QTZ125塔机顶升液压油缸活塞断裂分析解读

第一篇：QTZ125塔机顶升液压油缸活塞断裂分析解读

QTZ125塔机顶升液压油缸活塞断裂分析

塔式起重机作为一种重要的建筑施工垂直运输设备，其设计、制造质量及使用过程中的安全管理一直都备受重视，形成了较为完善的管理和技术体系，在防止塔机安全事故方面起到了很好的作用。然而，一些罕见的故障和隐患的出现，暴露出一些问题，甚至有一些是重大事故苗头，应该引起我们高度重视，在设计、制造及使用管理方面采取措施，防范事故发生。下面就是一起罕见的塔机顶升液压油缸活塞断裂的实例，本文对这一实例进行分析，并提出了改进措施。

１ 实例概况

2004年8月，深圳某工地的QTZ125塔机在顶升加节过程中，顶升液压系统活塞杆根部（如图１）突然发生断裂，所幸发现较早，顶升高度较小（标准节与回转支座脱开约20cm），且操作人员及时采取了有效措施，避免了一起重大安全事故。

２ 断裂原因分析

该顶升液压系统在正常工作时，由于顶升油缸上下均为铰接连接（如图１），故活塞所受的一直是轴向力（无弯矩），如果不考虑活塞收缩时自身及下部横梁重量的影响，该活塞在工作过程中一直受到轴向的压力，应该说，活塞杆工作时的正常受力状况是很难发生断裂的。

经了解，该油缸自95年随机购入后只作顶升该塔机专用，没有用作其他用途或在其他塔机上使用过，在装拆、装卸、运输及保管过程中一直是按照技术要求进行的，没有受到过非正常的损伤。现场检查发现，该油缸保养良好，未见人为损伤。因此，非正常使用或保管不善造成活塞杆损伤而导致断裂的可能性也很小。经过对该活塞的剖割观察，我们发现：

(1)整个活塞由上部活塞杆与活塞杆底座及中间连接轴三部分构成（如图２），断裂部位正好发生在中间连接轴与管状活塞杆管壁较薄、应力集中较大的两部分结合部。

(2)从断裂处上下各切割约3cm2的中间连接轴均不能和管状活塞杆脱离，也未见丝扣，说明上部管状活塞杆和中间连接轴不是螺纹连接。

(3)断裂面内侧端面（宽度约2mm）光滑平整，且有机加工（车床切削）痕迹。

(4)断裂面有焊接所形成的气孔，并伴有残余焊渣。

(5)断裂部位外侧形成内陷面，而内侧平整，说明断裂面材质不密实。

因无法联系塔机或油缸的生产厂家，未能索取细部图纸和咨询加工工艺，只能据上述现象推测该活塞制造工艺为：先将上部活塞杆与中间连接轴焊接相连（由机加工预留塞焊槽），后进行机加工及热处理。从现象(4)可见，焊接质量明显不符合要求是该活塞杆断裂的主要原因，但如果设计更合理一些，将能有效减少焊接质量的影响，提高安全本质化程度。3 改进措施建议

在施工实践中，塔机顶升液压系统活塞发生断裂是极为罕见的，作为塔机最重要的部件之一，顶升液压系统各零部件的质量关系到人员和财产的安全，无论是设计、制造缺陷还是使用维修保养不当，均有可能给人民的生命财产造成巨大的损失，笔者认为，本案例至少给予我们三点启示：

(1)应改进顶升液压系统活塞杆的设计、加工工艺。笔者以为，单纯的塞焊（且在薄壁、应力集中处）并不可取，如果在内螺纹联接的基础上再塞焊、后上机床加工及热处理效果会更好。

(2)重视加工质量和检验程序。从本案例看，应该说顶升液压系统活塞杆的塞焊质量存在明显的缺陷，却能检验出厂并投入使用，如果发生重大事故，生产厂家肯定难辞其咎。

(3)使用单位对设备的关键和重要部位，要高度重视，认真进行检查保养，即使是以前从未发生过事故的部位或技术规范及使用说明书未作出要求的部位，也不能忽视。