长箱型结构件焊接用简易滚轮架的设计与应用

内蒙古一机集团大地工程机械有限公司 （包头 014032） 李 闯 李 锐 史元成 忻世吉

1. 概述

推杆作为推土机工作装置（推土铲）与主机连接的重要装置，其外形呈长条箱状，长度因机型不同略有差异，TY230推杆纵向全长3055mm，TSY230推杆纵向全长3205mm，相差150mm，重量均为350kg左右（基本结构见图1、图2）。虽然焊接工作量不大，但长期以来该结构件的焊接效率却很低，焊接工作量不足1h，而完成单件焊接、清理工作却往往需要半天时间，造成如此被动局面。

主要原因有以下几点：

（1）焊缝分布分散，沿筒形四面均有焊缝（焊缝分布见图1、图2）。要保证焊接质量，所有焊缝应在水平位置焊接，这样结构件至少需要三次翻转，同样焊后清理也要重复翻转。

（2）该结构件较重，无法人工手动翻转，必须有吊车配合才能完成。如果生产现场无悬臂吊或龙门吊等设备，时间都消耗在等桥吊上，时间浪费相当严重。

综上所述，解决推杆焊接翻转耗时耗力成为提高推杆生产效率的关键所在。

2. 设计思路

通常，罐体、管道、筒状结构件的厂内焊接都实现了半自动化，基本上都是利用电动机带动焊接滚轮架完成自动定速、旋转焊接，既保证了焊接质轮与工件间的摩擦力，带动焊件旋转的变位机械，国内外生产厂家都已形成规模化、系列化生产，一般情况下配合焊接机器人使用，还可根据用户需求特定制造。但满足使用滚轮架的前提必须是结构件截面外形呈圆形，而推杆横截面呈长方形，属不规则形状，在焊接滚轮架上难以完成周圈回转动作。

图 1 TY230型推土机推杆结构及焊缝布置

图2 TSY230型推土机推杆结构（零部件、焊缝布置与图1相似）

虽然焊接推杆直接使用焊接滚轮架的条件不具备，但仍给我们寻求解决方法提供了可借鉴的思路。既然推杆横截面不是圆形，我们可以利用其他辅助装置使其外形符合滚轮架的使用要求。该辅助装置应满足以下要求：第一，应具备足够的刚度，满足长期使用及拆卸频繁不致使其变形的要求；第二，外形应呈标准圆形，可带动推杆在滚轮架上完成圆满的圆周运动；第三，装卸结构件必须简单方便，满足批量生产要求。

根据实际使用要求，新实用焊接滚轮架的设计遵循简单、节约、制造使用方便的原则，不区分主、从动轮，只选取基本的支架及滚轮结构，省去电动机带动。

3. 具体结构设计

因为推杆右端有可供装夹用的零件（托架），那么我们利用该零件实现右端装夹。左侧根据箱型梁截面形状，设计专用滚圈（见图3），将推杆按图示位置装入滚圈及右侧装夹座上（见图4），完成夹紧工作后（总装配图见图5），焊完一面翻转90°，三次翻转后即可完成焊接工作。清理打磨工作按上述方法执行。

图3 滚圈部位结构装夹示意

图4 右侧夹座结构装夹示意

图5 滚轮架整体使用示意

翻转时只需使用撬棍等简单工具即可实现360°任意旋转，省力省时。

4. 结语

根据统计，新设计的焊接辅助装备投入使用后，装夹简单快捷，使得主要工作全部集中在焊接和打磨清理上，提高了推杆焊接效率60%以上，操作者不再为反复翻转构件空耗时间。同时，该装置投资小，维护简单，此经验同样可以应用到其他长箱型结构件（如台车架箱型梁等）的焊接生产上。