邱 焱

(常州寶菱重工機(jī)械有限公司， 江蘇 常州 213019)

連鑄框架冷卻水管設(shè)計(jì)優(yōu)化

邱 焱

(常州寶菱重工機(jī)械有限公司， 江蘇 常州 213019)

摘要：介紹了對(duì)封水槽工序涉及的冷卻水管進(jìn)行的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，大幅度降低質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)、制作周期以及生產(chǎn)成本。

關(guān)鍵詞：連鑄框架； 冷卻水管； 設(shè)計(jì)優(yōu)化

1 概 述

某項(xiàng)目連鑄框架有89個(gè)段，其中涉及封水槽工序的有77個(gè)段，每個(gè)段有上框架、下框架和驅(qū)動(dòng)框架；主要涉及三種形式需要拼接的冷卻水管，其中上框架與驅(qū)動(dòng)框架涉及的水管品種和數(shù)量與下框架一樣。如圖1，2所示。

圖1 封水槽工序連鑄框架

圖2 冷卻水管品種

按上框架、下框架、驅(qū)動(dòng)框架分別計(jì)算，各類冷卻水管的數(shù)量分別是：

TYPE1：(36+42+6)×77=6468件；TYPE2：(12+14+0)×77=2002件；TYPE3：(12+14+0)×77=2002件。

2 原冷卻水管設(shè)計(jì)的特點(diǎn)分析

1)各類水管涉及數(shù)量龐大，且材料不單一，需要鋼管和彎頭(且彎頭需要改制加工)。

2)拼裝焊接難度大，彎頭數(shù)越多，越難保證產(chǎn)品外形尺寸和焊接質(zhì)量。

彎頭處對(duì)接焊縫均要求單面焊接、雙面成型，且不允許存在氣孔等缺陷(會(huì)引起漏水)，對(duì)焊工的技能要求很高，且施焊難度也很大；即便小心施工，后續(xù)仍難以避免較大數(shù)量的外形整形和局部焊縫挖補(bǔ)。

(1)對(duì)接焊縫數(shù)量統(tǒng)計(jì)

TYPE1：6468件×6條/件=38808條

TYPE2：2002件×4條/件=8008條

TYPE3：2002件×2條/件=4004條

合計(jì)：38808+8008+4004=50820條(要求單面焊接、雙面成型的焊縫)。

(2)關(guān)于插入式焊縫

即上述每種冷卻水管與軸承座座塊及方形主水管連接處均會(huì)涉及，不論該三種水管是不是拼接形式。

3)拼裝焊接制作周期長(zhǎng)，制造成本高。

彎頭采購和改制需要時(shí)間，各種長(zhǎng)度的鋼管切割需要時(shí)間，拼裝點(diǎn)焊和焊接施工需要很長(zhǎng)時(shí)間；最終在長(zhǎng)制作周期的同時(shí)產(chǎn)生了較高的制造成本。

3 冷卻水管的設(shè)計(jì)優(yōu)化探索

1)對(duì)照原設(shè)計(jì)的冷卻水管，考慮采用整體彎管方式制作(如圖3所示)。

圖3 冷卻水管設(shè)計(jì)優(yōu)化

不改變?cè)O(shè)計(jì)鋼管的牌號(hào)和規(guī)格(Φ26.9 mm×4 m)，試驗(yàn)性進(jìn)行與原設(shè)計(jì)形狀的彎曲；結(jié)果完全符合要求，不但外形尺寸可以滿足，還不存在彎曲面癟凹的現(xiàn)象。

2)水管功能性質(zhì)量對(duì)照：整體式彎管本身不存在焊縫，因此不存在由于焊接質(zhì)量不好而引起的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

3)制作周期和制造成本對(duì)照：整體式彎管由于不存在原設(shè)計(jì)水管需要的焊縫(共計(jì)50820條)，省下了大量拼裝焊接人工和時(shí)間。

(1)縮短周期測(cè)算

TYPE1：鉚、焊 45 min/件×6468件=291060 min(計(jì)4851 h，按8 h制換算成606個(gè)人工);

TYPE2：鉚、焊 35 min/件×2002件=70070 min(計(jì)1168 h，按8 h制換算成146個(gè)人工);

TYPE3：鉚、焊 15 min/件×2002件=30030 min(計(jì)500h，按8 h制換算成63個(gè)人工);

合計(jì)：606+146+63=815個(gè)人工。

(2)成本降低測(cè)算

拼接式水管涉及的彎頭需要改制，整體式彎管也需要費(fèi)用；咨詢下來評(píng)價(jià)，基本持平。人工和輔耗按照500元/人工計(jì)算，則為815×500=407500元。

4)對(duì)該三種冷卻水管進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，并實(shí)際實(shí)施，封水槽后裝配前水壓測(cè)試，漏水點(diǎn)平均<1點(diǎn)/框架，在裝配后整體試壓未出現(xiàn)漏水點(diǎn)；而且，按預(yù)測(cè)制作周期比設(shè)計(jì)優(yōu)化前縮短了50天，成本也降低了近40萬元；

4 結(jié)束語

(1)設(shè)計(jì)優(yōu)化后的冷卻水管相對(duì)于原設(shè)計(jì)的拼接式水管其質(zhì)量容易保證，整個(gè)制作過程及后續(xù)裝配過程中的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)明顯低。

(2)設(shè)計(jì)優(yōu)化后，制作周期和制造成本有明顯降低。

該冷卻水管的優(yōu)化設(shè)計(jì)及實(shí)施，對(duì)該項(xiàng)目來講無論是質(zhì)量與交貨期保證還是制造成本的控制都有著非常重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].第五版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

[2] 田錫唐.焊接結(jié)構(gòu)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1996.

收稿日期：2017-10-27

作者簡(jiǎn)介：邱 焱(1979—)，男，工程師。電話：13776834705

中圖分類號(hào)：TG23； TG244+.3； TH122