机械设备服务介绍

起重机作为工业领域的“搬运核心”，广泛服务于港口、电厂、冶金等场景，但其长期运行中的振动与冲击会逐步累积结构损伤——比如主梁共振可能引发裂纹，吊钩急停的冲击载荷会加速钢丝绳老化。因此，振动与冲击测试是起重机出厂验收、定期维保的关键环节，旨在通过量化数据识别潜在风险，确保设备动态工况下的稳定性。本文将系统拆解起重机振动与冲击测试的核心项目，并明确各环节的技术要求，为测试实践提供可落地的参考。

结构振动响应测试：识别整体动态特性

结构振动响应是评估起重机整体刚度与共振风险的基础，重点检测主梁、端梁、支腿等核心承载结构的振动参数。测试时需在关键部位（如主梁跨中、端梁与主梁连接点、支腿顶部）粘贴加速度传感器，传感器需与结构刚性粘结（通常用502胶水或磁座），避免松动引入虚假信号。

技术要求上，传感器的频率范围需覆盖起重机典型工作频率（0.1-500Hz），采样率不低于1000Hz（满足Nyquist定理，防止频率混叠）。测试工况需包含空载、额定载荷、1.1倍额定载荷及偏载（载荷位于主梁一侧1/3跨度处），模拟实际使用中的极端场景。

数据处理通过FFT分析得到固有频率、阻尼比和振型：固有频率需与设计值偏差≤5%（偏差过大说明结构刚度不足）；阻尼比控制在0.01-0.05（过小易共振，过大则能量消耗异常）。测试中需规避外界干扰（如工厂其他设备的振动），可选择深夜或隔离区域进行。

此外，振型测试需标记传感器位置与结构坐标，确保振型曲线与设计模型一致——若主梁振型出现“侧弯”，需检查主梁的侧向刚度是否符合要求。

关键部件冲击载荷测试：聚焦易损件受力

吊钩、钢丝绳、减速器、车轮是起重机的“易损点”，其冲击载荷直接关系到安全。测试时，吊钩与钢丝绳的冲击用吊钩组的力传感器测量，减速器与车轮的冲击用应变片粘贴在输出轴或轮轴上检测。

技术要求方面，力传感器精度需达±0.1%FS（满量程），频率响应≥2kHz（捕捉瞬间冲击信号）；应变片需选高温型（适应减速器工作温度），粘贴前需打磨、除油，确保粘结强度。

测试工况模拟实际冲击场景：起升机构突然制动（载荷从1m/s急停）、小车紧急停止（速度30m/min急停）、大车过轨道接缝（模拟不平轨道的冲击）。根据GB/T 3811-2008《起重机设计规范》，冲击载荷峰值不得超过额定载荷的1.5倍——若超过，需优化制动系统或增强部件强度。

测试前需预加载（额定载荷的50%）消除初始间隙，测试后检查部件塑性变形：吊钩开口度变化超过10%、钢丝绳断丝率超过5%需报废。

动态刚度验证：评估载荷下的变形控制

动态刚度是起重机在动态载荷下抵抗变形的能力，区别于静态刚度，更贴近实际运行状态。测试用激光位移传感器安装在主梁跨中下方，测量载荷起升、运行时的挠度变化。

技术要求上，测试载荷含额定载荷与1.1倍额定载荷，起升速度取设计值的1.2倍（模拟满载快速起升），小车运行速度取设计值的1.1倍（模拟快速移动）。根据JB/T 1306-2018《通用桥式起重机》，主梁跨中动态挠度≤跨度的1/700（如30m跨度的起重机，挠度≤42.86mm）。

测试中需同步记录载荷重量、起升高度、小车位置，确保数据与工况对应。若动态挠度超限，需检查主梁上拱度（应为跨度的1/1000-1/1500）或增加主梁截面惯性矩。

动态刚度测试需重复3次取平均值，单次偏差≤5%——若偏差过大，需检查传感器安装是否松动或轨道是否平整。

运行机构振动检测：保障行走稳定性

运行机构（大车、小车）的振动会导致车轮磨损、轨道损伤，甚至整车偏移。测试用便携式振动分析仪，传感器安装在车轮轴端或减速器外壳，检测振动加速度与速度。

技术要求参考JB/T 5000.1-2007《重型机械通用技术条件》：大车振动加速度≤4.5m/s²，小车≤6.3m/s²；振动速度≤2.8mm/s（大车）、3.5mm/s（小车）。若超限，需检查车轮圆度（≤0.1mm）、轨道不平度（接缝高差≤1mm，每米水平偏差≤0.5mm）。

测试工况包含空载、额定载荷、曲线运行（门式起重机），曲线运行时需测车轮与轨道侧隙（≤5mm），避免啃轨加剧振动。

测试前需清理轨道杂物（铁屑、油污），防止杂物引发额外振动——轨道清洁度直接影响测试数据的准确性。

防风抗滑装置冲击性能测试：应对极端工况

防风抗滑装置（夹轨器、锚定装置、防风拉索）是露天起重机的“安全屏障”，需承受阵风或滑行的冲击。测试时，夹轨器的冲击用模拟大车滑行（速度5m/min）的制动力测量，锚定装置用拉力传感器测锚定力。

技术要求根据GB/T 3811-2008：防风装置冲击承载力≥额定承载力的1.2倍；夹轨器制动距离≤0.5m（大车速度10m/min）；锚定力≥起重机自重与额定载荷之和的1.1倍。

测试工况模拟极端风速（10级风，风速25m/s）的水平推力，或大车在1%坡度上的滑行。测试时用风速仪实时监测，确保工况准确。

测试后检查装置磨损：夹轨器夹板磨损超过10mm、锚定销变形超过2mm需更换——磨损会降低装置的冲击承载能力。

金属结构疲劳振动模拟：预测使用寿命

疲劳破坏是起重机失效的主要原因，疲劳振动模拟通过振动台施加循环载荷，模拟实际疲劳过程。测试样品为主梁焊缝试样或整段端梁，安装在振动台上。

技术要求：循环次数≥10^6次（模拟10年使用寿命），载荷幅值为额定载荷的0.5-1倍（覆盖轻载到满载），振动频率为结构固有频率的0.8-1.2倍（加速疲劳）。

测试中实时监测应变与温度：应变变化超过5%需暂停检查裂纹；温度超过60℃需冷却，避免热疲劳影响结果。测试后用超声波探伤仪检查焊缝内部裂纹，或渗透探伤检查表面裂纹。

疲劳载荷谱需根据起重机实际使用制定：港口起重机的载荷谱含频繁起升下降，钢厂起重机含频繁偏载——贴合实际的载荷谱才能准确预测寿命。

控制系统振动干扰测试：确保电气稳定性

控制系统（PLC、变频器、传感器、接线端子）的抗振性直接影响操作精度。测试时将部件安装在振动台，施加X、Y、Z三个轴向的振动。

技术要求参考GB/T 2423.10-2019：振动频率10-500Hz，加速度5m/s²，每个轴向测试2小时。测试中监测电压波动（±10%额定电压）、信号传输误差（≤2%）、部件松动（接线端子无脱落）。

测试工况模拟实际振动环境：大车运行的垂直振动（Z轴）、小车运行的水平振动（X轴）、起升制动的纵向振动（Y轴）。若出现信号丢失、变频器报警，需优化固定方式（加防震垫）或选抗振等级更高的部件。

测试需在部件通电运行状态下进行，模拟实际工作场景；测试后检查绝缘电阻（≥10MΩ），避免振动导致绝缘失效——绝缘问题可能引发电气火灾。