大跨度大吨位桥式起重机建造工艺研究.doc

大跨度大吨位桥式起重机建造工艺研究大跨度大吨位桥式起重机建造工艺研究汪伟刚柳雯霞朱启江提要本文介绍了桥式起重机制造中的小车走轮踏偏和大车走轮啃轨这两个关键技术问题的分析研究结果和所采用的工艺措施.关键词桥式起重机制造啃轨工艺通用桥式起重机作为一种常规工业设备,在工矿和制造企业得到了广泛的应用.目前国内市场上的通用桥式起重机品种多样.但由于生产厂家在技术力量,工艺装备,生产场地,经营管理水平等条件上大不相同,其产品质量良莠不齐.起重机是一种高危险的生产设施,在制造过程中必须严格遵循其制造标准,以确保起重机的使用安全.近年来,随着更多新工业区的不断开发,大吨位,大跨度桥式起重机的需求量与日俱增.其性能要求和制作要求已经远非昔日可比.特别是船厂带有上下小车,具有翻身功能的大跨度,大吨位桥式起重机,这是近年来出现的一种新机型,目前的规范和标准中对这种机型尚未作规定.因此,在制造过程中,往往会忽视该种机型的变形特点,从而引起安装超差,影响了整机运行和使用的可靠性.沪东中华造船(集团)有限公司在该类型起重机的制作过程中也碰到了同样的问题,但是在设计施工人员的努力下,上述问题都得到了较为满意的解决.沪东中华造船(集团)有限公司在该类机型制作过程中遇到的主要难题是上小车走轮踏偏和大车走轮啃轨,这两大问题都与机器设备变形,安装超差等因素有着密不可分的关系.下面简要介绍一下我们在解决这类问题时所采取的措施,供读者商榷.1小车走轮踏偏通用双梁桥吊一般有单小车和双小车两种形式.小车轨道或设中轨.或内侧偏轨.对中轨梁,承轨梁承受的是垂直弯曲力,因此这类梁仅在垂直方向产生弯曲变形.因此轨道在水平方向的轨距,不会因梁的变形而产生变化.只要安装精度控制在标准许可范围内小车即能正常运行.即使对内偏轨梁,由于小车跨距小,刚度大,小车跨距变化极微.而在受载情况下.尽管其向内侧扭转中部轨距有所减少,但其变化值仍在轮缘许可的间隙范围内,故不会引起小车卡轨的现象,在以往的桥吊使用中也未发现有这一问题,甚至在大跨度大吨位双梁吊机上也未有记录.但是,如果大跨度大吨位双梁吊机配置有上下小车.则其上小车轨道往往为主梁外侧偏轨,当上小车在跨中有负载的情况下,主梁除承受垂向弯曲力外.还需承受一向外的扭转力.该力使主梁向外侧扭转.从而使主梁上小车的轨距增大.同时,因上小车车架为悬臂结构,在悬臂端的载荷作用下,使小车主梁产生上拱变形,相应支腿则向内侧变形引起小车跨距变小.如果上述变形绝对值之和超过了上小车轮缘的间隙量,则走轮必将卡轨,甚至涨死.这些现象无论从使用角度和安全角度来说都是不允许的,因此在设计时就必须要有措施,以避免该现象的发生.有两种措施可供参考:措施一.将上小车一侧走轮改为无轮缘并加宽该走轮踏面.这样做可以保证走轮与钢轨,无论在正常轨距和轨距变化后都不卡轨,且踏面与轨道能保持全接触.按目前的计算水平,完全可以把这一点的结构变形值和结构几何尺寸算得很精确,并付诸实施.但在实际操作中我们发现,采取这一措施并不那么理想.因为主梁的直线度可以控制在某一范围内.但是由于焊接应力释放具有不确定性,主梁的旁弯方向也是不确定的,其旁弯有可能同时内弯或同时外弯.导致轨距或小或大.故而对落实该措施带来了困难,且此时走轮踏面中心与上小车支腿中心不在同一条直线上,走轮支反力在支腿根部,因此会产生一个附加弯矩,使结构工作应力增加,因此也缩短了结构的使用寿命.措施二,为克服上述缺陷,将上小车一支腿改成铰接支点.这样的话,无论轨距在哪个方向变化,由U.I修正端梁定位中心线/7.4主粱面板上El与理论中心线偏移量轨道中心线(:里论端粱中一I线)跨距360O0(:0时)温度每增加或;眨少l则增加或减少0.9u(此值供端粱富位时参)l,|lI_八I,I1一.|P.ijJ,f,hlI一厂4/一7_n-一柙I崔1lj_jll/I1R=IVI一.I,tl,.1./,修正中心线回转基准点j,:;Ill,jF=r,Il-I主粱面板下口与理论中心线重合,>1.37走轮踏面中心与理论中心线偏移量定位时同侧两端走轮蹈面q,心连线应与理论轨道中心线平行.起重机端梁安装施工图35于小车支腿可自由摆动,故而能确保走轮与轨道的正常接触,且走轮踏面中心,基本处于支腿的中心线上.但这种结构支腿的摆动,是源于走轮轮缘与轨道侧面接触时的侧向力,所以,要注意轮缘的磨损情况.要保证轮缘有足够的厚度.2大车走轮咬轨啃轨造成大车走轮咬轨啃轨的因素很多,其中大车运行机构的安装精度超差是一个很重要的因素.因此.起重机制造标准中针对大车运行机构的安装有着严格的要求.根据标准要求.在以往的桥吊安装中已形成了一套成熟的方法.但是随着大型船舶的建造,所需起重机的起重吨位越来越大,跨距也越来越大,相应的安装工艺和方法也发生了变化,特别是大车行走机构的安装时机提前到了主梁全支承状态.待整机吊上轨道梁后.由于主梁的自重变形引起了端梁向跨中偏转,跨度越大,梁自重越大,则变形越大,端梁向跨中的转角也越大.安装于端梁上的行走机构同时向内侧倾斜.引起走轮垂直度超差,其后果是走轮踏面单向受力,从而引起或踏面磨损不均,从而导致行走不平稳,或产生附加弯矩应力导致机构寿命缩短.为解决这一问题.可通过计算主梁自重引起端梁转角值,在吊车制作安装时,将端梁和行走机构向跨外侧放一相应预变位.在LNG车间240吨桥吊制造中,施工人员成功实施了这一措施,效果良好(见图端梁安装施工图).同时,由于大跨度,大起重量桥吊制作的工艺遭遇变革.促使行走端梁的工艺制造程序也发生变革.传统的方法是待主梁行走端梁全部合拢焊接完成后,再进行划线,镗行走走轮轴孔.这样做的目的,主要是为了保证加工的轴孔的平行度.但是,由于在搭排安装镗刀架的过程本身就已和理论轴线产生偏差,加之加工时的振动位移,因此孔轴线平行度肯定存在偏差从而安装于该轴线上的行走走轮在水平方向也产生偏差,而且很难再作有效的调整.当这一偏差超出一定范围后.将会使整机行走时产生咬轨和啃轨现象发生.如果将轴孔加工改在内场进行并先行预装,那轴孔平行度偏差就可控制在很小的范围内,加以外场定位均按原始基准线定位,减少了累积误差.可大大提高行走机构的精度.这样.行走机构安装精度的最终控制就落到了最后一道工序一焊接工序的变形控制上.因此,焊接时要有严格的工艺程序和规范以及监控手段.特别是根据该处结构的特点一般不宜采取强制变形办法,应让焊接应力有自然释放的空间.在LNG车间240吨桥吊施工中就采用了这一新工艺.3结果经检测,行走机构水平偏差完全在标准许可范围内,证明了先加工,后装焊这一工艺是完全可行的.目前船舶轴系的加工装焊也已开始研究采取这一工艺措施,充分显示了这套工艺的生命力.以上是我们在大型桥式起重机制作过程中的几点体会.随着技术的发展和工程技术人员的努力,吊车制造的工艺技术水平肯定还会有新的飞跃.(上接第40页)序号中文1998版2005版35裂纹(涂装缺陷)cracklecracking干喷雾颗粒36dryparticlesofpaintprematurely?driedparticles(涂装缺陷)37流挂(涂装缺陷)flowtracesagging,38刷痕(涂装缺陷)brush