针对铸造起重机服役过程中金属结构安全性问题,提出从疲劳破坏的角度分析其裂纹扩展情况。以铸造起重机金属结构为研究对象,调研分析铸造起重机的工艺流程,结合金属结构理论和雨流计数法,得到一年内主梁危险点的两参数二维应力谱,根据线弹性断裂力学,应用Paris公式对裂纹扩展情况进行预测,根据疲劳裂纹扩展尺寸进行预测相对应的疲劳剩余寿命。以此为基础,通过Msc.Fatigue仿真软件模拟裂纹扩展增长趋势,从而预测焊接箱形梁结构的疲劳剩余寿命。以100/40t-28.5m四梁偏轨铸造起重机焊接箱形梁结构为例,其理论计算结果与仿真结果的相对误差为1.44%。结果表明通过理论与仿真相结合的方式可较为准确的分析疲劳裂纹扩展情形,确保了疲劳剩余寿命计算结果的精确性。

针对鞍钢股份有限公司炼钢总厂330/80 t铸造起重机安全制动器经常出现误动作影响正常生产、电网突然断电时安全制动器对起重机机械传动部件产生较大冲击的问题,优化了安全制动器的控制程序及液压机构,解决了上述问题,为起重机稳定运行提供了保障。

针对某炼钢厂连铸车间铸造起重机主梁主腹板和横隔板的焊接部位出现的开裂现象，对主梁上盖板、腹板与隔板连接的主焊缝进行超声波无损探伤检测裂纹形态与分布情况，根据起重机实际工作条件和出现裂纹部位的受力状况，结合对危险部位的应力水平以动态应力的现场测试分析结构的力学性能和裂纹产生的原因，分析表明腹板产生裂纹部位抗疲劳强度不足。依据铸造起重机在一个工作循环下的应力信号，应用名义应立法结合Miner线性损伤累计理论计算铸测点部位的疲劳寿命，通过对危险部位疲劳寿命相对准确的估算，为设备的日常维护提供参考。

铸造起重机金属结构的疲劳裂纹源主要位于构造形状突变区域的焊趾部位,裂纹从焊趾处萌生并扩展,因此必须引入局部应力概念对其进行疲劳评定。针对某在役铸造起重机金属结构,分别采用基于中值主S-N曲线的等效结构应力法和基于等效结构应力强度因子的断裂力学法,估算了端梁结构4条主焊缝危险点的疲劳寿命。结合铸造起重机实测裂纹数据进行了反推计算,获得了等效结构应力法的适用S-N曲线和断裂力学法的适用初始裂纹表面长度。研究表明,常规参数的等效结构应力法和断裂力学法是一般焊接结构疲劳评定的有效方法,但针对焊缝质量有特殊要求的重要焊接结构,必须采用合理的参数才能获得较准确的估算结果。

通过对铸造起重机副起升机构的升级改造，不仅满足了现场生产工艺的需求，大大减少了配合检修时间，而且通过额定起重量的增加，使起重机在安全的范围内正常运行。