張海月

摘要：為了推進(jìn)堆高機(jī)實(shí)現(xiàn)流水線式精益生產(chǎn)，最大化利用現(xiàn)有產(chǎn)能，提升生產(chǎn)效率，降低綜合制造成本。精細(xì)的生產(chǎn)設(shè)計(jì)和適宜的施工工藝至關(guān)重要。本文詳細(xì)闡述了一種港口機(jī)械堆高機(jī)的主體鋼結(jié)構(gòu)件的施工工藝。

Abstract： In order to promote the stacker， realize assembly line lean production， maximize the use of existing production capacity， improve production efficiency and reduce comprehensive manufacturing cost. Fine production design and appropriate construction technology are very important. This paper describes in detail the construction technology of the main steel structure of a port mechanical stacker.

關(guān)鍵詞：堆高機(jī);外滑架;內(nèi)滑架;施工工藝

Key words： stacker;outer carriage;inner carriage;construction technology

中圖分類號(hào)：U691+.5 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-957X（2022）04-0057-03

0 ?引言

近幾年，隨著中國(guó)大力發(fā)展一帶一路，原多用于港口碼頭的集裝箱空箱堆高機(jī)，在一帶一路的發(fā)展建設(shè)上也大展拳腳。空箱堆高機(jī)是集裝箱運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵設(shè)備，廣泛用于港口、碼頭、鐵路公路中轉(zhuǎn)站以及集裝箱堆場(chǎng)等地，用于集裝箱空箱的堆垛和轉(zhuǎn)運(yùn)。具有堆垛層數(shù)高，轉(zhuǎn)運(yùn)速度快，機(jī)動(dòng)靈活的特點(diǎn)。可有效節(jié)約集裝箱堆放場(chǎng)地。同時(shí)堆高機(jī)還可一機(jī)多用，即可做水平運(yùn)輸，又可堆高碼垛、裝卸搬運(yùn)、拆裝集裝箱作業(yè)等，使用非常方便。一臺(tái)空箱堆高機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)是決定其作業(yè)效率、起重能力的重要因素。通常具有較高動(dòng)力系統(tǒng)的堆高機(jī)普遍采用內(nèi)燃機(jī)式機(jī)械動(dòng)力，相應(yīng)承載重量范圍比較大。機(jī)體主要的鋼結(jié)構(gòu)件相對(duì)受力強(qiáng)度及尺寸精度要求也比較高。

江蘇潤(rùn)邦重工股份有限公司作為KALMAR品牌——專業(yè)設(shè)計(jì)制造港口集裝箱搬運(yùn)機(jī)械的全球知名品牌的優(yōu)質(zhì)供應(yīng)商，常年穩(wěn)定的為其提供各種型號(hào)的空箱堆高機(jī)的主體鋼結(jié)構(gòu)件。在確保高質(zhì)量完美交付產(chǎn)品的前提下，為了推進(jìn)堆高機(jī)實(shí)現(xiàn)流水線式精益生產(chǎn)，最大化利用現(xiàn)有產(chǎn)能，提升生產(chǎn)效率，降低綜合制造成本。精細(xì)的生產(chǎn)設(shè)計(jì)和適宜的施工工藝至關(guān)重要。下面筆者就堆高機(jī)三個(gè)主體鋼結(jié)構(gòu)件中關(guān)鍵技術(shù)質(zhì)量控制部位進(jìn)行詳細(xì)闡述其施工工藝。

1 ?施工工藝

1.1 產(chǎn)品概述

堆高機(jī)的主體鋼結(jié)構(gòu)分為如下3個(gè)構(gòu)件：

見(jiàn)圖1為外滑架;

見(jiàn)圖2為內(nèi)滑架;

見(jiàn)圖3為小車。

1.2 工藝順序

1.2.1 內(nèi)外滑架工字梁的裝焊

堆高機(jī)堆高升降運(yùn)行時(shí)內(nèi)外滑架的工字梁就是滑輪的導(dǎo)軌，因此內(nèi)外滑架的工字梁槽口開(kāi)檔尺寸及整體直線度的要求就很重要，直接影響機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行是否順暢。工字梁的截面圖及焊接要求見(jiàn)圖4。

①首先工字梁的腹板和面板長(zhǎng)度方向下料時(shí)加放8mm的焊接收縮量，確保完工總長(zhǎng)度尺寸在公差范圍內(nèi)。且在設(shè)計(jì)下料時(shí)工字梁的腹板和面板均不允許斷開(kāi);腹板的寬度下料尺寸A±1mm，由鉗工在寬度Amm位置處劃線，打磨工打磨腹板寬度達(dá)到A±0.5mm;此操作是為了確保工字梁面、腹板裝配時(shí)裝配間隙盡可能的密合，以減少后續(xù)的焊接變形。工字梁在專門的工裝上裝配，工字梁開(kāi)檔尺寸裝配時(shí)控制在A±0.5mm;面板和腹板焊縫區(qū)域裝配好后先進(jìn)行清潔、打磨;工字梁上下、左右旁彎控制在1mm/m，總長(zhǎng)不大于4mm，盡量少用機(jī)械和火工校正。

②工字梁的焊接采用專門的自主設(shè)計(jì)的工字梁焊接工裝。示意圖見(jiàn)圖5。此工裝的好處是可以使用船型自動(dòng)焊，角焊縫的熔深及外觀均能得以保障，焊接的過(guò)程中利用圖5中件4，件5，件6，件7，件8，多個(gè)鎖緊定位銷，將工字梁牢牢鎖緊在工裝上，也減少了焊后且工字梁的旁彎、扭曲等焊接變形。節(jié)約矯正成本的同時(shí)也可以提升現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)效率。船型焊焊接好一側(cè)后，將工裝圖5中的件9鎖緊裝置松開(kāi)，翻轉(zhuǎn)工裝90度后，再利用工裝圖中的件2鎖緊裝置鎖緊，繼續(xù)工字梁另一側(cè)的船型焊。同一側(cè)的兩道焊縫焊接完成后，將工字梁取出翻轉(zhuǎn)180度后繼續(xù)放入此工裝中，同樣的方法焊接另外一側(cè)的兩道焊縫，這樣就確保了工字梁的4道焊縫全部采用船型自動(dòng)焊，角焊縫的熔深于焊接外觀均得到保障;保持工字梁焊接過(guò)程中始終處于鎖緊狀態(tài)，也盡最大可能的減少了因焊接熱輸入產(chǎn)生的內(nèi)用力導(dǎo)致的工字梁扭曲變形。當(dāng)然，隨著數(shù)字化、自動(dòng)化技術(shù)的不斷成熟，后續(xù)有機(jī)會(huì)也可將此工裝改進(jìn)為液壓全自動(dòng)鎖緊的方式，減少人工手動(dòng)松脫、鎖緊的耗時(shí)耗力，利用機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備會(huì)更加節(jié)約人工成本。

③焊接方法及注意事項(xiàng)：工字梁腹板和面板焊接的方向需一致，待焊接完成自然冷卻后方可松開(kāi)鎖緊設(shè)施脫離胎架;如圖6所示，需保證腹面板的四條焊縫方向一致且每條焊縫一次性焊接完成。

1）滑架焊接時(shí)須用數(shù)個(gè)壓緊定位銷，確保工字梁牢牢鎖緊在工裝上。

2）焊接時(shí)注意在第一道和第二道焊縫完全自然冷卻的情況下，方可將工裝壓板取開(kāi)，將工字梁吊出，翻身吊進(jìn)工裝內(nèi)。再次進(jìn)行壓緊固定，注意這時(shí)要從中間往兩端依次壓緊壓板，同時(shí)銷緊鐵針，再此基礎(chǔ)上進(jìn)行另外兩道焊縫的焊接，最后，必須等到焊縫完全冷卻后，才能從工裝中將焊接完成的工字梁取出，進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量。

3）當(dāng)測(cè)量的數(shù)據(jù)有偏差時(shí)，第一時(shí)間通知技術(shù)人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行查看，仔細(xì)測(cè)量核查偏差位置及原因，再對(duì)癥做出相應(yīng)的變形矯正處理措施，方法有二：其一，局部火工矯正;其二，機(jī)械油壓矯正。

1.2.2 其他先行小裝配件裝焊

1.2.2.1 外滑架中間槽形梁先行小組裝焊

共3種類型的槽形梁，見(jiàn)圖7。拱形面板下料后油壓折彎，注意角度控制。裝配前，務(wù)必確認(rèn)部材折彎尺寸，保證U型折彎材的四點(diǎn)在同一水平面上。裝配時(shí)，利用門形工裝和油泵等輔助工具進(jìn)行無(wú)“馬”裝配。確保設(shè)備外觀。避免后期馬腳打磨損傷母材等事項(xiàng)對(duì)設(shè)備外觀產(chǎn)生不利影響。在可旋轉(zhuǎn)焊接胎架上施船型焊，焊接順序嚴(yán)格按照先內(nèi)后外，先中間后兩邊的順序施焊。焊接后校驗(yàn)尺寸，局部火工調(diào)整。

1.2.2.2 內(nèi)滑架中間槽形梁先行小組裝焊

共1種類型的槽形梁，見(jiàn)圖8。拱形面板下料后油壓折彎，注意角度控制。裝配前，務(wù)必確認(rèn)部材折彎尺寸，保證U型折彎材的四點(diǎn)在同一水平面上。裝配時(shí)，利用門形工裝和油泵等輔助工具進(jìn)行無(wú)“馬”裝配。確保設(shè)備外觀。避免后期馬腳打磨損傷母材等事項(xiàng)對(duì)設(shè)備外觀產(chǎn)生不利影響。在可旋轉(zhuǎn)焊接胎架上施船型焊，焊接順序嚴(yán)格按照先內(nèi)后外，先中間后兩邊的順序施焊。焊接后校驗(yàn)尺寸，局部火工調(diào)整。

1.2.2.3 內(nèi)滑架鏈條箱先行小裝配制作

內(nèi)滑架鏈條箱見(jiàn)圖9。裝配時(shí)利用裝配平臺(tái)上的卡板定位，注意裝配垂直度按圖紙要求，轉(zhuǎn)配完成尺寸校驗(yàn)合格后進(jìn)行焊接。

1.2.2.4 內(nèi)、外滑架工字梁上小肘板的裝焊及焊后整體機(jī)加工

外滑架工字梁上在槽形連接橫梁的位置，工字梁外側(cè)有對(duì)應(yīng)的小肘板，使用劃線鋼帶進(jìn)行小肘板的定位，注意以沒(méi)有輪軸的一側(cè)為基準(zhǔn)劃線。將小肘板裝焊好后，送機(jī)加工處首先進(jìn)行工字梁端面銑，確保工字梁總長(zhǎng)度在公差范圍內(nèi)，其次將工字梁上軸孔的鏜孔及一些螺紋孔的底孔機(jī)加工到位。注意成對(duì)制作，避免方向混淆。

內(nèi)滑架工字梁上，在輪軸孔位置外側(cè)加強(qiáng)腹板，需要先行定位裝焊在工字梁上，焊接完成后，送機(jī)加工處首先進(jìn)行工字梁端面銑，確保工字梁總長(zhǎng)度在公差范圍內(nèi)，其次將工字梁上軸孔的鏜孔及一些螺紋孔的底孔機(jī)加工到位。注意成對(duì)制作，避免方向混淆。

1.2.2.5 內(nèi)、外滑架工字梁上輪軸軸銷的裝焊

內(nèi)、外滑架工字梁上輪軸軸銷為同一規(guī)格的軸銷，因此焊接方式相同。但因軸銷采用30CrMo材質(zhì)，焊接極易產(chǎn)生裂紋，因此焊接過(guò)程有如下注意點(diǎn)：

①先對(duì)板材及焊縫周圍150mm區(qū)域內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱，可以使用火工用烘槍;

②使用測(cè)溫儀對(duì)預(yù)熱區(qū)域進(jìn)行溫度測(cè)量，保證材料及焊縫區(qū)域溫度達(dá)到350度以上;

③見(jiàn)軸銷的圖示——圖10，優(yōu)先焊接1位置，同時(shí)對(duì)焊縫2位置進(jìn)行保溫;

④焊接1位置時(shí)使用TWE-711 ￠1.2mm焊絲。焊接電流為220～240A，焊接電壓為30～34V，焊接速度為450～500cm/min。注意焊道間的清渣處理，防止出現(xiàn)夾渣;

⑤焊后立即對(duì)1位置進(jìn)行保溫處理，同時(shí)焊接2位置，采用如上相同的焊接參數(shù);

⑥焊接完成后立即使用烘槍對(duì)板材及焊縫周圍150mm內(nèi)后熱處理，要求溫度達(dá)到400度以上;

⑦使用測(cè)溫儀測(cè)量合格后對(duì)焊縫及周邊母材作保溫處理，直至自然冷卻;

⑧保溫處理后使用小榔頭對(duì)焊縫周邊板材敲打一遍，盡量讓內(nèi)應(yīng)力釋放;

⑨待焊縫完全冷卻后，對(duì)焊接區(qū)域做PT實(shí)驗(yàn)，確保焊縫質(zhì)量。

1.2.3 總裝

內(nèi)、外滑架在總裝組裝工裝胎架上進(jìn)行，首先將兩根工字鋼吊上組裝胎架定位，上下口尺寸可以適當(dāng)調(diào)整。在保證工字梁腹板開(kāi)檔的同時(shí)需要保證工字梁面板板邊間距，外滑架為兩根工字梁面板的內(nèi)邊緣距離，內(nèi)滑架為兩根工字梁面板的外邊緣距離。若面板在下料的過(guò)程中寬度尺寸有偏差，在裝配時(shí)需根據(jù)開(kāi)檔尺寸的公差要求調(diào)節(jié)后定位;其次，安裝定位橫向中間槽型梁，先中間后兩邊。最后波浪形魚(yú)尾板的安裝定位及其他附屬小件的安裝。裝配完成后尺寸報(bào)驗(yàn)，合格后開(kāi)始焊接。焊接時(shí)注意滑架在工裝上所有軸銷需要確保鎖緊。按照先中間后兩邊的順序，左右工字梁上對(duì)稱施焊，先立焊后平焊，先對(duì)接后角接。確保所有焊接完成并冷卻后脫胎?；鸸の⒄{(diào)后進(jìn)行尺寸報(bào)驗(yàn)。以外滑架組裝為例，工裝胎架如圖11。利用工裝確保左右兩側(cè)工字梁的內(nèi)開(kāi)檔公差（+2～+4mm）。

小車的總裝：小車因構(gòu)件整體尺寸不大，重量較輕，因此采用直接工作臺(tái)靠山固定裝配的方式，在總裝一次性散件合攏的裝配方式。先行小組裝僅需要預(yù)先將裝有輪軸軸銷的腹板及其上的翼板進(jìn)行裝焊。軸銷的焊接依然采用上述1.2.2.5內(nèi)、外滑架工字梁上輪軸軸銷的裝焊工藝。焊接驗(yàn)收合格后直接利用總裝工作臺(tái)的靠山定位，裝配定位注意監(jiān)測(cè)左右兩側(cè)輪軸軸銷開(kāi)檔尺寸確保在公差范圍內(nèi)。所有零件總裝裝配完成后盡量使用平角焊的焊接方式確保焊接外觀，采用構(gòu)件多次翻轉(zhuǎn)的方式滿足平角焊位置后再行施焊。焊接后測(cè)量尺寸，局部火工微調(diào)。

1.2.4 整體機(jī)加工

對(duì)外滑架上左右工字梁上油缸眼板位置對(duì)稱雙面鏜孔。

2 ?結(jié)語(yǔ)

上述堆高機(jī)三個(gè)主體鋼結(jié)構(gòu)件的施工工藝，其優(yōu)點(diǎn)在于便于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的流水線式生產(chǎn)，盡可能的減少結(jié)構(gòu)整體裝配焊接完工后的整體機(jī)加工工作量，將機(jī)加工的工作量盡可能提前至小尺寸的裝配件上完成。降低對(duì)機(jī)加工機(jī)床設(shè)備硬件設(shè)施的要求，并且過(guò)程中利用工裝、鎖緊胎架等簡(jiǎn)易工具，最大化節(jié)約施工過(guò)程的人工成本，提升工作效率;同時(shí)對(duì)于重要的開(kāi)檔尺寸，利用工裝做靠山，也避免了裝配工自行測(cè)量定位誤讀尺寸造成的裝配失誤，從而確保完工構(gòu)件的尺寸及精度要求。最終降低綜合制造成本，助推產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率。當(dāng)然，隨著工業(yè)自動(dòng)化的不斷進(jìn)步發(fā)展，對(duì)于產(chǎn)品的施工工藝也需要我們不間斷的摸索改進(jìn)。讓成本更低，制造的過(guò)程更加節(jié)能環(huán)保是我們不斷追求的目標(biāo)。

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