn)中，由小車架、運(yùn)輸輥道機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)和電氣系統(tǒng)組成。某煉鋼廠有2臺(tái)板坯橫移車，已使用多年。這2臺(tái)板坯橫移車長(zhǎng)期負(fù)責(zé)運(yùn)送9m的連鑄坯，作業(yè)繁忙，工作強(qiáng)度大，并且環(huán)境惡劣。為了了解其目前的工作狀態(tài)和承載能力，以便正確評(píng)估其是否能滿足今后的工作要求，對(duì)工作狀態(tài)下的設(shè)備進(jìn)行了動(dòng)態(tài)應(yīng)力測(cè)試，并給出了性能評(píng)估。
應(yīng)力測(cè)試方案
測(cè)點(diǎn)的確定
通過對(duì)板坯橫移車結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)進(jìn)行分析，確定如圖1所示的應(yīng)變測(cè)點(diǎn)。
圖1 測(cè)點(diǎn)位置圖
測(cè)試儀器
測(cè)試過程中主要采用聚航科技的JHDY動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀，軟件式操作，模塊化設(shè)計(jì)。測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步，自動(dòng)保存，自動(dòng)生成測(cè)試報(bào)告。
測(cè)試工況的確定
測(cè)試時(shí)選用了一塊9800*1550*250mm的冷態(tài)連鑄坯一塊，其自重為29.8t，按實(shí)際運(yùn)行過程進(jìn)行了動(dòng)態(tài)應(yīng)力測(cè)試。
應(yīng)力測(cè)試結(jié)果及分析
測(cè)試總體情況
圖2是某次測(cè)試的整個(gè)時(shí)間歷程的應(yīng)力信號(hào)圖，圖中橫坐標(biāo)為時(shí)間（min），縱坐標(biāo)為應(yīng)力（MPa）。
從圖2可以清楚的看出工況過程：測(cè)試坯預(yù)先放置在橫移車上，橫移車由A線向1流運(yùn)行；測(cè)試坯從橫移車上傳送帶1流輥道上；測(cè)試坯從1流輸送到橫移車上；橫移車從1流運(yùn)行到A線；其測(cè)試坯輸送出橫移車；橫移車返回到檢修位。
圖2 某次測(cè)試的完整應(yīng)力信號(hào)圖
典型階段的測(cè)試數(shù)據(jù)
如表1所示，記錄了測(cè)試過程中各階段的穩(wěn)定應(yīng)力與應(yīng)力極值。
表1應(yīng)力情況統(tǒng)計(jì)表
通道號(hào) | 內(nèi)容 時(shí)間段/min | 帶坯運(yùn)行 0-2.5 | 向1流出坯 2.5-3 | 進(jìn)坯及帶坯運(yùn)行 4-5 | 出坯 5.5-6.5 | 最大變程 0-6.5 |
1# | 穩(wěn)態(tài)應(yīng)力 | -14.6 | -5.1 | -0.6 | 0.1 | 1.3 | 57.4 |
應(yīng)力極值 | -46.80 | -4.45 | -24.8 | 10.6 | -36.3 | 12.3 | -11.9 | 1.3 |
2# | 穩(wěn)態(tài)應(yīng)力 | 32.8 | -10.5 | -4.6 | -10.5 | -12.2 | 98.0 |
應(yīng)力極值 | -22.2 | 32.8 | -53.4 | 3.7 | -49.9 | 48.1 | -19.6 | -3.2 |
3# | 穩(wěn)態(tài)應(yīng)力 | -41.5 | 9.4 | -4.1 | -6.3 | -21.9 | 88.1 |
應(yīng)力極值 | -42.0 | 30.7 | 9.5 | -11.4 | -57.4 | 13.2 | -21.9 | 13.4 |
4# | 穩(wěn)態(tài)應(yīng)力 | 1.0 | -4.3 | -0.8 | -29.1 | 1.4 | 65.1 |
應(yīng)力極值 | -12.2 | 8.5 | -8.5 | 2.4 | -56.6 | 1.9 | -47.7 | 1.4 |
5# | 穩(wěn)態(tài)應(yīng)力 | 19.60 | 26.7 | 1.4 | 14.2 | 0 | 51.7 |
應(yīng)力極值 | 37.2 | 19.6 | -13.7 | 40.5 | -11.2 | 36.3 | -5.1 | 14.1 |
進(jìn)坯過程的動(dòng)載荷分析
截取進(jìn)坯過程的應(yīng)力信號(hào)，可以分析在進(jìn)坯過程中應(yīng)力信號(hào)的動(dòng)態(tài)特性，如圖3所示，從該圖中可以清除看到進(jìn)坯過程中板坯頭部每通過一個(gè)輥道時(shí)都產(chǎn)生一次沖擊，實(shí)測(cè)最大沖擊系數(shù)可高達(dá)2.55左右。
圖3 進(jìn)坯過程的應(yīng)力歷程圖
總結(jié)
1. 從以上圖和表格可以看出，各測(cè)點(diǎn)的穩(wěn)態(tài)應(yīng)力通常并不大，但進(jìn)坯、出坯以及橫移車帶坯運(yùn)行過程中產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力往往變化很大，其應(yīng)力變程達(dá)到了近100MPa，導(dǎo)致局部區(qū)域疲勞強(qiáng)度較低，這極大地影響了板坯橫移車的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
2. 板坯進(jìn)坯或出坯過程中與輥道撞擊產(chǎn)生的沖擊載荷，對(duì)橫移車的應(yīng)力水平影響較大。建議采取如下措施：調(diào)整軌道的直線度，保證車輪的對(duì)角線方框及車輪的安裝精度，調(diào)整輥道使板坯輸送工程中經(jīng)過的所有輸送輥基本在一個(gè)平面上等，最大限度地減少板坯輸送過程中的動(dòng)載荷。
