塔式起重機標準節生產工藝管理

麥剛 尹義民 羅宇德

【摘 要】塔身標準節是塔式起重機重要的結構件。塔式起重機的工況復雜多變，標準節的加工質量制約著整個塔式起重機質量。要制造出符合使用標準的塔式起重機標準節，關鍵是做好標準節加工質量的管理。文章結合標準節加工質量管理的實踐，對標準節生產中出現的問題進行分析。實踐表明，改善生產工藝流程和使用標準節專用工裝是提高塔式起重機標準節生產加工質量的有效方法，能夠確保塔式起重機標準節的穩定性和塔式起重機工作的可靠性。

【關鍵詞】標準節；工裝；工藝流程

【中圖分類號】TH213.3 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2017）05-0141-03

塔式起重機（簡稱塔機）的塔身標準節是由型鋼和板件拼焊而成的桁架結構。中小型塔機標準節一般為片式結構，使用銷軸和螺栓連接。一個合格的標準節不僅能提高塔機的穩定性能，而且能顯著提高塔機的安全性能和工作效率，甚至能夠起到事半功倍的效果。如何制造出符合使用標準的塔機標準節，關鍵是做好標準節加工質量的管理。根據筆者對標準節加工質量管理的實踐，對標準節生產中出現的問題進行了分析，提出從生產工藝各方面對標準節加工質量進行管理。

1 塔式起重機標準節的特點

塔機標準節主要由主弦桿、腹桿和連接板等零部件組成。主弦桿和腹桿都由等邊角鋼加工制作而成。一節塔機標準節由4片標準節拼裝而成，形成的箱形截面具有良好的抗彎剛度和抗扭剛度。塔機標準節的形狀結構如圖1所示。

2 主要技術難點

（1）標準節主弦桿的長度一致性問題，主要難點為機加工誤差及焊接變形。

（2）主弦桿魚尾板連接孔中心距到連接板的長度距離（H），易出現焊接收縮。

（3）相互配合點多，一些關鍵尺寸無法測量，只能依靠加工工裝進行保證；部件與部件之間的行位公差也只能靠工裝進行保證。

3 解決方案

建立相應的規章制度，推行完善的質量管理體系，使塔身標準節加工工作規范化、科學化，有效地搞好質量管理工作，確保加工質量。根據自身的生產能力制定完善、合理的生產工藝流程，以便制作出好的產品。標準節的加工更是需要完善生產流程，以使標準節加工工作規范化、科學化。嚴格按照加工工藝規程進行生產工作，對每道工序、每個結構層次、每一關鍵部位進行全方位的監控，堅持使用科學測量儀器檢測，嚴格用數據說話，不憑經驗辦事。塔機標準節作為塔機的重要部分，其制造工藝對指導生產、保證質量起著重要作用。每一個加工過程都至關重要，特別是相關連接部位，直接影響標準節的整體質量。其中，焊接與孔的加工所占比例最高。

（1）從下料開始，作業人員必須對倉庫的原料進行及時的檢驗，嚴禁將不合格原料領車間，按規定長度銑削完成后，標準節主角鋼只進行一頭端銑，以進行端銑后的一頭作為基準裝夾到專用組焊工裝上，然后定位組焊魚尾板及其他部件；定位基準面到魚尾板連接孔的長度L根據主角鋼的厚度也有所不同，如果主角鋼的厚度低于某一值，L的長度會根據焊接反變形法相應加大（比設計值大，如圖2所示）。脫模后對工件的施焊應采用逆向分段退焊法，同一條或同一直線的若干條焊縫，采用自中間向兩側分段退焊的方法，以控制魚尾板跟主角鋼端面的殘余變形，確保相關裝配尺寸。同時，使用焊接機械手進行焊接，也更好地排除人為的因素。

（2）施焊完成后對主弦桿進行孔加工，孔加工的定位基準面也是主角鋼的端銑面，如圖3所示，采用專用加工機床，或者是制作相應的鉆模與配合搖臂鉆床進行加工。專用加工機床是按照標準節主弦桿的加工尺寸而專門定制的，它的加工定位基準也是采用角鋼端銑面，加工精度高，效率快，但是機床價格貴；專用鉆孔工裝的定位基準也是主角鋼端銑面。2種加工方法統一基準面，很好地確保了相關尺寸的一致性，而且主弦桿加工專機床及鉆孔工裝都有魚尾板孔與主角鋼端面定位檢驗，可以驗證上步工序的效果，確保主弦桿的統一性。

（3）加工完孔的主弦桿要進行另一端面的銑削，定位基準面也跟上面2步進行統一，如圖4所示，確保每根主弦桿的長度L的一致性，這樣主弦桿的加工算是完成，為下一步片狀焊接做好準備。

（4）片式塔身標準節的組焊與施焊都是在工裝模具上完成的，因為片式工裝的鋼性較好，定位尺寸H要相應的進行反焊接變形放大，主弦桿與連接板裝模的時候必須用模具固定好，主弦桿裝模的時候要進行長度L的驗證；施焊時要按編排好的順序和方法進行，以最大限度地減少焊接變形與焊接應力的產生。以工裝模具批量生產的塔身標準節，塔身標準節拼焊模的設計和制作都是非常重要的，模具上的定位基準和主弦桿設計基準應一致。設計標準節工裝模具時應充分考慮模具的通用性，夾緊工具也要通用化和系列化，以提高標準節模具的利用率，減少投入費用及縮短制作時間。標準節模具制作完成后，要先預制一個工件，通過驗證找出存在的問題，將標準節模具修改完善后方能正式投入批量生產使用。

（5）標準節工裝模具的使用規定：正確使用標準節工裝模具，嚴格按照生產制作工藝進行；工裝模具使用的定位銷軸應為工藝銷軸，以保證相應的配合精度；使用的壓緊螺栓也應為工藝螺栓，螺栓的光身長度及配合精度要與工裝模具相對應；制作好的工件應待定位銷軸與螺栓全部打出后方能吊裝脫模，切忌不可使用行吊強行下模，以防出現標準節片受集中拉力而發生變形；操作者要定期或不定期地對工裝模具孔位定位套進行自檢，如孔位定位套有裂紋，定位套孔直徑公差范圍不在允許范圍內的要及時更換，自檢周期最長不得超過15 d，檢驗員每月定期協助檢測1次；保證孔位定位套精度符合設計要求，定位板不發生偏移；車間不定期地開展現場作業檢查，并建立相配套的獎罰制度，使每個工裝模具責任人形成自覺保養模具的良好習慣。每個片式工裝模具生產120片標準節后要進行檢驗校正，以保證塔機標準節的穩定性；每次拼裝2節，檢驗員負責檢驗并記錄檢驗數據，以保證塔身標準節質量的穩定。為此，車間還應建立專門的考核制度，培養員工認真、仔細的工作作風。

（6）完善各類操作法和作業指導書。操作法是引導操作的路線，在操作過程中路線不能變。有的操作工特別是新員工對操作方法常有疑惑，生產車間管理者應在第一時間向他們解釋清楚，還應派出經驗豐富的老操作工手把手地教導，直到他們完全理解和掌握。為了減少安全隱患，車間還應根據原始記錄、顯示記錄儀，不定期地進行檢查，提醒操作人員時刻保持警惕，做到操作與規定完全一致。針對標準節生產的每個不同崗位，車間還應制定各崗位的職能考核細則，一周一小評，一月一大評，獎罰根據考核細則所規定的條例進行，進一步提高操作工在操作工序中的細心程度。

（7）各種不同的焊接操作方法對操作人員的依賴程度不同。對于塔身標準節焊接，焊工的操作技能和謹慎的工作態度對保證焊接質量至關重要。對于焊接機械手，焊接工藝參數的調整和施焊也離不開人的操作。對于各種片式組焊工裝，電弧沿焊接接頭的移動也是靠焊工掌握。若焊工施焊時質量意識差，操作粗心大意，不遵守焊接工藝規程，或操作技能低下、技術不熟練等都會影響直接焊接的質量。對施焊人員的控制措施如下：{1}加強對焊工“質量第一、用戶第一、下道工序是用戶”的質量意識教育，提高他們的責任心和一絲不茍的工作作風，并建立質量責任制。{2}定期對焊工進行崗位培訓，從理論上掌握工藝規程，從實踐上提高操作技能水平。{3}生產中要求焊工嚴格執行焊接工藝規程，加強焊接工序的自檢與專職檢驗人員的檢查。{4}認真執行焊工考試制度，堅持焊工持證上崗，建立焊工技術檔案。

4 焊后成品的質量檢驗

標準節雖然在焊前和焊接過程中進行了檢驗，但由于塔機對塔身的整體要求，以及使用時條件的變化、波動等都有可能引發新的缺陷，因此為了保證標準節的質量，對成品也必須進行質量檢驗。成品檢驗的方法很多，應根據標準節的使用要求和圖紙的技術條件進行選用。標準節成品主要檢驗外觀和無損探傷。同時，標準節在使用中的檢驗也是成品檢驗的一部分。當然，由于使用中的標準節其檢驗的條件發生了改變，因此檢驗的過程和方法也有所變化。

4.1 外觀檢查和測量

標準節的外觀檢驗是一種手續簡便而又應用廣泛的檢驗方法，是標準節檢驗的一個重要內容。這種方法有時也使用在焊接過程中，如魚尾板作多層焊接時，每焊完一層焊道時進行檢查，防止前道焊層的缺陷被帶到下一層焊道中。外觀檢查主要是發現焊縫表面的缺陷和尺寸上的偏差。這種檢查一般是通過肉眼觀察，并借助標準樣板、量規和放大鏡等工具來進行檢驗。

4.2 物理方法的檢驗

物理檢驗方法是利用一些物理現象進行測定或檢驗被檢材料或焊件的有關技術參數，如溫度、壓力、黏度、電阻等，以判斷其內部存在的問題。例如，內應力分布情況、內部缺陷情況等。有關材料技術參數測定的物理檢驗方法屬于材料測量技術。材料或焊件內部缺陷存在與否的檢驗，一般都是采用無損擦傷的方法。

5 結語

當今的建筑越來越高，塔機標準節的需求量更是不斷增加，標準節的加工質量涉及生產及使用的各個環節，制定完善的生產流程及合理的工藝方案，然后按此嚴格執行，方可生產出好的塔機標準節。

參 考 文 獻

[1]GB 50205—2001，鋼結構工程施工質量驗收規范[S].

[2]陳祝年.最新焊接工程師手冊[M].北京：機械工業出版社，2002.

[3]商祥偉.汽車白車身夾具同心孔實驗及其應用研究[J].企業科技與發展，2016（2）.

[責任編輯：陳澤琦]