腹闆下(xià)料的時候就做成曲線的
橋式起重機主梁的焊接工(gōng)藝設計
一(yī)架橋式起重機的制造任務爲單梁龍門吊,跨距22m,起吊質量爲5t。在不具備大(dà)型吊裝設備的情況下(xià),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,成功完成了箱形主梁的焊接,保證了技術要求。箱形主梁全長36m,外(wài)形尺寸:36000mm~l25mm~l500mm.由q235鋼闆焊接而成。主梁的腹闆及翼闆的對接焊縫是i類焊縫,主梁與腹闆的組合焊縫是Ⅱ類焊縫;梁的上拱度爲22mm,旁彎≤8mm,扭曲≤3mm。
1 分(fēn)析
箱形主梁的焊縫質量和尺寸精度要求高.截面尺寸大(dà)、剛性大(dà)。在焊接過程中(zhōng),由于受現場起重條件的限制,無法對箱形主梁反複翻轉,隻能利用合理的裝配及焊接順序進行變形控制。焊後一(yī)旦發生(shēng)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(zhōng)控制好焊接變形。 橋式起重機的主梁要求在垂直平面内必須有一(yī)定的上拱度.以抵消起重時梁的下(xià)撓度。上拱數值爲l/1000,即22itlm。因此,在制造過程中(zhōng),采用預制腹闆上拱變形的方法來保證主梁的上拱度。
2 制造工(gōng)藝及措施
2.1焊接人員(yuán) 參加焊接的焊工(gōng)應具備相應的操作資(zī)格.除此之外(wài).還應配備專門的焊接技術人員(yuán)進行現場指導、焊接檢驗人員(yuán)進行全程跟蹤檢查。
2.2焊接材料 焊條使用前必須嚴格按使用說明書(shū)的規定進行烘幹。然後放(fàng)在保溫筒内,随用随取。焊條烘幹後在保溫筒内存放(fàng)超過4h應重新烘幹.烘幹次數不得超過2次。
2.3下(xià)料 采用自動火(huǒ)焰切割方法下(xià)料。 (a)蓋闆下(xià)料将上、下(xià)蓋闆矯平後。在對接長度方向上放(fàng)400mm的工(gōng)藝餘量。 (b)腹闆下(xià)料腹闆矯平後,首先在長度方向拼接,然後左右兩側腹闆對稱氣割.以防主梁兩側腹闆尺寸不同.引起主梁的扭曲變形。爲使主梁有規定的上拱度,在腹闆下(xià)料時必須有相應的上拱度,且上拱度應大(dà)于主梁的上拱度。腹闆下(xià)料時,需放(fàng)1.5l/1000,即33mm的餘量,并且在離(lí)中(zhōng)心2iti處不得有接頭,爲避免焊縫集中(zhōng),上、下(xià)蓋闆與腹闆的接頭應錯開(kāi),距離(lí)不小(xiǎo)于200mm。腹闆下(xià)料後長度誤差爲_10mm。 (c)長短肋闆下(xià)料主梁的長短肋闆的寬度尺寸隻能小(xiǎo)不能大(dà)(1mm左右)。長度尺寸可允許有一(yī)定的誤差(±2mm以内)。肋闆的4個角應爲90。,尤 其是肋闆與上蓋闆聯接處的2個角更應嚴格保持直角,以使裝配後主梁的腹闆與上蓋闆垂直,同時主梁在長度方向上不會發生(shēng)扭曲變形。
2.4坡口制備 上、下(xià)蓋闆和腹闆的對接,可采用單面焊雙面成形工(gōng)藝,坡口角度爲30。~40。,單面v形坡口,以減小(xiǎo)開(kāi)坡口和焊後翻轉的工(gōng)作量。 2.5組裝一(yī)焊接
2.5.一(yī),裝配一(yī)焊接順序 爲使主梁保持合理的上拱度.并有效地控制焊接變形,組裝時采用預制上拱法。 (1)先将下(xià)蓋闆矯平,然後将下(xià)蓋闆上所有的對接焊縫進行焊接。 (2)在平台上制出與腹闆一(yī)緻的上拱度,并将焊後的下(xià)蓋闆調平.平鋪在平台上,并劃出各闆的安裝位置線。 (3)将一(yī)側的腹闆點固在下(xià)蓋闆上,注意保證腹闆與下(xià)蓋闆的垂直度,并在腹闆上劃出各隔闆的位置線。 (4)在将另一(yī)側腹闆上劃出各隔闆的位置線後.與下(xià)蓋闆點固焊接在一(yī)起。 (5)将長隔闆與角鋼按劃好的位置線,分(fēn)别與兩腹闆進行點固焊焊接在一(yī)起。 (6)焊接長隔闆與兩腹闆的立縫,以及角鋼與兩腹闆的角焊縫。 (7)組裝上蓋闆。 (8)先焊接下(xià)蓋闆與兩腹闆的2條縱縫.再焊上蓋闆與兩腹闆的2條縱縫,最後焊接上蓋闆與長隔闆的角焊縫。 (9)組對短隔闆,組對後先焊接短隔闆與兩腹闆的立縫,再焊接短隔闆與上蓋闆的角焊縫。二,組對間隙 上、下(xià)蓋闆及腹闆在對接時,均應留有一(yī)定的間隙,闆厚8mm,間隙爲3 4mm,以保證單面焊雙面成形。兩腹闆與下(xià)蓋闆在組對時,應盡量減小(xiǎo)組焊間隙.間隙量<1.0mm,以減小(xiǎo)焊接變形。長短肋闆在與上蓋闆進行組對時,也同樣應将各組件壓緊,以盡量減小(xiǎo)組焊間隙。 2.6 焊接工(gōng)藝 要保證箱形主梁的焊接質量及合理的上拱度,并有效控制其焊接變形.焊接工(gōng)藝是關鍵。 (1)施焊前,先檢查坡口及組對質量,如發現尺寸超差.應及時處理後再施焊。 (2)焊前必須清除坡口及焊縫兩側各20mm範圍内的油、污、水、鏽及其他雜(zá)質。 (3)焊接順序:先焊上、下(xià)蓋闆及腹闆的對接焊縫.再焊兩腹闆與下(xià)蓋闆的2條縱縫;焊接過程中(zhōng),應盡量采用2名或4名焊工(gōng)同時、對稱地進行焊接,以防止主梁發生(shēng)扭曲變形。 (4)選用合理的焊接工(gōng)藝參數:焊接方法采用焊條電(diàn)弧焊,焊條直徑爲4.0mm,焊接電(diàn)流爲160~200a,電(diàn)弧電(diàn)壓22~25v。
2.7質量檢驗 箱形主梁的質量檢驗主要是制造過程中(zhōng)的工(gōng)序檢驗及制造完成後的專檢。箱形主梁焊接完畢,經質檢部門聯檢,其幾何尺寸、上拱度及焊縫質量均符合質量要求。
3 結論
對于此大(dà)型橋式起重機的箱形主梁,在不具備大(dà)型吊裝設備的情況下(xià),筆者采用合理的裝焊順序及工(gōng)藝措施,成功地彌補了設備方面的不足,避免了對箱形梁的反複翻轉,保證了箱形梁的焊接質量并滿足了尺寸要求。
摘要 橋(門)式起重機主梁變形的檢測與矯正是企業生(shēng)産中(zhōng)普遍面臨的問題,本文介紹了橋(門)式起重機主梁變形的檢測與矯正變形的幾種實施方法及特點,并說明了适用範圍。
關鍵詞 主梁變形檢測矯正方法
1 橋(門)式起重機主梁撓度的檢測
在橋(門)式起重機安全技術檢驗中(zhōng),主梁拱度的檢測是一(yī)項十分(fēn)重要的内容。jb1036-82(通用橋式起重機技術條件)中(zhōng)明确規定:主梁跨中(zhōng)上拱度f=l(0.9-1.4)/1000。且最大(dà)拱度應控制在跨度中(zhōng)部的l/10範圍内。目前常用的檢測方法有傳統拉鋼絲法和現行吊鈎懸尺法,以及磁鐵懸尺法。
1.1 拉鋼絲法
拉鋼絲法要求三名檢測人員(yuán)必須爬到起重機的主梁上,使φ0.5mm細鋼絲的一(yī)頭固定于主梁的一(yī)端(鋼絲通過上蓋闆上的等高塊),另一(yī)頭與主梁另一(yī)端的15kg彈簧秤相接。然後選取測量點,測量鋼絲至主梁上表面的垂直距離(lí),再計算出拱度值。此方法有較大(dà)的局限性和檢測人員(yuán)登高作業的危險性,僅應用于部分(fēn)箱形雙梁橋式起重機主梁拱度的檢測,而不适合單梁橋(門)式起重機以及帶裙闆的箱形雙梁橋式起重機主梁拱度的檢測。
1.2 吊鈎懸尺法
吊鈎懸尺法是将300mm鋼闆尺倒挂在吊鈎上,開(kāi)動小(xiǎo)車(chē)(電(diàn)動葫蘆)沿着工(gōng)字鋼軌道運行,通過架設在地面上的水準儀,依次測取主梁各點的标高值。然後計算出其拱度值。這種測量方法誤差大(dà),有時可能會得出相反的結果。影響測量精度的因素是:小(xiǎo)車(chē)行走輪半徑誤差和軌道踏面形狀誤差以及小(xiǎo)車(chē)三條腿等都會直接反映在标高值上,緻使測取的标高值不真實,最後計算出的拱度值便不準确了。
1.3 磁鐵懸尺法
磁鐵懸尺法是用一(yī)根0.5m的細鋼絲,一(yī)端固定在磁鐵上,另一(yī)端固定于一(yī)個0.5kg的重錘。在細鋼絲上安裝一(yī)個可以調節位置的300mm鋼闆尺,用一(yī)根專用絕緣杆将磁鐵吸附于主梁下(xià)蓋闆或工(gōng)字鋼軌道的下(xià)表面上。然後選取主梁兩端和梁中(zhōng)三個測量點,通過架設在地面上的水準儀讀取被磁鐵懸挂标尺上的數值,從而計算出主梁跨中(zhōng)的拱度值。即主梁跨中(zhōng)拱度值=跨中(zhōng)标高值-1/2(較高端跨端标高值+較底端跨端标高值)。
鋼闆尺正向固定于細鋼絲上,測得結果是正值時爲上拱,反之爲下(xià)撓。利用此法可檢測各種型式起重機主梁拱度,方法簡捷,結果準确,省時省力。
2 橋(門)式起重機主梁變形的矯正方法
橋(門)式起重機主梁在自重和載荷作用下(xià)會産生(shēng)彈性下(xià)撓變形,給承載小(xiǎo)車(chē)增加運行阻力。爲了補償主梁的下(xià)撓變形,設計要求将主梁做成有拱度的梁。因此上拱度是起重機主梁設計與制造中(zhōng)的主要問題,必須保證其規定的上拱值,不得過大(dà)或過小(xiǎo)。但橋(門)式起重機的主梁在制造和使用過程中(zhōng),都會産生(shēng)不同程度的永久變形。例如:主梁在制造過程中(zhōng),由于主梁下(xià)料拱翹值預留量的不合理、氣溫的影響、焊接工(gōng)藝的實施誤差等因素的影響,主梁焊接後其拱度、翹度、水平旁彎及腹闆的垂直度(主梁扭曲變形)等不一(yī)定都符合要求,此時需要對主梁進行矯正;當一(yī)台橋式起重機的兩片主梁在同一(yī)截面高度不一(yī)緻時,也需要進行矯正。
起重機在使用過程中(zhōng),由于主梁剛性不足、長期滿負載工(gōng)作或起重機工(gōng)作環境惡劣等諸因素影響,也會使主梁産生(shēng)永久變形。當拱、翹值降到一(yī)定程度時,就必須進行修理矯正。按國标g136067-85(起重機械安全規程)中(zhōng)1、4、10條的規定:“對于一(yī)般橋式類型起重機,當小(xiǎo)車(chē)處于跨中(zhōng)并且在額定載荷下(xià),主梁跨中(zhōng)的下(xià)撓值在水平線下(xià)、達到跨度的1/700時,如不能修複,應報廢。”
綜上所述,橋(門)式起重機在制造和使用過程中(zhōng),主梁的矯正是必不可少的。采取什麽方法進行矯正,将直接影響到起重機主梁變形的矯正效果、矯正費(fèi)用、主梁外(wài)觀質量及起重機的安全使用等。因此,合理正确的矯正方法至關重要,不可忽視。目前,主梁變形的矯正方法有“火(huǒ)焰矯正法”、“預應力法”、“重複施焊法”、“切割法”及“局部切墊法”等,具體(tǐ)采用什麽方法,要看情況而定。隻有掌握各種方法的特點、适用範圍等才能正确、合理地選擇矯正方案,取得較爲理想的矯正效果。
2.1 火(huǒ)焰矯正法
火(huǒ)焰矯正法的原理是在金屬結構上局部加熱,使金屬結構的某些部位被“塑性壓縮”,冷卻後由殘餘的局部收縮應力達到矯正變形的目的。主梁拱翹矯正的加熱區見圖1。
圖1主梁拱翹矯正的加熱區
拱度不足時加熱闆下(xià)側三角區及下(xià)蓋闆矩形區,翹度不足時加熱懸臂腹闆上側三角形區及上蓋闆矩形區。烤點的大(dà)小(xiǎo)和烤點的多少及位置,要根據變形的具體(tǐ)情況制定。但必須注意以下(xià)幾點:
1)最适合的加熱溫度爲700-800℃,加熱溫度不應過高或過低。因爲加熱到此段溫度時金屬(低碳鋼)的屈服極限趨進于零,金屬處于“熱碳鋼”狀态,矯正效果最好。
2)同一(yī)位置不能重複加熱。否則不但效果不好,對金屬的金相組織也有損害。
3)加熱點應放(fàng)在隔闆處,可減小(xiǎo)腹闆的波浪度。
4)加熱點應避開(kāi)危險截面。經加熱矯正後烤點部位應力加大(dà),因此危險截面的負荷應力也加大(dà),容易使矯正變形失效。
5)主梁變形後主梁應加固。因爲矯正後主梁應力很大(dà),再加上多年使用,金屬材料逐漸疲勞,剛性不足。如不加固,不但矯正效果保持不住,反而變形會更加嚴重。一(yī)般加固的方法是在主梁跨度内下(xià)蓋闆兩側用槽鋼做腹闆,再加一(yī)層下(xià)蓋闆,以增加主梁斷面。
火(huǒ)焰矯正法的優點是:矯正效果較好,特别是有較硬的彎處也起作用;施工(gōng)工(gōng)藝也較爲簡單。因此,火(huǒ)焰矯正法被廣泛應用。但這種矯正方法也有以下(xià)不足之處:在火(huǒ)焰矯正時,爲産生(shēng)“壓塑”效果,須将主梁矯正部位頂起(使烤區受壓應力),否則無效果,這樣就增加了施工(gōng)的難度;盡管火(huǒ)焰加熱在隔闆處,仍能造成腹闆及蓋闆較大(dà)的波浪度;火(huǒ)焰矯正後須将主梁加固,否則,将産生(shēng)更嚴重的變形。
鑒于以上分(fēn)析,一(yī)般情況下(xià)(除局部矯正硬彎外(wài)),不主張采用火(huǒ)焰矯正法。但是,大(dà)型工(gōng)字鋼、槽鋼等的調直以及作反變形時,用火(huǒ)焰矯正法最理想。既不用大(dà)型壓力機,又(yòu)不需要太寬敞的場地。根據型鋼彎曲的程度,适當的選幾個烤點,立面烤三角形、平面烤矩形。烤點大(dà)小(xiǎo)、多少根據變形程度決定,可立即調好,既省力又(yòu)快。
2.2 預應力法
預應力法矯正主梁下(xià)撓的原理是,在主梁的下(xià)蓋闆兩端通過固定支座,用預應力張拉多根鋼筋或鋼絲繩,使主梁受到一(yī)個彎矩(主梁上半部受拉應力,下(xià)半部受壓應力),在這彎矩作用下(xià)主梁恢複上供(工(gōng)裝結構見圖2)。當主梁承受載荷作用時,工(gōng)作壓力恰好和鋼筋預應力相反,這樣鋼筋預應力就可以抵消部分(fēn)工(gōng)作壓應力,從而提高了主梁的負載能力。
圖2預應力法工(gōng)裝結構
預應力法是一(yī)種主梁下(xià)撓矯正的有效方法,它具有以下(xià)優點:矯正後上拱值準确而穩定,根據運用中(zhōng)的變化還可以随時調整;矯正後主梁的強度和剛度能得到加強;矯正工(gōng)藝簡單,周期短,費(fèi)用低等。但它有以下(xià)不足:隻适用于橋(門)式起重機箱形主梁拱度下(xià)撓的矯正,不适宜主梁的水平彎及局部變形,門式起重機懸臂的翹度矯正等不能采用;矯正後的外(wài)形不美觀等。
起重機有如下(xià)情況時,采用預應力法最爲适合:運用多年的起重機;主梁剛性不足,承載能力差;起重機長期滿負載工(gōng)作;工(gōng)作環境惡劣等。
2.3 重複施焊法
重複施焊法的原理是,将主梁焊縫用大(dà)電(diàn)流重複施焊的方法,用産生(shēng)的焊接變形來矯正原變形。如須增加主梁的拱度時,在主梁的下(xià)蓋闆與腹闆的兩條角焊縫重複施焊。由于焊縫冷卻收縮,産生(shēng)的應力使上拱增大(dà)。如須減小(xiǎo)水平旁彎時,在凸面腹闆與上下(xià)蓋闆的兩條角焊縫重複施焊,就可以減小(xiǎo)水平旁彎。施焊的電(diàn)流、重複施焊的長度,要根據矯正的程度而定。避免超過,再反向矯正。
實踐證明,這種矯正方法最優,準确有效、變形平滑,又(yòu)不會帶來外(wài)觀缺陷。這種方法用于拱翹值的矯正、水平旁彎的矯正及橋式起重機兩片主梁同一(yī)截面高低差偏大(dà)的矯正等更具有實用、經濟、簡單、質好、速快等優點。但對主梁某處有硬彎、長期使用後主梁剛性不足有較大(dà)變形等不适用。
2.4 切割法
在某些情況下(xià)可以利用主梁自重對拱翹度的影響。對主梁的上蓋闆進行切割處理,使切割部位主梁的截面抗彎模數減小(xiǎo)、主梁的抗彎能力減弱,在主梁自重的作用下(xià)産生(shēng)機械變形,跨中(zhōng)上拱值減小(xiǎo),懸臂端上翹值增大(dà)。采用此方案比較容易控制整個修正過程及變形量的大(dà)小(xiǎo),但需要注意的是,切割部位周圍的主、副腹闆由于主梁沿垂直于腹闆方向的軸旋轉變形,可能造成腹闆波浪超差,必須加以防止。
實踐證明,切割法操作簡單、易控制,在主梁經過永久變形後一(yī)般能較好地保持其原有的技術數據,不會因時效的緣故在内應力或熱變形釋放(fàng)後引起技術參數的較大(dà)變動。因此,切割法在主梁拱翹度超差較大(dà)時是一(yī)種較好的新造主梁修正方法。此種方法也可用于修正懸臂過高(跨内合格)、跨内過高(懸臂合格)或其他的一(yī)些上拱上翹方面的缺陷,隻要懸空支撐主梁時選擇不同支撐位置、選取不同的切割部位就能達到預定的目的。必須注意的是,校正量較大(dà)時一(yī)定要注意采取工(gōng)藝措施,以防止腹闆變形。
除了以上四種方法外(wài),其他如局部加熱法等不再詳述。總之,各種矯正方法的選用,必須經過對需矯正設備的具體(tǐ)情況作全面認真的分(fēn)析,決定采取哪種方案或是将幾種方案結合使用,用最短的周期、最低的費(fèi)用完成主梁變形的矯正,并取得最佳的效果。