浅谈电动葫芦门式起重机（箱型）主梁制作技术

蒲洪涛，王 磊

（山东省特种设备检验研究院 聊城分院，山东 聊城 252000）

浅谈电动葫芦门式起重机（箱型）主梁制作技术

蒲洪涛，王 磊

（山东省特种设备检验研究院 聊城分院，山东 聊城 252000）

为提升电动葫芦门式起重机的制造品质，笔者以10 t电动葫芦门式起重机为案例，通过结构特点以及焊接余量的计算，分析出制造工艺、焊接顺序、焊接办法及注意事项、拼装检查、预拼装检查测量要求、主梁总体线形尺寸检查等项目的特点和相关技术手段，详细的阐述了其制作技术，从而有效地提高了电动葫芦门式起重机主梁的制造技术，借此希望能对类似工程起到好的借鉴作用。

电动葫芦；门式起重机；主梁；制作技术

随着社会经济建设的不断发展，制造业水平也得到了迅速提升。电动葫芦门式起重机是建材市场不可或缺的设备，其制造品质的高低，直接影响其使用性能。尤其是其金属结构的制造品质，对安全使用起着至关重要的作用。

现以额定起重总质量为10 t的电动葫芦门式起重机为案例，介绍其制作技术，希望能对类似工程起到好的借鉴作用。有关技术参数如下：

电动葫芦门式起重机：

额定起重总质量10 t；

设计总长36m；

门腿跨度24m；

起升高度9m；

下横梁宽6m；

单主梁结构，门腿成“八”字形受力；

4轮支承，双轮驱动。

整根梁体成狭长形箱型结构，主梁腹板厚度较薄，焊缝多，且主要集中在顶板侧，焊接量大。其中最难控制点为：主梁上拱度、腹板垂直度、侧弯及24m跨度。

由于主梁的制作工艺具有一定的代表性，对于门机其他结构件（如刚性腿、下横梁）的制造有重要的参考作用，在此仅针对此台门机三大结构件中的主梁的制作过程，谈谈制造技术和品质控制等问题。

1 结构特点

10 t电动葫芦门式起重机的金属结构，主要由主梁、刚性腿、下横梁这3个大结构件组成，主要采用低合金钢材料（Q235B）制造。3大结构件简介如下:

（1）主梁。主梁采用单主梁结构，总长为36000mm，宽度为600mm，梁高1400mm，总质量15.800 t。为了利于减轻自重，顶板及腹板在长度和宽度方向上，采用不同厚度的钢板。

（2）刚性腿。刚性腿采用柱形整体式箱形结构，最大截面为1700mm×500mm，总质量9.600 t。

（3）下横梁。下横梁采用箱形截面结构，下横梁与刚性腿采用法兰联接。

2 技术准备和焊接余量计算

主梁制作关键点是腹板制作，腹板制作关键是预留收缩量和预制上拱度。规范要求上拱度为（0.9～1.4）L/1000。此处支承中心L=24000mm，计算结果为21.6～33.6mm。

要保证主梁上拱度，主梁焊接前必须预留上拱度余量。由于该主梁焊缝主要集中在上部（上翼板上），焊后产生下挠变形，预留的反变形，必须除去下挠变形。根据焊缝收缩余量经验公式，计算焊接变形下挠度。

角接焊缝横向收缩量计算公式：

式中，

△y为角接焊缝横向收缩量；

K为焊角，K=8mm；

δ为翼板厚度，δ=14mm；

N为所有筋板与上翼板焊接的焊缝数量，N=72；

焊缝下挠变形量计算公式：

式中，

f为焊缝下挠变形量；

L为箱型梁长度，L=24000mm；

△y为角接焊缝横向收缩量，△y=1.6457mm；b为焊箱型梁筋板宽度，b=540mm；

根据计算结果，结合规范要求，确定焊缝主梁装配上拱度为37～49mm；主梁制作上拱度工艺预留量为43mm。

在上面各筋板的横向收缩量的计算中可以看出，焊缝横向收缩对长度的影响不大，此处只考虑焊缝的纵向收缩量。根据角焊缝收缩量经验数据，纵向收缩量手工焊可取焊缝长度的千分之一，主梁总长36000mm，估算出主梁长度收缩量约为36mm，考虑CO2焊接变形小的特点，此处预留长度收缩量30mm。

3 制造工艺

根据本台龙门吊的特点，结构为单主梁结构，主梁制作时，采用整体预拼起拱的方式进行。

3.1 主梁腹板下料

根据计算结果，将各数据分配到主梁上，各节的尺寸选择为：

中间一节上拱30mm，长度为24000mm；

两端节上拱45mm，长度分别为6000mm。

实际下料时，主梁腹板中间一节采用3块板拼制而成。拼接成形主梁腹板用粉线或钢丝线以两端头最大点为基准绷紧，测量中间矢高，用钢盘尺测主梁腹板长、宽及对角尺寸，对接焊缝按Ⅰ类缝要求进行焊接和超声波探伤。

下料时采用拼接后的一张整板上切割成型，在生产过程中采用放地样的方式，进行组拼、焊接、检验，对接焊缝按Ⅰ类缝要求进行焊接。

3.2 梁段整体拼装工艺

（1）总拼胎架搭设。主梁主体尺寸较大，对施工带来诸多不便，本方案采用倒造法。用外胎架进行侧面板的定位，然后以隔板为内胎，进行其它几个面的面板定位。倒装胎架搭设时，要确保胎架有足够的刚性，防止箱梁在拼装时变形。

考虑到主梁为单主梁结构，采用顶面板朝下的倒装方式，所有板片对接缝为双V型坡口，其中顶侧面作为拼装时的底板，确保对接缝外观成型美观。

为了提高拼装效率，减少焊接变形和火焰修整量，保证板块平面度，应在拼接焊缝焊接前预置反变形。

（2）组装横隔板。横隔板支撑整体结构，在顶板上按照放样尺寸进行组装，就位后用调整横隔板的垂直度。

（3）组装下侧面板。首先在胎架上按照主梁的理论起拱值，测量放出底板的边线，然后以底板的边界线为基准，定出下侧面板的理论位置线，按此位置线进行首块下侧面板的精确定位。固定后，对称组焊对面下侧面板，组装时应按设计宽度，精确预留焊接收缩量。

（4）组装工字钢。下侧面板焊接检验合格后，在下侧面板上测量放出工字钢的定位线，然后组焊工字钢。

（5）组装斜侧面板。工字钢组对后开始焊接，顶板装配焊接结束后，安装斜侧面板，安装就位后，需要加设临时支撑，安装完成斜侧面板直至结束。从而完成整个梁段的组拼。

4 焊接顺序

为控制主梁制作整体品质，主梁采用整装、整焊、整体矫形的方法予以制作。装配时主梁上翼板预留48mm的上拱（倒装），平铺在钢轨平台上，用水平仪调整各点的高程，翼板横向倾斜度小于2.0mm，调整好后加支承板点焊，将其固定在钢轨平台上。按预留收缩量进行平均分配工艺，对各筋板进行放样定位。

装配时，先装主梁各筋板，根据筋板放样尺寸，从中间开始将各筋板点焊在主梁翼板上，点焊不能全部点死，以方便筋板整体的直线度、垂直度的调整。为便于主梁腹板的装配，考虑主梁腹板长而软，先将主梁腹板吊装到翼板上，外侧加焊可调节的斜支撑进行固定。主梁腹板与翼板固定后，调整各筋板及主梁直线度、垂直度。因主梁两端较高，垂直度控制难度大，主梁整体控制没有基准等，故将主梁两端的最外侧端板纵、横向垂直度调整好，并与边梁腹板点焊定位，加支承固定不准其向任何方向摆动。在已调好的两端板侧面，在主梁腹板距下翼板0.5m处，距主梁腹板100mm处设置一根绷直的钢丝，用以调整主梁侧面直线度。绷好钢丝后，调整最中间一块筋板的垂直度和直线度，以此为基准向两端对各筋板进行调整并与腹板点焊。

主梁整体对装完毕，按工艺要求对垂直度、旁弯、长、宽、高等关键控制项目进行检测，并复测腹板上拱度。主梁腹板与翼板焊缝工艺设计有2mm的间隙，在腹板对装过程中严格控制装配间隙。

5 焊接方法

主梁所有筋板的焊角均为6mm贴角焊，如果采用手工电弧焊焊接变形较大，对主梁焊后成形品质影响较大，因此采用CO2气体保护焊。主梁腹板与翼板组合焊缝为Ⅱ类缝，为保证焊接品质采用45°坡口、2mm钝边、2mm装配间隙焊缝。此焊缝长，可用埋弧自动焊进行焊接，但采用埋弧自动焊时，主梁必须整体移动，整体刚性不强，易产生焊接变形；也可采用CO2气体保护焊焊接，CO2焊焊接对焊位要求不高，线能量集中，变形小；综合确定组合焊缝焊接采用CO2气体保护焊。

6 注意事项

（1）主梁焊接顺序：为保证主梁的外形和几何尺寸，防止产生过大的内应力，主梁的焊接应分步进行，并遵循先内后外、先下后上、由中心向两边的施焊原则。优先选用CO2气保焊方法，同时尽量采用陶质衬垫单面焊双面成型的焊接工艺。

（2）在焊接临时板件或工艺辅助件时，应避免对母材产生咬边及弧坑。拆除时，不允许锤击拆除，应在距母材1～3mm处用气割切除,不得伤及母材，切除后用砂轮将其打磨平整。

7 拼装检查

重点检查：主梁的起拱线形、扭曲，端口匹配情况等。根据工艺要求，主梁预拼前应处于自由状态。

7.1 主梁总体线形尺寸检查

（1）线形检查。通过测量主梁底板的理论坐标，来检查主梁的起拱线形，主梁的旁弯主要通过在侧面板取一系列特征点测量其标高来检查。

（2）梁段扭曲检查。是通过检查各梁段两端横隔板处的左右标高值，判断各梁段的水平状态及扭曲情况。

7.2 预拼装检查测量要求

（1）主梁的标高、长度等重要尺寸的测量，应避免日照影响，并记录环境温度。

（2）测量用的钢带或标准尺，在使用前应与被检测工件同条件存放，使二者温度一致，并定期送计量检测部门检定。

（3）测量用水准仪、经伟仪、仪表等一切量具，均需经二级计量机构检定。使用前应校准，并按要求使用。

（4）操作人员应经专门培训，持证上岗，并实行定人定仪器操作。

8 结束语

主梁焊完放置一天时间后，将所有主梁与轨道平台的拉筋拆除，测量主梁整体尺寸，其中上拱度为36mm（最后吊装就位后由于自重，产生了一定下挠，实测 27 mm），侧弯为 7～11 mm、长度主控尺寸24000mm，实测-2～3mm，翼板倾斜度为2mm，高度为1399～1402mm，垂直度为2～3mm。不用矫形，就达到了预期效果。

[1]GB/T3811-2008，起重机设计规范[S].

[2]GB/T14406-1993，通用门式起重机[S].

[3]JB/T5663-2008，电动葫芦门式起重机[S].

On the Eelectric Hoist Gantry Crane(Box)Main Beam Pproduction Technology

PUHong-tao,WANG Lei
（Shandong Special Equipment Inspection Institute Liaocheng Sorting，Liaocheng Shandong 252000，China）

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TH211+.3

B

1672-545X（2011）08-0177-03

2011-05-06

蒲洪涛（1982-），男，山东聊城人，助理工程师，研究方向：机电类特种设备检验。