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                  防爆切管機的金屬疲勞現象對管道切割作業的影響

                  防爆切管機是利用機械冷切割原理對管道進行低速、低溫、無火花切割作業。主要應用領域為天然氣、石油、煤氣、礦井等管道搶維修的管道運行維護工作??梢詫艿狼懈钭鳂I的同時進行管道坡口作業。防爆切管機具有很寬的管道切割范圍 DN200-DN3000mm,而切割不同管徑的管道只需更換鏈條即可,幾乎沒有成本壓力。

                  防爆切管機在切割管道時,防爆切管機的液壓馬達從液壓泵站的壓力油獲得動能開始旋轉,帶動切管機內部齒輪做爬行和驅動銑刀轉動并切割管道。在切管機空載過程中,機內齒輪、同軸傘齒輪組及蝸桿蝸輪的運動的碰撞及磨損可忽略不計。在防爆切管機開始進行管道切割作業時,由于銑刀對管道縱向剖切引起的震動,以及齒輪在傳遞力矩時的周期性變化會造成切管機內部齒輪、齒輪組以及蝸輪、蝸桿的金屬疲勞現象。

                  所謂的金屬疲勞(英文詞條名:fatigue of metal)是指一種在交變應力作用下,金屬材料發生破壞的現象。機械零件在交變壓力作用下,經過一段時間后,在局部高應力區形成微小裂紋,再由微小裂紋逐漸擴展以致斷裂。

                  疲勞破壞具有在時間上的突發性,在位置上的局部性及對環境和缺陷的敏感性等特點,故疲勞破壞常不易被及時發現且易于造成事故。應力幅值、平均應力大小和循環次數是影響金屬疲勞的三個主要因素。

                  防爆切管機的變動載荷和循環應力主要體現在管道切割過程中銑刀切割管道引起的周期性或非周期性震動、液壓泵站動力源周期性脈沖沖擊、齒輪及齒輪組間不均衡受力等。

                  變動載荷是指載荷的大小、方向隨時間變化的載荷,其單位面積上的平均值為變動應力。變動應力可分為周期變動應力(也稱循環應力)和無規則隨機變動應力。在防爆切管機進行管道切割正常作業時,其變動應力多為循環應力。

                  循環應力的波形的正弦波、矩形波和三角波等。表征應力循環特征的參量如下:

                  1.最大循環應力δmax,最小循環應力δmin

                  2.平均應力:δm=(δmax+δmin)/2

                  3.應力幅或應力范圍:δa=(δmax-δmin)/2

                  4.應力比:r=δmin/δmax

                  防爆切管機的齒輪及齒輪組等部件在變動應力和應變長期作用下由于積累損傷而引起的斷裂現象稱為疲勞。切管機疲勞的破壞過程是切管機零件內部薄弱區域的組織在變動應力作用下,逐漸發生變化和損傷累積、開裂,當裂紋擴展達到一定程度后發生突然斷裂的過程,是一個從局部區域開始的損傷累積,最終引起整體破壞的過程。

                  因此,防爆切管機在進行管道切割和管道坡口作業一段時間后,要進行設備的日常檢查和日常維護保養工作。保養工作不僅要包括防爆切管機的潤滑油加注、刀片換裝、除銹防塵以及清理切屑等工作,還要以一年為周期定期對切管機的機箱進行檢查以及定期對齒輪組拆卸、觀察零部件的磨損及是否有裂紋產生現象。

                  定期的檢查制度對預防切管機內部齒輪疲勞現象有明顯的遏制作用。對出現裂紋和磨損嚴重的部件進行更換,可以有效地避免由于其中一個部件損壞而造成其它正常部件的非正常更換,用以減少損失,降低人工成本和增加企業效益。

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