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塔式起重机结构制造工艺探讨


 
内容提要:指出塔式起重机结构制造工艺对于正确指导塔机生产、安装,保证产品质量起着重要作用。就塔机结构制造工艺中,焊接工艺、机加工工艺、装配工艺中的几个关键问题作了探讨并提出解决方案。

关键词:塔机结构制造工艺  焊接工艺 机加工工艺  装配工艺

1. 前言  随着科学技术的发展,建筑施工对塔式起重机的性能要求越来越高。尤其是对塔机的安全性能,使用性能要求更高。而塔机结构制造工艺是指导塔机生产、安装的重要技术依据,对于保证塔机产品的产品质量,保障塔机的使用安全起着重要作用。
   但各种工艺的内容比较多,在此就不对各项工艺的内容作一一介绍,仅就塔机结构制造工艺中大家普遍关心的几个问题提出来共同探讨。

2. 塔机焊接工艺中几个问题的探讨:在塔机结构中,焊接结构占有最高的比例,直接影响塔机的使用安全,因此焊接工艺是塔机结构制造工艺的重点。在塔机焊接工艺中需要注意的问题有以下几点:
2.1 焊接工艺规范的确定:焊接工艺规范主要是指本工序施焊所使用的焊机电流大小,本工序所使用的焊条型号和直径(如采用二氧化碳气体保护焊是指焊丝牌号和直径,电压、电流密度、保护气体的流量)。焊条型号和直径的选择应根据被焊件母材的材质及被焊件的厚度进行,一般焊接主要承力构件且材质为Q235系列低碳钢及16Mn等低合金钢时,焊条应选用抗裂性好的低氢焊条,如E4316等在焊接时宜采用直流反接法。焊接非主要承力构件且材质为Q235系列时焊条应选用氧化钛钙型焊条,如E4303在焊接时宜采用交流焊机。如在焊接主要承力构件时使用了二氧化碳气体保护焊应选用的焊丝型号一般为H08Mn2Si和JM50且应尽量选用推丝焊枪。当采用手弧焊时,焊条的直径应根据被焊件的厚度确定,一般厚度在5mm以下时使用3.2mm的焊条,厚度在5mm-20mm之间的使用4mm的焊条,厚度在20mm以上的应使用5mm的焊条,如采用焊丝可选1.2mm左右即可。焊接电流的选取应根据焊条的粗细进行,一般采用以下经验公式计算:电流大小(A)=(35-50)X焊条直径(mm)。对于生产厂家来说,工艺条件不同工艺编制也不能完全相同,因此焊接工艺规范的确定一定要根据本厂的实际生产情况和装备情况进行。在编制焊接工艺规范时要综合考虑本厂的生产条件、装备条件、生产规模等因素以期获得最合理的解决方案。
2.2 长细杆件的焊接:在塔机结构制造中往往会遇到一些焊接的长细杆件,这些杆件一般所需焊接量较大,并且大部分都需连续焊接,因此可能遇到杆件变形问题难以处理。解决此问题的思路有两个,其一是在焊接前采用反变形的办法,以山东富友有限公司设计的QTZ40型塔机起重臂下弦为例(该下弦截面形状为槽钢封板),具体的作法是首先将下弦封板与槽钢定位并点固。然后使用专用工装将点上封板的下弦两端固定住在下弦的中点部位垫上垫块,使下弦中点位置比两端高出180-200mm的高度。在此状态下采用从中间向两端的逆向分段法满焊封板,这样在保持一定的冷却时间后取下工件,由于焊接应力和预加应力的共同作用可使工件的焊接变形保持在允许范围之内。其二是矫正法,矫正法又分为冷矫正和热矫正,由于采用热矫正会对焊缝及其附近组织产生不利影响,通常我们不提倡采用热矫正法。冷矫正的具体作法是采用螺旋压力机(或其他压力机械)对焊接变形超差的部位进行压力矫正。对于上述两种思路,我们认为应当采用以反变形为主,冷矫正为辅的作法才能取得最佳效果,这与许多厂家的经验是相符合的。
3.塔机机加工工艺中塔身节主肢端面加工工艺的探讨:在塔机结构制造工艺中,机加工工艺的量虽不如焊接工艺所占的比例大但仍然占有很重要的地位,对于保证塔机制造及安装精度起着重要作用。下面仅对塔身节主肢的端面加工工艺提出我们的看法,供大家参考。主肢的端面加工不外乎有三种思路,第一种思路是铣削法,采用铣削动力箱,用刀动件不动的顺铣法铣削被固定在一起的一组主肢端面,也可将焊好的标准节夹紧在一平台上,平台下安装回转支撑,在标准节的高度上作一工艺支架,上面装上铣削动力箱,在标准节转动的过程中将四个主肢端面逐个加工好。第二种思路是车削法,采用加长CW6163卧式车床,将同一节的四根主肢装在专用夹具上,夹具两端在车床上用顶尖和卡盘紧固,采用两端同时进刀的方法车削两主肢端面。第三种思路是立车法,是指首先将塔身节组焊完成,然后整体吊装到大立车的工作平台上,将塔身节的两端面整体车平。在这三种方案中第一种方案简便易行且可同时加工多组主肢,工效较高。但由于此种方法定位夹紧的精度不高,因此加工较粗糙精度低,在一定程度上会影响塔身节之间的连接的紧密度。第三种方法的加工精度最高,但由于此种方法需要的设备较复杂,在一般厂家难以实现,采用很少。只有第二种方法既能保证足够的装配精度,所用的设备及工艺又不复杂,虽然工效不如第一种方法高但对一般生产厂家已足够。因此建议大部分厂家考虑车削的主肢端面加工办法。
4.塔机装配工艺中回转机构装配工艺的探讨:塔式起重机的装配工艺是保证塔机部件装配精度,保障塔机正常运行的重要技术依据。其中回转机构的装配是大家普遍关心的一个问题,现对这个问题提出我们的看法,供大家参考。在大多数厂家回转机构的安装不外乎两种思路,其一是配装法。这种作法是在制作上支座时先不焊接回转机构安装座圈,将回转机构与上部安装座圈先用螺栓连接好后整体吊装到上支座上,将回转机构放入上支座的回转机构安装孔内,使回转机构小齿轮与回转支承大齿圈充分啮合,齿面接触斑点和侧隙应符合GB10095、GB10096和GB11365的规定。齿轮付的轴向错位一般为齿宽的4%,最大不得大于2mm,达到要求后再将回转机构上下两个定位座圈与上支座定位焊牢。其二是用正常装配法,这种作法是先将上支座的主体焊好,安装回转机构的两个定位座圈和安装回转支承的定位座圈也要焊在相应位置,并留足加工余量。然后用座标镗床将安装回转机构的上下两个定位座圈及安装回转支承的定位座圈镗削到位,要保证回转机构安装座圈内圆的公差及回转机构安装座圈与回转支承安装座圈的中心距达到图纸要求。这样就可以将回转机构及回转支承一次安装到位,不需要作大的调整即可达到上述标准的要求。其中第一种方法不需要复杂的设备在一般厂家都有条件进行,但此种方法所需调整的工作量较大,且回转机构与回转支承的安装精度受人为因素影响大,往往达不到很高的精度对回转机构的运行有一定影响。第二种方法回转机构及回转支承的装配精度较高,装配效果受人为因素影响较小,一般不会对回转机构的运行造成明显影响。但此种方法要求的设备较复杂,加工成本较高。我们认为对于塔机制造厂家来说在有条件的情况下应尽量考虑采用第二种方法,因为此种方法可大大减少调整工作量,同时对于保证回转机构的装配精度,保障机构正常运行提高产品质量档次有重要作用。如条件不具备可考虑外协的途径。
5.结束语:以上是对塔机结构制造工艺中大家普遍关心的几个问题提出我们的看法,供大家参考,希望能对广大塔机制造厂的工艺工作有所帮助。
 
参考文献: 
[1]  JG/T5082.1-1996《建筑机械设备焊接通用技术条件》国家建设部发布
[2]  JG/T5112-1999《塔式起重机钢结构制造与检验》国家建设部发布
[3]  顾迪民        《工程起重机》     建筑工业出版社  1982

 

来源:  作者:富友  日期:2007/10/26   
 

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