大型梁式结构件两种装配工艺的特点介绍

康碧波 万正喜

(湖南长重机器股份有限公司技术研发中心，湖南 410014)

梁式结构具有刚性好、支承力大的优点，在许多大型机械设备中得到了广泛的应用。如斗轮堆取料机和混匀机中的立柱、臂架、尾车、桥架等设备结构型式都为梁式结构。这些梁式结构一般都是通过火焰数控切割钢板下料后进行焊接来制作。其焊接制作方法一般有两种:一种是整体组装法，另外一种是单梁组装法。由于大型设备的梁式结构在整个设备中占有很大的比例，因而其焊接制作成本在整个设备成本中占有很大的比例，而且不同的结构形式采用不同的焊接制作方法所产生的制作成本也是不一样的。另外，不同的焊接工艺对焊接变形的影响也不一样。在具体的生产实践中，必须根据梁式结构的整体情况选择适合的焊接方式。

1 整体组装法

采用整体组装法制作梁式结构件的流程为:先在平板上放大样，然后铺设左右下翼板及横梁，形成框式构架，再将梁式结构中间的回形筋板分别点固，接着将左右腹板紧贴在回形筋板上，最后组装上翼板及剩余部件后整体施焊。以混匀机上的桥架为例来介绍整体组装法的具体实施过程。桥梁外形见图1。

图1 桥架外形图Figure 1 Bridging configuration

图2 桥架剖面图Figure 2 Sectional view of bridging

如图2 所示，首先将1、5 按设计图中尺寸平铺于平板上并定位，接着将4 点固在1 上，并保证与1 的垂直度，然后将2 紧密贴合在4 上点固，最后将3 盖在2 上，并组装剩余部件后整体对称施焊。

从上面的制作流程可以看出，这种组装方法的优点是装配工艺性好、简单快捷、整体尺寸误差小。回形筋板及横梁的加强作用使焊后梁结构整体变形小。整体组装法能有效控制一些长度很大的梁式结构的焊接变形，比如斗轮机中的桥架、臂架、尾车等。对他们采用整体组装法能大大降低这些构件的焊接变形。这种方法不足之处是只适合于必须有一侧翼板平直的梁式结构，其应用范围有限。

2 单梁组装法

单梁组装法制作梁式结构件的流程为:先将梁式结构的左右两侧工字梁单独组装后再组装其他部件。以斗轮堆取料机上的立柱下平台为例来介绍单梁组装法的具体实施过程。立柱下平台外形如图3 所示。

图3 立柱下平台外形图Figure 3 Configuration of column lower platform

图4 立柱下平台剖面图Figure 4 Sectional view of column lower platform

图5 梁架结构箱式梁示意图Figure 5 Box beam form of girder structure

如图4 所示，首先将1、2、3 拼装成两榀独立的工字梁并施焊，然后将两榀工字梁在平板上放样定位，接着组装横梁、回形板和其他部件。

从上面的制作流程可以看出，这种组装方法的优点是:由于是单梁组装，先拼装工字梁，对于上下翼板都不平直的梁式结构(如图3，上下翼板都往上翘)的组装较适用。制作时工字梁平铺于平台上，组装方便。采用的平焊方法有利于提高焊接质量与焊接效率。单梁组装法也适合于梁式构架中箱式梁形式的结构(如图5，左右两边虚线框内为箱式梁形式)。这种方法的不足之处是由于是单梁单独施焊，所以变形难以控制，主梁扭曲变形较大。因此，有的情况为了减少单梁的焊接变形，还必须加装工艺支撑。另外，由于装配制作时是先将两榀工字梁在平台上定位，装配中间的回形板时不方便，工艺性较差。

3 结论

分析了梁式结构件整体组装法和单梁组装法的适用场合及优、缺点，为不同形式的梁式结构的装配制作提供了参考和借鉴。

［1］张彦华.焊接结构设计及应用［M］.北京:化学工业出版社，2009.

［2］万正喜.斗轮堆取料机行走机构力学性能分析及结构优化［D］.中南大学硕士论文，2011.