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橋架機租賃超大型起重機橋架整體加工工藝

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橋架機租賃超大型起重機橋架整體加工工藝

發布日期:2018-01-24 15:16 來源:http://www.956014.tw 點擊:

橋架機租賃超大型起重機橋架整體加工工藝



  摘要:針對超大型起重機橋架臺車支座焊后整體加工難題,根據臺車支座的結構特點,制定整體加工方案,詳述橋架劃線工藝、加工設備的選擇及調整以及臺車架支座孔整體鏜削工藝。對加工后的產品檢測數據分析表明,整體加工的橋架和小車架精度滿足國家標準要求。

 

1.問題的提出

  隨著冶金、礦山及重型機械行業的高速發展,對超大噸位起重機的需求量也越來越多,這類起重機一般用于吊運質量較重且較為危險的物料,所以起重機的穩定性、安全性及運行可靠性就顯得尤為重要。由于設計的可行性往往受到工藝的制約,對于超大型起重機制造而言,橋架臺車支座焊后整體加工(見圖1)工藝一直是此類起重機的制造難題。為解決上述問題,通過對起重機橋架結構的分析,有針對性地開發了超大型起重機橋架整體加工工藝和工裝,使得橋架整體加工后,車輪裝配的水平、垂直方向的偏差及同位差精度可得到有效保證,避免起重機“啃軌”現象的發生,且由于制造精度較高,使得起重機在運行時非常平穩。

  

          

圖1  橋架整體匯裝示意圖


2.橋架焊后整體加工工藝設計

  為確保加工精度及效果,橋架在采用整體加工工藝之前必須完成所有的焊接作業工序,避免焊接變形對已加工的橋架精度造成影響,從而使橋架的加工精度得以保持和延續。根據臺車支座的結構特點,制定了整體加工方案,如圖2所示,具體工藝流程為加工時將橋架按起重機在運行時的狀態進行調平校正,然后按照特定工藝進行加工前的劃線作業,以便為加工過程中工件的安裝、校正提供基準,把事先粗加工好、留有精加工余量的臺車支座按劃線位置焊裝到圖樣要求的位置,設計專用鏜孔工裝和機床調整工裝,進行橋架臺車支座的精加工。

  

   

圖2  橋架整體加工方案


3.橋架劃線工藝

  由于大車運行機構裝配后,兩端車輪的平行度主要靠橋架臺車支座整體加工時劃線來保證,因此橋架劃線精度的控制尤為重要,橋架的劃線方法如下(見圖3): 



圖3  橋架劃線示意圖


  (1)選一根小車運行軌道,軌道兩端在寬度方向取中心點,拉線劃出軌道中心線,此線做測量基準線,用等距測量法在另一根小車軌道上劃出軌距5 000mm中心線,且只在軌道兩端各劃出約1 000mm長線段即可。


  (2)分別按兩端梁的實際寬度取中點,測量出兩中點的實際距離,并與橋架跨距比較,對稱修正兩點至跨距尺寸,并平移至工步1所劃出的基準線上,復查兩點尺寸應為跨距尺寸,打樣沖,此點作為軌道1基準點1。


  (3)劃另一軌道上跨距點,用測量對角線的方法,以軌道1上基準點分別測出軌道2中心線上相等對角線的兩點。其幾何意義為在兩平行線上作出等腰梯形,兩對角線相等,測量軌道2上兩點的距離與跨距比較,分別修正兩點至跨距尺寸,并復查兩對角線尺寸,相差絕對值不能大于2mm,打樣沖,以此點作為軌道2上基準點2。


  (4)架設經緯儀,分別在橋架兩端按軌道1和軌道2基準點校準視軸,用等距法在主梁外側劃出兩測量點作為輔助基準,劃跨距中心線于主、端梁下蓋板上,同時檢查加工孔的端面加工余量,做記錄,焊基準塊,并測量輔助基準塊的跨距,應符合工藝要求,否則重新修正。


  (5)使用水準儀作為測量工具,分別在橋架兩端以軌道1軌頂平面為基準,分別劃出支撐孔水平中心線,保證各孔高度尺寸達圖樣要求。


  (6)劃各臺車支座孔的垂直中心線,在主、端梁上平面,以軌道1中心線為基準,劃出基距方向各孔的孔距尺寸線,用吊線法分別引劃出各孔垂直中心線,保證各孔水平距離達圖樣要求。


  劃線時利用平行線判定定理、等腰梯形的特性等基本幾何原理,保證橋架或小車架的兩條軌距線相互平行,軌距線與基距線相互垂直,使用高精度的經緯儀,對所劃的線進行檢驗和校正,所采用的光學經緯儀的角度誤差為0.6″,能夠精確保證劃線的精度。


4.加工設備的選擇及調整

  由于大噸位起重機的橋架較重,一根主梁就重達80t,吊運時相當困難。選擇便于吊運的小型移動鏜床(TPX6211)來對橋架及小車架進行整體鏜孔,采用此種方法加工時,將橋架和小車架位置固定,通過變動移動鏜床的位置來完成橋架和小車架的鏜孔工作,以減輕勞動強度,降低工作難度。


  加工工件前移動鏜床要進行調平,常規情況下采用下墊調整楔鐵方式進行調整,此種方式調整效果較差,所需調節時間較長,為提高機床調整效率,設計了機床專用調整平臺,如圖4所示,該平臺質量達8t,并設計有防滑可調支腿,保證機床在固定到該平臺上后穩定,加工工件過程中不會因受切削力的影響發生位移。利用平臺上的6個可調支腿,能夠快速方便地對平臺及機床進行校平。為方便對機床進行水平方向的微量調節,在平臺上設計了4組微調裝置,能夠快速對機床進行水平方向的微調,保證機床能夠快速精確地按線找正。這種平臺大大節約了機床的調整時間,大大降低了機床調整難度。有了該平臺后直接用水平儀對平臺進行校平,之后吊裝鏜床到平臺上,機床不需要再進行調平,快速方便。在平臺上還設計有水平微調裝置,方便對機床水平方向進行微調,易于實現機床的快速找正,大大節省了機床調整時間。

 


圖4  機床安裝平臺

1.吊耳  2.壓板  3.移動鏜床  4.機床水平方向調節器  5.可調支腿  6.平臺


  采用電流接觸千分尺測量技術對機床進行水平方向上的精確找正。校正機床時,按橋架上劃出的基距線位置掛直徑0.5mm的鋼絲,在機床上安裝自制的電流接觸千分尺測量裝置,該裝置主要由內徑千分尺、報警裝置、支架及電源等組成,使用時電源連接到內徑千分尺、鋼絲和報警裝置上,當內徑千分尺接觸到鋼絲時,報警裝置發出聲響。運用此裝置可以精確測量出機床與鋼絲之間的相對距離,可精確到0.001mm。通過平臺上的微調裝置,并配合電流接觸千分尺測量裝置,對機床進行校正,使機床運行到任意位置時到鋼絲的距離都相等,即完成機床的校正。機床主軸調整到與鏜桿中心對齊的位置后,聯接主軸與鏜桿,試轉應靈活,無別勁兒和卡、碰現象。橋架鏜孔采用浮動鏜孔工裝后,對機床的校正精度要求較低,鏜桿與機床之間設計有萬向節,機床的功能主要是將回轉動力傳遞給鏜桿,對鏜孔精度基本沒有影響,因此機床的調整非常簡單快捷。 



圖5  采用找正搖桿對鏜桿進行校正


5.臺車架支座孔整體鏜削工藝

  (1)橋架鏜孔工裝設計。由于橋架上臺車支座兩側的支撐孔間距較大,設計了一套適用于間距較大且對同軸度有較高要求的橋架整體浮動鏜孔工裝,如圖6所示,避免因鏜桿剛性不足對孔的加工精度造成影響。該工裝由對稱雙球鉸裝置1、三支撐調整裝置2、刀具3和萬向節鏜桿4組成,加工孔時,將保持架支腿固定到工件上,需要調整鏜桿中心與孔中心同心時,擰動可調保持架上等分圓周布置的3個調節螺釘,能夠方便快速地進行調整,大大降低了調節難度及調整時間。該鏜孔工裝解決了兩孔軸向距離較大,直接用機床主軸裝刀進行加工容易振刀的問題,同時使用該工裝后,對機床的調整找正精度要求較低,減少了機床調整的時間,加工精度和表面粗超度也不受機床振動的影響。

 


圖6  鏜孔工裝整體結構圖

1.球鉸裝置  2.內孔三支撐調整裝置  3.刀具  4.萬向節鏜桿


  具體使用方法是:鏜孔時將兩可調保持架分別焊在臺車支座支撐孔兩側,然后裝上其余部分。可調保持架上設計有方便調節鏜桿水平及豎直方向移動的螺釘,鏜孔前,在鏜桿上安裝找正搖桿,通過調節可使保持架按照掛的鋼絲精確找正加工劃線部位,使鏜桿的中心與劃線所確定的臺車支座支撐孔的中心精確重合,實現劃線基準及工件安裝校正基準的一致。用框式水平儀對鏜桿按外低內高1mm/1 000mm進行校平,調整結束后便可進行后續的工作。 

 


圖7  鏜孔工裝可調保持架及可調式球鉸結構示意圖


  (2)橋架臺車座鏜削。工件找正、裝夾和機床調整結束后安裝合適刀具,如圖8所示,按照圖樣要求的尺寸進行鏜孔、刮平面等工作,加工結束后拆去專用工裝,進行已加工部位尺寸的檢驗,檢驗合格后進行橋架其余孔的加工。

 


圖8  橋架整體加工示意圖


6.加工后產品檢測數據分析

  采用上述工藝方法和裝備加工的橋架臺車支撐孔的相關尺寸和形位公差數據如附表所示。

 

通過整體加工的橋架臺車支撐孔參數表



  國家相關標準中對起重機運行機構上車輪的相關參數作如下要求:車輪的垂直偏差 -0.000 5≤tanα≤0.002 5;車輪的水平偏差 0<tanβ≤0.000 3;車輪同位差按基準鋼絲測量,不大于2mm,支撐孔高低差不大于1mm。通過上述數據對比,可知整體加工的橋架和小車架精度滿足國家標準要求,說明上述工藝方法和裝備對于橋架的整體加工效果良好。


7.結語

  超大噸位起重機橋架加工工藝研發成功后,對多臺大噸位起重機嚴格按照研發的工藝進行生產制造,均達到了預期的效果,且使大噸位起重機的制作工期大大縮短,裝配后的起重機精度較高,通過用戶現場使用后反饋得知,起重機運行平穩,無“啃軌”等質量問題的出現,說明上述工藝方法實用、有效,完全可以保證橋架的整體加工質量,取得了令人滿意的效果。


專家點評

   橋架機租賃作者根據橋架的結構特點,制定了焊后整體加工工藝方案,文章的技術面很廣,橋架劃線方法和加工設備的選擇都寫得很詳細。圍繞主題,攻克難點,選擇便于吊運的小型移動鏜床來對橋架及小車架進行整體鏜孔,降低工作難度。給人一種得心應手、如臨其境的感覺。文中所述的鏜孔工裝也很實用,為大型裝備類產品的整體加工提供了參考。


  作者:河南林業職業學院安存勝;河南衛華重型機械股份有限公司聶福全。


  本文發表于《金屬加工(冷加工)》2016年第9期第41-44頁,版權歸金屬加工雜志社所有,如轉載注明來源。


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