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吊鉤是起重葫蘆非常重要的取物裝置,國內(nèi)起重葫蘆大多采用鍛造鉤,根據(jù)吊鉤結(jié)構(gòu)和受力狀況,一般認(rèn)為存在如圖1所標(biāo)識的三個危險(xiǎn)截面,不少人認(rèn)為II-II截面是吊鉤易發(fā)生疲勞變形或斷裂的危險(xiǎn)截面。但從檢驗(yàn)角度上看,III-III斷面處于橫截面突然變小的鉤頸退刀槽處,它是鉤尾軸部分承受拉應(yīng)力大,強(qiáng)度弱的截面。
某單位運(yùn)輸公司使用僅1年的起重吊鉤在起吊重物的過程中,吊鉤突然法神該斷裂。斷裂部位正是吊鉤活動聯(lián)接的螺紋尾部退刀槽軸頸處,吊鉤設(shè)計(jì)材料為DG20鋼,經(jīng)鍛造加工而制成,吊鉤額定起吊重量為5t。專業(yè)人士從斷口宏、微觀分析、金相檢驗(yàn)、化學(xué)成分分析、吊鉤材料安全性等多方面分析檢驗(yàn)后,得出吊鉤斷裂原因如下:
吊鉤桿的斷裂部位恰好在凹槽處,該處由于半徑較小,所以是應(yīng)力大部位,因此,凹槽處邊緣的應(yīng)力集中是引起吊鉤桿斷裂的力學(xué)原因。從材料行能看,強(qiáng)度的降低,極易在該處產(chǎn)生塑性變形,從而產(chǎn)生細(xì)微裂紋,因而強(qiáng)度不足使吊鉤桿斷裂的內(nèi)在原因。
吊鉤桿在工作過程中主要承受拉伸載荷,且是間斷性的,此種承載方式可以認(rèn)為是低周疲勞。該損傷斷裂過程為:在起吊力的作用下,凹槽處由于應(yīng)力集中,引起較大的應(yīng)力,由于材料強(qiáng)度級別低,很容易產(chǎn)生局部塑性變形;塑性變形將導(dǎo)致疲勞裂紋的萌生,隨著起吊的進(jìn)行,吊鉤桿不斷經(jīng)受低周疲勞,微裂紋不斷形成并長大,連接而成為宏觀斷裂。當(dāng)裂紋擴(kuò)展到一定尺寸時,剩余的面積不足以承受重物的載荷,終導(dǎo)致吊鉤整體斷裂。
終得出的結(jié)論為:吊鉤桿斷裂為典型的脆斷,凹槽處應(yīng)力集中,加之材料選擇不當(dāng),強(qiáng)度級別偏低是導(dǎo)致吊鉤斷裂的主要原因。吊鉤桿的斷裂與所用材料的強(qiáng)度、起吊方式、載荷大小以及使用頻率有關(guān)系,因而建議在使用中應(yīng)遵守操作規(guī)程,嚴(yán)禁操作,緩慢起吊、加強(qiáng)對吊鉤的日常維護(hù)及保養(yǎng)。
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