康碧波 萬正喜

(湖南長重機(jī)器股份有限公司技術(shù)研發(fā)中心，湖南 410014)

梁式結(jié)構(gòu)具有剛性好、支承力大的優(yōu)點(diǎn)，在許多大型機(jī)械設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。如斗輪堆取料機(jī)和混勻機(jī)中的立柱、臂架、尾車、橋架等設(shè)備結(jié)構(gòu)型式都為梁式結(jié)構(gòu)。這些梁式結(jié)構(gòu)一般都是通過火焰數(shù)控切割鋼板下料后進(jìn)行焊接來制作。其焊接制作方法一般有兩種:一種是整體組裝法，另外一種是單梁組裝法。由于大型設(shè)備的梁式結(jié)構(gòu)在整個(gè)設(shè)備中占有很大的比例，因而其焊接制作成本在整個(gè)設(shè)備成本中占有很大的比例，而且不同的結(jié)構(gòu)形式采用不同的焊接制作方法所產(chǎn)生的制作成本也是不一樣的。另外，不同的焊接工藝對焊接變形的影響也不一樣。在具體的生產(chǎn)實(shí)踐中，必須根據(jù)梁式結(jié)構(gòu)的整體情況選擇適合的焊接方式。

1 整體組裝法

采用整體組裝法制作梁式結(jié)構(gòu)件的流程為:先在平板上放大樣，然后鋪設(shè)左右下翼板及橫梁，形成框式構(gòu)架，再將梁式結(jié)構(gòu)中間的回形筋板分別點(diǎn)固，接著將左右腹板緊貼在回形筋板上，最后組裝上翼板及剩余部件后整體施焊。以混勻機(jī)上的橋架為例來介紹整體組裝法的具體實(shí)施過程。橋梁外形見圖1。

圖1 橋架外形圖Figure 1 Bridging configuration

圖2 橋架剖面圖Figure 2 Sectional view of bridging

如圖2 所示，首先將1、5 按設(shè)計(jì)圖中尺寸平鋪于平板上并定位，接著將4 點(diǎn)固在1 上，并保證與1 的垂直度，然后將2 緊密貼合在4 上點(diǎn)固，最后將3 蓋在2 上，并組裝剩余部件后整體對稱施焊。

從上面的制作流程可以看出，這種組裝方法的優(yōu)點(diǎn)是裝配工藝性好、簡單快捷、整體尺寸誤差小。回形筋板及橫梁的加強(qiáng)作用使焊后梁結(jié)構(gòu)整體變形小。整體組裝法能有效控制一些長度很大的梁式結(jié)構(gòu)的焊接變形，比如斗輪機(jī)中的橋架、臂架、尾車等。對他們采用整體組裝法能大大降低這些構(gòu)件的焊接變形。這種方法不足之處是只適合于必須有一側(cè)翼板平直的梁式結(jié)構(gòu)，其應(yīng)用范圍有限。

2 單梁組裝法

單梁組裝法制作梁式結(jié)構(gòu)件的流程為:先將梁式結(jié)構(gòu)的左右兩側(cè)工字梁單獨(dú)組裝后再組裝其他部件。以斗輪堆取料機(jī)上的立柱下平臺為例來介紹單梁組裝法的具體實(shí)施過程。立柱下平臺外形如圖3 所示。

圖3 立柱下平臺外形圖Figure 3 Configuration of column lower platform

圖4 立柱下平臺剖面圖Figure 4 Sectional view of column lower platform

圖5 梁架結(jié)構(gòu)箱式梁示意圖Figure 5 Box beam form of girder structure

如圖4 所示，首先將1、2、3 拼裝成兩榀獨(dú)立的工字梁并施焊，然后將兩榀工字梁在平板上放樣定位，接著組裝橫梁、回形板和其他部件。

從上面的制作流程可以看出，這種組裝方法的優(yōu)點(diǎn)是:由于是單梁組裝，先拼裝工字梁，對于上下翼板都不平直的梁式結(jié)構(gòu)(如圖3，上下翼板都往上翹)的組裝較適用。制作時(shí)工字梁平鋪于平臺上，組裝方便。采用的平焊方法有利于提高焊接質(zhì)量與焊接效率。單梁組裝法也適合于梁式構(gòu)架中箱式梁形式的結(jié)構(gòu)(如圖5，左右兩邊虛線框內(nèi)為箱式梁形式)。這種方法的不足之處是由于是單梁單獨(dú)施焊，所以變形難以控制，主梁扭曲變形較大。因此，有的情況為了減少單梁的焊接變形，還必須加裝工藝支撐。另外，由于裝配制作時(shí)是先將兩榀工字梁在平臺上定位，裝配中間的回形板時(shí)不方便，工藝性較差。

3 結(jié)論

分析了梁式結(jié)構(gòu)件整體組裝法和單梁組裝法的適用場合及優(yōu)、缺點(diǎn)，為不同形式的梁式結(jié)構(gòu)的裝配制作提供了參考和借鑒。

［1］張彥華.焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及應(yīng)用［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

［2］萬正喜.斗輪堆取料機(jī)行走機(jī)構(gòu)力學(xué)性能分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化［D］.中南大學(xué)碩士論文，2011.