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S P MT液压平板车在大件称重中的应用研究 樊巍巍李荣遵 ’ 中国外运大件物流有限公 司 济南2 5 0 3 0 6 摘要随着我国大件运输业的发展 ，为实现E t 益复杂化的运载需求，S P MT液压平板车逐步被引入到国内 大件运输市场 。为确定大件运输过程 中货 物的质量 ，通过对 S P MT承载试验数据统计 ，并应 用数值分 析理论对 统 计的数据进行分析、拟合 ，得到 S P M T液压平板车静态时单轴均载与承载压力均值的关系式。为验证该计算公式 的准确性及实用性，借助 l o a d c e 1 1 称重设备及计算软件对 2 0 0 0吨级大件货物进行称重试验 ，试验结果验证了 S P MT单轴平均载荷计算公式计算结果的准确性。 关键词S P MT液压平板车；支撑原理 ；称重计算；试验验证 中图分 类号 U 2 9 2 ． 9 2 文献标 识码 A 文章编号 1 0 0 1 0 7 8 5 2 0 1 5 0 5 0 1 0 7 0 5 Ab s t r a c t Wi t h d e v e l o p me n t o f d o me s t i c l a r g e p i e c e t r a n s p o r t i n d u s t r y ，t o me e t t h e i n c r e a s i n g l y c o mp l e x t r a n s p o r t d e ma n d，S PMT h y d r a ul i c c on v e ya nc e v e h i c l e i s g r a d u a l l y i nt r o d uc e d t o t he d o me s t i c I a r g e pi e c e t r a ns po r t ma r ke t ． To d e t e r - mi n e t h e c a r g o w e i g h t d u r i n g l arg e p i e c e t r a n s p o r t a t i o n ，t h r o u g h S P MT b e a ri n g t e s t d a t a s t a t i s t i c s ，t h e n u me r i c a l a n a l y s i s t h e o r y i s a d o p t e d f o r a n a l y s i s a n d fi t t i n g o f t h e s t a t i s t i c a l d a t a ，i n o r d e r t o g e t t h e r e l a t i o n a l e x p r e s s i o n b e t w e e n t h e u n i a x i a l a v e r a g e l o a d i n g a n d b e a r i n g p r e s s u r e me a n v a l u e wi t h t h e S PMT h y d r a u l i c fi a t t r a i l e r a t s t a t i c s t a t e ．T o v e r i f y c o r r e c t ne s s a nd u t i l i t y o f t he e xp r e s s i o n，t he l o a dc e l l we i g hi ng e qui pme nt a n d c a l c u l a t i o n s o f t wa r e a r e us e d f o r we i g hi n g t e s t o f 2 0 0 0 一 t o n n a g e l a r g e p i e c e c a r g o e s ．Th e t e s t r e s u l t v e r i fi e s c o r r e c t n e s s o f r e s u l t s f r o m S P MT u n i a x i a l a v e r a g e l o a d i n g e qu at i on． Ke y wo r d s S P MT h y d r a u l i c fl a t t r a i l e r ；s u p p o r t t h e o ry ；w e i g h i n g c a l c u l a t i o n；t e s t v e rifi c a t i o n 随着大件物流技术 的发展 ，大件运输 作业 内 容也趋于多样化 ，使得大件物流不仅局 限于运输 ， 同时也对大件货物 的质量计算 等提出 了更高 的要 求。由于大件货物具有质量 大、外形 尺寸复杂等 特殊性 ，要 对其进行具体称 重几乎不 可能 ，而我 国目前 对大 件货物 的称重 计算 仅处 于摸索 阶段 ， 更多的是对其进行估算 。S P M T液压平板车因其能 实现整车原地 3 6 0 。 旋转 ，在极大限度地方便运输 、 提高道路弯道通过性 的 同时 ，也可 以根 据其载运 时的承载压力对货 物质量进行计算 ，从 而满足大 件设备称重的要求 。 1 S P MT液压平板车简介 自行式模块化平板车 S P M T主要 由不 同规 格的模 块组成 ，配置动力 头 P P U、电器 系统、控 制系统 、液压 系统等。P P U内置 柴油发动 机、液 压泵组 、油箱 、控 制面板等 部件 ，发动机带 动液 压泵 ，输 出液 压动力 ，驱动各 轮轴上 的液压马达 每个 驱动 轮可提供 6 0 k N的驱动力 使 车辆运 起重运输机械 2 0 1 5 5 行。同时 ，P P U也为平板 车的升降 、所 有轮轴转 向及整车控制等提供液压 动力 ，P P U及平板车组 合如图 1 所示 ，平板车基本尺寸参数见图 2 。 图 1 P P U及 S P M T平板车示意 图 图2 S P M T基本尺寸参数 一 1 07 为了运载宽体货物 ，可以将平板车横 向拼接 组成 4纵列 、6纵列、8纵列等 ，为 了运输超长货 物 ，平板车可以纵向拼接成不 同数量的轴线模块 ， 拼接的平板车越 多，载重量越大。各 独立平板车 间可 以通过连接各车控制 系统 实现联动操作 同 步 运 行 ，单 轮 轮 轴 可 以 独 立 旋 转 1 0 0 。 、 一 1 3 0 。 。各轮轴绕设定 的旋转 中心 转动对应 的角 度 ，可以使整车实现 3 6 0 。 原地旋转。 2 S P MT支撑原理 S P M T的称重作业是通过支撑系统实现 的，可 通过支撑系统液压缸的伸缩实现整车的升降。S P MT 平板车支撑油路每侧 由双管路组成 ，分别 为远端 前端供油和近端 后端供油。两侧设 4个独 立的支撑管路，每个管路在支撑点独立连接一个被 分割的支撑区域 图3 中的 、b 、C 、d 。若需要 将四点支撑区域设置为三点支撑 ，只需将图 3中2 个支撑区域串联。S P M T支撑 系统液压原理如图 3 所示 。 1 7 5 一 一1 7 3 7 7 7 7 一 ’ ● ● ● ● _ l 1 1 1 d 唾 强 壬 之 1 7 I { I ⋯气 7 0 ； 3 J 且 ’ d 日 1 1 1 1 D _ c b 3 ] 图3 S P MT平板车支撑系统液压原理 图 3所 示 为 四支 撑 区 域设 置 ，通 过 2 、3、 1 1 、1 7号 阀体 ，可 将平 板 车 整 体 分 为任 意 o 、 b 、C 、d 4个独立 的支撑 区域 ，每 个支撑 区域 由 独立的压力表 及压 力传 感 器检 测并 显示 其 支撑 压力 。在实 际 载重 运输 中，若 各支 撑点 载 重均 匀 ，则各 点压 力表 显示 的压力 相等 。可 由各支 撑点 的 压 力 平 均 值 计 算 S P MT所 承 载 设 备 的 质 量 。 3 S P MT单轴均载与均载压力的计算关系 根据 S P MT车 辆 厂 提供 的 技术 数 据⋯ 4 8 一 l 08 一 吨级 及车辆 运载 使用 中实 际载 荷 与该载 荷 下 的静态压力值 见表 1 ，可 统计得 到平 均压力 一 平均 轴载 曲线 图，见 图 4，通 过拟 合 可得 4 8 吨级 S P MT 实心 p o l y fi l l 填充 轮 胎 承 载 量 的 计算方法。 表 1 S P MT单轴平均载荷与静态 平均压 力统计 单轴载荷 平均压力 单轴载荷 平均压力 序号 序号 ／ t ／MPa ／t ／MPa 1 2 0 1 2 5 38 2 3． 4 2 2 5 1 5 ．2 6 40 2 4． 7 3 3 0 1 8 ．3 7 44 2 7． 2 4 3 6 2 2 ． 1 8 4 8 2 9 ． 7 6 0 5 0 藕4 0 蜉 3 O 0 y 1 ．5 8 1 1 ．0 2 0 7 r一 一 一 ． r ／ 0 5 l O 1 5 2 0 2 5 3 O 3 5 平均压力／ l i P a 图4 S P M T平均压力 一平均轴载关系曲线 根据以上数据及 近似 曲线关 系 ，通过数值 分 析理论 可拟合得 到单轴 均载计 算及大件货物总 质量计算公式 。 m 1 ． 5 8 p1 1 M r ／t n 一 M 2 式中m为单轴平均支撑质量 ，t ；M 为被载 运货物 的总质量 ，t ；M 为车辆 及附属 工装 的 自 重 ，t ； P为平均支撑压力 ，M P a ；n为平板车的总 轴线数。 4 单轴均载拟合计算公式验证试验 4 ． 1 试验验证及设备说明 本验证试验使 用专业称重设备对 大件货物精 确称重，同时使用 S P M T对其称重 ，通过对两种称 起重运输机械 2 0 1 5 5 重方法的结果对 比分析 ，可验证上述称 重公式 的 正确性及误差。 本次称重试验使用 l o a d c e l l 专业称重设 备及计 算软件进行 。称重设备包 括压载传感器 、质量计 算单元 、液压泵站 、支撑液压缸等。 本试 验 中待称重 货物 由 3 9个 支撑 脚对其 进 行 均匀 支撑 ，称重 作 业 过程 中，每个 支撑 脚 下 放 置一套压 载传 感器 对 此 支撑 腿 的 承载 进行 测 量 ，通过 l o a d c e l l 计算单元 可得 到每个 支撑脚 所 承载的质量 。最 终取 以上 3 9个 测量 值之 和为货 物 的 总 质 量 。单 支 撑 脚 称 重 设 备 布 置 如 图 5 所示。 图5 单支撑脚 架称重设备布置图 4 ． 2 l o a d c e l l 称重计算及设备质心确定 如图 6所 示 ，在 货 物 投 影 面设 定 一 个 坐 标 系 。图中黑 色 阴影 为货 物 支 撑脚 ，也是 l o a d c e l l 称重设备 压载传感器 放置点 ，坐标 中 为 支撑点坐标 ， 为该点测量所得质量。坐标原 点 可任意设置，为计算方便，设置角支撑点为坐标 原点。 图6 l o a d c e U称重设备称重及质心计算原理图 起重运输机械 2 0 1 5 5 货物 总质 量 M 1 1 1 2 ⋯ ∑ 3 货物质心 1 M1 1 2 1 ⋯ M 1 1 1 ⋯ ∑置 } d n 、 ， ∑M ， y 1 1 1 y 2 M2 1 ⋯ y n M l 1 1 ⋯ ∑ l一 5 n 、 一 ， ∑ i 1 4 ． 3 称重试验过程 本次称重试验重复进行 3次 ，最终结果取 3次 称重的平均值分析 ，试验步骤如下 1 使用 S P M T液压平板车对整个货物进行整 体顶升 ； 2 被称重货物全部质量 由 S P MT承载 设备 支撑脚离地后 ，待 S P M T支撑压力到达稳定状态 静态压力后 ，读取压力数据并取各数据均值 ， 根据上述单轴质量计算公式进行质量计算 ； 3 在货物每个支撑脚下放置压力传感器及辅 助设备 ； 4 S P MT平板车下降 ，使 3 9个压载传感器承 载货物所有质量 S P M T车板面与货物支撑架分 离 ； 5 通过顶升液压缸 顶升液压缸放置于压载 传感器下 进行调整使货物各支撑脚在 同一水平 面上 ； 6 读取 l o a d c e l l 各计算单元测量 的质量 ，并 计算得到整体货物质量。 4 ． 4试验 结 果分析 使用 l o a d c e l l 专业称重设备及 S P MT液压平板 车对设备分别进行 3次称重 ，最后取各 自的平均 值进行分析 ，试验数据见表 2和表 3 。 一 】 0 9 表 2 l o a d c e l l 称重设备 称重 结果t 支撑点 第 1次／ t 第 2次／ t 第 3 7 欠／ t 1 4 4． 95 43 ． 7 9 46． 3 2 2 46 ． 3 4 45 ． 2 2 51 ． 2 3 3 48 ． 46 50 ． 68 46． 6 8 4 54 ． 01 52 ． 56 4 8． 4 5 49． 3 48 ． 68 4 9． 9 9 6 49． 1 2 42 ． 42 5 O． 2 3 7 5 4． 3 8 5 4． 3 4 5 2． 8 9 8 4 5 ． 0 3 4 4 ． 0 6 5 0 ． 1 9 4 6． 6 2 45． 1 9 4 9． 3 4 1 0 4 6． 7 2 45． 4 8 5 0． 43 t 1 1 5 4． 3 3 58． 29 5 2．1 6 1 2 5 4 ． 3 6 5 4 ． 8 4 4 8 ． 2 3 1 3 5 4 ． 6 7 5 6 ． 2 2 4 9 ． 3 5 1 4 41 ． 9 3 3 8．1 5 41 ． 28 1 5 5 0． 4 7 5 0． 0 4 4 7．1 8 1 6 5 0． 3 2 5 0．1 8 5 0． 99 1 7 4 9 ． 7 3 5 0 ． 5 7 4 9 ． 6 6 1 8 53 ． 35 5 4． 8 3 50 ． 96 1 9 56 ． 53 5 7． 2 4 45． 97 2 0 58 ． 43 4 4． 61 5 O． 1 2 续表2 支撑点 第 1 7 欠／ t 第 2 O ／ t 第 3次／ t 21 42 ． 49 41 ． 41 4 2． 4 7 2 2 4 9 ． 2 3 5 5 ． 0 4 5 1 ． 8 8 23 4 9． 5 5 49． 95 5 0． 5 6 2 4 4 9．1 3 48． 5 49 ． 5 2 25 4 9． 2 7 48． 8 7 49 ． 2 7 26 4 9． 2 7 48． 6 3 48 ． 78 2 7 2 6． 6 2 8． 3 3 26 ． 28 2 8 4 1 ． 2 3 3 9 ． 6 4 4 0 ． 3 7 2 9 41 ． 7 4 38 ． 61 40 ． 68 3 0 51 ． 03 51 ． 81 51． 09 31 5 2． 6 2 5 3． 3 4 5O ． 09 3 2 5 0． 5 9 5 0． 7 9 48 ． 66 3 3 2 7． 9 2 7． 6 4 29 ．3 2 3 4 41 ． 33 4 0． 3 6 3 9． 79 3 5 43 ． 92 4 2． 3 6 43． 5 5 3 6 43 ． 22 41 ． 2 5 40． 5 3 3 7 41 ． 71 39 ． 81 40．1 2 38 44 ．2 5 40 ．1 8 4 0． 0 8 3 9 2 4 ．5 6 26 ．8 1 2 6． 5 5 求和 1 8 2 8 ． 6 9 1 8 0 0 ． 7 2 1 7 9 1 ． 1 表 3 S P MT液压 平板 车称重结果 支撑点压力 a ／ MP a 6 ／ MP a c ／ MP a d ／ M P a 压力求和／ MP a 均值／ M P a 计算 质量／ t 第 1 次 1 1 ． 4 1 1 ． 4 1 4 ． 5 1 5 ． 3 5 2 ． 6 1 3 ． 1 5 1 8 2 0 第 2次 1 2 ． 1 1 1 ． 7 1 4 ． 9 1 4 ． 3 5 3 ． 0 1 3 ． 2 5 1 8 3 6 第 3 次 1 3 ． 0 l 1 ． 6 1 3 ． 9 1 4 ． 1 5 2 ． 6 1 3 ． 1 5 1 8 2 0 求和 5 4 7 6 均值 1 8 2 5 ． 3 3 通过上 述数据可得 l o a d e e l l 称重结果均值为 1 8 2 8 ． 6 91 7 9 1 ． 11 8 0 0 ． 7 2 ／ 31 8 0 6 ． 8 4 t ； S P M T称重结果 均值 为 1 8 2 01 8 3 61 8 2 0 ／ 3 1 8 2 5 t ，2种检测方法的误差 ， 二 墨 鱼 1 0 0 ％ 1 ％ d 1 8 06 ． 8 4 ‘ ⋯ 通过 以上误差分析可知误差范 围在 5 ％之 内， S P MT液压板单轴均载与平均压力拟合计算关系合 理可行。 一 1 1 0 5 结语 根据 S P MT作业中平均压力和单轴均载数据统 计分析并拟合得到 S P MT运载过程中单轴载荷 的计 算公式 ，在 总轴线数量确定 的情况下 ，可计 算载 重货物总质量。对计算公式通过专业称重设备进 行称重验证 ，其误差在允许范 围之内，验证 S P M T 单轴载重计算公式是合理可用 的，对 大件货物称 重具有重要 的指导意义。 起重运输机械 2 0 1 5 5 焊接工艺对轮胎式集装箱门式起重机 轨道疲劳寿命 的影 响 张华军 陆汉忠 赵德龙 朱平 王达 1上海振华重工集团股份有限公 司 2 0 0 1 2 5 2上海海工装备 高效智能焊接技术研究 中心2 0 0 1 2 5 摘要针对轮胎式集装箱门式起重机焊接式轨道在运行过程中极易产生疲劳开裂的问题 ，本文主要研究 并提出了一系列工艺改进措施来改善轨道焊接接头的抗疲劳性能。与传统工艺相 比，本研究主要考虑了焊脚尺 寸与焊接位置对轨道焊接接头抗疲劳性能的影响。通过对 比试验结果与模拟计算分析可以发现，增大上焊脚尺 寸能显著提高轨道焊接接头的抗疲劳性能，而改变焊接位置对轨道焊接接头的抗疲劳性能影响不大。 关键词 轨道；疲劳 ；焊接工艺；焊脚尺寸；焊接位置 中图分类号 U 6 5 3 ． 9 2 1 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 1 ～ 0 7 8 5 2 0 1 5 0 5 0 l 1 1 0 4 Ab s t r a c t F o r t h e p r o b l e m t h a t t h e w e l d e d t r a c k o f t h e y a m c r a n e i s p r o n e t o f a t i g u e c r a c k i n g d u ri n g r u n n i n g ，t h e p a p e r ma i n l y s t u d i e s a n d p r o p o s e s a s e ria l o f t e c h n o l o g y i mp r o v e me n t me a s u r e s t o p e rf e c t t h e a n ti - f a t i gu e p e rf o r ma n c e o f t h e t r a c k w e l d i n g j o i n t ．C o m p a r e d t o t r a d i t i o n al t e c h n o l o g y ，t h e s t u d y f o c u s e s o n t h e e f f e c t o f t h e l e g s i z e a n d w e l d i n g p o s i t i o n o n a n t i f a t i gue p e r f o r m a n c e o f t h e w e l d i n g j o i n t ．C o m p a r e d the t e s t r e s u l t w i t h t h e s i mu l a t e d r e s u l t ， i t ’ S f o u n d t h a t i n c r e a s i n g t h e s i z e o f t h e u p p e r l e g c a ll s i g n i f i c a n t l y i mp r o v e a n t i f a t i g u e p e rf o r ma n c e，w h i l e c h a n g i n g t h e w e l d i n g p o s i t i o n h a s l i t - t i e e f f e c t ． ． Ke y wo r d s t r a c k；f a t i g u e；w e l d i n g p r o c e s s ；we l d i n g f o o t s i z e；we l d i n g p o s i t i o n 随着 钢结构在各行各业 中的广泛应用 ，疲劳 破坏 已经成为钢结构极 为常见的失效形式 。据不 完全统计 ，在钢结构失效 的案例 中有一半 以上是 由疲劳破 坏引起 的。而在追求钢结构轻量 化的过 程中，高强钢 的大量使 用更加剧 了钢结构 疲劳破 坏的潜在风险 叫J 。 近年来 ，轮胎式集装箱 门式起重 机 以下简 称场桥在运行 过程 中，焊接式轨道频 繁 出现角 焊缝疲劳开裂 的现象。焊接式轨道 的频繁 开裂严 重影响产品 的稳定 、可靠运行 ，制约着产 品质量 的提升。对 于焊接结构产 品，影响疲劳 开裂 的因 素很多 ，如材料种类 、结构 形式及 刚度、焊接 工 艺 、焊后焊缝表 面处 理以及载荷状态 等。本文 主 要针对起重机行业 中焊接式轨道频繁出现疲 劳开 裂的现象 ，从焊接工艺角度研究焊 角尺寸与焊接 位置对焊接接头 的抗疲劳性能 的影 响。为最终实 现场桥轨道 的可靠运行提供技术支持 ，从而 降低 生产、维护成本 ，提高经济效益 。 1 焊接试验 1 ． 1 试验材料及条件 在场桥产品中焊接式轨道有两种结构形式 ，一 种是有衬垫板，一种无衬垫板。本文对无衬垫结构 进行研究 ，如图 1所示。轨道焊接为轨道与承轨梁 参考 文献 [ 1 ]S c h e u e r l e ． S P M T o p e r a t i n g i n s t ruc t i o n[ Z ] ． G e r ma n y ． [ 2]李 庆 扬 ．数 值 分 析 [ M] ． 北 京清 华 大 学 出 版 社 ，2 0 0 8 ． [ 3 ]樊巍巍 ．中国外运大件物流有限公司 S P MT操作使用 手 册 [ z ] ． 济南 ，2 0 1 4 ． 起重运输机械 2 0 1 5 5 作 者 樊巍 巍 地 址 山东 省济 南市 经十西 路 1 1 8 8 9号 中国外运 大件 物流有限公司 邮 编 2 5 0 3 0 6 收稿 E t 期 2 0 1 40 9 2 9