王奉鵬

(中車齊齊哈爾車輛有限公司冷工藝部 黑龍江 齊齊哈爾 161002)

淺談160t起重機配套吊臂平車整車鋼結(jié)構(gòu)制造工藝

王奉鵬

(中車齊齊哈爾車輛有限公司冷工藝部 黑龍江 齊齊哈爾 161002)

介紹了160t起重機配套吊臂平車的主要結(jié)構(gòu)及制造難點，并制定了一系列工藝措施，為產(chǎn)品制造及運營提供了可靠的工藝保證。

吊臂平車；工藝性分析；工藝成本；制造難點

1 主要結(jié)構(gòu)及制造難點

1.1 主要結(jié)構(gòu)

160t起重機配套吊臂平車由放置救援備品的平車部分和供司機休息的宿營室兩大部分組成，平車上有固定的矮端墻、矮側(cè)墻、活動欄桿、側(cè)翻門和柴油發(fā)電機組等。宿營室由包間、廚房、指揮室等組成。此車采用15號車鉤和209T型客車轉(zhuǎn)向架，車體底架中下部設(shè)有手制動裝置，手制動采用鏈條卷繞式、棘輪、棘爪結(jié)構(gòu)，矮端墻為耐候鋼板及型鋼組焊結(jié)構(gòu)；在矮側(cè)墻、矮端墻上加裝400mm高的由鋼管彎制成的活動欄桿，詳細(xì)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1—車頂鋼結(jié)構(gòu)；2—側(cè)墻鋼結(jié)構(gòu)；3—風(fēng)手制動系統(tǒng)；4—端墻鋼結(jié)構(gòu)；5—柴油發(fā)電機組；6—矮端墻；7—底架組成；8—會議室；9—包間；10—廚房。圖1 吊臂平車整車組成示意圖

1.2 制造難點

(1)底架組成由中梁、支撐梁、橫梁、縱向梁、鐵地板等組焊而成(見圖2)。全鋼焊接結(jié)構(gòu)，焊接量較大，而且各梁件連接焊縫主要集中在底架上部，焊后會產(chǎn)生較大的撓度變化，不易控制，同時預(yù)制撓度的工藝方法不同，對應(yīng)工藝成本也不同。

對應(yīng)工藝措施：由于該車底架較其他普通車型底架長，為保證底架組對焊接質(zhì)量，底架鋼結(jié)構(gòu)制造重點控制2個工序：一是中梁與側(cè)梁組對工序，二是底架鋼結(jié)構(gòu)整體預(yù)制上撓度成型制造工序。圍繞重點工序展開的技術(shù)方案分析如表1所示。

從工藝成本的角度出發(fā)，列出了2個方案總成本函數(shù)方程。 根據(jù)綜合求解：當(dāng)產(chǎn)量小于5臺時，方案2最佳；當(dāng)產(chǎn)量大于5臺時，方案1最佳。

(2)宿營室端墻、側(cè)墻主要由長大薄板件組焊而成，如側(cè)墻鋼結(jié)構(gòu)中的側(cè)板，尺寸為12 107mm×2 375mm×4mm,為典型的長大薄板件。該類件組焊后外表面的平面度要求為每平方米平面度公差應(yīng)小于3.5mm，焊后變形難以控制。

1—鐵地板組成；2—枕梁組成；3—縱向梁；4—小橫梁；5—支撐梁組成；6—中梁組成；7—橫梁組成。 圖2 吊臂平車底架組成部分示意圖

要求 鋼結(jié)構(gòu)總組裝后,底架兩枕梁間的中梁、側(cè)梁上撓度(10～15mm),牽引梁和枕梁以外的梁上撓或下垂不大于6mm,牽引梁甩頭不大于6mm。分析(1)中、側(cè)梁與底架組成之間的撓度值關(guān)系只能依據(jù)經(jīng)驗判斷。(2)宿營室與底架焊接完成后,撓度不易調(diào)整,因此必須保證底架預(yù)制撓度與整車鋼結(jié)構(gòu)總組裝后的撓度關(guān)系準(zhǔn)確。工藝方案方案1方案2 利用專用工裝將中梁預(yù)制撓度,與側(cè)梁組焊前利用工藝梁將中梁與2個側(cè)梁固定在一個平面上,然后進(jìn)行底架鋼結(jié)構(gòu)組焊。宿營室焊接過程中同樣需要重新調(diào)整底架預(yù)制撓度。 中、側(cè)梁均不預(yù)制撓度,底架鋼結(jié)構(gòu)組成焊接完成后,按照整車鋼結(jié)構(gòu)的撓度要求配合重鐵在宿營室焊接過程中進(jìn)行底架總組成撓度的調(diào)整。技術(shù)分析 (1)中梁預(yù)制撓度后帶動兩側(cè)梁,底架焊接完成后的撓度綜合值能夠有效控制。(2)中、側(cè)梁在相互約束的情況下預(yù)制撓度導(dǎo)致底架組焊后的應(yīng)力較大。 (1)底架整體撓度值只調(diào)整1次,有效降低了勞動強度,同時撓度值調(diào)整較準(zhǔn)確。(2)依靠重鐵在宿營室另一端位置變化,調(diào)整宿營室與底架焊接過程中的整體撓度值,工作效率不高。

對應(yīng)工藝措施：在端板、側(cè)板拼接時采用手工電弧焊(焊縫硬度小、易于校平)小規(guī)模操作，要求焊縫成型良好、余高一致、不允許斷焊；校平時控制好上滾與側(cè)墻板間隙，以減少滾子與端板、側(cè)板的接觸壓力，避免使側(cè)板表面產(chǎn)生壓痕缺陷；側(cè)板在下料及鋼結(jié)構(gòu)組對過程中，由于吊卡在吊點位置會產(chǎn)生局部凹陷，在側(cè)墻與底架組對完成前進(jìn)行矯型，并測量端板、側(cè)板平面度，如不能滿足技術(shù)要求，可在端柱、側(cè)柱間加工藝連接梁調(diào)整，以達(dá)到交車要求。

(3)車頂鋼結(jié)構(gòu)組對焊接時，車頂彎板手工煨制成形不良。導(dǎo)致組對過程中需要人工用硬物敲打或翹壓，造成鋼結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生制造缺陷，影響車頂與端墻、側(cè)墻組對精度。

對應(yīng)工藝措施：宿營室車頂彎板的R470mm和R3 650mm的工藝制造難度較大，如采用專用壓型和拉彎工藝需要新制專用壓型模和拉彎工裝，制造費用高、工期長，因此采用手工熱彎，先完成R75mm截面壓型，整體拼接，在邊緣處開口按照樣板手工熱彎成型，然后組焊各開口并打磨光滑，重點打磨和修整外表面，在保證商品化程度的基礎(chǔ)上有效提高了車頂鋼結(jié)構(gòu)組裝精度。

2 主要制造工藝

平車整車鋼結(jié)構(gòu)制造工藝流程圖如圖3所示，其主要零部件的制造工藝有中梁組成、底架組成、宿營室組成及焊接等。

2.1 中梁組成制造工藝

(1)中梁單片梁采用工字鋼按照圖紙要求位置進(jìn)行拼接，手工氣割后，用油壓千斤頂頂壓成魚腹后組焊成型，兩端各留工藝加長量50mm，待中梁組成后切除。

(2)為保證中梁的組對焊接質(zhì)量，組對采用自制平臺配合各種頂絲和卡蘭進(jìn)行夾緊、定位來完成中梁組對和焊接。

(3)中梁組成后，工藝上撓度為40～50mm，理論尺寸為45mm，兩上心盤中心距工藝組對加長量8mm，以保證最后車體落成時的整車上撓度和兩上心盤中心距尺寸的要求。

(4)中梁上各孔初鉆后，將其與前、后從板座及上心盤等點固焊后，鉆、擴各鉚釘及螺栓孔。

圖3 平車整車鋼結(jié)構(gòu)工藝流程

2.2 底架組成制造工藝

(1)底架組對采用2個平臺(水平高度差不大于1mm)，配合現(xiàn)場焊接各種頂絲和卡蘭進(jìn)行定位，組對焊接底架鋼結(jié)構(gòu)，底架翻轉(zhuǎn)采用鋼絲繩吊具進(jìn)行。保證底架焊接質(zhì)量符合產(chǎn)品圖紙要求。

(2)中梁與側(cè)梁組焊前先用槽鋼(可采用240槽鋼等)將中梁與2個側(cè)梁固定在一個平面，然后焊接各枕梁、橫梁等件，減少了組焊后中梁、側(cè)梁上平面及側(cè)面的局部變形。

(3)底架制造過程中工藝預(yù)制上撓度為關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量的變化，選擇不同的撓度預(yù)制方法。

(4)為減少底架的橫梁組成組焊后上平面變形，將橫梁上蓋板縱向預(yù)制反變形1～3mm。

2.3 宿營室組成制造工藝

(1)檢查底架各部尺寸，組對四點角柱，并以此為宿營室組對基準(zhǔn)。

(2)組對1、2位側(cè)墻及2位端墻，調(diào)整垂直度利用斜拉筋固定后再組對1位端墻及車頂。

(3)檢查各部尺寸，確認(rèn)無誤后組對防雨檐，對局部間隙大的部位涂抹密封膠以保證防雨效果。

(4)組焊宿營室內(nèi)附屬件、矮端墻、矮側(cè)墻以及欄桿扶手等件。

2.4 焊接制造工藝

根據(jù)表2中的焊材規(guī)格、型號和工藝參數(shù)進(jìn)行焊接，保證焊縫的質(zhì)量，注意清理藥皮、打磨飛濺，對于重要件和外露件如中梁、側(cè)梁、鐵地板、側(cè)門板、側(cè)墻、端墻、矮側(cè)墻、矮端墻等件中的焊縫要仔細(xì)清理打磨，鐵地板上平面拼接焊縫要與地板上平面持平，盡可能不打磨上平面焊縫，為確保整車制造的商品化和外表面的零缺陷，制造時要先自檢合格后再交檢、交驗，避免出現(xiàn)電焊飛濺等低級質(zhì)量問題。

表2 吊臂平車鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)用焊材及工藝參數(shù)表

備注：(1)焊材SM-70或ER50-6用于Q215-A·F、Q235-A、Q235-A·F、ZG230-450材料及材料間焊接。

(2)H08MnSiCuCrNiⅡ(ER44-8)和J502Wcu用于耐候鋼(09CuPTiRE、08CuPVRE)鋼結(jié)構(gòu)的焊接。

(3)J422用于Q215-A·F、Q235-A、Q235-A·F、ZG230-450材料及材料間焊接，一般情況下不用烘干，用于20鋼中梁接長時，須按工藝要求烘干后現(xiàn)場保溫使用。

3 工藝效果測評

首臺車落成交驗后相關(guān)技術(shù)參數(shù)檢測結(jié)果如表3所示。

表3 吊臂平車整車檢查記錄 /mm

從表3可以看出，各部尺寸全部符合產(chǎn)品設(shè)計要求。采取的工藝手段和質(zhì)量保證措施滿足產(chǎn)品的制造要求，起到了指導(dǎo)生產(chǎn)、保證產(chǎn)品質(zhì)量的作用?！?/p>

(編輯：李琳琳)

2095-5251(2016)02-0007-03

2015-03-12

王奉鵬(1982-)，男，本科學(xué)歷，工程師，從事鐵路貨車及特種集裝箱組裝工藝工作。

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