橋式起重機(jī)中臺車架的制作方法

葉秉涵　王莉靜

摘 要 臺車架的形式千變?nèi)f化，其制作方式的好壞直接影響橋式起重機(jī)的性能。臺車架的制作主要由零件下料、臺車架主體組裝、軸承座與無縫鋼管的組裝及焊接等組成。首先，給出零件下料采用的方法；其次，給出臺車架主體的組裝與焊接方法；然后，給出臺車架上軸承座和無縫鋼管的組裝與焊接方法；最后，在臺車架的施工現(xiàn)場管理中指出在焊接中應(yīng)注意的事項。該制作方法在本企業(yè)得到了好的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞 橋式起重機(jī) 臺車架 制作方法

中圖分類號：TH122 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2016.05.030

Abstract The frame in the form of the ways of making the myriads of changes， it directly affects the performance of bridge crane. Making frame is mainly composed of parts， the main frame assembly， bearing seat and seamless steel pipe assembly and welding etc.. First， is given to the parts feeding methods； second， introduction of the frame body assembly and welding method； then， to introduced the frame bearing seat and a seamless steel pipe assembly and welding method. Finally， in the frame of construction site management pointed out matters that should be paid attention to in welding. The making method obtained good application effect in the enterprise.

Key words bridge crane； platform frame； production methods

橋式起重機(jī)屬于大型起重設(shè)備，在電站、碼頭和廠礦等露天作業(yè)場所被廣泛使用。在通用橋式起重機(jī)的制作當(dāng)中，用于沿固定軌道在行程長度方向上改變起重機(jī)工作位置的大車運行機(jī)構(gòu)是其最重要的結(jié)構(gòu)之一。根據(jù)橋式起重機(jī)使用用途和場合的不同，大車運行機(jī)構(gòu)的使用特點也不同，而臺車架的制作則是大車運行機(jī)構(gòu)制作的重中之重。臺車架的形式多種多樣、千變?nèi)f化，其制作方法直接決定著臺車架最終成型的優(yōu)良；其腹板和蓋板之間的角焊縫為全熔透焊，焊后由于焊縫收縮，極易發(fā)生旁彎變形，還有安裝車輪的軸承座的點配焊接，容易發(fā)生裝配不正，焊接收縮變形，這將會直接影響后續(xù)的機(jī)加工裝配。因此，制定臺車架成型前的組裝和焊接工藝就顯得非常重要。本文介紹一種上大下小，對制作尺寸精度要求高，多用于橋式起重機(jī)大車機(jī)構(gòu)的臺車架（如圖1）的制作方法。

1 臺車架簡介

橋式起重機(jī)在固定軌道上改變其工作位置時，通過大車運行機(jī)構(gòu)實現(xiàn)。而大車運行機(jī)構(gòu)主要通過臺車架害人支座支撐。圖2臺車架的蓋板與腹板均采用厚30mm的鋼板制作，中間與支座連接采用壁厚36mm的無縫鋼管，軸承座和軸承蓋采用兩哈夫的鑄鋼件拼接，蓋板兩頭均需135暗惱郾擼拱辶喲興嫫驢冢ǔ導(dǎo)芡瓿珊笠蠖災(zāi)ё擁奈薹旄止芎橢岢兇牧礁齠嗣婧湍誑捉謝庸??？

目前對臺車架的制作方法中主要存在的問題：（1）蓋板、鋼管、軸承座與腹板的連接為全熔透焊縫，筋板與腹板的焊縫為部分熔透焊縫。這樣，鋼管與軸承座焊接順序的先后將直接影響整個臺車架的制作精度，對后期的機(jī)加工和最終的組裝也會產(chǎn)生影響。（2）構(gòu)件完工后需對無縫鋼管、軸承座的端面以及內(nèi)孔進(jìn)行機(jī)加工，這需將構(gòu)件的平整度和垂直度控制在誤差范圍內(nèi)，否則無縫鋼管和軸承座的加工面將很難通過機(jī)械加工來保證精度，或加工出來的偏差較大。（3）由于軸承座的內(nèi)側(cè)焊縫空間比較狹小，對其焊接施工難度比外側(cè)大，因此需要制定出合理的施焊措施，采用有效可行的施焊方法來保證焊接質(zhì)量。

因此，解決臺車架的板料拼裝精準(zhǔn)程度、控制焊接收縮變形問題則是其制作成功與否的關(guān)鍵，我們結(jié)合實際制作過程，從實踐中探索新的思路，創(chuàng)新制作工藝，將臺車架的制作變形消除在拼裝焊接過程中，從而保證制作精度，方便后續(xù)的機(jī)加工裝配。

2 臺車架的制作方法

2.1 臺車架零件下料和焊接工藝參數(shù)

制作臺車架時，首先應(yīng)對其零件下料，在下料過程中應(yīng)使用以下方法：（1）為提高零件制作質(zhì)量和材料的利用率，所有材料均由電腦編程排版，由火焰切割機(jī)自動下料。（2）使用的量具均須有計量合格證，不得使用未經(jīng)檢驗合格的量具，嚴(yán)格控制構(gòu)件的尺寸誤差。（3）下料前首先根據(jù)圖紙排版編程，檢查無誤后，由專職工人承擔(dān)數(shù)控下料的操作工作。（4）切割前我們對鋼材進(jìn)行拋丸預(yù)處理，將表面的油污、鐵銹等清除干凈，噴上防銹底漆。切割斷面不得有撕裂、分層和凹坑，并應(yīng)清除干凈熔渣、毛刺等，氣割產(chǎn)生的鋼渣、氧化鐵、熔瘤等用打磨機(jī)磨平。

其次，在制作臺車架時，選取的焊接工藝參數(shù)見表1所示。

2.2 臺車架主體的組裝與焊接

組成臺車架的板材尺寸精度，鋼管的下料尺寸和軸承的澆筑成型都是保證臺車架組裝質(zhì)量的關(guān)鍵，所以在組裝前需對材料的尺寸予以復(fù)核，使其達(dá)到設(shè)計要求。

組裝臺車架時，采用以下方式組裝：（1）在蓋板上劃出腹板與其接合線，并在腹板上劃出筋板與其接合線；（2）先將腹板與蓋板組裝好，再將筋板與腹板點焊配裝；（3）用量具檢查腹板、蓋板和筋板的裝配尺寸；（4）焊接腹板與蓋板和筋板的連接焊縫；（5）蓋上下蓋板，組裝成型，并焊接；（6）先把兩套軸承座預(yù)先用工藝角鋼連接固定，再通過預(yù)緊螺栓點焊裝配到臺車架上，然后以軸承座的一面為基準(zhǔn)，點焊裝配無縫鋼管。（7）最后再畫線焊接軸承座正上方的小筋板。

焊接臺車架的主角焊縫時，采用以下方式焊接：（1）兩腹板角焊縫焊接時，先用工藝搭鐵把兩塊腹板相互點焊牢固，再由兩名焊工同時對稱焊接，采用多層連續(xù)施焊，每一層焊道焊完后須及時清理焊渣及表面飛濺物，再進(jìn)行下一道施焊。（2）腹板與蓋板為全熔透雙面坡口焊縫，腹板內(nèi)側(cè)先焊完，在外側(cè)施焊前進(jìn)行清根處理。用碳弧氣刨方法清根后，刨槽表面不應(yīng)殘留夾碳或夾渣。必要時，用角向砂輪打磨干凈，方可繼續(xù)施焊，也采用對稱焊接法，多層連續(xù)施焊。焊完后對主焊縫進(jìn)行超聲波檢查，檢查不合格返修時，必須刨鏟清除缺陷，同一部位返修次數(shù)不得超過兩次，如出現(xiàn)超過兩次返修，必須經(jīng)技術(shù)總負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)返修方案或者更換材料。

2.3 臺車架上軸承座和無縫鋼管的組裝與焊接

2.3.1 臺車架上軸承座和無縫鋼管的組裝

臺車架上的軸承座與無縫鋼管組裝（如圖3）時要求：在X方向，兩個軸承座在同一水平面上；在Y方向，無縫鋼管的端面與兩個軸承座的端面平行。首先，將兩個軸承座和軸承蓋連接上；然后再用定位工藝角鋼把兩套軸承座與軸承蓋連接固定上，其與腹板厚度方向的中心為拼裝定位中心，而且無縫鋼管與蓋板的拼接也必須以臺車架的中心為定位中心。

組裝臺車架上的軸承座與無縫鋼管時，所用的卷尺和角尺需重新進(jìn)行計量標(biāo)定，以提高組裝劃線時的精度。而軸承座和無縫鋼管定位時，采用以下方法：（1）軸承座和無縫鋼管定位劃線使用石筆進(jìn)行定位劃線。（2）軸承座定位劃線時以安裝狀態(tài)劃線，即先將臺車架腹板整形到位，使兩塊腹板相互平行且與蓋板垂直，以滿足軸承座的組裝時的尺寸要求。（3）在X方向，以腹板中心為基準(zhǔn)中心，以第一對軸承座端面為基準(zhǔn)平面，再來確定第二對軸承座的位置（注意：兩個軸承座的端面必須要在同一水平面上）。（4）在Y方向，以臺車架中心線為定位基準(zhǔn)，以左右兩套軸承座的端面為基準(zhǔn)平面，從而保證無縫鋼管的端面與兩個軸承座的端面平行。（5）劃線完畢后，X方向復(fù)測軸承座的定位線；Y方向復(fù)測臺車架的中心線，準(zhǔn)確無誤后方可進(jìn)行下道工序。

2.3.2 臺車架上軸承座和無縫鋼管的焊接

臺車架上無縫鋼管的焊接基本上不存在變形之說，但是若軸承座的焊接方法不對，則會使腹板整體產(chǎn)生一邊偏斜的現(xiàn)象。為減少由于焊接產(chǎn)生偏斜，采用對稱法焊接方式，即按圖4順序執(zhí)行焊接過程：由于腹板采用單面坡口焊（內(nèi)側(cè)坡口），反面清根處理，所以由軸承座內(nèi)側(cè)開始焊接，其順序為1-2-5-6；反面焊接順序為3-4-7-8。

對軸承座采用對稱焊接，為減少其變形量，軸承座1號位置只焊接一道焊縫，待2號位置焊完第一、二兩道焊縫后再焊1號位置的第二、三兩道焊縫，最后焊2號位置的第三道焊縫。因為焊接后會有收縮變形，1，2號位置焊接完成后，兩塊腹板會向內(nèi)側(cè)收縮變形，由于工藝角鋼的支撐作用，腹板雖外形上不會變形，但在內(nèi)部存在焊接應(yīng)力，因此待5，6號位置反向清根施焊完成后，反向應(yīng)力可以消除1，2號為的部分內(nèi)應(yīng)力。采用工藝角鋼的目的在于使腹板不往一側(cè)收縮變形，兩塊腹板同時向內(nèi)或向外受應(yīng)力，最終保證腹板不會變形。其余位置的焊接順序也對稱實施。

當(dāng)臺車架上軸承座和無縫鋼管焊接完成，把小筋板定位焊接后，采取退火處理工藝，以消除臺車架上所有焊縫中的焊接應(yīng)力，具體方法是將臺車架放到退火爐中加熱到一定溫度后緩慢冷卻。然后，對臺車架進(jìn)行拆卸工藝角鋼后的質(zhì)量檢查，要求其質(zhì)量達(dá)到設(shè)計要求，最后對臺車架整體進(jìn)行機(jī)加工，達(dá)到車輪和支座的裝配要求。

3 臺車架的制作現(xiàn)場管理

臺車架結(jié)構(gòu)制作的現(xiàn)場管理，主要包括：材料處理、數(shù)控下料、部件組裝、施焊、焊縫檢查返修和焊接環(huán)境確認(rèn)等，其中鉚裝和焊接的質(zhì)量管理和控制是重點。產(chǎn)品施焊時，質(zhì)檢員、技術(shù)員必須督促工人嚴(yán)格執(zhí)行工藝紀(jì)律，嚴(yán)格按焊接工藝要求進(jìn)行施焊，對于重要焊縫要求有經(jīng)驗的質(zhì)檢員簽字認(rèn)可后方可施焊，并做好記錄。

焊縫返修是指經(jīng)探傷檢查不合格的焊縫必須重新刨開補(bǔ)焊的處理。規(guī)定“焊縫同一位置修補(bǔ)次數(shù)一般不應(yīng)超過兩次，第三場修補(bǔ)必須經(jīng)技術(shù)總負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)，并將修補(bǔ)情況記錄在產(chǎn)品質(zhì)量檔案中，或者進(jìn)行更換原材料處理”。當(dāng)施焊環(huán)境出現(xiàn)下列任一情況，且無有效防護(hù)措施時，禁止焊接施工，以保證構(gòu)件焊接質(zhì)量：①雨雪天的露天施焊；②施焊現(xiàn)場風(fēng)速大于五級（8m/s），氣體保護(hù)焊不宜超過2m/s（氣溫高施焊時，不得拿電風(fēng)扇對著焊縫吹）；③環(huán)境溫度低于-10癈；④相對濕度大于90%。其次，臺車架內(nèi)側(cè)焊接軸承座時，空間狹小，施焊條件差，采取左右手交替焊接，對焊工的技能要求很高。這些方法保證了臺車架焊接符合技術(shù)要求，為保證臺車架結(jié)構(gòu)件的焊接質(zhì)量創(chuàng)造了有利的條件。

4 結(jié)論

橋式起重機(jī)用臺車架是一種制造加工難度較大的結(jié)構(gòu)，從工裝設(shè)計、工藝制定、材料處理、鉚工裝配、焊工焊接、質(zhì)檢檢驗等工序都在受控條件下進(jìn)行，使臺車架的制作質(zhì)量達(dá)到了設(shè)計要求，為后續(xù)的加工裝配工作提供了保障。

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