我国幅员辽阔,各地区之间的温差变化大。为满足高空作业车在低温(-35~ -40℃)下正常可靠地运行工作,在设计、制造高空作业车时应着重于以下几个同题的解决。
1低温对机件的脆性破坏
低温脆性破坏取决于材料、设计和工艺三个因素的综合作用。就材料而亩,当温度降低时其屈服点增高,断裂韧度降低,而屈强比的增大和塑性、韧性的降低,起裂前的塑性变形量和起裂后裂纹扩展的阻力减小,导致机件的脆化趋势增加;就设计而言,出现截面的突变、应力与应变集中、缺口、多轴拉应力状态等;就工艺而言,出现焊接裂纹、未熔合、显微组织的恶化、残余拉应力等。这些都是助长低温脆断的重要应素。对于特定的零部件在特定的使用环境温度之下是否会发生脆断,则取决于上述三个因素的综合作用。
2防止低温脆断的措施
低温钢材的合理选择
在低温下,主要受力构件的材料不但要满足强度的要求,还必须满足冲击韧性的要求。美国、日本等国为防止钢结构低温破裂,规定钢板在最低使用温度下,其冲击韧性不得低于27 J,cm2。为使钢板试验断口的纤维组织含量较高,日本规定纤维组织大于30%的钢板才能选用。我国规定低温下受力钢板必须作一40℃夏比(v型缺口)冲击试验,纵向试样冲击功应不小于27 J/cm。
低温受力构件的焊接结构形式及焊接工艺
低温受力构件的焊接结构形式对焊接热应力、应力集中等影响很大,因此应选择台理的结构形式,
除焊接形式应选择合理外还应考虑其焊接工艺,防止焊接零部件在低温下冷脆性断裂。
a,焊接前零件须经喷丸处理,去掉氧化层,清除油污和锈痕。
b.钢板厚度超过12 mm时,焊接母材要预热,预热温度一般在1000一150℃范围内。
c.手工焊接要严格控制焊条的干燥程度,焊条要经过300℃~350℃的烘干处理。
d.焊接时要特别注意电流、电压、焊条进给速度的合理选择。
3液压油、润滑油脂、柴油的合理选择
液压油
高空作业车支腿收放系统和起重作业的卷扬变幅、回转和伸缩等动作均由液压油作为工作介质传递动力。液压油的粘度至关重要,粘度过高,系统内部摩擦阻力增大,压力损失增多,油温上升过快,操作时动作滞后;粘度过低,泵的容积效率低,润滑性能差,零部件间运动摩擦阻力增大。液压油的粘度随工作温度而变化,因此选择低温用液压油时应特别注意。
润滑油
变速箱、分动箱、驱动桥、卷扬机构、回转机构在低温下运行时,润滑油应选粘度指数高、凝点低、润滑性好的齿轮油,否则会导致传动效率明显降低,传动零件磨损增加,变速箱和分动箱操作沉重,换档困难。
润滑油脂
高空作业车的导向滑动面、钢丝绳表面、回转支承的滚道内等部位所需的润滑脂应具有凝点低、抗氧化、防锈能力强和附着性能良好等特点。
柴油
在低温环境下使用的燃油应选择含蜡少、粘度低、易雾化、着火性能好的柴油。
4支腿油缸、密封件
在寒冷地区特别是一30℃以下的地区,支腿油缸内设置温差卸荷阀尤为必要。
温度压力
油液有“冷缩热胀”这一物理特性。它在密闭容器里,温度每升高一度,液体压力增加0.98 MPa。高空作业车在冬季作业时,尤其在北方,环境温度较低,高空作业车工作完毕行驶一段路程之后,油液温度便与环境温度一致了。以东北地区为倒:达到了一30℃,如果高空作业车放在库房里,温度一般为 150c,油压温度由一30℃升到 15℃,温差△‘=45℃。这时在油缸中将产生温度压力:P。=44.13MPa。对于变幅油缸、伸缩油缸、水平油缸,这个压力都可以通过活塞杆腔经操纵阀的间隙泄掉,油缸不被强度破坏而对于安装双向液压锁的垂直支腿,油缸,就常常导致油缸损坏。
防止措施
加强维护,在高空作业车使用说明书中应有关于冬季使用保养的说明。入库房后,必须将支腿活动半小时,其目的是提高油温,达到库房温度,防止油缸内产生过高的温度压力。 在油缸的活塞上设置温差卸荷阀,在活塞上设置一个单向阀,B腔产生高压时,单向阀在压力差的作用下开启,向A腔溢流从而泄掉温度压力。单向阀的设定压力等于系统溢流阀的压力即可。也可如图3所示把单向阀设置在油缸外。
5橡胶密封件
密封件的主要作用是把需要密封的介质封住不泄漏。在低温下密封件易失去弹性,发生脆性破坏,使接触面出现损伤,这就要求密封件在低温下具有良好的弹性稳定性。
6汽车底盘的要求
应选用具有良好低温起动性能的底盘,并采用比常温用蓄电池容量大的低温蓄电池,合理调整蓄电池电解液的比重,选用高品质电解灌,对蓄电池进行保温。
在从事高空作业车产品制造过程中,针对零部件低温脆性破坏的成因,积极采取以上多项改进措施,经过多次试验和跟踪调查,无低温脆性和其它破坏现象发生。 |