單梁橋式起重機的焊接工藝設計

  起重機械是用于物料起吊、運輸、裝卸和安裝等作業(yè)的機械設備。GB6974.1將起重機械定義為：以間歇、重復工作方式，通過起重吊鉤或其他釣具起升、下降，或升降與運移重物的機械設備。起重機屬于國家技術監(jiān)督局藍劍的特種設備，對制造質量，使用性能有較高的要求。起重機的基本參數(shù)包括起重量、跨國、起重高度、規(guī)矩、幅度、各機構工作速度、工資級別、輪壓等，這些參數(shù)是起重機設計的依據(jù)，與焊接生產(chǎn)要求密切相關。而起重機焊接生產(chǎn)執(zhí)行的標準主要涉及起重機焊接結構設計、材料、焊接材料、焊接工藝、無損探傷檢測、涂裝等內(nèi)容。

  單梁橋式起重機是橫架于車間、倉庫和料場上空進行物料吊運的起重設備。因為它的兩畫廊端坐落在高大的水泥柱或者金屬支架上，外形似橋。橋式起重機的橋架沿鋪設在兩側高架上的軌道縱向運行，能夠充足應用橋架下面的空間吊運物料，不受地面設備的妨礙。它是應用范疇廣、數(shù)目多的一種起重機械。橋式起重機是古代產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)和起重運輸中實事實現(xiàn)出產(chǎn)進程機械化、主動化得主要工具和裝備。所以橋式起重機在室內(nèi)外工礦企業(yè)、鋼鐵化工、鐵路交通、港口碼頭以及物流周轉等部分和場合均得到普遍的應用。起升機構包含電動機、制動器、減速器、卷筒和滑輪組。電動機通過減速器，帶動卷筒滾動，使鋼絲繩繞上卷筒或從卷筒放下，以升降重物。小車架是支托和安裝起升機構和小車運行機構等部件的機架，通常為焊接結構。起重機運行機構的驅動方法可分為兩大類：一類為集中驅動，即用一臺電動機帶動長傳動軸驅動兩邊的自動車輪;另一類為分辨驅動、即兩邊的主動車輪各用一臺電動機驅動,天然巖片。中、小型橋式起重機較多采用制動器、減速器和電念頭組合成一體的“三合一”驅動方式，大起重量的一般橋式起重機為便于裝置和調劑，驅動安裝常采取萬向聯(lián)軸器。起重機運行機構個別只用四個主動跟從動車輪，假如起分量很大，常用增添車輪的措施來下降輪壓。當車輪超過四個時，必需采用鉸接平衡車架裝置,鵝卵石濾料，使起重機的載荷平均地散布在各車輪上。橋架的金屬構造由主梁和端梁組成，分為單主梁橋架和雙梁橋架兩類,葡萄苗。單主梁橋架由單根主梁和位于跨度兩邊的端梁組成，雙梁橋架由兩根主梁和端梁組成。主梁與端梁剛性銜接，端梁兩端裝有車輪，用以支承橋架在高架上運行,鋼絲網(wǎng)骨架塑料聚乙烯復合管。主梁上焊有軌道,張力計，供起重小車運行，轉氨酶增高說明什么。橋架起重機梁的結構類型較多比擬典范的箱形結構、四桁架結構和空腹桁架結構。

  橋式起重機可分為普通橋式起重機、簡易梁橋式起重機和冶金專用橋式起重機三種。普通橋式起重機一般由起重小車、橋架運行機構、橋架金屬結構組成。起重小車又由起升機構、小車運行機構和小車架三部分組成。起升機構包括電動機、制動器、減速器、卷筒和滑輪組。電動機通過減速器，帶動卷筒轉動，使鋼絲繩繞上卷筒或從卷筒放下，以升降重物。小車架是支托和安裝起升機構和小車運行機構等部件的機架，通常為焊接結構。起重機運行機構的驅動方式可分為兩大類：一類為集中驅動，即用一臺電動機帶動長傳動軸驅動兩邊的主動車輪;另一類為分別驅動、即兩邊的主動車輪各用一臺電動機驅動。中、小型橋式起重機較多采用制動器、減速器和電動機組合成一體的“三合一”驅動方式，大起重量的普通橋式起重機為便于安裝和調整，驅動裝置常采用萬向聯(lián)軸器。起重機運行機構一般只用四個主動和從動車輪，如果起重量很大，常用增加車輪的辦法來降低輪壓。當車輪超過四個時，采用鉸接均衡車架裝置，使起重機的載荷均勻地分布在各車輪上。橋架的金屬結構由主梁和端梁組成，分為單主梁橋架和雙梁橋架兩類。單主梁橋架由單根主梁和位于跨度兩邊的端梁組成，雙梁橋架由兩根主梁和端梁組成。主梁與端梁剛性連接，端梁兩端裝有車輪，用以支承橋架在高架上運行。主梁上焊有軌道，供起重小車運行。橋架主梁的結構類型較多比較典型的有箱形結構、四桁架結構和空腹桁架結構。箱形結構又可分為正軌箱形雙梁、偏軌箱形雙梁、偏軌箱形單主梁等幾種。正軌箱形雙梁是廣泛采用的一種基本形式，主梁由上、下翼緣板和兩側的垂直腹板組成，小車鋼軌布置在上翼緣板的線上，它的結構簡單，制造方便，適于成批生產(chǎn)，但自重較大。偏軌箱形雙梁和偏軌箱形單主梁的截面都是由上、下翼緣板和不等厚的主副腹板組成，小車鋼軌布置在主腹板上方，箱體內(nèi)的短加勁板可以省去，其中偏軌箱形單主梁是由一根寬翼緣箱形主梁代替兩根主梁，自重較小，但制造較復雜。四桁架式結構由四片平面桁架組合成封閉型空間結構，在上水平桁架表面一般鋪有走臺板，自重輕，剛度大，但與其他結構相比，外形尺寸大，制造較復雜，疲勞強度較低，已較少生產(chǎn)?？崭硅旒芙Y構類似偏軌箱形主梁，由四片鋼板組成一封閉結構，除主腹板為實腹工字形梁外，其余三片鋼板上按照設計要求切割成許多窗口，形成一個無斜桿的空腹桁架，在上、下水平桁架表面鋪有走臺板，起重機運行機構及電氣設備裝在橋架內(nèi)部，自重較輕，整體剛度大，這在是較為廣泛采用的一種型式。

  普通橋式起重機主要采用電力驅動，一般是在司機室內(nèi)操縱，也有遠距離控制的。起重量可達五百噸，跨度可達60米。簡易梁橋式起重機又稱梁式起重機，其結構組成與普通橋式起重機類似，起重量、跨度和工作速度均較小。橋架主梁是由工字鋼或其他型鋼和板鋼組成的簡單截面梁，用手拉葫蘆或電動葫蘆配上簡易小車作為起重小車，小車一般在工字梁的下翼緣上運行。橋架可以沿高架上的軌道運行，也可沿懸吊在高架下面的軌道運行，這種起重機稱為懸掛梁式起重機。冶金專用橋式起重機在鋼鐵生產(chǎn)過程中可參與特定的工藝操作，其基本結構與普通橋式起重機相似，但在起重小車上還裝有特殊的工作機構或裝置。這種起重機的工作特點是使用頻繁、條件惡劣，工作級別較高。

  橋架式起重機焊接生產(chǎn)的主要尺寸參數(shù)要求，首先是橋架式起重機主梁垂直靜撓度的要求：橋架式起重機主梁垂直靜撓度式由于起重量和小車自重引起的垂直方向靜態(tài)變形，與橋架式起重機跨度(S)和起重機工作級別有關?？缍?S)是指起重機支撐線之間的水平距離。當起重機工作級別為A1~A3時，主梁垂直靜撓度?S/800;當起重機工作級別為A7~A8時，主梁垂直靜撓度?S/1000。其次，橋架式起重機主梁上撓度要求：橋架式起重機主梁在承載小車輪壓作用下生產(chǎn)變形，使小車運行軌道產(chǎn)生坡度。坡度過大會增加小車的運行阻力，甚制造時會產(chǎn)生滑動現(xiàn)象。通常應在主梁上預制一定的上供，理想的上拱度應該是滿載小車運行任何位置時都沒有坡度阻力，即滿載小車在主梁上運行的軌道式一天水平直線。制造標準要求，跨中上撓度應為(0.9/1000~1.4/1000)/S,且大上撓度應控制在跨中1/10的范圍內(nèi)。后，橋架式起重機主梁水平方向的尺寸公差主要要求，橋架式起重機主梁焊接生產(chǎn)完成后，會在水平方向上產(chǎn)生一定的彎曲變形，對于軌道居中的正軌箱型梁及半偏軌箱型梁，其水平方向的彎曲尺寸要求S/2000，S的主梁兩端始于第一塊打筋板的實測長度。橋架式起重機箱型梁及單腹板梁上翼緣板水平偏斜值(C)?B/200，其中B為上翼緣板寬度(mm)，測量位置選擇在大筋板部位。橋架式起重機桁架桿件的直線度?0.0015a，其中a為桿件的長度(mm)。橋架式起重機主梁和端梁焊接連接的橋架對角線差?5mm，測量位置選擇在安裝車輛的基準點。還有橋架式起重機主梁腹板的尺寸公差要求，橋架式起重機主梁的腹板的平面度，采用以1m平尺檢測，距離上翼緣板H/3以內(nèi)區(qū)域?0.7?:;其余區(qū)域?1.2?，其中?為腹板厚度(mm)，H為腹板高度(mm)。橋架式起重機箱型梁腹板的垂直偏斜值(h)?H/200,單腹板梁及桁架的垂值偏斜值(h)?H/300,測量位置選擇在大筋板或節(jié)點部位。另外對橋架式起重機小車軌道的尺寸公差要求，橋架式起重機的跨度較大，多采用軌道對接焊縫，將分段軌道焊接成一根整體軌道，再采用機械壓緊方式固定咋質量數(shù)翼板上。如果小車軌道采用分段機械壓緊方式時，相鄰軌道頭部高低差?1mm;軌道端面間隙?2mm;軌道頭部側向錯位?1mm。正軌箱形梁及半偏軌箱形梁，軌道接縫應設置在筋板上，允許偏差?15mm。兩端短一段軌道長度應?1.5mm，并在端部加擋塊。

  單梁橋式起重機的檢查為了保證橋式起重機的運行，在起重機運行期間需進行一些常規(guī)檢查，檢查項目及要點如下：(1)起升高度限位器、行程限位開關及各聯(lián)鎖機構性能正常，可靠。(2)各主要零部件符合要求：開口增大小于原尺寸的15%，扭轉變形小于10%;板鉤襯套磨損小于原尺寸的50%，板鉤心軸磨損小于5%，無剝落、毛刺、焊補。吊鉤掛架及滑輪無明顯缺陷。鋼絲繩表面鋼絲磨損、腐蝕量小于鋼絲直徑的40%，斷絲在一個捻距內(nèi)小于總絲數(shù)的10%，無斷頭，無明顯變細，無芯部脫出、死角扭擰、擠壓變形、退火、燒損現(xiàn)象。鋼絲繩端部連接及固定的卡子、壓板、鍥塊連接完好，無松動，壓板不少于2個，卡子數(shù)量不少于3個。卷筒無裂紋，連接、固定無松動;筒壁磨損小于原壁厚的20%;卷不少于2圈，卷筒與鋼絲繩直徑比例符合要求。平衡輪固定完好，鋼絲繩應符合的要求。制動器無裂紋，無松動，無嚴重磨損，制動間隙兩側相等尺寸合適，有足夠的制動力，制動帶磨損小于原厚度的50%。通過對橋式起重機的常規(guī)檢查，對杜絕人身事故，減少設備事故，提高設備運轉率，降低檢修費用等均起到了顯著作用。

  對于橋式起重機滑觸線使用及改進，我們知道滑觸線是一種新型移動供電裝置，以其絕緣、、耐溫、抗振、節(jié)能等優(yōu)越性能逐步替代了舊式裸露角鐵及銅排滑觸線?；|線由填嵌在工程塑料型管或槽板中的光滑平整的T2銅排或嵌有耐磨導體的鋁型材作為載流體，組合成輸電導管，導管下有開口槽以利集電器運行，并由集電器的高耐磨銅基石墨電刷將電力導向工作電器。橋式起重機在使用中易斷電，有時在輸電導管內(nèi)產(chǎn)生火花，嚴重時滑觸線某放炮"，造成集電器更換過于頻繁，影響生產(chǎn)。為此，進行了如下改進：(1)增大集電器電刷倒角，并打磨光滑;(2)增加集電器兩相對電刷間彈簧強度、彈性，保證彈簧恢復自如;(3)加深。加固集電器中的彈簧座，保證電刷的恢復彈簧在工作中不易"串位";(4)兩段滑觸線連接處連接塊要有倒角，保證集電器平滑過渡。同時，為保證滑觸線的正常使用，行車工的規(guī)范操作、維修工的定期保養(yǎng)、定期檢查也必不可少。

  所編輯的橋式起重機的使用注意事項主要有：(1)每臺起重機在明顯的地方掛上額定起重量的標牌。(2)工作中，橋架上不許有人或用吊鉤運送人。(3)無操作證和酒后都不許駕駛起重機。(4)操作中精神集中、不許談話、吸煙或做無關的事情。(5)車上要清潔干凈;不許亂放設備、工具、易燃品、易爆品和危險品。(6)起重機不允許超荷使用。(7)下列情況不許起吊：捆綁不牢;機件超負荷;信號不明;斜拉;埋或凍在地里的物件;被吊物件上有人;沒有保護措施的易燃品、易爆器和危險品;過滿的液體物品;鋼絲繩不符合使用要求;升降機構有故障。(8)起重機在沒有障礙物的線路上運行時，吊鉤或吊具以及吊物底面，離地面2m以上。如果越過障礙物時，須超過障礙物0.5m高。(9)對吊運小于額定起重量50%的物件，允許兩個機構同時動作;吊大于額定起重量50%的物件，則只可以一個機構動作。(10)具有主、副鉤的橋式起重機，不要同時上升或下降主、副鉤(特殊例外)。(11)不許在被吊起的物件上施焊或錘擊及在物件下面工作(有支撐時可以)。(12)在停電后，并在電門上掛有停電作業(yè)的標志時，方可做檢查或進行維修工作。如帶電作業(yè)時，須有措施保護，并設有專人照管。(13)不許隨便從車上往下亂扔東西。(14)限位開關和聯(lián)鎖保護裝置，要經(jīng)常檢查。(15)不允許用碰限位開關作為停車的辦法。(16)升降制動器存在問題時，不允許升降重物。(17)被吊物件不許在人或設備上空運行。(18)對起重機某部進行焊接時，要專門設置地線，不準利用機身做地線。(19)吊鉤處于下極限位置時，卷筒上保留有兩圈以上的繩圈。(20)起重機不允許互相碰撞，更不允許利用一臺起重機去推動另一臺起重機進行工作。(21)吊運較重的物件、液態(tài)金屬、易爆及危險品時，先緩慢地起吊離地面100~200mm，試驗制動器的可靠性。(22)修理和檢查用的照明燈，其電壓在36V以下。(23)橋式起重機所有的電氣設備外殼均應接地。如小車軌道不是焊接在主梁上時，應采取焊接地線措施。接地線可用截面積大于75mm2的鍍鋅扁鐵或10mm2的裸銅線或大于30mm2的鍍鋅圓鋼。司機室或起重機體的接地位置應多于兩處。起重機上任何一點到電源中性點間的接地電阻，均應小于4Ω。(24)要定期做技術檢查，做好預檢預修工作。

  而對于橋式起重機常見故障的維護，首先，小車減速機滲漏修復保護：橋式起重機小車減速機因受振動、磨損、壓力、溫度等因素影響，各結合面的靜密封部位常出現(xiàn)漏油現(xiàn)象。傳統(tǒng)治理方法要拆卸減速機，更換密封墊片或涂抹密封膠，但費時費力，而且難以確保密封效果，在運行中還會再次出現(xiàn)滲漏。當代西方國家多采用高分子復合材料現(xiàn)場治理滲漏，應用多的有福世藍系列等。高分子材料修復可免拆卸，且材料具備的優(yōu)越的粘著力、耐油性及350%的拉伸度，很好的克服減速機振動造成的影響，修復效果較傳統(tǒng)方法更為有效。其次大車減速機及主動車輪磨損治理：橋式起重機主動車輪和大車減速機運轉頻繁，多次反轉急停和停車會造成減速機各軸的扭矩、振動增大，易造成滲漏情況。該類問題發(fā)生后，傳統(tǒng)方法多以補焊或刷鍍后機加工修復為主，但兩者均存在一定弊端：補焊高溫產(chǎn)生的熱應力無法完全消除，易出現(xiàn)彎曲或斷裂;而電刷鍍受涂層厚度限制，容易剝落，且以上兩種方法都是用金屬修復金屬，無法改變“硬對硬”的配合關系，在各力綜合作用下，仍會造成再次磨損。新維修方法多以高分子復合材料為主，而應用較多的有美嘉華技術產(chǎn)品，其具有超強的粘著力，優(yōu)異的抗壓強度等綜合性能。應用高分子材料修復，既無補焊熱應力影響，修復厚度也不受限制，同時產(chǎn)品所具有的金屬材料不具備的退讓性，可吸收設備的沖擊震動，避免再次磨損的可能，并大大延長設備部件的使用壽命，為企業(yè)節(jié)省大量的停機時間，創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟價值。

  例如，對于一架橋式起重機制造任務為單龍門吊，跨距22m，起吊質量為5t。在不具備大型吊裝設備的情況下，采用邊裝配邊組焊的裝焊順序，有效控制焊接變形，解決了箱形主梁難以翻轉的問題，成功完成了箱型主梁的焊接，保證了技術要求。箱形主梁全長36m，外形尺寸：36000mm~125mm~1500mm，由Q235鋼板焊接而成。主梁的腹板及翼板的對接焊縫是I類焊縫，主梁及腹板的組合焊縫是?類焊縫，梁的丄拱度為22mm，旁彎?8mm，扭曲?3mm。

  對箱形主梁分析：箱形主梁的焊縫質量和尺寸精度要求高，截面尺寸大，剛性大。在焊接過程中，由于受現(xiàn)場起重條件的限制，無法對箱形主梁反復翻轉，只能利用合理的裝配及焊縫順序進行變形控制。焊后一旦發(fā)生變形則無法矯正，因此，箱形主梁的制造關鍵就是如何在制造過程中控制好焊接變形。橋式起重機的主梁要求在垂直平面內(nèi)有一定的丄拱度，以抵消起重時梁的下?lián)隙?。上攻?shù)值為L/1000,即22itlm。因此，再制造過程中，采用預制腹板丄拱變形的方法來保證主梁的丄拱度。

  單梁橋式起重機制造工藝及措施：對于焊接人員，參加焊接的焊工應具備相應的操作資格，除此之外，還應配備專門的焊接技術人員進行現(xiàn)場指導、焊接檢驗人員進行全程跟蹤檢查。對于焊接材料，焊條使用前嚴格按使用說明書的規(guī)定進行烘干。然后放在保溫筒內(nèi)，隨用隨取。焊條烘干后在保溫筒內(nèi)存放超過4h應重新烘干，烘干次數(shù)不得超過2次。對于下料時，采用自動火焰切割方法下料，一方面，蓋板下料將上、下蓋板矯平后，在對接長度方向上放400mm的工藝余量;另一方面，腹板下料腹板矯平后，首先在長度方向拼接，然后在左右兩側腹板對稱氣割，以防主梁兩側腹板尺寸不同，引起主梁的扭曲變形，為是主梁有規(guī)定的上拱度，在腹板下料時有相應的上供度，且上供度應大于主梁的上供度，腹板下料時，需放1.5L/1000，即33mm的余量，并且在離2ITI處不得有接頭，為避免焊縫集中，上、下蓋板與腹板的接頭應錯開，距離不小于200mm。腹板下料后長度誤差為?10mm。還有一方面就是長短肋板下料主梁的長短肋板的寬度尺寸只能小不能大(1mm)左右，長短尺寸可允許有一定的誤差(?2mm以內(nèi))。肋板的4個角度應為90，尤其是上肋板與上蓋板連接處的2個角度更應嚴格保持直角，意識裝配后主梁的腹板與上蓋板垂直于上蓋板，同時主梁在長度方向上不會發(fā)生扭曲變形。在坡口制備上，其上、下蓋板和腹板的對接，可采用單面焊雙面成型工藝，坡口角度為30~40度，單面V型坡口，以減小開坡口和焊后翻轉的工作量。

  起重機的組裝焊接：一，裝配焊接順序為是主梁保持合理額上供度，并有效的控制焊接變形，組裝時采用預制上供法。(1)先將下蓋板矯平，然后將下蓋板上所有的對接焊縫進行焊接。(2)在平臺上制出與腹板一致的上供度，并將焊后的下蓋板調平，平鋪在平臺上，并劃出各板的安裝位置線。(3)將一側的腹板點固定在下蓋板上，注意保證腹板與下蓋板的垂直度，并在腹板上劃出個隔板的位置線。(4)在將另一側腹板上劃出各隔板的位置線后，與下蓋板固焊接在一起。(5)將長隔板與角鋼按劃好的位置線，分別與兩腹板進行點孤寒焊接在一起。(6)焊接長隔板與兩腹板的立縫，以及角鋼與兩腹板的角焊縫。(7)組裝上蓋板。(8)先焊接下蓋板與兩腹板額2條焊縫，再焊上蓋板與兩腹板的2條焊縫，后焊接上蓋板與長隔板的角焊縫。(9)組對短隔板，組對后先焊接短隔板與兩腹板的立縫在焊接短隔板與上蓋板的角焊縫。二，組對間隙上、下蓋板及腹板在對接時，均應留有一定的間隙，板厚8mm，間隙為3~4mm，以保證單面焊雙面成形，兩腹板與下蓋板組對時，應盡量減小組焊間隙，間隙量<1.0mm，以減小焊接變形。長短肋板在與上蓋板進行組對時，也同樣應將各組件壓緊，以盡量減小組焊間隙。

  焊接工藝：要保證箱形主梁的焊接質量及合理的上供度，并有效的控制器焊接變形，焊接工藝是關鍵。(1)施焊前，先檢查坡口iji組對質量，如發(fā)現(xiàn)尺寸超差，應及時主梁后再施焊。(2)焊前清除坡口及焊縫兩側各20mm范圍內(nèi)的油、污、水、銹及其他雜質。(3)焊接順序：先焊接上、下蓋板及腹板諤諤對

  接焊縫，再焊兩腹板與下蓋板的2條縱縫;焊接過程中，應盡量采用2名或4名焊工同時、對稱的進行焊接，以防止主梁發(fā)生扭曲變形。(4)選用合理的焊接工藝參數(shù)：焊接方法采用焊條電弧焊，焊條直徑為4.0mm，焊接電流為160~200A,電弧電壓為22~25V。

  箱形主梁的質量檢驗：箱形主梁的質量檢驗主要是制造過程中的工序檢驗及制造完成后的專檢，箱形主梁焊接完畢，經(jīng)質量部門聯(lián)檢，其幾何尺寸、上供度及焊縫均符合質量要求。

  結論：對于此大型橋式起重機說我箱形主梁，在不具備大型吊裝設備的情況下，采用合理的裝配順序及工藝措施，成功的彌補了設備方面的不足，避免了對箱形主梁的反復翻轉，保證了箱形來