1.問(wèn)題的提出
隨著(zhù)冶金、礦山及重型機械行業(yè)的高速發(fā)展，對超大噸位起重機的需求量也越來(lái)越多，這類(lèi)起重機一般用于吊運質(zhì)量較重且較為危險的物料，所以起重機的穩定性、安全性及運行可靠性就顯得尤為重要。由于設計的可行性往往受到工藝的制約，對于超大型起重機制造而言，橋架臺車(chē)支座焊后整體加工工藝一直是此類(lèi)起重機的制造難題。為解決上述問(wèn)題，通過(guò)對起重機橋架結構的分析，有針對性地開(kāi)發(fā)了超大型起重機橋架整體加工工藝和工裝，使得橋架整體加工后，車(chē)輪裝配的水平、垂直方向的偏差及同位差精度可得到有效保證，避免起重機“啃軌”現象的發(fā)生，且由于制造精度較高，使得起重機在運行時(shí)非常平穩。
2.橋架焊后整體加工工藝設計
為確保加工精度及效果，橋架在采用整體加工工藝之前必須完成所有的焊接作業(yè)工序，避免焊接變形對已加工的橋架精度造成影響，從而使橋架的加工精度得以保持和延續。根據臺車(chē)支座的結構特點(diǎn)，制定了整體加工方案，具體工藝流程為加工時(shí)將橋架按起重機在運行時(shí)的狀態(tài)進(jìn)行調平校正，然后按照特定工藝進(jìn)行加工前的劃線(xiàn)作業(yè)，以便為加工過(guò)程中工件的安裝、校正提供基準，把事先粗加工好、留有精加工余量的臺車(chē)支座按劃線(xiàn)位置焊裝到圖樣要求的位置，設計專(zhuān)用鏜孔工裝和機床調整工裝，進(jìn)行橋架臺車(chē)支座的精加工。
3.橋架劃線(xiàn)工藝
由于大車(chē)運行機構裝配后，兩端車(chē)輪的平行度主要靠橋架臺車(chē)支座整體加工時(shí)劃線(xiàn)來(lái)保證，因此橋架劃線(xiàn)精度的控制尤為重要，橋架的劃線(xiàn)方法如下：
（1）選一根小車(chē)運行軌道，軌道兩端在寬度方向取中心點(diǎn)，拉線(xiàn)劃出軌道中心線(xiàn)，此線(xiàn)做測量基準線(xiàn)，用等距測量法在另一根小車(chē)軌道上劃出軌距5 000mm中心線(xiàn)，且只在軌道兩端各劃出約1 000mm長(cháng)線(xiàn)段即可。
（2）分別按兩端梁的實(shí)際寬度取中點(diǎn)，測量出兩中點(diǎn)的實(shí)際距離，并與橋架跨距比較，對稱(chēng)修正兩點(diǎn)至跨距尺寸，并平移至工步1所劃出的基準線(xiàn)上，復查兩點(diǎn)尺寸應為跨距尺寸，打樣沖，此點(diǎn)作為軌道1基準點(diǎn)1。
（3）劃另一軌道上跨距點(diǎn)，用測量對角線(xiàn)的方法，以軌道1上基準點(diǎn)分別測出軌道2中心線(xiàn)上相等對角線(xiàn)的兩點(diǎn)。其幾何意義為在兩平行線(xiàn)上作出等腰梯形，兩對角線(xiàn)相等，測量軌道2上兩點(diǎn)的距離與跨距比較，分別修正兩點(diǎn)至跨距尺寸，并復查兩對角線(xiàn)尺寸，相差絕對值不能大于2mm，打樣沖，以此點(diǎn)作為軌道2上基準點(diǎn)2。
（4）架設經(jīng)緯儀，分別在橋架兩端按軌道1和軌道2基準點(diǎn)校準視軸，用等距法在主梁外側劃出兩測量點(diǎn)作為輔助基準，劃跨距中心線(xiàn)于主、端梁下蓋板上，同時(shí)檢查加工孔的端面加工余量，做記錄，焊基準塊，并測量輔助基準塊的跨距，應符合工藝要求，否則重新修正。
（5）使用水準儀作為測量工具，分別在橋架兩端以軌道1軌頂平面為基準，分別劃出支撐孔水平中心線(xiàn)，保證各孔高度尺寸達圖樣要求。
（6）劃各臺車(chē)支座孔的垂直中心線(xiàn)，在主、端梁上平面，以軌道1中心線(xiàn)為基準，劃出基距方向各孔的孔距尺寸線(xiàn)，用吊線(xiàn)法分別引劃出各孔垂直中心線(xiàn)，保證各孔水平距離達圖樣要求。
劃線(xiàn)時(shí)利用平行線(xiàn)判定定理、等腰梯形的特性等基本幾何原理，保證橋架或小車(chē)架的兩條軌距線(xiàn)相互平行，軌距線(xiàn)與基距線(xiàn)相互垂直，使用高精度的經(jīng)緯儀，對所劃的線(xiàn)進(jìn)行檢驗和校正，所采用的光學(xué)經(jīng)緯儀的角度誤差為0.6″，能夠精確保證劃線(xiàn)的精度。
4.加工設備的選擇及調整
由于大噸位起重機的橋架較重，一根主梁就重達80t，吊運時(shí)相當困難。選擇便于吊運的小型移動(dòng)鏜床（TPX6211）來(lái)對橋架及小車(chē)架進(jìn)行整體鏜孔，采用此種方法加工時(shí)，將橋架和小車(chē)架位置固定，通過(guò)變動(dòng)移動(dòng)鏜床的位置來(lái)完成橋架和小車(chē)架的鏜孔工作，以減輕勞動(dòng)強度，降低工作難度。
加工工件前移動(dòng)鏜床要進(jìn)行調平，常規情況下采用下墊調整楔鐵方式進(jìn)行調整，此種方式調整效果較差，所需調節時(shí)間較長(cháng)，為提高機床調整效率，設計了機床專(zhuān)用調整平臺，該平臺質(zhì)量達8t，并設計有防滑可調支腿，保證機床在固定到該平臺上后穩定，加工工件過(guò)程中不會(huì )因受切削力的影響發(fā)生位移。利用平臺上的6個(gè)可調支腿，能夠快速方便地對平臺及機床進(jìn)行校平。為方便對機床進(jìn)行水平方向的微量調節，在平臺上設計了4組微調裝置，能夠快速對機床進(jìn)行水平方向的微調，保證機床能夠快速精確地按線(xiàn)找正。這種平臺大大節約了機床的調整時(shí)間，大大降低了機床調整難度。有了該平臺后直接用水平儀對平臺進(jìn)行校平，之后吊裝鏜床到平臺上，機床不需要再進(jìn)行調平，快速方便。在平臺上還設計有水平微調裝置，方便對機床水平方向進(jìn)行微調，易于實(shí)現機床的快速找正，大大節省了機床調整時(shí)間。
1.吊耳 2.壓板 3.移動(dòng)鏜床 4.機床水平方向調節器 5.可調支腿 6.平臺
采用電流接觸千分尺測量技術(shù)對機床進(jìn)行水平方向上的精確找正。校正機床時(shí)，按橋架上劃出的基距線(xiàn)位置掛直徑0.5mm的鋼絲，在機床上安裝自制的電流接觸千分尺測量裝置，該裝置主要由內徑千分尺、報警裝置、支架及電源等組成，使用時(shí)電源連接到內徑千分尺、鋼絲和報警裝置上，當內徑千分尺接觸到鋼絲時(shí)，報警裝置發(fā)出聲響。運用此裝置可以精確測量出機床與鋼絲之間的相對距離，可精確到0.001mm。通過(guò)平臺上的微調裝置，并配合電流接觸千分尺測量裝置，對機床進(jìn)行校正，使機床運行到任意位置時(shí)到鋼絲的距離都相等，即完成機床的校正。機床主軸調整到與鏜桿中心對齊的位置后，聯(lián)接主軸與鏜桿，試轉應靈活，無(wú)別勁兒和卡、碰現象。橋架鏜孔采用浮動(dòng)鏜孔工裝后，對機床的校正精度要求較低，鏜桿與機床之間設計有萬(wàn)向節，機床的功能主要是將回轉動(dòng)力傳遞給鏜桿，對鏜孔精度基本沒(méi)有影響，因此機床的調整非常簡(jiǎn)單快捷。
5.臺車(chē)架支座孔整體鏜削工藝
（1）橋架鏜孔工裝設計。由于橋架上臺車(chē)支座兩側的支撐孔間距較大，設計了一套適用于間距較大且對同軸度有較高要求的橋架整體浮動(dòng)鏜孔工裝，避免因鏜桿剛性不足對孔的加工精度造成影響。該工裝由對稱(chēng)雙球鉸裝置1、三支撐調整裝置2、刀具3和萬(wàn)向節鏜桿4組成，加工孔時(shí)，將保持架支腿固定到工件上，需要調整鏜桿中心與孔中心同心時(shí)，擰動(dòng)可調保持架上等分圓周布置的3個(gè)調節螺釘，能夠方便快速地進(jìn)行調整，大大降低了調節難度及調整時(shí)間。該鏜孔工裝解決了兩孔軸向距離較大，直接用機床主軸裝刀進(jìn)行加工容易振刀的問(wèn)題，同時(shí)使用該工裝后，對機床的調整找正精度要求較低，減少了機床調整的時(shí)間，加工精度和表面粗超度也不受機床振動(dòng)的影響。
1.球鉸裝置 2.內孔三支撐調整裝置 3.刀具 4.萬(wàn)向節鏜桿
具體使用方法是：鏜孔時(shí)將兩可調保持架分別焊在臺車(chē)支座支撐孔兩側，然后裝上其余部分?？烧{保持架上設計有方便調節鏜桿水平及豎直方向移動(dòng)的螺釘，鏜孔前，在鏜桿上安裝找正搖桿，通過(guò)調節可使保持架按照掛的鋼絲精確找正加工劃線(xiàn)部位，使鏜桿的中心與劃線(xiàn)所確定的臺車(chē)支座支撐孔的中心精確重合，實(shí)現劃線(xiàn)基準及工件安裝校正基準的一致。用框式水平儀對鏜桿按外低內高1mm/1 000mm進(jìn)行校平，調整結束后便可進(jìn)行后續的工作。
（2）橋架臺車(chē)座鏜削。工件找正、裝夾和機床調整結束后安裝合適刀具，按照圖樣要求的尺寸進(jìn)行鏜孔、刮平面等工作，加工結束后拆去專(zhuān)用工裝，進(jìn)行已加工部位尺寸的檢驗，檢驗合格后進(jìn)行橋架其余孔的加工。
6.加工后產(chǎn)品檢測數據分析
采用上述工藝方法和裝備加工的橋架臺車(chē)支撐孔的相關(guān)尺寸和形位公差數據如附表所示。
通過(guò)整體加工的橋架臺車(chē)支撐孔參數表
國家相關(guān)標準中對起重機運行機構上車(chē)輪的相關(guān)參數作如下要求：車(chē)輪的垂直偏差 -0.000 5≤tanα≤0.002 5；車(chē)輪的水平偏差 0＜tanβ≤0.000 3；車(chē)輪同位差按基準鋼絲測量，不大于2mm，支撐孔高低差不大于1mm。通過(guò)上述數據對比，可知整體加工的橋架和小車(chē)架精度滿(mǎn)足國家標準要求，說(shuō)明上述工藝方法和裝備對于橋架的整體加工效果良好。
7.結語(yǔ)
超大噸位起重機橋架加工工藝研發(fā)成功后，對多臺大噸位起重機嚴格按照研發(fā)的工藝進(jìn)行生產(chǎn)制造，均達到了預期的效果，且使大噸位起重機的制作工期大大縮短，裝配后的起重機精度較高，通過(guò)用戶(hù)現場(chǎng)使用后反饋得知，起重機運行平穩，無(wú)“啃軌”等質(zhì)量問(wèn)題的出現，說(shuō)明上述工藝方法實(shí)用、有效，完全可以保證橋架的整體加工質(zhì)量，取得了令人滿(mǎn)意的效果。
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