淺談QTZ2500起重機(jī)桁架式塔身的制造

張榮軍 龔長(zhǎng)貴 王俊君 施惠忠

（上海電力機(jī)械有限公司，上海 200245）

QTZ2500自升塔式起重機(jī)主要用于單機(jī)容量為300-1000MW火力發(fā)電機(jī)組的鍋爐鋼架與鍋爐設(shè)備安裝。該起重機(jī)由基礎(chǔ)底座、塔身、液壓爬升系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、人字架、臂桿及起升、變幅以及回機(jī)構(gòu)等部件組成，具有起重能力大、適用范圍廣、安裝與拆卸便利等優(yōu)點(diǎn)。QTZ2500自升塔式起重機(jī)塔身高度及伸臂長(zhǎng)度，可根據(jù)實(shí)際工況進(jìn)行組合，塔節(jié)可拆卸為四片，便于運(yùn)輸。本文針對(duì)該起重機(jī)塔身制造過(guò)程精度控制及實(shí)現(xiàn)互換性等方面進(jìn)行研究。

1 技術(shù)文件編制

1.1 塔身結(jié)構(gòu)

QTZ2500自升塔式起重機(jī)塔節(jié)實(shí)物如圖1所示,塔身采用H型鋼制作的桁架結(jié)構(gòu)，由主、副各2個(gè)單片、1根斜撐以及平臺(tái)扶梯組成，主、副單片間用高強(qiáng)度螺栓副連接成桁架結(jié)構(gòu)。組裝后的每個(gè)塔節(jié)對(duì)角線誤差不大于2mm，其他尺寸誤差不大于1mm。

圖1 塔節(jié)實(shí)物圖

1.2 控制點(diǎn)確定

H型鋼成品后銑兩端面，保證每根H型鋼長(zhǎng)度及平行度誤差不超過(guò)0.3mm，從而確保端板的厚度。主單片焊接成形校正后銑兩端面，保證長(zhǎng)度、平行度誤差不超過(guò)0.3mm，對(duì)角線誤差不超過(guò)1.5mm，確保塔身組裝后的垂直偏差不超過(guò)L/4000mm。

另外，主單片端面鉆孔和主單片連接副單片鉆孔采用鉆孔專用模具，保證相鄰兩孔距離誤差小于0.5mm。副單片采用模具拼裝，保證相鄰兩孔距離誤差小于0.5mm，確保主、副單片連接后外形尺寸誤差不超過(guò)1mm，對(duì)角線誤差不超過(guò)1.5mm，塔節(jié)端面平面誤差不超過(guò)0.5mm。

2 塔節(jié)的制造

2.1 H型鋼與端頭鋼板的組裝。

為了保證端面法蘭連接板與H型鋼的組裝精度，端頭鋼板落料后應(yīng)首先機(jī)加工鋼板的四側(cè)面，端面法蘭連接板組焊后兩端的平行度≤1mm，長(zhǎng)度誤差不超過(guò)1mm，組裝采用定位胎架，如圖2所示。

2.2 塔節(jié)單片的組裝、焊接

塔節(jié)單片在組裝焊接制作上采用整體剛性工裝，保證正確成型及互換性。單片組裝的誤差要求較高，四塊端面法蘭連接板平行度誤差不超過(guò)2mm，對(duì)角線誤差不超過(guò)2mm。此外，根據(jù)要求在平臺(tái)上按圖紙要求放出1：1的塔節(jié)單片的大樣，使用角鋼、鋼板搭設(shè)塔節(jié)單片的等高組裝胎架，如圖3所示。在胎架制作過(guò)程中，作為基準(zhǔn)的胎架平面應(yīng)與結(jié)構(gòu)的基準(zhǔn)相吻合。

塔節(jié)單片在焊接時(shí)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝規(guī)定的焊接順序，單片框架的四周應(yīng)放置平整，防止產(chǎn)生翹列變形。塔身焊接、清理、整形按要求進(jìn)行操作，水平度誤差不超過(guò)1.5mm，寬度誤差不超過(guò)1.5mm，對(duì)角線誤差不超過(guò)2mm。

2.3 塔節(jié)端面法蘭連接板銑切加工

為了保證塔節(jié)端面法蘭連接板的平面度誤差不超過(guò)0.5mm，單片中心與端面法蘭連接板加工后垂直度誤差要≤0.2mm，對(duì)角線誤差不超過(guò)2mm，塔節(jié)單片在焊接完成后必需進(jìn)行上、下兩端面的機(jī)加工。塔節(jié)端面法蘭連接板的銑切加工采用專門(mén)的銑削工裝設(shè)備，采用一次裝夾同時(shí)加工兩端面，確保平行要求。工件在銑削工裝工作平臺(tái)上裝夾調(diào)整完成固定后，可進(jìn)行銑切加工，塔節(jié)單片的兩端平面平行度誤差不超過(guò)0.25mm。

圖2 定位胎架

圖3 塔節(jié)單片的等高組裝胎架

2.4 塔節(jié)單片端頭連接板鉆孔

本公司自制鉆孔工裝模架，采用60mm橫臂鉆床進(jìn)行塔節(jié)單片的端面法蘭連接板鉆孔，鉆孔工裝如圖4所示。

圖4 鉆孔工裝

鉆孔時(shí)，將塔節(jié)單片垂直樹(shù)立吊起放置到鉆孔工裝中的兩個(gè)等高平臺(tái)板凳上，使用夾緊器固定，在塔節(jié)單片的上部端面法蘭連接板上，吊裝鉆孔模板，使正模板與塔節(jié)單片的十字中心軸線對(duì)齊，使模板與塔身端面法蘭連接板固定。先在兩側(cè)端面法蘭連接板上各鉆一個(gè)孔，使用定位銷軸進(jìn)行固定，然后后再鉆其余各孔。塔節(jié)單片端面鉆孔為φ50mm，相鄰孔距誤差不超過(guò)0.3mm。

2.5 塔節(jié)聯(lián)系側(cè)片的組裝、焊接

塔節(jié)聯(lián)系側(cè)片同樣要求具有互換性，能夠與任何塔節(jié)主單片進(jìn)行組合。根據(jù)圖紙及技術(shù)要求，本起重機(jī)塔身制作采用先桿件鉆孔，再在鋼性模架上組裝、焊接。塔身側(cè)片組裝胎架如圖5所示。

塔身側(cè)片組焊后尺寸誤差要求為相鄰孔距誤差±0.5mm，相間孔距誤差±1mm。塔身側(cè)片角鋼銑兩端長(zhǎng)度2800mm，誤差±0.5mm，側(cè)片角鋼鉆孔孔距誤差±0.3mm。

圖5 塔身側(cè)片組裝胎架示意圖

3 塔身的組裝

按圖紙要求，將塔節(jié)拼裝成一單節(jié)整體，隨機(jī)抽取構(gòu)件，組裝三節(jié)塔節(jié)。然后將拼裝好的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)單節(jié)放置在四個(gè)登高墊腳上，用螺栓組對(duì)另外兩節(jié)塔節(jié)進(jìn)行固定，最后用水平儀測(cè)量調(diào)整三節(jié)塔節(jié)的水平度與直線度，保證裝塔節(jié)內(nèi)部的平臺(tái)、欄桿以及附件按照?qǐng)D紙組裝完畢。塔節(jié)組裝完成后，檢測(cè)驗(yàn)收結(jié)果如下：穿孔率100%，連接螺孔的錯(cuò)位不超過(guò)0.5mm，12米總長(zhǎng)度誤差±2mm，三節(jié)高度方向?qū)蔷€誤差±2.5mm，塔節(jié)3.6米寬度，高度誤差±2mm，5.091米的對(duì)角線誤差±1.5mm，塔節(jié)端面連接法蘭平行度誤差不超過(guò)0.5mm，滿足使用要求。

4 結(jié)論

通過(guò)本文設(shè)計(jì)的加工法制作的QTZ2500塔節(jié)，在試驗(yàn)和施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，塔身穿孔率100%，安裝11節(jié)垂直偏差最大3mm，滿足設(shè)計(jì)和使用要求，隨著技術(shù)的不斷改進(jìn)和成熟，可廣泛運(yùn)用于同類產(chǎn)品的制作當(dāng)中。