柔性工装在塔式起重机节臂架焊接的应用

摘  要：塔吊节臂架是塔式起重机重要结构件之一，它的质量直接影响塔机的质量及安全性。东莞市三威柔性自动化装备有限公司专注于柔性智能焊接工艺装备、柔性组合工装夹具、自动化生产设备和提高生产效率解决方案的研发和运营。

关键词：柔性工装夹具 焊接工装 塔式起重机 节臂架 

塔式起重机广泛应用于建筑施工中，起重机生产制造业也逐渐形成一定的规模。起重机属于特种作业设备，它的产品质量不容忽视，特别是标准节的焊接质量直接影响着整机质量，在批量生产过程中，必须由焊接工装来保证其焊接质量，比如垂直度、平行度、互换性。

现就几种节臂架焊接工装的结构、优缺点分析如下：

一、节臂架的结构及作用

节臂架是塔式起重机的重要结构件如图一所示，主要由件1联接套、件2主弦杆、件3斜腹杆、件4水平腹杆、件5节点板组成。标准节不仅要支撑上部接近于整机的重量，而且还要承受塔机回转时产生的转矩。另外，国家标准要求塔机安装后，整机的垂直度不大于千分之四。因此，标准节质量非常重要，不仅要有足够的强度而且还要有优良的精度。

二、节臂架焊接工艺

在制造过程中要想保证标准节的质量，需要有焊接工艺装备（简称工装）来保证焊后精度。节臂架的主要焊接过程是：1、下料、备料；2、将联接套与主弦杆焊接；3、用双面铣床将主弦杆的两端加工平齐（4件一组），并保证两端的平行度和长度的一致性；4、用工装和工艺保证质量，将各件焊接成型；5、焊后清理。

三、节臂架焊接工装简介——节臂架组对工装系统

节臂架数控组对工装系统的优越性：

1.在保证工件的准确定位和可靠压紧的基础上，机动性、安全性、稳定性应当十分可靠。

2.轨道是工装的技术核心之一，有专用的调试仪器，并配有专用的调节工具。

3. 在操作上简单方便，注重一线工人的人身安全及劳动强度。

4. 能大大改善产品的焊接质量及提高生产效率。

四、其他节臂架焊接工装简介

现在各个塔机生产企业的工装形式也多种多样，归纳为弯板式、整体式、整体翻转式。现将这几种工装介绍如下：

1、 弯板式

弯板式工装如图二所示：由一块5m长平台（件1）和两个焊接弯板（件2）组成，其中，一块弯板的角钢座（件3）为固定式，另一块弯板的角钢座（件4）为伸缩式，两块弯板用T型螺栓分别与平台联接。使用时，先将主弦杆一端放置在固定式角钢座的槽内，通过丝杆（件5）将伸缩式角钢座伸出，与主弦杆顶紧，然后将节臂架的斜腹杆按照要求点焊成型。最后，将节臂架从工装上取下，整体焊接并清理。这种工装结构的优点是：结构简单，工装成本较低。缺点是：工装精度低、焊后标准节精度低，受工作空间的影响标准节在工装上只能点焊，不能完成整体焊接，焊接工作效率低。

2、 尾座旋转式

尾座旋转式工装如图三所示：由手轮（件1）、一块5m长平台（件5）和尾座（件2）、两个十字架（件4）、尾座轴（件3）组成。尾座的底面设有定位槽，其宽度与长平台的T型槽尺寸相对应，目的是保证尾座在平台上定位准确和两轴孔的同轴度。在尾座的孔内安装有尾座轴，尾座轴在后部丝杠的带动下可前后伸缩（与车床尾座结构相似），尾座轴的另一端装有两个向心球轴承，用于支承十字架，十字架上加工有8个孔，其位置及大小与标准节的联接套相对应。该工装的尾座及十字架均由铸铁制成，在加工过程中为了保证工装安装的精度，镗床加工尾座时，尽可能把两尾座成对加工。在使用过程中，为了防止出现标准节“拧劲”现象的发生，在平台上设有两个定位座（件6），确保标准节上主弦杆与底面的垂直度。由于十字架及标准节的重量均很重，标准节的重量在350Kg左右、十字架的重量在500Kg左右，尾座轴的结构又为悬臂轴，因此在尾座轴上产生的挠度比较大，为了减少挠度的影响，尽可能使两尾座轴伸出长度一致。

这种工装结构的优点是：焊接精度比较高，加工效率高，操作者可以轻而易举地在工装上将标准节旋转，80%以上的焊缝均能在工装上施焊。另外，由于尾座轴是可伸缩的，所以当标准节的高度有变化时，该工装也可以完全适用性。缺点是：制造成本较高；受尾座轴产生的挠度的影响，标准节的精度还会产生一定的偏差。

3、 框架固定式

框架固定式工装如图四所示：由两块钢结构件的端板（件1）及四根联接杆（件2）组成。两端板应保证联接孔的位置度、四根联接杆要长度一致，这样才能保证焊接工装有较高的精度。使用时，先将焊好联接套的主弦杆用安装到端板上，其中一侧用楔铁（件3）顶紧，另一侧则紧贴端板，再将其它构件与主弦杆点焊，点焊后将结构件卸下，并完成全部焊缝的焊接。这种工装的优点是：结构简单，制造成本较低，加工效率高，精度较高。缺点是：不能在工装上完成全部焊缝，由于主弦杆一侧是由楔铁顶紧的，所以标准节在这一侧的精度会受到一定影响。

4、 框架旋转式

框架旋转式工装是将前几种的优点综合，并尽可能减少制造成本、提高加工效率的工装类型，如图五所示：与固定式相似，也是由两端板及四根联接杆组成，所不同的是，两端板的外形不是正方形而是圆形，这样，将整个工装安装到滚轮架上，工装就可以旋转任意角度，方便加工。这种工装的优点是：结构简单，制造成本较低，加日效率高，精度高，可以将80%以上的焊缝转变成平焊缝，并在工装上完成施焊。

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