冷作工艺火焰矫正法在履带起重机桅杆修复上的应用

牟江涛 杨慧杰 郑亚辉 李旭

1 山东五征集团 山东日照 216800 2 湖南维尔力德科技有限公司 湖南长沙 410205

冷作工艺火焰矫正法在履带起重机桅杆修复上的应用

牟江涛1杨慧杰2郑亚辉2李旭2

1 山东五征集团 山东日照 216800 2 湖南维尔力德科技有限公司 湖南长沙 410205

大型履带起重机主臂变幅普遍采用桅杆变幅形式,桅杆采用片状A型架结构,由型钢或高强钢板焊接而成。桅杆作为连接臂架和主机的关键部件,在实际使用过程中承受很大的轴向力,一旦受到损伤,对桅杆产生局部变形,可能会引起整体失稳,导致重大事故。因此,桅杆受损后必须马上进行修复。本文以某台QUY350履带起重机桅杆在实际使用过程中由于主臂拉板销轴脱落造成桅杆受损为例,提出采用冷作工艺火焰矫正法并对其进行修复,实践证明,修复后的桅杆满足实际使用和安全性要求。

桅杆修复冷作工艺火焰矫正

随着国内工程建设的开展,履带起重机因其起重能力强、接地比压小、可带载行走等特点,得到了越来越广泛的应用,尤其是大型履带起重机。大型履带起重机主臂变幅普遍采用桅杆变幅形式,在实际使用过程中,由于吊装时的环境十分复杂,再加上人为因素,经常发生桅杆受损,严重时导致整车车毁人亡。本文某台QUY350履带起重机桅杆是在实际吊装时,由于主臂拉板销轴脱落,造成桅杆变形损坏、变幅钢丝绳断股损坏、变幅滑轮组滑轮破裂、桅杆单拉板变形及其他部件受损,通过对受损桅杆进行科学分析后,对其进行修复。

1 桅杆简介

桅杆前端通过销轴与转台前部相连,后端通过拉板与主臂相连,通过变幅滑轮组与转台尾部相连,起主臂变幅作用；采用片状A型架结构,两侧为箱形,中间连有横梁,其结构型式见图1。

2 损坏情况分析

事故发生时,主臂拉板一侧销轴脱落,整个臂架突然向侧方倾斜,桅杆在冲击载荷的作用下造成损伤见图2：桅杆顶部一侧发生扭曲变形；根部连接横梁部分发生扭曲变形。变形后的桅杆已不能满足履带起重机安全规程要求。

图1 桅杆简图

3 修复过程

3.1 修复目标

保证桅杆承载能力满足使用要求,性能不低于原先的新品；原桅杆的零部件补充齐全,满足实际使用的功能要求；前端能够和转台铰耳配合连接,后端能和变幅滑轮组通过销轴进行连接。

图2 桅杆损坏情况

3.2 修复方案制定

对比各修复方案,见表1。

对实际受损进行分析,由于桅杆两侧主梁变形不大,最终决定现场修复,采用冷作工艺火焰矫正法进行矫正。

冷作工艺是将金属板材型材管材,在基本不改变其断面特征的情况下,加工成各种金属结构制品的综合工艺方法。火焰矫正是利用金属局部加热后所产生的塑性变形,抵消原有的变形,而达到矫正的目的。火焰矫正时,应对变形钢材或构件纤维较长处的金属,进行有规律的火焰集中加热,并达到一定的温度,使该部分金属获得不可逆的压缩塑性变形。冷却后,对周围的材料产生拉应力,使变形得到矫正。经火焰局部加热,产生塑性变形的部分金属,冷却后都趋于收缩,引起新的变形,这是火焰矫正的基本规律,以此可以确定变形的方向。

3.3 工艺规程

具体工艺如下：

(1)将桅杆变形位置切开进行应力释放；

(2)对变形位置高强板材进行切割、校正、打磨；

(3)对变形一侧加热,在未变形一侧施压,校正轴向变形；

(4)对变形位置校正后重新焊接,增加加强板予以加强并修磨处理；

(5)自然冷却后对桅杆变形量进行检测,并通过逐步微调完成对桅杆的校正。

3.4 现场实施

根据指定的工艺规程,对桅杆进行现场修复,见图3。

3.5 检验检测

按照下列顺序进行检验检测：(1)焊缝检测：焊后48小时后,对焊缝进行探伤,角焊缝进行100%磁粉检测,通过探伤确认焊缝质量满足要求；(2)对整体尺寸进行测量,保证桅杆主梁直线度和整体变形在原设计要求范围内,确认各连接尺寸满足要求；(3)根据履带起重机结构试验方法对修复后的桅杆承载能力进行试验验证。修复后的桅杆见图4。

图3 桅杆修复过程

图4 修复后的桅杆图

4 结论

本文对某台QUY350桅杆进行修复进行了介绍,通过对实际受损情况进行分析,提出采用冷作工艺火焰矫正法进行修复,并对修复方法进行实际验证,目前修复后的桅杆已使用一年时间,各项指标正常,表明了该修复方法的正确性。

1 QUY350履带起重机备件手册.

2 王爱珍. 冷作成形技术手册. 机械工业出版社,2006.

3 潘立胜,刘建树,谈述龙. 冷作工工艺中的火焰矫正研究,科技经济导刊,2016(4).

4 汪兴科.对火焰矫正施工方法处理钢结构焊接变形的分析研究,科学与财富,2014(3)：341-342.

5 履带起重机安全规程(JG5055-94).中华人民共和国建设部,1995.

6 大型履带起重机技术条件(JB5318-93). 中华人民共和国机械工业电子部,1991.

7 履带起重机结构试验方法(JGT 55-1999). 中华人民共和国建设部, 1999.

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