提梁機吊具總成結(jié)構(gòu)制造工藝探討與分析

【摘 要】提梁機主要用于高速鐵路32m、24m、20m等雙線整孔箱型混凝土梁從預(yù)制場臺座內(nèi)的起吊及場內(nèi)運輸，能在預(yù)制梁場裝車區(qū)內(nèi)將混凝土梁裝到運梁車上等工作。其中提梁吊具是主要受力承載構(gòu)件，其強度、剛度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性對于保證提梁機安全運行非常重要。本文以350T級別提梁機吊具為研究對象，探討吊具總成結(jié)構(gòu)制作工藝要點，為改型提梁機制作提供參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】工藝 組對 焊縫

1概述

吊具整體金屬結(jié)構(gòu)分析 吊具（圖1）主要由 上、下橫梁、連接梁、端梁等主要構(gòu)件組成，其中端梁（四件）有吊裝孔，連接梁有不同位置吊裝孔位，以適用不同梁型的吊裝要求。其中連接梁各中心距尺寸4300mm、1800mm和端梁極限位置檔距尺寸4500mm 是關(guān)鍵尺寸。由于連接梁和吊具下橫梁之間是焊接結(jié)構(gòu)，吊具是主要受力構(gòu)件，其連接焊縫是關(guān)鍵，按GB/T11345 要求，其焊縫應(yīng)達(dá)到其II級要求。根據(jù)主體結(jié)構(gòu)，總體結(jié)構(gòu)制作工藝為下橫梁、連接梁、端梁及其連接節(jié)先單件制作成型，各件制造完畢后再整體拼裝焊接成型。

圖1吊具總圖

2 各主要結(jié)構(gòu)件鉚焊工藝分析

2.1吊具下橫梁（圖2）

整梁上蓋板和耳板承受拉應(yīng)力，各隔板、耳板應(yīng)焊成一體，所有焊縫為工作焊縫，確保焊接質(zhì)量。吊具下橫梁主要由吊耳、箱型體組焊而成，主要外形尺寸5600（L）*740（W）* 1000（H）。上下蓋板板厚δ24，腹板板厚δ20，吊耳板厚δ30，隔板板厚δ10，材質(zhì)全部Q345B

圖2 吊具下橫梁

2.1.1制作前備料

考慮到該結(jié)構(gòu)件焊接量較大，上、下蓋板、腹板長度均加1‰收縮余量。腹板上下兩條焊接邊備制45°焊接坡口，預(yù)留 2mm鈍邊。吊耳孔留加工余量15mm。考慮到箱型主體底板最后組對，故各隔板需要開R20過焊倒角，但橫隔板件9因槽型焊后最后組對，故需要開四處讓焊倒角R20。

2.1.2組對順序工藝

考慮到整體受拉力結(jié)構(gòu)，箱型宜以上蓋板為底組對，槽型內(nèi)部焊接后再組對底板，各隔板、腹板和底板磨光頂緊。為確保耳板焊縫，各耳板應(yīng)和腹板先焊接成型，再整體和腹板組對，以確保焊接質(zhì)量要求。

2.1.3組焊要求

耳板焊縫和蓋腹板焊縫可按角焊縫焊縫，焊后焊角不小于最薄板厚的0.8倍要求。蓋板腹板四條主焊縫外部坡口焊縫，焊縫余高10mm，焊后按GB/T11345 要求，其焊縫應(yīng)達(dá)到其II級要求。整體焊后火焰修整，控制耳板檔距保吊耳順利裝配。

2.2 連接梁（圖3）

主要外形尺寸7410（L）*366（W）*700（H）。上、下蓋板板厚δ20，隔板板厚δ12，中間連接節(jié)板厚δ20，材質(zhì)Q345B。

圖3 連接梁

2.2.1組對備料

兩塊腹板兩長邊開45°坡口，預(yù)留2mm鈍邊，整體下料長度增加1‰焊接收縮余量；上下蓋板吊桿過穿孔宜焊后整體機加，保上下孔對齊，故下料出孔留15mm加工余量，長度和上下蓋板一致，增加1‰焊接收縮余量。中間連接節(jié)各板開0鈍邊坡口，確保焊后熔透要求，保拼接強度。中間連接節(jié)四條焊縫是主要傳力構(gòu)件，其焊縫為主要工作焊縫。

2.2.2組焊

考慮到上蓋板受壓力，組對時應(yīng)以上蓋板為底，槽型內(nèi)部焊接后再組對下蓋板，確保各隔板、腹板和下蓋板磨光頂緊。組對順序以下蓋板為基準(zhǔn)，整體劃線后再組對隔板，因各孔加工后和各隔板相鄰，焊縫將被注意各相鄰孔位隔板背離孔位側(cè)開5mm*45°坡口，作為孔加工后焊縫補強。各隔板和蓋板、腹板雙面角焊縫，開坡口的隔板焊角余高10mm；腹板和蓋板內(nèi)部12mm角焊縫，整體焊接完畢后再組對底板，底板和腹板、各隔板磨光頂緊。四條主焊縫坡口焊縫，焊角余高10mm。焊后按，按GB/T11345 要求UT探傷，其焊縫應(yīng)達(dá)到其II級要求。四組連接節(jié)單件組焊成型，整體拼裝時在整體組焊成型。

2.3端梁（圖4）

整體外形尺寸 865（L）*560（W）*700（H）。上下蓋板板厚δ20，腹板板厚δ16 ，法蘭板厚δ20。材質(zhì)Q345B。

圖4 端梁

2.3.1備料

該法蘭板和連接梁法蘭板可以整體配鉆出孔，確保法蘭螺栓孔順利連接裝配。上下蓋板螺桿過穿孔下料開口，需要機加鏜孔，確保上下各孔對齊。腹板上下兩邊、和腹板焊接邊開45°2mm鈍邊坡口。考慮到各隔板相鄰吊裝孔，吊裝孔機加后焊縫去除，為補強焊縫隔板應(yīng)開坡口，作為單側(cè)焊縫補強。

2.3.2組焊

考慮到端梁上蓋板受壓力，故組對時應(yīng)以 蓋板為底，確保隔板和上蓋板組焊，下蓋板和隔板、腹板磨光頂緊組對。以底板為基準(zhǔn)，依次組對隔板，腹板，R50*300長徑吊裝孔相鄰隔板和底板45°坡口焊縫，注意坡口布置在孔外側(cè)，以便于焊接。槽型內(nèi)部焊后組對底板成型。最后組對件8法蘭板和各加強筋板。法蘭板和蓋腹板坡口焊縫，焊縫余高10mm。

整體焊后機加鏜孔。

2.4吊具上橫梁（圖5）

外形尺寸3340（L）*900（W）*970（H），上下蓋板板厚δ24，腹板板厚δ20，吊耳補強板厚δ40，材質(zhì)Q345B。

圖5 吊具上橫梁

2.4.1備料

腹板上下兩邊為確保整體強度應(yīng)開45°焊接坡口，預(yù)留2mm鈍邊。減速機安裝法蘭口機口為確保安裝，應(yīng)加工把合法蘭表面，板厚增量4mm。上蓋板補強板可以整體下料折彎成型。耳板吊裝孔下料留整體加工余量15mm。

2.4.2組焊

考慮到吊具整體受拉力，應(yīng)確保隔板和上蓋板焊接，底板和各隔板磨光頂緊。應(yīng)以上蓋板件2為基準(zhǔn)組對各隔板、腹板，內(nèi)部槽型組焊，隔板三周邊10mm角焊縫。內(nèi)部槽型焊后再組焊底板，確保隔板和底板磨光頂緊。

2.4.3焊后整體機加，其中軸承座安裝面（件2）

頂板安裝范圍內(nèi)機加見平，確保軸承座和頂板密貼。整體機加時應(yīng)以中心孔φ305孔為基準(zhǔn)鏜孔，為確保回轉(zhuǎn)齒輪正確嚙合，減速機安裝孔中心距公差應(yīng)確保±0.1mm。φ150吊裝孔機加應(yīng)按φ305為基準(zhǔn)分中鏜孔，確保安裝后整體受力力矩相同。

3整體拼裝

各件機加完畢后整體拼裝成型，拼裝時注意連接梁擺放位置，確保隔板焊接蓋板面超上布置，確保受力結(jié)構(gòu)合理。整體拼裝時應(yīng)用水平儀測量四件端梁整體平面度在±1mm范圍內(nèi)，各兩平行度及垂直度控制在±2mm范圍內(nèi)，確保吊梁時受力結(jié)構(gòu)均勻。連接節(jié)焊縫焊后應(yīng)UT探傷，按GB/T11345 要求，其焊縫應(yīng)達(dá)到其II級要求。

4結(jié)語

以上各結(jié)構(gòu)都是封板箱型結(jié)構(gòu)，限于焊接操作，故存在一側(cè)蓋板和隔板不能焊接，舍棄那側(cè)焊縫不能焊接，只能根據(jù)箱型梁的受力形式進(jìn)行取舍，受拉焊縫作為工作焊縫，應(yīng)重點確保焊接質(zhì)量，受壓區(qū)靠隔板頂緊傳力可以舍棄焊接。根據(jù)以上工藝制作吊具總成，經(jīng)焊后UT探傷，達(dá)到GB/T11345 要求，經(jīng)現(xiàn)場實際吊梁使用，客戶反饋良好，能確保提梁機現(xiàn)場吊梁使用要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國機械工程學(xué)會.焊接手冊[M].3版.北京.機械工業(yè)出版社，2008.

[2]陳祝年.焊接工程師手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002.

作者簡介：杜銀星（1978—），男，本科學(xué)歷，工程師，研究方向：工程機械。