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，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。