中梁生产线设计说明.doc

中国北车集团公司太原机车车辆厂 中梁生产线设计说明书第一部分 中梁生产线建设概述1. 中梁生产线建设的原因和意义我厂货联系统主要承担着C70敞车等通用车型和KZ70石碴漏斗车、KM70煤炭漏斗车、罐车等专用、特种车型的新造任务，年生产能力在2000辆左右，从2000年开始，我们对货联系统不断进行大的工艺建线调整，生产工艺日趋合理，特别是2002年中梁建线工艺改造中，使得中梁工序大为顺畅，但也由于在调整过程中存在的如下原因，调整不是很完善：l 最初调整时，考虑在用的大型设备其挪动周期较长，就没有按工艺设计要求进行调整布置。如中梁组合钻等设备。l 当初调整时，考虑费用问题，应该调整的没有调整。l 市场生产形势逐年变化，产品结构和产量发生大的变化，部分工装不能满足新产品要求。如中梁组装胎不能适应新型车型如C70A、KM70车型的生产。l 从2005年转产70吨级货车以来，当初为60吨级货车设计的工装能力明显不足，需要改造或新增工装，如中梁液压校正胎、中梁内埋弧焊胎等可以看出，随着产品质量要求越来越高，需要新增的专用生产线或工装设备也越来越多，而现用的一些工装设备，特别是一些大型工装设备，其状态和性能难以满足现有产品的需要，需要大修、或更换、或重做基础，而生产又不允许长时间停滞。如中梁组合钻其状态和性能难以满足现有产品的需要，需更新；中梁液压调梁机对高强度钢的调修能力明显不足（基础部分差、功能不足）；中梁翻转胎需改造等等。工厂为此下决心进行改造，将新建的计划用于大部件组装的厂房作为中梁厂房，重新布置中梁流水作业线。2. 中梁生产线建设的目标和原则本次工艺改造，以提高中梁质量和产量为目的，提高生产能力，并且尽可能的的兼顾多种车型，优化工艺路线，考虑工装、设备保养、故障修理等意外因素，采用纵向流水作业法，使日产量达到C70车中梁10-11辆。通过本次工艺改造，新的中梁生产厂房物流有序，定置规范，工作环境整洁，工艺先进，能实现以人为本的生产理念，达到高质量，高效率的生产目的。3. 中梁生产线建设的主要内容l 将现布置在钢二车间西垮的中梁厂房搬迁至21m跨新厂房，能完成我厂所有生产车型除接长之外中梁的全部制作工艺。l 修建、打通从预处理厂房西门到新中梁厂房东门和钢二车间西跨南门到新中梁厂房东门的通道，能满足载重10吨的汽车通行，路面宽度不小于4米。l 物流和生产节奏顺畅，合理调度，精心组织，包括日后保证运输道路畅通的问题。第二部分 中梁生产线技术说明1. 中梁生产线工艺流程新布置中梁生产线，其大的工艺流程设定如下：（乙型材预处理）乙型钢矫直选配中梁筒体组装及内埋弧焊中梁切头、主管孔切割及塞焊孔切割 中梁一次组装中梁一次翻转焊接中梁二次组装中梁二次翻转焊接中梁一次钻孔中梁二次钻孔铆钉中梁外埋弧焊中梁校正中梁交验2. 中梁生产线生产大钢2.1适应的产品：以敞车类型中梁为主要对象，兼顾各型漏斗车中梁组成的批量生产。l 适应高度为310的乙字钢组焊成的上部封闭的中梁或板材冷弯成的整体中梁；中梁组成总重量不大于3吨。l 适应中梁总高（含冲击座）不大于500，中梁下翼边为直线或折线。中梁上部宽度不大于480；l 适应中梁长度（未切头）在67米（定距2.53.5米）*和1114米（定距711米）之间，心盘垫板宽度不大于1200。l 适应前从板座和冲击座整体铸造、上心盘与后从板座整体铸造的结构；l 适应上心盘焊接在中梁腹板的结构。l 除乙型钢外的小部件，单件重量不大于150Kg。l 适用车型：C70通用敞车、C70A敞车、KZ70石碴漏斗车、KZ70A不锈钢石碴漏斗车、KM70煤炭漏斗车、KM70A不锈钢煤炭漏斗车等* KZ70石碴漏斗车牵引梁采用整体组装后切断的方式，因而长度为611米，定距为2.53.5米2.2生产能力：日产8-10辆。2.3生产节拍：30-40分钟/件3. 中梁生产线上配置的工装设备3.1工装设备用途：该生产线由型材的调直生产线和中梁组装焊接生产线组成。焊接工序配置烟尘处理装置，其中，型材的调直生产线主要用于完成乙字钢型材的调直、传输、存放；中梁装焊生产线主要用于完成中梁组成的组装、焊接、铆钉、调修等功能。型材调直生产线由如下部分组成：l 原材料存放架及进料机构l 型材调直机及输送辊道l 乙字钢存放架及出料机构l 控制系统中梁装焊生产线由如下设备构成：l 中梁对筒及内纵缝埋弧自动焊胎（1台，含龙门架）l 中梁切头装置（1台）l 中梁一次组装胎（1台，含龙门架）l 中梁一次翻转焊胎（1台、含烟尘处理装置）l 中梁二次组装胎（1台，含龙门架）l 中梁二次翻转焊胎（1台、含烟尘处理装置）l 中梁一次钻孔胎（1台组合钻床）l 中梁二次钻孔胎（2台摇臂钻床，含转胎）l 中梁铆接胎（1台，含4台液压铆钉机，两台拉铆钉机）l 中梁外纵缝埋弧自动焊胎（1台，含转胎）l 中梁液压校正胎（1台）l 中梁交验胎（1台）各胎位不设滚道输送线，采用行车吊运完成工件传输。3.2中梁生产线工艺设计综合技术参数序号项目数据1工件尺寸、重量乙型钢高度310中梁长度 614m（定距3米-11米）中梁心盘距 7.311m心盘处最大宽度1200心盘处最大高度392工件重量19003000 kg2设备工作环境供电: 三相交流电源：380V（15%） 50HZ单相交流电源：220V（15%） 50HZ安全照明电压: AC36V管道风压: 0.40.6Mpa。相对湿度： 满足70%适应温度： 0+403生产节拍3040分钟/件4各胎位基本尺寸长: 15000-17000宽: 10002000间距：3001000工作面距地面0高度：8004. 中梁生产线工艺平面布置方案该生产线布置在84m21m的厂房内，工艺布局具体见中梁生产线平面布置图（附图1）。5. 中梁生产线各部分组成、功能及结构特点技术改造方案5.1型材调直生产线5.1.1原材料存放架及上料机构添置原材料存放架及乙字钢上料机构。最大外形尺寸：长宽高=1500035001000，工作面距地面0高度：800；。原材料存放架采用钢结构件制作而成，最大存放量能满足20根14m长乙字钢型材的存放需要。乙字钢型材的上料机构采用气动或机械平移机构的方式，上料机构与滚道输送线高度相同。保证输送平稳，控制为手动方式。5.1.2型材调直机和输送棍道利用已有的型钢校直机和改造现用的输送棍道，完成型钢的进料、调直工作。最大外形尺寸：长宽高=1700010001000，工作面距地面0高度：800；。5.1.3乙字钢存放架及下料机构添置乙字钢存放架及下料机构。最大外形尺寸：长宽高=1500035001000，工作面距地面0高度：800；。乙字钢存放架采用钢结构件制作而成，存放量20根，可分层存放。乙字钢型材的下料机构采用气动或机械平移机构的方式，下料机构与滚道输送线高度相同。保证输送平稳，控制为手动方式。5.2中梁组装焊接生产线5.2.1中梁对筒及内纵缝埋弧自动焊胎添置中梁对筒及内纵缝埋弧自动焊胎。最大外形尺寸不大于：长宽高=1700020002500（不含线缆悬挂装置）；工作面距地面0高度：800；用于完成乙字钢对筒及内纵缝埋弧自动焊工作，采用行车上料，设有垂直夹紧装置、水平夹紧装置、中梁定位夹紧装置、可升降的焊剂垫和埋弧焊机与中梁的分离装置，从而保证内侧距尺寸精度350+2 0。垂直夹紧、水平夹紧装置和焊剂垫升降机构采用气动方式。胎位上设2根纵向梁，可方便线缆的悬挂。埋弧焊机与中梁的分离装置采用平衡臂。5.2.2中梁切头胎（1个）添置中梁切头胎，最大外形尺寸不大于：长宽高=1500015001700，工作面与地面0高度800。用于完成中梁组成两端头余量的切割、打磨等工作。方案一：配置两台半自动火焰切割机和两台仿形火焰切割机，实现中梁不转动的情况下，对中梁两端头上下翼板、腹板面进行垂直方向的切割和主管孔的仿形切割。胎位配置可移动式心盘定位系统，以适应不同定距的中梁。两端头切割机割矩和仿形火焰切割机采用机械方式移动机构，移动调整范围应能满足11-14米长的中梁切头要求。端头切割时采用自动方式，主管孔切割采用仿形切割。对C70A敞车、KZ70石碴漏斗车、KM70煤炭漏斗车等，不仅要适应长度的变化，还要能自动切割所有的塞焊长孔。切割断面表面粗糙度Ra值25，线性长度尺寸误差不大于3：方案二：中梁线切头系统采用机械手自动切头割孔系统。胎位配置一台机械手、火焰切割装置、行走装置（含轨道）、可移动式中梁定位装置、废料承接移出装置及控制系统。以两心盘作为支撑点，后从板座工作面作为定位面，通过程序控制，能完成11-14m长的中梁两端头切割、两端坡口切割和主管孔切割工作。对C70A敞车、KZ70石碴漏斗车、KM70煤炭漏斗车等，不仅要适应长度的变化，还要能自动切割所有的塞焊长孔。切割断面表面粗糙度Ra值25，线性长度尺寸误差不大于3：5.2.3中梁一次组装胎改造现有的中梁组装胎，添置2台150kg简易悬臂吊。最大外形尺寸不大于：长宽高=1700020002500（不含悬臂吊运装置最大高度）；工作面距地面0高度：800。用于完成前、后从板座、隔板组成、中梁隔板组成等装配、定位焊工作。设有组装定位装置、水平夹紧和垂向夹紧机构、中梁划线装置、前、后从板座组装夹具和吊运装置等。水平夹紧和垂向夹紧机构采用气动夹紧方式，稳定可靠。前、后从板座组装夹具单独设计制造，满足生产工艺要求。吊运装置采用2台150kg简易悬臂吊，臂长2500，可将前、后从板座或前从板座和冲击座一体式铸造配件吊到组装位置。5.2.4中梁一次翻转焊胎改造中梁一次翻转焊胎为可升降机构，添置两台烟尘处理装置。未升高时最大外形尺寸不大于：长宽高=1600015001700（不含线缆悬挂装置）；升降调整范围：工作面距地面0高度700-1200。用于完成中梁一次组装中部分零部件与中梁的部分焊缝的焊接，可翻转360便于工人施焊，工作高度可调，调整范围距地面0高度700-1200，保证焊接质量。上下料采用行车吊运方式，中梁翻转机构采用机械翻转方式，确保翻转平稳；翻转机构上设2根纵向梁，可方便送丝机的悬挂。中梁夹紧装置不仅满足各种中梁组成的定位夹紧，而且可控制焊接变形。为防止意外翻转造成人员受伤，胎位要设电气自锁机构，可使中梁翻转到任何位置牢固锁紧。配置的烟尘处理装置，用于改善作业环境。5.2.5中梁二次组装胎添置中梁二次组装胎，2台150kg简易悬臂吊。最大外形尺寸不大于：长宽高=1700020002500（不含悬臂吊运装置最大高度）；工作面距地面0高度800。用于安装（1位）、（2位）枕梁下盖板组成（中）和两上心盘以及磨耗板。胎位设有枕梁下盖板组成（中）及上心盘的纵、横向定位装置、枕梁下盖板组成(中)和上心盘的吊运装置和枕梁下盖板组成与上心盘的夹具。同时配有两台移动龙门架压紧机构，用于调压中梁翼边，保证枕梁下盖板组成（中）与中梁密贴，枕梁下盖板组成（中）及上心盘的纵、横向定位装置手工可调，能适应长度1114m之间的中梁组装，并确保上心盘中心线与心盘座处中心线重合。吊运装置采用2台150kg简易悬臂吊，臂长2500，可将枕梁下盖板组成(中)和上心盘吊上中梁安装位置。枕梁下盖板组成与上心盘的夹具能保证在钻孔时两工件不松动和不妨碍中梁组合钻钻孔。5.2.6中梁二次翻转焊胎添置中梁二次可升降翻转焊胎和两台烟尘处理装置。未升高时最大外形尺寸不大于：长宽高=1500015001700（不含线缆悬挂装置）；升降调整范围：工作面距地面0高度700-1200。主要用于枕梁下盖板组成与中梁的焊接和其它零部件与中梁未焊焊缝的焊接，可翻转360便于工人施焊，工作高度可调，调整范围距地面0高度700-1200，保证焊接质量。胎位设有中梁翻转机构和中梁夹紧机构。中梁翻转机构可保证顺利翻转1.2m宽的枕梁下盖板组成（中）。翻转机构上设2根纵向梁，可方便送丝机的悬挂。配置的中梁翻转机构、定位夹紧机构、烟尘处理装置，与中梁一次翻焊胎同类机构相同。5.2.7中梁一次钻孔胎（组合钻床）更新改造中梁组合钻床，最大外形尺寸不大于：长宽高=1700040002000，工作面距地面0高度800；用于加工中梁两端的前、后从板孔，以后从板工作面作为中梁纵向定位面，配置定位夹紧机构，双头钻孔。更新改造时，先在一端安装新的十字滑台机构，形成生产能力后，再将现有组合钻上的滑台机构也改造成十字滑台机构，安装在另一端，成为双头钻孔，进一步提高生产效率。5.2.8中梁二次钻孔胎（摇臂钻床钻孔）安装现有的两台Z80摇臂钻床钻床，添置翻转胎和钻模。最大外形尺寸不大于：长宽高=1500015001700，工作面与地面0高度800。用于加工中梁组合钻床未加工到的中梁孔及其它车型的中梁孔。胎位利用已有的2台摇臂钻床（设备需进行搬迁、安装调试），配置中梁翻转机构、定位夹紧机构和钻模，完成中梁的翻转、钻孔等工作。上下料采用行车吊运方式进行，翻转机构采用机械翻转方式，可翻转360，转动时能准确保证翼边与两腹板面水平的工况，便于摇臂钻床钻孔。中梁翻转机构、定位夹紧机构与中梁一次翻焊胎同类机构相同。钻模单独设计制造，满足生产要求。5.2.9中梁铆接胎搬迁改造中梁铆接胎，最大外形尺寸不大于：长宽高=1500015003000，工作面与地面0高度800。用于中梁组成铆钉的铆接。目前大部分已采用拉铆钉结构，对部分需要热铆钉的车型，利用已有的4台液压铆钉机（心盘铆钉机2台和从板座铆钉机2台，需进行搬迁改造以保证铆接质量）和中频加热装置完成。上下料采用行车吊运方式进行。5.2.10中梁外纵缝埋弧自动焊胎改造中梁外纵缝埋弧自动焊胎，添置翻转胎。最大外形尺寸不大于：长宽高=1500015001700（不含线缆悬挂装置）；工作面距地面0高度不大于800。用于中梁组成的外纵缝埋弧自动焊接。利用已有埋弧焊机，配置定位机构、埋弧焊机与中梁的分离装置、翻转机构完成自动焊工作。翻转机构采用机械翻转方式，确保翻转平稳。翻转机构上设2根纵向梁，可方便线缆的悬挂。埋弧焊机与中梁的分离装置采用平衡臂。5.2.11中梁液压校正胎搬迁改造中梁液压校正胎，最大外形尺寸不大于：长宽高=1600020002000，工作面与地面0高度800。用于调修中梁组成焊接变形及中梁预挠、牵引梁垂翘。利用已有的中梁液压校正胎，进行搬迁改造，确保中梁矫正后，达到如下技术要求：1）全长内旁弯不大于7，每米波状弯曲不大于3；上心盘与基准面之间两边横向隙差不大于0.32）中梁两心盘间上挠度2535，同一横断面挠度测量差不大于4，两端头翼面至基准面之距离的测量差不大于2，牵引梁下垂012，甩头不大于4。5.2.12中梁交验胎（1个）1. 添置中梁交验胎，单件标准平台最大外形尺寸不大于：长宽高=1000700800；上心盘接触面与地面0高度800；该胎位用于中梁组成完工交验。胎位配置一对标准平台。可实现中梁不翻转的情况下，对中梁各部分的检测。6. 中梁生产线工装设备组成主要技术参数序号名称主要技术参数备 注一、型材调直生产线1原材料存放架平移上料机构外形尺寸：15m3.5m输送方式：滚道、小车移动方式承重：10000kg功率：重量：存放814m长乙型钢或类似型材存放数量：20根2进料辊道外形尺寸：171m输送速度：68m/min输送方式：滚道，步进方式功率：重量：已有，延长改造3型材调直机设备型号：非标外形尺寸：4.7m3.8m吨位：315吨功率：重量：已有4出料辊道外形尺寸：1.71m输送速度：68m/min功率：重量：已有，改造5乙字钢存放架平移下料机构外形尺寸：15m3.5m输送方式：滚道、小车移动方式承重：10000kg功率：重量：存放814米长乙型钢或类似型材存放数量：20根二、中梁装焊生产线 节拍38分钟/件1中梁对筒及内纵缝埋弧自动焊胎外形尺寸：172m夹紧机构：水平、上下气动方式焊剂垫升降机构：气动方式移动龙门架压紧吨位：100吨，液压功率: 重量: 满足814米长乙型钢对筒及内纵缝埋弧自动焊行车上料2中梁切头胎外形尺寸：151.5m夹紧机构：气动,手动方式切割装置：机械手功率:重量行车上、下料3中梁一次组装胎外形尺寸：172m夹紧机构：液压,手动方式吊运装置：简易悬臂吊150kg、臂长2500移动龙门架压紧吨位：100吨，液压功率:重量:已有行车上、下料序号名称主要技术参数备 注4中梁一次翻焊胎外形尺寸：161.5m夹紧机构：手动方式翻转机构：可升降功率:重量:已有，改造为可升降式行车上、下料烟尘处理装置5中梁二次组装胎外形尺寸：172m夹紧机构：液压,手动方式吊运装置：简易悬臂吊150kg、臂长2500移动龙门架压紧吨位：200吨，液压功率: 重量: 行车上、下料6中梁二次翻焊胎外形尺寸：151.5m夹紧机构：气动,手动方式翻转机构：转盘式，可升降功率: 重量:行车上、下料烟尘处理装置7中梁一次钻孔胎外形尺寸：154m夹紧机构：液压,手动方式功率:重量:行车上、下料只钻前、后从板孔双端钻孔，一端安装新设备，另一端改造现有设备。8中梁二次钻孔胎外形尺寸：151.5m夹紧机构：气动,手动方式翻转机构：转盘式功率:重量:已有2台Z80钻床行车上、下料翻转时能准确保证翼边与两腹板面水平的工况9中梁铆接胎外形尺寸：151.5m专用拉铆钉机液压铆钉机功率重量已有2台专用拉铆钉机已有4台液压铆钉机行车上、下料中频加热装置10中梁外纵缝埋弧自动焊胎外形尺寸：151.5m夹紧机构：气动,手动方式翻转机构：转盘式功率：重量：行车上、下料翻转11中梁液压校正胎外形尺寸：162m夹紧机构：液压,手动方式功率:重量:行车上、下料12中梁交验胎外形尺寸：151m重量：行车上、下料第 18 页 共 21 页中国北车集团公司太原机车车辆厂 中梁生产线设计说明书7. 改造后的中梁生产线工序作业范围及定员说明如下序号区域名称作 业 内 容使用工装定员配置1型材调直区乙型钢型材的调直或预挠型材调直胎铆工：12人2中梁切头区完成中梁组成两端头余量的切割、坡口切割、塞焊孔切热、主管孔切割和打磨切口机械手氧气工：23人3对筒焊接区完成乙字钢对筒及中梁内纵缝埋弧自动焊胎工作中梁对筒胎中梁内埋弧焊铆工：12人电焊：2人4一次组焊区完成前、后从板座、隔板组成、中梁隔板组成等装配、焊接工作中梁组装胎翻焊胎铆工：2人电焊：3人5二次组焊区完成枕梁下盖板组成（中）和两上心盘以及磨耗板的安装、焊接中梁组装胎翻焊胎铆工： 2人电焊：3人6中梁钻孔区加工中梁两端的前后从板孔、心盘孔、各托梁孔中梁组合钻中梁摇臂钻床钻工34人7中梁铆接区铆接前后从板、心盘等中梁液压铆接机专用拉铆钉机铆工：45人8外缝焊接区完成中梁外纵缝埋弧自动焊工作中梁外埋弧自动焊胎电焊：12人9中梁矫正区完成中梁预挠及矫正，调修旁弯中梁液压校正胎铆工：12人10交验区中梁整备交验中梁交验胎铆工：12人行车司机2-4其他人员（送件2，技术1，生产1）4合 计32-42人序号名称数量类别说 明使用工序备注1乙型钢存放架7组A存放乙型钢或中梁各工序2专用吊具各2A吊用乙型钢和中梁各工序已有3探伤设施1A对特殊要求的中梁进行探伤（如C70A冲击座）二次翻焊4振动棒1A振动式消除C70A冲击座焊接应力一次翻焊已有5区域隔离架B工序间使用各工序配做6工具箱14B存放工具各工序已有7料斗2B存放隔板、磨耗板等小-配件一次组装二次组装已有8垃圾斗1B存放C70A冲击座垃圾已有9废料箱1B存放边角余料，已有10手动液压叉车1B配送配件11加热炉1A加热铆钉已有12钻模A各种梁托板孔钻模中梁钻孔配做13中梁存放架1A成品梁存放中梁交验14铁屑斗2A存放铁屑中梁钻孔已有15烘干箱2A烘干及预热焊材焊接工序已有16埋弧焊丝盘丝机1A埋弧焊丝盘丝埋弧焊工序已有17侧面叉车2A中梁运输厂房间运输3t/5t各一合 计8. 中梁生产线工位器具配置说明第三部分 基础建设说明 由于是新厂房，厂房内按设计要求建设即可，具体动能管线布置见“附件A：中梁生产线平面布置图”,还要注意如下问题：1. 地面压光，设备作基础时，地面与设备接缝处如有突起，要加铁护角。2. 厂房顶及墙壁全部除尘，涂刷规定颜色。3. 全部管路、行车、行车梯、窗框、柱间钢结构件及全部工装、设备按规定颜色油漆。4. 铺设安全道，铺设材料和颜色待定。5. 行车及厂房动力线增设区域分段开关，分段开关的设置位置，以方便线路及设备检修确定。6. 风、水、气阀门距地南高度1.2 m，电源开关加防护箱，防护箱距地面高度1.5 m。7. 厂房内不得有凌空高架的动能管线，如需要，要紧贴厂房立柱或埋于地下。8. 厂房内铺设的全部轨道上平面与地面平齐。9. 修建、打通从预处理厂房西门到新中梁厂房东门和钢二车间西跨南门到新中梁厂房东门的通道，能满足载重10吨的汽车运行，路面宽度不小于4米。10. 能保证厂房环境温度在5以上。11. 厂房采用一般照明和局部照明共同配合的混合照明，每隔一个柱子增安一对400W白色光源壁灯。保证足够的照度。厂房一般照明最低照度40勒克斯。混合照明能满足夜班作业要求；12. 壁灯按工艺作业区域安装照明灯开关集中控制箱，并且，每立柱上的一对照明灯设一个共用开关。-序号项 目合计（万元）说 明1基础建设2铺设安全道0.5工艺调整费3新增工艺装备352提高制造70吨级货车工艺技术水平专项费用4更新改造工艺装备90提高制造70吨级货车工艺技术水平专项费用62工艺调整费5工位器具5.5工艺调整费6动能管道、壁灯20工艺调整费7运输通道2.5工艺调整费合 计532.5序号工 位 器 具 项 目数量估算单价（万元）合计（万元）说明1工位器具乙型钢存放架705352专用吊具4已有3探伤设施1已有4振动棒1已有5区域隔离架1工艺调整费6工具箱14已有7料斗2已有8垃圾斗1已有9