劉彥昌

（涼山礦業(yè)股份有限公司，四川涼山 615146）

0 引言

2017 年初，動(dòng)力車間接到一項(xiàng)工作任務(wù)，制作3 個(gè)大型圓柱形儲(chǔ)水罐，儲(chǔ)水量為120 t，主要用于落凼礦區(qū)深部采礦工程建設(shè)單位興安公司工程隊(duì)駐地房屋建設(shè)施工、工作人員的生產(chǎn)和生活用水的供應(yīng)。儲(chǔ)水罐安裝地點(diǎn)為距離駐地上方30 m 的20 m2平臺(tái)，吊裝等作業(yè)設(shè)備無(wú)法進(jìn)行輔助作業(yè)，通往安裝地點(diǎn)的道路僅能通過(guò)寬度為2 m 的輕卡貨車。

1 儲(chǔ)水罐設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)要求

儲(chǔ)水罐的外形結(jié)構(gòu)如圖1 所示，各尺寸誤差為20 mm。罐體的設(shè)計(jì)壓力為0.1 MPa，即能夠承受10 m 高的水柱壓力，使用前經(jīng)過(guò)壓力試驗(yàn)無(wú)泄漏。

圖1 儲(chǔ)水罐

2 儲(chǔ)水罐的質(zhì)量控制

（1）質(zhì)量控制要點(diǎn)1：上下底面和側(cè)面之間的接觸部分焊接，確保焊接質(zhì)量，達(dá)到無(wú)泄漏的要求。上下底面的直徑比筒體直徑大20 mm，底面超出筒體10 mm 部分作為焊接的連接位置，有效增加了焊縫的截面積，使焊接質(zhì)量容易控制，強(qiáng)度得到保障。

（2）質(zhì)量控制要點(diǎn)2：使用鋼管支撐架，確保罐體各部位的尺寸變形量小于20 mm。支撐架全部采用Φ114 mm×4 mm（壁厚）普通電焊鋼管焊接制作，鋼管之間的連接采用完全焊接，鋼管與罐壁鋼板接觸部分采用100 mm 長(zhǎng)焊縫的斷續(xù)焊接。

（3）質(zhì)量控制要點(diǎn)3：制作筒體的鋼板之間的立縫對(duì)接和焊接。按照焊接要求，對(duì)接時(shí)鋼板之間的縫隙寬度為2 mm，誤差為1 mm，確保焊接時(shí)能夠焊透、焊牢固，立縫之間的距離均勻，上下立縫層均勻交錯(cuò)隔開(kāi)，避免應(yīng)力集中造成變形或開(kāi)裂。

（4）質(zhì)量控制要點(diǎn)4：筒體的圓弧度。要確保筒體的圓弧度在20 mm 誤差范圍內(nèi)，必須在制作底面第1 層鋼板時(shí)，準(zhǔn)確控制筒壁和底面接觸部分的外形在誤差范圍內(nèi)，依次控制好第2層、第3 層的圓弧度在誤差范圍內(nèi)，避免誤差累計(jì)較大造成層間平縫、層的立縫寬度不均，焊接時(shí)容易產(chǎn)生變形及應(yīng)力集中現(xiàn)象。

3 罐體制作用專用吊具

為了克服現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)輸、安裝及制作等施工困難，滿足質(zhì)量控制要點(diǎn)3 和要點(diǎn)4 的要求，根據(jù)罐體的外形尺寸，設(shè)計(jì)制作罐體制作專用吊具（圖2）。吊具的應(yīng)用效果良好，制作的罐體達(dá)到了技術(shù)和使用要求。罐體制作專用吊具的技術(shù)方案：

圖2 罐體專用吊具

（1）采用1 臺(tái)MD1 型0.5 t 鋼絲繩雙速電動(dòng)單梁起重機(jī)和2副深溝球軸承，鋼絲繩雙速電動(dòng)單梁起重機(jī)，運(yùn)行電壓為380 V，運(yùn)行軌道為16-28b 工字鋼，提升速度為快速8 m/s 和慢速0.8 m/s（圖2）。

（2）加工上部結(jié)構(gòu)（圖3）：起重機(jī)運(yùn)行軌道為16 號(hào)工字鋼（高160 mm，腿寬88 mm），立柱為普通電焊鋼管Φ219 mm×6.5 mm，兩邊斜拉部分為電焊鋼管Φ60 mm×3.5 mm。

圖3 上部結(jié)構(gòu)

（3）加工下部結(jié)構(gòu)（圖4）：立柱為普通電焊鋼管Φ219 mm×6.5 mm，四周的4 根斜支撐部分為電焊鋼管Φ60 mm×3.5 mm，底盤為20 mm 厚的鋼板，使用時(shí)將底盤固定牢固，下部結(jié)構(gòu)為罐體制作專用吊具的主要支撐部分，圖中所有Φ32 mm 的孔均使用M30 的螺栓連接。

圖4 下部結(jié)構(gòu)

（4）加工罐體半徑移動(dòng)定位桿（圖5）：使用直徑Φ220 mm規(guī)格的鋼制抱箍和電焊鋼管Φ60 mm×3.5 mm 焊接組成，安裝固定在下部結(jié)構(gòu)的立柱上，根據(jù)罐體制作的高度，上下調(diào)節(jié)位置，準(zhǔn)確固定罐體的1900 mm 半徑位置，也可根據(jù)罐體的半徑，制作相應(yīng)規(guī)格的罐體半徑移動(dòng)定位桿。

圖5 罐體半徑移動(dòng)定位桿

（5）加工上部結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)軸（圖6）：旋轉(zhuǎn)軸的Φ80 mm 尺寸位置安裝在旋轉(zhuǎn)軸固定座中心孔Φ80 mm 內(nèi)，作用為支撐上部結(jié)構(gòu)，并作為上部結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)中心軸。

圖6 上部結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)軸

（6）加工上軸承鎖緊螺母（圖7a））：安裝在上部結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)軸尺寸M98×2 位置，通過(guò)擰緊螺母，鎖緊安裝在旋轉(zhuǎn)軸上部的軸承，防止軸承內(nèi)圈和旋轉(zhuǎn)軸之間松動(dòng)而產(chǎn)生磨損。

（7）加工上軸承墊圈（圖7b））：安裝在上軸承鎖緊螺母下面，與軸承內(nèi)圈和鎖緊螺母接觸，防止擰緊鎖緊螺母時(shí)磨損軸承的內(nèi)圈。

圖7 上軸承鎖緊螺母與墊圈

（8）加工旋轉(zhuǎn)部件軸承座（圖8）：使用M30 的螺栓將尺寸Φ300 mm 位置和上部結(jié)構(gòu)相應(yīng)的尺寸位置連接牢固，尺寸Φ180 mm×300 mm 位置安裝2 副深溝球軸承。

圖8 旋轉(zhuǎn)部件軸承座

（9）加工旋轉(zhuǎn)部件下軸承壓蓋（圖9）：軸承的外形尺寸為Φ180 mm×Φ100 mm×34 mm，外圈固定在旋轉(zhuǎn)部件軸承座內(nèi)Φ180 mm 位置，內(nèi)圈固定在上部結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)軸Φ100 mm 位置，通過(guò)外圈轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)部件軸承座和上部結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到吊裝罐體四周的制作材料。

圖9 旋轉(zhuǎn)部件下軸承壓蓋

（10）加工旋轉(zhuǎn)軸固定座（圖10a））：使用M10 的螺栓，通過(guò)尺寸Φ12 mm 的孔，安裝固定在旋轉(zhuǎn)部件軸承座尺寸Φ220 mm 位置，尺寸Φ180 mm 的突出部分壓緊軸承的外圈，防止軸承松動(dòng)或滑落。

（11）加工旋轉(zhuǎn)軸鎖緊螺母（圖10b））：使用M30 的螺栓將旋轉(zhuǎn)軸固定座連接在下部結(jié)構(gòu)的Φ300 mm 的法蘭上，Φ8 mm 內(nèi)孔安裝上部結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)軸。

圖10 旋轉(zhuǎn)軸的固定座與鎖緊螺母

（12）將各構(gòu)件進(jìn)行組裝。

罐體制作專用吊具的優(yōu)點(diǎn)和作用：①罐體制作專用吊具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作安裝簡(jiǎn)便、成本低廉、操作使用方便、無(wú)需大型設(shè)備輔助、占用場(chǎng)地面積小、安全系數(shù)高、少量人員就能完成大型薄壁罐體的制作；②通過(guò)罐體半徑移動(dòng)定位桿進(jìn)行定位，準(zhǔn)確控制罐體直徑，誤差小，接縫處對(duì)齊情況良好，容易控制焊接質(zhì)量；③專用吊具適用于高4 m、直徑4 m、罐體倉(cāng)壁厚6 mm 的儲(chǔ)水罐；④由于在安裝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行制作，有效消除了很多不利的制作和安裝因素，節(jié)約制作、運(yùn)輸、安裝成本。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)罐體制作專用吊具的設(shè)計(jì)和實(shí)際運(yùn)用，解決了大型薄壁罐體制作的質(zhì)量控制難點(diǎn)。根據(jù)不同罐體的外形尺寸，可以靈活改變罐體制作專用吊具各構(gòu)件尺寸，增加或減小上部結(jié)構(gòu)工字鋼運(yùn)行軌道、罐體半徑移動(dòng)定位桿的長(zhǎng)度，適用于不同直徑的罐體制作，增加或較小下部結(jié)構(gòu)高度，適用于不同高度的罐體制作。