从设备安装角度谈设计对专用工具制造的要求

方光山，殷 勇

（西南铝业（集团）有限责任公司，重庆401326）

从设备安装角度谈设计对专用工具制造的要求

方光山，殷 勇

（西南铝业（集团）有限责任公司，重庆401326）

通过对万吨自由锻油压机安装过程中出现问题的分析及其解决过程的描述，从安装角度，提出了设计对专用工具制造的要求。

设计；制造；专用工具；预紧；自由锻油压机

1 设备描述及存在问题

西南铝业（集团）有限责任公司（以下简称西南铝）承担国家某重点工程项目建设，其中万吨自由锻油压机是关键子项之一。经技术交流和论证，结合重点产品要求，该油压机确定为斜置双柱结构。设备主机由上横梁、下横梁、活动横梁、立柱（拉杆以及螺母装配）和主缸等组成（如图1所示）。

通过公开招标，该设备由国内一家特大型装备公司承建。在具体设计中，由于下横梁单件重量约500t，为了便于制造、运输和安装，将下横梁设计成剖分式结构，需要在设备安装现场将前后半体通过连接螺栓连成整体（如图2所示）。

为了下横梁前后半体连接螺栓及组合机架拉杆螺栓紧固，承建单位设计制造了专用预紧力拉伸器（以下简称专用工具），进行螺栓紧固（如图3所示）。

图1 主机结构简图

图2 下横梁简图

图3 专用工具简图

承建单位设备运抵西南铝现场，进行下横梁安装过程中，在紧固下横梁前后半体第2根连接螺栓（YS300×10）时，出现了专用工具螺母卡在连接螺栓头部，拧不进去，加力（杠杆）也拧不进去。随后反向拆卸也拆不下来，加力乃至套钢丝绳用天车拉，仍然拆不下来，专用工具螺母与连接螺栓抱死，导致安装工作停止了。而且，在之后安装组合机架、紧固立柱拉杆时，也出现类似专用工具螺母拧不进去的情况。

2 解决方案

要解决上述问题，主要方案有三个。方案1，用小型锯床锯断连接螺栓被专用工具螺母抱死的部分，然后用车床加工掉（掏出）断头，修大螺母的内螺纹尺寸（公差），再继续安装。优点：实施方便快捷，对项目总工期影响时间短；不足是连接螺栓有一定损伤，连接螺栓锯断后的长度必须能够满足螺栓连接和预紧要求。方案2，用气割割掉专用工具螺母，重新加工螺母，并适当加大其内螺纹尺寸（公差），然后继续安装。优点：不损坏连接螺栓；不足是需要重新加工螺母，不仅需要费用，而且需要时间，对项目总工期影响较大。方案3，加热专用工具螺母和冷却连接螺栓相结合，用热胀冷缩原理产生间隙，拆下专用工具螺母后，修大其内螺纹尺寸（公差），再进行安装。优点是不损伤连接螺栓和螺母，而不足之处是在加热螺母时，会损坏专用工具件内的密封件等。因为这两个件材质非常接近，而且拧在一起，热胀冷缩同步，所以效果不好。

西南铝、承建单位（安装单位）、监理单位的现场工程师对上述3个方案进行了认真研究，并测量了连接螺栓锯断后的总长度，决定采用方案1。

具体步骤为：

（1）松开连接螺栓另一端螺母，将连接螺栓窜向专用工具端。

（2）将小型锯床吊入基坑，调整好位置并卡紧，锯断螺栓。

（3）将专用工具螺母上车床，加工（掏出）卡死的螺栓头。

（4）加工（修复处理）专用工具螺母，其内螺纹尺寸（公差）＋0.20mm，并在修复过程中进行了试装，达到既灵活可靠，又不至于间歇过大，影响连接效果。

专用工具螺母修复后，顺利紧固了下横梁前后半体的全部连接螺栓，预紧力达到了设计要求。

同样，在安装立柱拉紧螺栓时，也修大了其专用工具螺母内螺纹尺寸（公差），顺利紧固了16根拉杆螺栓，形成符合设计要求的双柱预应力组合机架。

3 结论

通过万吨自由锻油压机安装过程中出现的问题及其处理过程的描述，可以得出如下结论：

（1）专用工具的制造不仅要符合图纸设计要求，而且要在设备出厂时进行试装，以免在设备安装现场出现问题，不仅造成处理成本高，而且影响安装工期。

（2）对于采用预应力（预紧力）连接的螺栓（尤其是锯齿形、梯形、矩形等非普通螺纹），先加工专用工具，以专用工具螺母为模板加工（配作）螺栓的拉伸端，要逐个（根）进行旋合，并且进行标记，以便保证现场顺利安装。

（3）对于一次性使用的专用工具，在不影响功能的前提下，配合尺寸公差可取设计上限或适当放大，便于安装。

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Design Requirement for Special ToolM anufacturing from the Pointof View of Equipment Installation

FANG Guang-shan,YIN Yong
(Southwest Alum inum(Group)Co.,Ltd.,Chongqing 401326,China)

The problemsoccurred during the installation of the 10,000 tonsof hammer forging hydraulic presswere solved,from the view of installation,the design requirements for the special toolmanufacturingwasput forward.

design;manufacture;special tool;pre-tightening;oilhudraulic hand forging press

TG319

：B

：1005-4898(2017)04-0007-03

10.3969/j.issn.1005-4898.2017.04.02

方光山（1961-），男，安徽无为县人，高级工程师。

2017-05-21