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        淺談氣割炬輔助工具在施工中的應(yīng)用

        2019-07-31 02:51:14楊永恒
        關(guān)鍵詞:輔助

        【摘要】本文對氣割炬輔助工具研制和使用進(jìn)行介紹,并總結(jié)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。

        【關(guān)鍵詞】氣割炬;超差;輔助

        1900年,兩位法國工程師制造出第一個氧乙炔割炬,啟動了鋼材切割、焊接的革命。手工氣割使用靈活方便,設(shè)備簡單、便于攜帶,可在現(xiàn)場迅速安裝使用。切割過程中,可在小的半徑范圍內(nèi)快速改變切割方向,成本低、生產(chǎn)率高,不受工件形狀與尺寸限制,但隨意性強(qiáng),切割表面平面度、割紋深度的質(zhì)量不容樂觀。超過標(biāo)準(zhǔn)要求時,須打磨校形,造成人力浪費(fèi),同時造成如角磨機(jī)、沙輪片等耗材增多,增加工程建設(shè)成本。為此特成立QC小組攻關(guān)研制氣割炬輔助工具,取得良好效果。

        1、氣割炬輔助工具研制

        1.1手工氣割現(xiàn)狀

        手工切割鋼板超差現(xiàn)象嚴(yán)重,切割件的切割平面度、割紋深度均超差,切割質(zhì)量達(dá)不到驗(yàn)收要求是手工切割偏差的普遍現(xiàn)象。目前采用半自動切割機(jī)下料,但高空作業(yè)、H型鋼、槽鋼、不規(guī)則型材等不適合安裝半自動切割機(jī),仍采用手工切割。

        1.2氣割炬輔助工具目標(biāo)

        為滿足要求需研制氣割炬輔助工具,以厚度20mm鋼板割縫為例,切割面平面度控制在1.0mm內(nèi),割紋深度控制在0.3mm以內(nèi),達(dá)到驗(yàn)收規(guī)范要求。

        1.3設(shè)計(jì)思路

        要提高切割平面度質(zhì)量,須保持切割過程中割嘴垂直與鋼板。但氣割操作過程中,操作工手持氣割炬,無標(biāo)尺,憑目測感覺割嘴與鋼板角度,不能始終保持割嘴垂直與鋼板,造成切割平面度隨時變化,且抖動無法控制,需設(shè)計(jì)支架固定割嘴與鋼板的角度和割嘴的行走路線。

        1.4方案設(shè)計(jì)

        1.4.1支架安裝位置分析

        方案一:支架安裝在割嘴兩側(cè),可保持割炬與割件平行,兩側(cè)都需支撐點(diǎn),限于鋼板中間割縫,一側(cè)寬度不能支撐時支架失去作用。

        方案二:支架安裝在割嘴一側(cè),可保持割炬與割件平行,一側(cè)可放開工具即可,可進(jìn)行鋼板修邊,用途廣,可行度高。

        1.4.2支架形式選擇

        方案一:直接支撐保持割嘴與鋼板角度一致,支架與鋼板直接摩擦,摩擦力大,在鋼板上滑動時割炬發(fā)生顫動。

        方案二:滾輪行走保持割嘴與鋼板角度一致,支架與鋼板滾動摩擦,摩擦力小,在鋼板上滾動順利,可行度高。

        1.4.3滾輪形狀選擇

        方案一:餅狀輪行走,轉(zhuǎn)動時壓出餅狀輪的寬度,滾輪與切割件接觸面積越大,軋到割件上飛濺氧化鐵顆粒幾率越大。

        方案二:刀口輪行走,轉(zhuǎn)動時壓出一條線,軋到割件上飛濺氧化鐵顆粒幾率小,可行度高。

        1.4.4工具與割嘴連接

        設(shè)計(jì)思路:設(shè)計(jì)內(nèi)徑15mm的圓環(huán)箍加頂絲,使工具固定在氣割嘴上。

        方案一:六角螺栓作為頂絲將割嘴固定,用六角螺釘作為頂絲緊固,需使用扳手旋緊。

        方案二:翼型螺栓作為頂絲將割嘴固定,用翼形螺釘作為頂絲緊固,用手直接旋緊,方便快捷,可行度高。

        1.4.5割嘴圓環(huán)箍與刀口輪支撐的連接方式

        方案一:割嘴圓環(huán)箍與刀口輪支撐分離,可調(diào)節(jié)割嘴與割件角度,滿足多種割口角度,可行度高。

        方案二:割嘴圓環(huán)箍與刀口輪支撐一體,當(dāng)割嘴插入圓環(huán)箍后,割嘴只能與割件垂直。

        查閱《中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T869-2012》得知,鋼板對接焊時需要開30°~35°坡口,因此可在圓環(huán)箍與支架連接盤上刻出90°、30°、35°刻度,使工具有多角度切割功能,切割坡口時將圓環(huán)箍調(diào)至30°與35°間即可。

        1.4.6刀口輪形狀

        設(shè)計(jì)思路:固定氣割嘴行走路線,可使刀口輪沿一平直的扁鐵作為軌道行走,可解決氣割嘴沿切割方向行走時垂直于切割面的抖動。

        方案一:雙面切削,當(dāng)?shù)犊谳喛拷忤F時,輪子最高點(diǎn)不能貼近扁鐵,不能延扁鐵行走將造成行走不直。

        方案二:單面切削,當(dāng)?shù)犊谳喛拷忤F時,輪子最高點(diǎn)能貼近扁鐵,能延扁鐵直線行走,可行度高。

        1.4.7各部件尺寸確定

        (1)支撐桿尺寸

        飛濺物主要集中在0-20mm距離內(nèi),因此割嘴中心線到中間輪距離為25mm。為保持工具平衡,兩刀口輪中間距同樣為25mm。兩輪中間用隔套隔開。

        (2)刀口輪尺寸

        刀口輪尺寸分外徑、內(nèi)徑、厚度。

        外徑:決定割嘴與割件高度,割嘴長度35mm+割嘴與割件距離10mm+可調(diào)節(jié)長度=50mm。

        內(nèi)徑:需小于支撐桿外徑才能固定,將內(nèi)徑確定為10mm。

        厚度:厚度小穩(wěn)定性差;厚度大增加重量與中間軸的摩擦力大,影響輪子轉(zhuǎn)動,確定厚度為10mm。

        (3)割嘴圓環(huán)箍固定使用的翼形螺栓、螺帽尺寸

        兩刀口輪用隔套隔開,用M8六角螺帽固定。割嘴圓環(huán)箍插入支撐桿圓盤中心孔,用內(nèi)徑8mm翼型螺帽固定,調(diào)節(jié)角度時松開螺帽,調(diào)節(jié)完畢緊固。圓環(huán)箍與氣割嘴固定采用翼形螺釘,螺紋直徑5mm,螺紋長度10mm,當(dāng)翼形螺釘旋到底時,可使本工具固定在氣割嘴上。

        (4)作為行走軌道的扁鐵尺寸

        扁鐵長度可視割件大小選擇,手工切割時,每切割30-50cm需移動一下,所以扁鐵長度以50cm、寬4cm、厚0.3cm、重量0.38kg為宜 。

        通過磁鐵吸附效果對比可知,扁鐵與割件采用強(qiáng)磁磁鐵固定,移動時方便快捷,切割操作時調(diào)整好扁鐵位置,使刀口輪沿扁鐵行走。磁鐵直徑22mm高30mm,每個強(qiáng)磁可以吸附1.5kg。

        1.4.8最佳方案描述

        (1)用一個支撐桿,支撐住刀口輪。

        (2)用割嘴圓環(huán)箍與支撐桿分離的方式將工具固定在氣割嘴上。

        (3)運(yùn)用單面刀口輪沿扁鐵行走的方式固定行走路線。

        (4)運(yùn)用強(qiáng)磁磁鐵將扁鐵吸附在割件上。

        2、裝置效果檢查

        (1)切割平面度檢查:現(xiàn)場測量20塊手工切割的預(yù)埋件鋼板,切割面平面度偏差值u≈0.3mm(鋼板厚度20mm,尺寸200mm×200mm,測量點(diǎn)每100mm取點(diǎn)一次),使用輔助工具后,切割平面度偏差滿足要求。

        (2)割紋深度檢查:現(xiàn)場測量20塊手工切割的預(yù)埋件鋼板,割紋深度h≈0.1mm(鋼板厚度20mm,尺寸200mm×200mm,測量點(diǎn)每100mm取點(diǎn)一次),使用輔助工具后,割紋深度偏差滿足要求。

        結(jié)語:

        氣割炬輔助工具的研制,提高了切割效率和切割質(zhì)量,方便下一步割件的組裝焊接,保證施工項(xiàng)目的內(nèi)在質(zhì)量。有效、合理地利用勞動力,減少后期磨光修邊,降低磨光機(jī)、砂輪片等耗材浪費(fèi),有效節(jié)約工程建設(shè)成本,節(jié)約施工時間。目前該工具在公司其他項(xiàng)目已經(jīng)廣泛應(yīng)用,同樣取得良好的效果。

        作者簡介:

        楊永恒,中國電建集團(tuán)核電工程有限公司,山東濟(jì)南。

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