爬升平臺套架的制造工藝和改進探討

摘要：爬升平臺是三峽大壩施工中從國外引進的用于輸送皮帶機抬高的設備，可以實現(xiàn)水泥等物料連續(xù)輸送改變了原傳統(tǒng)方法，平臺套架是爬升平臺主要部件由于設備是鋼結構、尺寸大同時采用了銷軸和法蘭連接，制造時減少焊接變形和裝配時調(diào)正誤差是關鍵，采取了減少焊接變形和誤差調(diào)正的措施，保證了設備使用性能。為了更好地提高其精度提出改進設想進行探討。

關鍵詞：制造要求高、減少焊接變形、調(diào)正誤差、

1.概述：

爬升平臺最早是在建造三峽大壩時使用的（由國外引進），它的主要用途是由多個爬升平臺組成了一條皮帶機抬高線，通過爬升平臺的抬高把皮帶輸送機直接送到相應的高度的工位上進行水泥料的連續(xù)輸送從而實現(xiàn)澆灌水泥，它改變了原來傳統(tǒng)的水泥通過攪拌后先裝入容器中再由設在大壩上各層的吊機分級吊到工位上進行水泥的澆灌。采用爬升平臺后它可以成十幾倍的提高水泥的輸送的量，大大的提高了工效。同時也保證了水泥澆灌的質(zhì)量。

爬升平臺的是由支架和平臺套架加上皮帶機支撐裝置組成，平臺套架是通過滑槽與支架上的滑軌配合滑動，過程是平臺套架固定（滑軌上固定孔和平臺上的孔通過銷軸）、油罐頂升（平臺套架取出固定銷軸在滑軌中浮動）、再固定一步的使平臺套架沿著滑軌上升或下降。

由于爬升平臺在實際使用上效果很好，使現(xiàn)場作業(yè)攪拌后水泥物料輸送工效大幅度提高，值得推廣。筆者單位制造平臺套架等，支架由其他廠進行制造。我們在制造中缺少相關資料，精度要求高，因此對于我們來說是難度比較大，但關鍵是解決焊接變形和誤差調(diào)正及消除焊接應力等。

2.爬升平臺的制造要求和難點：

2.1.爬升平臺套架尺寸大、尺寸精度高如圖一所示，平臺套架的尺寸如上下平臺尺寸為7200X6000X1000mm，兩平臺之間的距離為6600mm。向上爬升是沿著四個滑槽與支架上滑軌配合進行爬升的，所以要求上平臺四個滑槽（滑槽一至四）與下平臺的四個滑槽（滑槽五至八）位置有精度要求，懸掛裝置與滑槽也有相對位置精度要求。 拉桿與上、下平臺的耳板連接也靠銷軸，銷軸與孔的配合為過渡配合。而且相關位置尺寸多且要求高，如拉桿是將上、下平臺連接成整體共有八支拉桿（每個面兩支）十六個連接點它們相互都有位置要求，而且還關系到各滑槽的位置精度等。加上是焊接結構、尺寸大難以整體加工。只能另件加工完工進行組裝。

2.2.整個焊接質(zhì)量要求高，爬升平臺套架按類似起重機焊接質(zhì)量要求，關鍵焊縫要達到一級焊縫。大部分是二級焊縫。一類焊縫應達到GB/T11345 BⅠ級要求及《DL/T946-2005》附錄B關于一類焊縫的要求100%無損探傷。二類焊縫應達到GB/T11345 BⅡ級要求及《DL/T946-2005》附錄B關于二類焊縫的要求20%無損探傷。

2.3.爬升平臺的套架的材料為Q345B，厚度大部分為16-30mm左右，焊縫形式也大部分采用全焊透結構相對來說焊接填充量大比較容易產(chǎn)生變形，但整個結構的布置基本是對稱的。

因此要保證整體的精度和保證焊接質(zhì)量，采取有效措施減少焊接變形和產(chǎn)生誤差合理調(diào)正是整個制造關鍵。

3.制作工藝采取的措施：

3.1.為了保證精度工藝制定是盡量對可以整體加工就整體加工，整個加工的工藝先將加工部分放出適當余量，但給出配合尺寸如孔縮小單邊2.5-5mm，并給出配合尺寸主要工藝用定位銷的配合預先切削加工，再用采用工藝銷軸定位，定位點焊，組裝中盡量減少焊縫的間隙因為間隙是造成焊接收縮的主要原因之一，定位焊后進行斷續(xù)焊加固，另點焊防變形的焊接工藝用支撐，焊接采用分段跳焊以減少變形。焊完后過24小時進行超聲波無損探傷UT，探傷合格后拆除點焊的防變形支撐，釋放應力讓工件變形，再用振動機械除應力，使用設備為全自動振動消除應力機型號RSR2000G（振動消除應力：施加于工件上振動能量使晶格組織重新排列從而消除應力也穩(wěn)定了沒有變形的部分）消除了焊接產(chǎn)生的應力和變形，然后進行切削加工。采用這樣的工藝上保證了另件精度。采用這種方法加工的有懸掛裝置，頂升裝置等。

3.2.對不能進行整體加工部件，如拉桿因為長度比較長，則采用制作專門的工藝銷將原來要求配合間隙減少基本是過盈配合，先切削加工拉桿耳板的孔并提高其公差等級，這樣做有利于它和工藝銷配合過盈配合。用定位工裝進行點焊，焊接前再點焊防變形的支撐，焊完后用振動除應力設備消除應力。后拆除防變形支撐。注用此辦法只焊接一頭耳板，另一頭只是點焊作為總裝時調(diào)正位置，采用這種方法效果也能基本保證精度。

3.3.對于整個上平臺或下平臺的分段制作，平臺平面度小于2mm，放樣用地模為基準進行組裝。

3.3.1.要求全焊透對接的焊縫（鋼板厚度不超16mm）。盡可能采用埋弧自動焊，焊條為H08MnA，采用無坡口正面焊完后反面用碳弧氣刨清根打磨后焊接為保證焊透，如面板拼接等焊縫。

手工弧焊接采用CO2半自動氣體保護焊，焊絲為H08Mn2SiA。要求全焊透的采用不對稱K型坡口角度為40度，正面打底焊二層反面用碳弧氣刨清根打磨后再焊接，如耳板與內(nèi)部筋板焊接。上下面板角焊采用的焊接坡口為單面40度±2度，間隙為0-1mm，純邊為0。坡口采用刨邊機加工，這樣能保證尺寸，減少了加工上誤差，保證了坡口質(zhì)量也相對減少了焊接填充量。

3.3.2.為了減少焊接變形，根據(jù)實際情況定位焊后繼續(xù)用斷續(xù)焊30mm長，間隔100mm進行整個加固。先焊內(nèi)部的筋板采用對稱分段跳焊進行焊接減少熱量，并在進行臨時支撐加固。焊完內(nèi)部焊縫后蓋上面板使其成為整體增加剛性。

在焊外部焊縫前，盡可能利用地?；蚱渌M行固定如大尺寸的工字鋼等臨時點焊。焊接時采用合理的順序對單條焊縫來說是從中間開始分段間斷焊辦法（它是減少彎曲變形的有效方法），對整體箱說焊接順序交差對稱焊。

3.4.上平臺或下平臺的組焊

平臺部件完成焊接后，拆去臨時防變形支撐，進行振動除應力。用地模進行上平臺或下平臺的找正拼接點焊各連接法蘭，焊接各焊接法蘭。但平臺的滑槽部分不進行組裝因滑槽與懸掛裝置有位置要求和上、下平臺各滑槽位置也有要求，所以要在整體拼裝時進行。

整體拼裝：

3.4.1.放樣制作地模以上平臺為準，以地模上放樣的制作四個滑槽的胎具。將上平臺放在地模上找正位置，然后以安裝懸掛裝置有關的耳板與滑槽胎具進行再找正因懸掛裝置與滑槽有位置要求。并進行適當調(diào)正因還是存在焊接變形和誤差，同時找正上平臺水平并支撐點再配適當?shù)穆菪Ы镯斒箍煽俊?/p>

3.4.2.將下平臺放在上平臺上架空200mm用螺旋千斤頂支撐，以上平臺的水平測量點的位置同樣位置測量下平臺水平（因為平臺的整體平面度只能做2mm左右還是有誤差），以上平臺連接拉桿耳板找正下平臺各耳板位置（雖然通過各措施減少焊接變形還是有變形加上各種拼裝定位復雜精度也不高所以存在積累誤差）需要調(diào)正到合理位置（即使誤差相對均勻）。用滑槽胎具點裝上、下平臺的滑槽。

3.4.3.將下平臺吊出，按圖安裝拉桿（拉桿已焊接完這頭安裝在下平臺上）把下平臺吊起6600mm圖示位置初步就位，更換滑槽胎具將滑槽胎具用一件用大于8m的H型鋼使其與地模上滑槽位置一致并垂直于上平臺。以其為準調(diào)正下平臺已點焊滑槽，同時用相應的水平測點調(diào)正下平臺的水平并使其固定可靠，再測量其他各槽的位置（共四個槽），需要可進行些調(diào)正，但實際操作中只要將用8米胎槽位置正確后，其他槽位置就不需要進行調(diào)正。這次調(diào)正是保證在上、下平臺初次調(diào)正即上述2）步的位置正確。用工藝銷定位拉桿的耳板進行點焊，焊接并加固滑槽原先點焊，焊接。 3.4.4.對拉桿和耳板進行編號（使其對應），拆除完成。

整個平臺套架完工，現(xiàn)場只要能安編號進行組裝，過程是順利的并滿足使用要求。說明了制造上采取的各種措施是有效。

4.存在的問題和改進探討

4.1.存在問題：

4.1.1.采用了許多措施來減少焊接變形，變形相對減少但不能做到無變形，加上各耳板定位困難各拉桿互相位置要求復雜，而且關聯(lián)，拼裝中只能用圖示位置或進行CAD放樣圖位置測量指導拼裝，實際就位的精度不高，需要實配拉桿即拉桿的固定耳板一頭焊接，另一頭只點焊在總裝時實配。做不到上、下平臺的連接要求即各拉桿可以互換。

4.2.設想：

4.2.1.為了進一步解決拉桿的與連接耳板定位精度不高問題，設想以一面的拉桿做為一個單元制作專門的定位工裝進行定位，即一個斜拉桿一個直拉桿連接為一單元，將其距離從圖示6600mm縮短至200或500mm這樣方便胎具的制作，拉桿耳板一頭放余量0.5mm左右與其連接的上平臺耳板也放余量0.5mm左右但兩處尺寸一致。再以上平臺的焊接成型耳板（上平臺安裝耳板需要用胎具安裝耳板要保證各耳板的相對位置正確并焊接后整體振動除應力）為準，用胎具定位下平臺的耳板并組裝下平臺其他另件?？傃b時再前面的方法進行后固定。用電動小型工具絞制拉桿與上平臺耳板孔至圖示尺寸。進一步提高平臺套架整個精度，這樣做就可以提高拉桿互換性不需要對拉桿進行編號。

4.2.2.改進設計：將下平臺的耳板的焊接結構進行改進，原來的三塊鋼板套合成結構，改為由兩塊鋼板套合，配合處加大孔尺寸3-4mm間隙用于總裝時調(diào)正實配。再用上述的組裝方案進行組裝實配下平臺耳板。

以上是爬升平臺套架的制造方法和改進設想，制作方法所采取的減少變形措施是成功的滿足實際裝配和使用要求，形成的工藝是技術上成功的。改進設想可以進一步提高實際尺寸精度，保證拉桿的裝配的互換性。對同類的尺寸要求較高鋼結構加工制作，具有較好的參考和借鑒作用。

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[4] 錢保義 楊文華 吳風民 大型懸臂梁的焊接工藝和防止變形措施 焊接技術 2013年五期

作者簡介： 孟慶三 （1956 -）， 浙江杭州人， 本科學歷， 工程師， 主要從事電站輔機設計和制造工作.