柔性工裝在塔式起重機節臂架焊接的應用

摘  要：塔吊節臂架是塔式起重機重要結構件之一，它的質量直接影響塔機的質量及安全性。東莞市三威柔性自動化裝備有限公司專注于柔性智能焊接工藝裝備、柔性組合工裝夾具、自動化生產設備和提高生產效率解決方案的研發和運營。

關鍵詞：柔性工裝夾具 焊接工裝 塔式起重機 節臂架 

塔式起重機廣泛應用于建筑施工中，起重機生產制造業也逐漸形成一定的規模。起重機屬于特種作業設備，它的產品質量不容忽視，特別是標準節的焊接質量直接影響著整機質量，在批量生產過程中，必須由焊接工裝來保證其焊接質量，比如垂直度、平行度、互換性。

現就幾種節臂架焊接工裝的結構、優缺點分析如下：

一、節臂架的結構及作用

節臂架是塔式起重機的重要結構件如圖一所示，主要由件1聯接套、件2主弦桿、件3斜腹桿、件4水平腹桿、件5節點板組成。標準節不僅要支撐上部接近于整機的重量，而且還要承受塔機回轉時產生的轉矩。另外，國家標準要求塔機安裝后，整機的垂直度不大于千分之四。因此，標準節質量非常重要，不僅要有足夠的強度而且還要有優良的精度。

二、節臂架焊接工藝

在制造過程中要想保證標準節的質量，需要有焊接工藝裝備（簡稱工裝）來保證焊后精度。節臂架的主要焊接過程是：1、下料、備料；2、將聯接套與主弦桿焊接；3、用雙面銑床將主弦桿的兩端加工平齊（4件一組），并保證兩端的平行度和長度的一致性；4、用工裝和工藝保證質量，將各件焊接成型；5、焊后清理。

三、節臂架焊接工裝簡介——節臂架組對工裝系統

節臂架數控組對工裝系統的優越性：

1.在保證工件的準確定位和可靠壓緊的基礎上，機動性、安全性、穩定性應當十分可靠。

2.軌道是工裝的技術核心之一，有專用的調試儀器，并配有專用的調節工具。

3. 在操作上簡單方便，注重一線工人的人身安全及勞動強度。

4. 能大大改善產品的焊接質量及提高生產效率。

四、其他節臂架焊接工裝簡介

現在各個塔機生產企業的工裝形式也多種多樣，歸納為彎板式、整體式、整體翻轉式。現將這幾種工裝介紹如下：

1、 彎板式

彎板式工裝如圖二所示：由一塊5m長平臺（件1）和兩個焊接彎板（件2）組成，其中，一塊彎板的角鋼座（件3）為固定式，另一塊彎板的角鋼座（件4）為伸縮式，兩塊彎板用T型螺栓分別與平臺聯接。使用時，先將主弦桿一端放置在固定式角鋼座的槽內，通過絲桿（件5）將伸縮式角鋼座伸出，與主弦桿頂緊，然后將節臂架的斜腹桿按照要求點焊成型。最后，將節臂架從工裝上取下，整體焊接并清理。這種工裝結構的優點是：結構簡單，工裝成本較低。缺點是：工裝精度低、焊后標準節精度低，受工作空間的影響標準節在工裝上只能點焊，不能完成整體焊接，焊接工作效率低。

2、 尾座旋轉式

尾座旋轉式工裝如圖三所示：由手輪（件1）、一塊5m長平臺（件5）和尾座（件2）、兩個十字架（件4）、尾座軸（件3）組成。尾座的底面設有定位槽，其寬度與長平臺的T型槽尺寸相對應，目的是保證尾座在平臺上定位準確和兩軸孔的同軸度。在尾座的孔內安裝有尾座軸，尾座軸在后部絲杠的帶動下可前后伸縮（與車床尾座結構相似），尾座軸的另一端裝有兩個向心球軸承，用于支承十字架，十字架上加工有8個孔，其位置及大小與標準節的聯接套相對應。該工裝的尾座及十字架均由鑄鐵制成，在加工過程中為了保證工裝安裝的精度，鏜床加工尾座時，盡可能把兩尾座成對加工。在使用過程中，為了防止出現標準節“擰勁”現象的發生，在平臺上設有兩個定位座（件6），確保標準節上主弦桿與底面的垂直度。由于十字架及標準節的重量均很重，標準節的重量在350Kg左右、十字架的重量在500Kg左右，尾座軸的結構又為懸臂軸，因此在尾座軸上產生的撓度比較大，為了減少撓度的影響，盡可能使兩尾座軸伸出長度一致。

這種工裝結構的優點是：焊接精度比較高，加工效率高，操作者可以輕而易舉地在工裝上將標準節旋轉，80%以上的焊縫均能在工裝上施焊。另外，由于尾座軸是可伸縮的，所以當標準節的高度有變化時，該工裝也可以完全適用性。缺點是：制造成本較高；受尾座軸產生的撓度的影響，標準節的精度還會產生一定的偏差。

3、 框架固定式

框架固定式工裝如圖四所示：由兩塊鋼結構件的端板（件1）及四根聯接桿（件2）組成。兩端板應保證聯接孔的位置度、四根聯接桿要長度一致，這樣才能保證焊接工裝有較高的精度。使用時，先將焊好聯接套的主弦桿用安裝到端板上，其中一側用楔鐵（件3）頂緊，另一側則緊貼端板，再將其它構件與主弦桿點焊，點焊后將結構件卸下，并完成全部焊縫的焊接。這種工裝的優點是：結構簡單，制造成本較低，加工效率高，精度較高。缺點是：不能在工裝上完成全部焊縫，由于主弦桿一側是由楔鐵頂緊的，所以標準節在這一側的精度會受到一定影響。

4、 框架旋轉式

框架旋轉式工裝是將前幾種的優點綜合，并盡可能減少制造成本、提高加工效率的工裝類型，如圖五所示：與固定式相似，也是由兩端板及四根聯接桿組成，所不同的是，兩端板的外形不是正方形而是圓形，這樣，將整個工裝安裝到滾輪架上，工裝就可以旋轉任意角度，方便加工。這種工裝的優點是：結構簡單，制造成本較低，加日效率高，精度高，可以將80%以上的焊縫轉變成平焊縫，并在工裝上完成施焊。

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