桥式起重机中台车架的制作方法

叶秉涵　王莉静

摘 要 台车架的形式千变万化，其制作方式的好坏直接影响桥式起重机的性能。台车架的制作主要由零件下料、台车架主体组装、轴承座与无缝钢管的组装及焊接等组成。首先，给出零件下料采用的方法；其次，给出台车架主体的组装与焊接方法；然后，给出台车架上轴承座和无缝钢管的组装与焊接方法；最后，在台车架的施工现场管理中指出在焊接中应注意的事项。该制作方法在本企业得到了好的应用效果。

关键词 桥式起重机 台车架 制作方法

中图分类号：TH122 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2016.05.030

Abstract The frame in the form of the ways of making the myriads of changes， it directly affects the performance of bridge crane. Making frame is mainly composed of parts， the main frame assembly， bearing seat and seamless steel pipe assembly and welding etc.. First， is given to the parts feeding methods； second， introduction of the frame body assembly and welding method； then， to introduced the frame bearing seat and a seamless steel pipe assembly and welding method. Finally， in the frame of construction site management pointed out matters that should be paid attention to in welding. The making method obtained good application effect in the enterprise.

Key words bridge crane； platform frame； production methods

桥式起重机属于大型起重设备，在电站、码头和厂矿等露天作业场所被广泛使用。在通用桥式起重机的制作当中，用于沿固定轨道在行程长度方向上改变起重机工作位置的大车运行机构是其最重要的结构之一。根据桥式起重机使用用途和场合的不同，大车运行机构的使用特点也不同，而台车架的制作则是大车运行机构制作的重中之重。台车架的形式多种多样、千变万化，其制作方法直接决定着台车架最终成型的优良；其腹板和盖板之间的角焊缝为全熔透焊，焊后由于焊缝收缩，极易发生旁弯变形，还有安装车轮的轴承座的点配焊接，容易发生装配不正，焊接收缩变形，这将会直接影响后续的机加工装配。因此，制定台车架成型前的组装和焊接工艺就显得非常重要。本文介绍一种上大下小，对制作尺寸精度要求高，多用于桥式起重机大车机构的台车架（如图1）的制作方法。

1 台车架简介

桥式起重机在固定轨道上改变其工作位置时，通过大车运行机构实现。而大车运行机构主要通过台车架害人支座支撑。图2台车架的盖板与腹板均采用厚30mm的钢板制作，中间与支座连接采用壁厚36mm的无缝钢管，轴承座和轴承盖采用两哈夫的铸钢件拼接，盖板两头均需135暗恼郾撸拱辶哟兴嫫驴冢ǔ导芡瓿珊笠蠖灾ё拥奈薹旄止芎椭岢凶牧礁龆嗣婧湍诳捉谢庸ぁ？

目前对台车架的制作方法中主要存在的问题：（1）盖板、钢管、轴承座与腹板的连接为全熔透焊缝，筋板与腹板的焊缝为部分熔透焊缝。这样，钢管与轴承座焊接顺序的先后将直接影响整个台车架的制作精度，对后期的机加工和最终的组装也会产生影响。（2）构件完工后需对无缝钢管、轴承座的端面以及内孔进行机加工，这需将构件的平整度和垂直度控制在误差范围内，否则无缝钢管和轴承座的加工面将很难通过机械加工来保证精度，或加工出来的偏差较大。（3）由于轴承座的内侧焊缝空间比较狭小，对其焊接施工难度比外侧大，因此需要制定出合理的施焊措施，采用有效可行的施焊方法来保证焊接质量。

因此，解决台车架的板料拼装精准程度、控制焊接收缩变形问题则是其制作成功与否的关键，我们结合实际制作过程，从实践中探索新的思路，创新制作工艺，将台车架的制作变形消除在拼装焊接过程中，从而保证制作精度，方便后续的机加工装配。

2 台车架的制作方法

2.1 台车架零件下料和焊接工艺参数

制作台车架时，首先应对其零件下料，在下料过程中应使用以下方法：（1）为提高零件制作质量和材料的利用率，所有材料均由电脑编程排版，由火焰切割机自动下料。（2）使用的量具均须有计量合格证，不得使用未经检验合格的量具，严格控制构件的尺寸误差。（3）下料前首先根据图纸排版编程，检查无误后，由专职工人承担数控下料的操作工作。（4）切割前我们对钢材进行抛丸预处理，将表面的油污、铁锈等清除干净，喷上防锈底漆。切割断面不得有撕裂、分层和凹坑，并应清除干净熔渣、毛刺等，气割产生的钢渣、氧化铁、熔瘤等用打磨机磨平。

其次，在制作台车架时，选取的焊接工艺参数见表1所示。

2.2 台车架主体的组装与焊接

组成台车架的板材尺寸精度，钢管的下料尺寸和轴承的浇筑成型都是保证台车架组装质量的关键，所以在组装前需对材料的尺寸予以复核，使其达到设计要求。

组装台车架时，采用以下方式组装：（1）在盖板上划出腹板与其接合线，并在腹板上划出筋板与其接合线；（2）先将腹板与盖板组装好，再将筋板与腹板点焊配装；（3）用量具检查腹板、盖板和筋板的装配尺寸；（4）焊接腹板与盖板和筋板的连接焊缝；（5）盖上下盖板，组装成型，并焊接；（6）先把两套轴承座预先用工艺角钢连接固定，再通过预紧螺栓点焊装配到台车架上，然后以轴承座的一面为基准，点焊装配无缝钢管。（7）最后再画线焊接轴承座正上方的小筋板。

焊接台车架的主角焊缝时，采用以下方式焊接：（1）两腹板角焊缝焊接时，先用工艺搭铁把两块腹板相互点焊牢固，再由两名焊工同时对称焊接，采用多层连续施焊，每一层焊道焊完后须及时清理焊渣及表面飞溅物，再进行下一道施焊。（2）腹板与盖板为全熔透双面坡口焊缝，腹板内侧先焊完，在外侧施焊前进行清根处理。用碳弧气刨方法清根后，刨槽表面不应残留夹碳或夹渣。必要时，用角向砂轮打磨干净，方可继续施焊，也采用对称焊接法，多层连续施焊。焊完后对主焊缝进行超声波检查，检查不合格返修时，必须刨铲清除缺陷，同一部位返修次数不得超过两次，如出现超过两次返修，必须经技术总负责人批准返修方案或者更换材料。

2.3 台车架上轴承座和无缝钢管的组装与焊接

2.3.1 台车架上轴承座和无缝钢管的组装

台车架上的轴承座与无缝钢管组装（如图3）时要求：在X方向，两个轴承座在同一水平面上；在Y方向，无缝钢管的端面与两个轴承座的端面平行。首先，将两个轴承座和轴承盖连接上；然后再用定位工艺角钢把两套轴承座与轴承盖连接固定上，其与腹板厚度方向的中心为拼装定位中心，而且无缝钢管与盖板的拼接也必须以台车架的中心为定位中心。

组装台车架上的轴承座与无缝钢管时，所用的卷尺和角尺需重新进行计量标定，以提高组装划线时的精度。而轴承座和无缝钢管定位时，采用以下方法：（1）轴承座和无缝钢管定位划线使用石笔进行定位划线。（2）轴承座定位划线时以安装状态划线，即先将台车架腹板整形到位，使两块腹板相互平行且与盖板垂直，以满足轴承座的组装时的尺寸要求。（3）在X方向，以腹板中心为基准中心，以第一对轴承座端面为基准平面，再来确定第二对轴承座的位置（注意：两个轴承座的端面必须要在同一水平面上）。（4）在Y方向，以台车架中心线为定位基准，以左右两套轴承座的端面为基准平面，从而保证无缝钢管的端面与两个轴承座的端面平行。（5）划线完毕后，X方向复测轴承座的定位线；Y方向复测台车架的中心线，准确无误后方可进行下道工序。

2.3.2 台车架上轴承座和无缝钢管的焊接

台车架上无缝钢管的焊接基本上不存在变形之说，但是若轴承座的焊接方法不对，则会使腹板整体产生一边偏斜的现象。为减少由于焊接产生偏斜，采用对称法焊接方式，即按图4顺序执行焊接过程：由于腹板采用单面坡口焊（内侧坡口），反面清根处理，所以由轴承座内侧开始焊接，其顺序为1-2-5-6；反面焊接顺序为3-4-7-8。

对轴承座采用对称焊接，为减少其变形量，轴承座1号位置只焊接一道焊缝，待2号位置焊完第一、二两道焊缝后再焊1号位置的第二、三两道焊缝，最后焊2号位置的第三道焊缝。因为焊接后会有收缩变形，1，2号位置焊接完成后，两块腹板会向内侧收缩变形，由于工艺角钢的支撑作用，腹板虽外形上不会变形，但在内部存在焊接应力，因此待5，6号位置反向清根施焊完成后，反向应力可以消除1，2号为的部分内应力。采用工艺角钢的目的在于使腹板不往一侧收缩变形，两块腹板同时向内或向外受应力，最终保证腹板不会变形。其余位置的焊接顺序也对称实施。

当台车架上轴承座和无缝钢管焊接完成，把小筋板定位焊接后，采取退火处理工艺，以消除台车架上所有焊缝中的焊接应力，具体方法是将台车架放到退火炉中加热到一定温度后缓慢冷却。然后，对台车架进行拆卸工艺角钢后的质量检查，要求其质量达到设计要求，最后对台车架整体进行机加工，达到车轮和支座的装配要求。

3 台车架的制作现场管理

台车架结构制作的现场管理，主要包括：材料处理、数控下料、部件组装、施焊、焊缝检查返修和焊接环境确认等，其中铆装和焊接的质量管理和控制是重点。产品施焊时，质检员、技术员必须督促工人严格执行工艺纪律，严格按焊接工艺要求进行施焊，对于重要焊缝要求有经验的质检员签字认可后方可施焊，并做好记录。

焊缝返修是指经探伤检查不合格的焊缝必须重新刨开补焊的处理。规定“焊缝同一位置修补次数一般不应超过两次，第三场修补必须经技术总负责人批准，并将修补情况记录在产品质量档案中，或者进行更换原材料处理”。当施焊环境出现下列任一情况，且无有效防护措施时，禁止焊接施工，以保证构件焊接质量：①雨雪天的露天施焊；②施焊现场风速大于五级（8m/s），气体保护焊不宜超过2m/s（气温高施焊时，不得拿电风扇对着焊缝吹）；③环境温度低于-10癈；④相对湿度大于90%。其次，台车架内侧焊接轴承座时，空间狭小，施焊条件差，采取左右手交替焊接，对焊工的技能要求很高。这些方法保证了台车架焊接符合技术要求，为保证台车架结构件的焊接质量创造了有利的条件。

4 结论

桥式起重机用台车架是一种制造加工难度较大的结构，从工装设计、工艺制定、材料处理、铆工装配、焊工焊接、质检检验等工序都在受控条件下进行，使台车架的制作质量达到了设计要求，为后续的加工装配工作提供了保障。

参考文献

[1] GB/T3811-2008.起重机设计规范[S].北京：中国标准出版社，2008.

[2] GB/T50661-2011.钢结构焊接规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[3] 徐格宁.起重运输机金属结构设计[M].北京：机械工业出版社，1997.

[4] 张质文，虞和谦，包起帆，等.起重机设计手册[M].北京：中国铁道出版社，2001.