新型高效背燒小車設(shè)計(jì)與應(yīng)用

張麗華 范偉

（廣船國際技術(shù)中心）

0 前言

平直分段縱骨焊接后需要對縱骨進(jìn)行背燒退火處理，現(xiàn)在的背燒工作主要是由一個火工師傅手拿著一根火工槍沿著縱骨的軌跡進(jìn)行退火處理，工人的工作效率很低，且工作比較困難。隨著公司薄板船型的建造，薄板焊接后易產(chǎn)生變形，需要對骨材進(jìn)行退火的要求越來越高，工作量會越來越大?；诹魉€生產(chǎn)的特點(diǎn)，任何一道工序的瓶頸都將會造成流水線生產(chǎn)的不順暢，造成等工，待工的現(xiàn)象，不能充分發(fā)揮流水線的生產(chǎn)效率，造成資源浪費(fèi)，故研究一種半自動的背燒小車來提高工人的工作效率，降低背燒作業(yè)的工作難度，保障平直分段后續(xù)總組或搭載而產(chǎn)生的應(yīng)力釋放，減少對分段精度及分段搭載效率的影響同時保證背燒過程的安全。

1 工裝的設(shè)計(jì)

1.1 現(xiàn)場調(diào)研情況

現(xiàn)在的背燒工作主要是由一個火工師傅手拿著一根火工槍沿著縱骨的軌跡進(jìn)行退火處理，工人的工作效率很低，且工作比較困難。為了改變平直分段骨材焊接應(yīng)力的釋放停留在人工的現(xiàn)狀，工藝技術(shù)室成立專項(xiàng)研究小組，組織人員到現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查，結(jié)合現(xiàn)場火工工人的意見和建議，制定方案，決定試用大連磁性工裝，研究大連磁性背燒工裝，并現(xiàn)場試用，再按試用結(jié)果進(jìn)行改進(jìn)。

1.1.1 磁性工裝組成

現(xiàn)場試用的磁性工裝是一種能吸附在平直分段下方,完成自動行走,同時加熱分段外板的自動設(shè)備,其主要由主機(jī)、控制箱、移動絲桿、火焰噴頭、供電供氣管線等5 部分組成。移動絲桿、火焰噴頭、相關(guān)管線全部安裝在控制箱與主機(jī)上后，即可將主機(jī)舉起吸附安裝在甲板背面，開機(jī)、調(diào)節(jié)控制箱完成相應(yīng)背燒工作。如圖1 和圖2 所示。

1.1.2 現(xiàn)場反饋的使用問題

（1）安裝時間長；

圖1 磁性工裝示意圖

圖2 磁性工裝示意圖

（2）行走的時候會有墜落危險；

（3）行走過程需不斷調(diào)整行進(jìn)路線，調(diào)整時容易出現(xiàn)燙傷危險；

（4）不能滿足火工的要求,只能進(jìn)行一定程度上的退火處理。

1.2 工裝的改進(jìn)

由于磁性工裝在分段背面使用時，存在一定安全隱患，目前設(shè)備效率也不高（僅有兩個火焰噴頭），且只能完成一定程度的退火處理。綜合工裝的安全性能及操作的方便性，此種磁性工裝并不適宜在平直分段進(jìn)行背燒。根據(jù)上述的研究，決定通過改進(jìn)工裝。來改善弊端，結(jié)合工裝的方便操作和安全性，特制作一種手推式背燒小車，通過人力或電力帶動背燒小車行走，由小車上搭載的3 支可調(diào)火工槍頭在平直分段下方完成背燒作業(yè)；同時由小車上的機(jī)械調(diào)節(jié)系統(tǒng)對火工槍頭進(jìn)行空間調(diào)節(jié)，以滿足不同環(huán)境的需求。此種手推式背燒小車包括行走系統(tǒng)、主體框架、火調(diào)系統(tǒng)，能減輕背燒作業(yè)的操作難度，提升背燒作業(yè)的效率，提高安全性能。

1.2.1 背燒小車的主要結(jié)構(gòu)特征

（1）行走系統(tǒng)包括兩個定向充氣后輪以及一個萬向前輪，萬向前輪設(shè)置在兩個定向后輪連線的垂直平分線上，定向充氣后輪與萬向前輪通過輪架連接。

（2）主體框架包括方向控制系統(tǒng)以及支撐系統(tǒng)，支撐系統(tǒng)包括萬向輪連接板、水平支撐部豎直支撐部、三根支撐桿支撐著三根背燒槍，背燒槍包括槍頭與基座。

（3）調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括水平調(diào)節(jié)裝置以及豎直調(diào)節(jié)裝置，通過十字滑塊、水平滑塊連接板以及豎直滑塊連接板對背燒槍頭進(jìn)行水平方向和豎直方向的調(diào)整。

（4）設(shè)置了剎車裝置、限位裝置和滅火裝置，用于控制背燒停止時的停機(jī)滅火工作，詳細(xì)設(shè)計(jì)圖紙如圖3 所示。

圖3 背燒小車工裝設(shè)計(jì)圖

圖4 背燒小車現(xiàn)場作業(yè)情況

圖5 背燒小車現(xiàn)場作業(yè)情況

圖6 背燒小車現(xiàn)場作業(yè)情況

2 工裝應(yīng)用

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，工裝制作完畢后，制造部聯(lián)合工法研究所工藝，在現(xiàn)場進(jìn)行了試驗(yàn)。圖4 至圖6是手推式背燒小車工裝現(xiàn)場作業(yè)情況。

從實(shí)驗(yàn)情況表（見表1）可以看出，對于16m長的分段，傳統(tǒng)的火調(diào)方式每道焊縫需要20 分鐘；而采用手推式背燒小車來背燒，每3 道焊縫僅需15分鐘，使用背燒小車的效率是傳統(tǒng)火調(diào)方式的3 倍。

3 研究成果

3.1 節(jié)省人工，較少勞動強(qiáng)度

目前平面共有四條流水線，基本上每條流水線需安排兩名火工人員來進(jìn)行背燒工作。由于手推式背燒小車效率是純?nèi)斯け碂鳂I(yè)效率的三倍，在每條線各配備一臺手推式背燒小車后，每線僅配備一名火工人員即可，即每條流水線可減少一名火工人員，共可減少四名火工。在人員減少的情況下仍可以有效滿足各線的背燒需要，并且與人工背燒效果一樣，與之前相比節(jié)省了一半以上的人工。

表1 傳統(tǒng)火調(diào)方式和背燒小車工裝的對比

另外，由于采用的是手推式背燒小車，背燒人員僅需推著小車，邊觀察邊慢慢行走即可達(dá)到背燒效果，與之前純靠人手舉火工槍相比，勞動條件大大改善，既不用費(fèi)力的仰著頭觀察也不用費(fèi)勁的舉著火工槍，可以說是較為人性化的設(shè)計(jì)。同時設(shè)置剎車裝置，能夠減小背燒小車的行駛速度，控制背燒的時間，使背燒的作用效果更好。

3.2 背燒作業(yè)更加安全

通過設(shè)置行走系統(tǒng)能夠使主體作業(yè)框架在行走系統(tǒng)的作用下隨行走系統(tǒng)的移動帶動火調(diào)系統(tǒng)的移動，避免工人直接手握火工槍而帶來的意外傷害，同時設(shè)置的萬向輪和定向輪裝置，增加背燒小車行駛的穩(wěn)定性，防止背燒小車在行駛過程中發(fā)生側(cè)翻，提高行駛的安全性。

3.3 具有較高的推廣價值

按照該工裝的特性，可以將其擴(kuò)大推廣應(yīng)用至平直部件（即小組課的產(chǎn)品）、接近平直的分段或部件（即組立二課的產(chǎn)品），在整個部門具有較好的推廣價值。

4 結(jié)束語

在目前的國際形勢和經(jīng)濟(jì)形勢下，降本增效和技術(shù)創(chuàng)新一直是企業(yè)提高自身生存能力和核心競爭力的根本。背燒火調(diào)工作在船舶修造行業(yè)應(yīng)用之廣，與整個船舶的順利生產(chǎn)息息相關(guān)，手推式背燒小車的四大創(chuàng)新點(diǎn)：

（1）同時進(jìn)行3 條縱骨焊縫的火調(diào)工作，大大提高了火調(diào)工作效率；

（2）可上下左右調(diào)整火工槍頭，以滿足不同環(huán)境的要求；

（3）操作簡便，降低了工人工作的難度，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化操作代替人工操作；

（4）背燒工作更加安全可靠。不僅在本司能起到相當(dāng)明顯的提高效率作用，也能為其他各兄弟企業(yè)提供借鑒和學(xué)習(xí)，從而提高我國造船行業(yè)的整體實(shí)力。