起重机主梁加工方法、主梁加工装置及桥架汇装方法

摘要

本发明涉及起重机主梁加工方法、主梁加工装置及桥架汇装方法。其中起重机主梁加工方法包括以下步骤：步骤一，将主梁挂板焊接固定在主梁长度方向两端的对应位置，使主梁挂板的侧面朝向主梁长度方向外侧；步骤二，将主梁支撑放置在对应的主梁支座上并依靠主梁支座上的主梁固定装置固定，利用相应的机加工设备在主梁挂板的侧面上加工出用于与端梁上的对应配合面顶压配合的压紧平面；步骤三，在主梁挂板上的设定位置加工出沿厚度方向贯穿主梁挂板的螺纹联接孔。最后，将端梁与主梁对接，使用螺栓将端梁和主梁固定在一起。采用上述技术方案能够避免因焊接变形而影响到桥架的汇装质量。

说明书

技术领域

本发明涉及起重机主梁加工方法、主梁加工装置及桥架汇装方法。

背景技术

起重机桥架是起重机的一个主要部件，包括相互垂直布置的主梁91和端梁92，端梁92固定在主梁91长度方向的两端，其上装有大车车轮，桥架能够依靠大车车轮在对应的桥架轨道上运行。起重机根据桥架中主梁91的数量可以分为单梁式和双梁式，现有技术中的一种双梁起重机桥架如图1—图3所示，包括两根顶部设有小车轨道911的主梁91、两根端梁92，小车轨道911的延伸方向与主梁91的长度方向一致，各主梁91长度方向的两端与端梁92通过主梁挂板93固定连接在一起。主梁挂板93的结构如图3所示，包括用于与对应设置在端梁92腹板上的垫板921的配合面顶压配合的压紧平面931，顶部设有高出所述压紧平面931的条形凸台932，条形突台与压紧平面931呈L形连接的底面为钩平面933，能够与垫板921的顶面挡止配合。主梁挂板93、垫板921和端梁92的腹板上设有对应的螺栓联接孔，相应的螺栓能够穿过并紧固以将三者固连在一起。

现有技术中的桥架进行汇装时，一般是先将主梁挂板93单独进行机加工，然后将加工好螺栓联接孔的主梁挂板93通过螺栓与加工好车轮孔和螺栓联接孔的端梁92固定连接，保证主梁挂板93的板面与车轮孔的轴线垂直，最后将主梁挂板93与主梁91焊接固定，完成汇装。但是，由于最后需要进行焊接，焊接产生的变形将对整个桥架的形状产生很大影响，特别是对大车车轮水平及垂直偏斜、大车跨度等参数产生较大影响，导致汇装质量不稳定，不能进行互换性装配，无法实现模块化、批量化生产，装配周期长，使用过程中容易出现车轮啃轨现象，检修维护不便。 

发明内容

本发明的目的是提供一种起重机主梁加工方法，同时提供一种用于实施该起重机主梁加工方法的主梁加工装置，还提供一种一种起重机桥架汇装方法，能够避免因焊接变形而影响到桥架的汇装质量。

本发明中起重机主梁加工方法采用的技术方案是：起重机主梁加工方法，该方法包括以下步骤：步骤一，将主梁挂板焊接固定在主梁长度方向两端的对应位置，使主梁挂板的侧面朝向主梁长度方向外侧；步骤二，将主梁支撑放置在对应的主梁支座上并依靠主梁支座上的主梁固定装置固定，利用相应的机加工设备在主梁挂板的侧面上加工出用于与端梁上的对应配合面顶压配合的压紧平面；步骤三，在主梁挂板上的设定位置加工出沿厚度方向贯穿主梁挂板的螺纹联接孔。

步骤二中的机加工设备是安装在主梁长度方向侧的移动式镗铣床，移动式镗铣床的安装包括以下步骤：第一步，调整主梁的位置使其上小车轨道长度方向两端的高度差符合设定值并将主梁固定在主梁支座上，将该主梁作为横向基准梁，定义其上小车轨道的延伸方向为横向方向；第二步，确定与横向方向垂直的纵向方向并设置对应的纵向基准，将移动式镗铣床的对应移动轨道调整至沿纵向延伸。

主梁上小车轨道长度方向两端的高度差是利用水准仪测量。

移动式镗铣床安装时第二步中纵向方向的确定是依靠经纬仪进行，首先在主梁长度方向两侧的端部分别固定一只纵标尺，两纵标尺均与小车轨道在宽度方向上的对称平面垂直且两纵标尺的对应端均在该对称平面上，然后在主梁长度方向一端设置经纬仪，将经纬仪的视轴依靠两纵标尺上与所述对称平面距离相等的刻度标示调整至朝向横向方向，将经纬仪视轴水平旋转90°并锁紧水平转轴，接着在主梁靠近经纬仪的一端设置跨过小车轨道宽度方向的基准钢丝，并沿钢丝延伸方向间隔设置两只相互平行并与基准钢丝相对固定的横标尺，通过经纬仪观察两横标尺上的刻度标示并调整钢丝的位置，直至两横标尺上与基准钢丝距离相等的刻度标示均在经纬仪的视轴上，此时基准钢丝的延伸方向即纵向。

所述主梁挂板的顶部设有高出所述压紧平面的条形突台，所述条形凸台具有与所述压紧平面呈L形连接的用于挂设在对应的垫板的顶部侧面上的钩平面，步骤二中还包括加工所述钩平面的步骤。

本发明中用于实施权利要求1所述的起重机主梁加工方法的起重机主梁加工装置采用的技术方案是，用于实施权利要求1所述的起重机主梁加工方法的起重机主梁加工装置，包括用于支撑相应主梁的主梁支座，所述主梁支座上设有用于将主梁固定在主梁支座上的主梁固定装置；还包括用于在焊接固定于主梁长度方向端部的主梁挂板上加工出用于与端梁上的对应配合面顶压配合的压紧平面的机加工设备。

所述主梁支座包括两个间隔并列设置的支撑台，各支撑台分别具有用于支撑主梁长度方向两侧端部的支撑面，各所述支撑台的底部均设有高度可调的调节支腿。

所述机加工设备是支撑放置在对应的机床支座上的移动式镗铣床，所述机床支座的上表面固设有具有可伸缩的顶压件的用于推顶移动式镗铣床而调整移动式镗铣床在水平方向上的位置的调节装置，所述机床支座的上表面还设有用于将移动式镗铣床固定在机床支座上的机床固定装置。

本发明中起重机桥架汇装方法采用的技术方案是，起重机桥架汇装方法，该方法包括以下步骤：步骤一，将主梁挂板焊接固定在主梁长度方向两端的对应位置，使主梁挂板的侧面朝向主梁长度方向外侧；步骤二，将主梁支撑放置在对应的主梁支座上并依靠主梁支座上的主梁固定装置固定，利用相应的机加工设备在主梁挂板的侧面上加工出用于与端梁上的对应配合面顶压配合的压紧平面；步骤三，在主梁挂板上的设定位置加工出沿厚度方向贯穿主梁挂板的螺纹联接孔；步骤四，将端梁与主梁对接，使主梁挂板上的压紧平面与端梁上的对应配合面顶压配合并使主梁挂板上的螺纹联接孔与端梁上的相应螺纹联接孔对应，使用螺栓将端梁和主梁固定在一起。

所述主梁设置有相互平行且端头对齐的两根，步骤二中的机加工设备是安装在主梁长度方向侧的移动式镗铣床，移动式镗铣床的安装包括以下步骤：第一步，调整主梁的位置使其上小车轨道长度方向两端的高度差符合设定值并将主梁固定在主梁支座上，将该主梁作为横向基准梁，定义其上小车轨道的延伸方向为横向方向；第二步，确定与横向方向垂直的纵向方向并设置对应的纵向基准，将移动式镗铣床的对应移动轨道调整至沿纵向延伸；两主梁挂板的两压紧平面是在移动式镗铣床的同一次纵向移动过程中加工完成。

本发明采用上述技术方案，主梁挂板首先是与主梁焊接固定，然后依靠起重机主梁加工装置，将主梁支撑在主梁支座上并固定，并在主梁挂板的侧面上加工出用于与端梁上的对应配合面顶压配合的压紧平面，这样，即使主梁挂板与主梁焊接会产生焊接变形，但是依靠相应的机加工设备加工形成的压紧平面能够消除焊接变形的影响，最后可以通过螺纹联接孔利用螺栓将主梁和端梁装配在一起，因此能够避免现有技术中先将主梁挂板与端梁螺栓连接，再将主梁与主梁挂板焊接导致的焊接变形，能够保证桥架的汇装质量，便于进行互换性装配和模块化生产。

附图说明

图1：现有技术中一种起重机桥架的结构示意图；

图2：图1中Ⅰ处端梁与主梁连接结构的局部放大图；

图3：图2中主梁挂板的结构示意图（沿端梁的长度方向观察）；

图中各附图标记对应的名称为：91主梁，911小车轨道，92端梁，921垫板，93主梁挂板，931压紧平面，932条形凸台，933钩平面。

图4：本发明中主梁支座的结构示意图；

图5：图4的俯视图；

图6：方箱的截面示意图；

图7：加工基准点示意图；

图8：本发明中机床支座的结构示意图； 

图9：图8的俯视图； 

图10：纵向基准的确定方式示意图；

图11：挂线架的设置方式示意图；

图12：图11中挂线架的侧视图；

图13：主梁挂板的加工方式示意图；

图14：端梁的结构示意图；

图15：图13的俯视图；

图16：图13中A—A剖视图；

图17：端梁与主梁的联接示意图；

图18：图17的俯视图。

图中各附图标记对应的名称为：1主梁，2主梁挂板，3端梁，4垫板，5联接螺栓，6螺纹联接孔，7支撑台，8底部支座，9方箱，10机床支座，11移动式镗铣床，12底座，13滑轨，14加工头，141主轴，15调节装置，16调节支腿，17吊耳，18压板，19挂线架，20工字钢，21角钢，22V形槽，23基准钢丝，24重物，25加工基准点，26小车轨道，27纵标尺，28经纬仪，29横标尺，30测量点，31基点。

具体实施方式

本发明中起重机主梁加工装置的一个实施例如图4~图18所示，包括两个间隔并列布置的支撑台7、设置在支撑台7宽度方向外侧的移动式镗铣床11，主梁1长度方向的两侧端部能够分别支撑在支撑台7上。

各支撑台7均包括底部支座8、方箱9和用于将方箱9压紧固定到底部支座8上的固定装置，方箱9为长方体状的箱体结构，方箱9下底板的边沿伸出两侧侧板的外表面，固定装置的对应的压板18能够搭设到该边沿上，再通过对应的螺栓将压板18固定到底部支座8上，即可将方箱9压紧固定在底部支座8上。采用在底部支座8上叠放方箱9的结构，能够将主梁1支撑到设定的高度，便于主梁1横向两侧的端头能够与对应的机加工设备在高度方向上的对应，保证机加工的顺利进行。各方箱9的顶面构成用于支撑主梁1长度方向两侧端部的支撑面，两支撑台7构成供相应的主梁1在水平方向上沿设定的横向支撑放置的主梁支座。为便于主梁1两端高度的调整和主梁1腹板垂直度的调整，各底部支座8沿纵向延伸的两侧壁上分别固设有三只高度可调的调节支腿16，通过调节调节支腿16的高度，可以使各支撑面的高度和倾斜角度发生改变，从而使支撑在支撑面上的主梁1满足设定的支撑要求。各方箱9的顶面上设有用于将主梁1固定在主梁支座上的主梁1固定装置和多个沿纵向排列的螺纹孔，该固定装置也采用压板18的形式，能够压紧主梁1下盖板伸出主梁1腹板的边沿，且压板18上设置长孔，能够供对应的螺栓穿过并旋紧固定到螺纹孔中，实现对主梁1的压紧固定。为方便吊挂安装，各底部支座8沿纵向延伸的两侧面上还分别设有两只吊耳17。

移动式铣镗床包括设有滑轨13的底座12、沿滑轨13的延伸方向导向移动设置的加工头14，加工头14可以装夹镗刀、铣刀、钻头等刀具，并可以带动刀具沿水平转轴转动以实现对工件的对应加工，该移动式铣镗床是现有技术，依靠滑轨13能够实现在滑轨13延伸方向上大距离的移动，从而实现对跨度较大的物件的加工，具体结构此处不再详细说明。为实现对两支纵向跨度较大的主梁1的对应端的加工，滑轨13需要沿垂直于横向的纵向布置，考虑到移动式铣镗床的安装和调整方便，支撑平台横向方向的一侧设有长方体状的机床支座10，机床支座10的长边沿纵向延伸，调整时将移动式镗铣床11依靠底座12支撑放置在机床支座10上，并使其滑轨13沿纵向延伸，机床支座10的上表面固设有分别对应于移动式镗铣床11两横向侧面的纵向端部的调节装置15，各所述调节装置15均包括固定在机床支座10上的设有横向螺纹孔的丝母座和通过螺纹传动连接装配在螺纹孔内的顶压杆，转动顶压杆即可使顶压杆沿横向伸缩运动，从而推动移动式镗铣床11的对应纵向端部，实现对镗铣床的滑轨13延伸方向的调整。机床支座10的上表面还设有用于将移动式镗铣床11固定在机床支座10上的机床固定装置，本实施例中该固定装置同样采用压板18和螺栓的形式。

进行起重机桥架汇装时，需要使用上述起重机主梁加工装置对起重机主梁进行加工，主梁加工完后再与相应的端梁装配，即桥架汇装。具体步骤为，首先将主梁挂板2焊接固定在主梁1横向方向两端的对应位置，使主梁挂板的侧面朝向主梁长度方向外侧，然后进行以下作业：

a、主梁支座的安置：

1、安放第一个支撑台7，使其长度方向沿纵向延伸，并使用水平仪将该支撑台7校平；使用水平仪能够测量两个位置的高度差，通过该高度差即可实现校平目的，具体步骤是现有技术，此处不再详细说明；2、将第二个支撑台7与第一个支撑台7并列放置并与第一支撑台7在横向上对齐，根据主梁1横向两端收头处大筋板的距离调整两支撑台7的间距，使支撑台7上的方箱9能够支撑在主梁1对应端的大筋板处，以尽量减少主梁1放置到支撑台7上后产生变形；3、依靠调节支腿16调整第二个支撑平台的高度，使其与第一个支撑平台高度差保持在1mm范围内，当然，该差值也可以根据所需精度设置为其他值。

b、主梁的安置：

1、吊装起一支主梁1，使其两端收头处的大筋板分别与两支撑台7对应，依靠下盖板支撑在两方箱9上；2、如图10，在主梁1上小车轨道26长度方向两侧端部的上表面上分别标记处一个基点31，按小车轨道26长度方向两端头处的轨道宽度，定出小车轨道宽度的中点位置即为基点位置，两端基点31的连线即为轨道的中心线，在各基点31上设置水准尺，利用水准仪测量两点的高度差，根据测量结果调整可调支撑，使上述高度差≤1mm，当然，该差值也可以根据所需精度设置为其他值。3、为保证更好的装配质量，可以用吊线法检查主梁1腹板的垂直度：横跨主梁1的宽度方向挂线并吊挂重物，在腹板距离上、下盖板50mm处分别用钢板尺测量腹板表面与挂线的距离并计算差值h，沿主梁长度至少测量3处，取中间值，要求h≤4.5mm，根据测量结果在主梁1的下盖板下方垫设合适厚度的钢板，直至达到标准要求。4、用压板18压住下盖板，使用螺栓将压板18固定在方箱9上，将主梁1固定，该主梁1成为基准梁，其上小车轨道26的延伸方向即为横向方向。5、吊装另一主梁1将其与基准梁沿纵向并排支撑在主梁支座上，在两主梁1横向两侧端部分别标记基点，两根主梁上的基点位置确定方法相同，虽然小车轨道26需要具有符合标准的拱度，但是由于主梁长度较长，同根主梁上两端基点位置可以不对称选择，两根主梁的同一对应端基点31的位置到轨道端头的距离应基本相等，不会对测量结果造成大的影响；当然，同一主梁两端基点31可以选择沿主梁长度方向对称，两相邻主梁对应端基点31距对应主梁端头的距离可以选择相等。用水准仪测量两支主梁1在纵向上对应的两基点31的高度差，要求≤2mm，调整两根主梁1上对应基点31间距至相等，并应用水准仪测两端头基点31的高低差，根据高低差值在主梁下垫钢板，使两端基点高度相同，即可使两根梁平行。6、将两主梁1的端头在横向方向上大致对齐，以保证两侧主梁挂板2的加工余量。7、用压板18压住第二支主梁1的下盖板，使用螺栓将压板18固定在方箱9上，将第二只主梁1固定。

c、主梁划线：

1、准备挂线架19两套，挂线架19包括工字钢20和固定在工字钢20长度方向两端的角钢21，角钢21延伸方向垂直于工字钢20，并且顶部向工字钢20长度方向两侧倾斜，以便悬挂上基准钢丝23后使基准钢丝23自由垂下，不与工字钢20两端接触，将挂线架19沿纵向跨过两主梁1，支撑在两主梁1的小车轨道26上并固定。2、如图10，从基准梁的主梁挂板2外侧向内一段距离，在小车轨道26上平面分别定出一个测量点30，测量点30通过小车轨道宽度方向上的对称平面，测量两测量点30之间距离L并记录；3、在各测量点30处分别设置纵标尺27，要求两纵标尺27与小车轨道26尽量垂直，且对应端均通过小车轨道26的对称平面；架经纬仪28于基准梁主梁挂板斜向外一段距离，校准水平；通过经纬仪28观察两纵标尺27的示值，调整经纬仪28的角度，直到从经纬仪28中观察到两测量点30处纵标尺27的示值相同，此时，经纬仪28的视轴便与小车轨道中心线平行，朝向横向。这个过程中根据两测量点30的间距L、经纬仪28到测量点30的距离和观察到的两测量点30处尺子的示值，可根据比例关系计算出经纬仪28要转动的大概角度，可以节约调整时间；然后将经纬仪28镜头朝向主梁旋转90度并锁紧水平转轴；先在挂线架19一端的角钢21上刻V形槽22，过该V形槽22跨过挂线架19两端的角钢21悬挂大概与小车轨道26垂直的基准钢丝23；沿基准钢丝23延伸方向间隔设置两只相互平行并与基准钢丝23相对固定的横标尺29，通过经纬仪28观察两横标尺29上的刻度标示并调整基准钢丝23的位置，直至两横标尺29上与基准钢丝23距离相等的刻度标示均在经纬仪28的视轴上，此时基准钢丝23的延伸方向即纵向，调整好后在另一个角钢21上刻V形槽22，使基准钢丝23卡在V形槽22内，防止在下一步机床找正时基准钢丝23位置发生变动。基准钢丝23在工字钢20两端的角钢21之间的部分形成纵向的基准线；4、在小车轨道26端头位置点焊悬伸出主梁挂板2外侧1-2mm的延伸板（图中未示出），在延伸板上挂钢丝并垂于主梁挂板2外，调整钢丝的下垂位置，使其经过小车轨道26宽度方向的对称平面；5、根据钢丝的位置和设定的相对于小车轨道26的尺寸，在主梁挂板2上确定加工基准点25，并打样冲作出标记，以加工基准点25为基准，划出主梁挂板加工线及钩平面加工线，可划在主梁挂板侧面。

d、移动式镗铣床安装

1、将机床支座10吊放至两支撑台7横向外侧，尽量使其长边平行于基准线。2、校平机床支座10，长度方向依靠水平仪校平，宽度方向1/1000mm校平。靠近主梁1一侧应高。根据起重机制造标准(GB/T14405)，车轮轴的垂直偏斜角度应控制在以下范围内：-0.005≤tan(a)≤0.0025。当角度为正的时候，起重机在工作时产生微变形，可以纠正这这个偏角，受力形式比较好。支撑台7宽度方向上按1/1000mm校平后，反映到车轮轴上的垂直偏斜角度就是tan(a)=0.001。3、将移动式镗铣床11吊装放置到机床支座10上的对应两组调节装置15之间，使各调节装置15的顶压杆对准底座12，调整顶压杆，推动移动式镗铣床11横向侧面的对应纵向端部，实现对移动式镗铣床11的滑轨13延伸方向的调整，依靠伸出的主轴141与基准钢丝23校正，使镗杆与纵向基准线垂直。具体调整方法为：伸出移动式镗铣床11主轴141，在主轴141上固定内径千分尺，将万能表的一根导线与千分尺相连，另一导线与基准钢丝23相连，保证万能表有电。将移动式镗铣床11的主轴141开到靠近挂线架19的端头，并使主轴141上的内径千分尺靠近基准钢丝23，微调千分尺，并观察万能表，万能表指针有变化，说明千分尺与基准钢丝23接触，记录千分尺读数，将机床开到另一端，此过程中不允许变动主轴141的轴向位置，微调千分尺至与基准钢丝接触并记录千分尺读数，根据读数差，调整移动式镗铣床11的角度，直到两处千分尺读数相同，找正完成，此时移动式镗铣床11的滑轨13的延伸方向沿纵向延伸。4、用压板18压住移动式镗铣床11的底座12，使用螺栓将压板18固定在机床支座10上。

e、主梁挂板加工

1、使用移动式镗铣床11，依靠主梁挂板加工线和钩平面加工线在主梁挂板2上铣出压紧平面、钩平面，两主梁挂板2的压紧平面是在机加工设备的同一次纵向移动过程中加工完成；两主梁挂板2的钩平面也是在机加工设备的同一次纵向移动过程中加工完成，保证两主梁挂板2的压紧平面共面。加工钩平面时，由于铣刀的端面也参与切削，因此要求铣刀端面切削出来的平面不能高于压紧平面，以免在和端梁装配时造成压紧平面与垫板4上的配合面不能完全贴合，影响装配精度和起重机的质量。2、更换移动式镗铣床11的刀具为钻具，以加工基准点25为坐标原点，在主梁挂板2上加工螺栓联接孔。

f、主梁端梁装配：

将端梁3与主梁1对接，使主梁挂板2上的钩平面与垫板4顶部的侧面定位配合、压紧平面与垫板上的配合面顶压配合，此时主梁挂板2上的螺纹联接孔6与端梁3上的相应螺纹联接孔6对应，使用联接螺栓5依次穿过端梁3的腹板、垫块和与主梁1固定的主梁挂板2，旋紧对应的螺母，使主梁挂板2的压紧平面与垫块的对应平面贴合压紧，完成汇装。当然，在其他实施例中，垫板4是非必须机构，钩平面也是非必须结构，在其他实施例中也可以省去。

本发明中起重机桥架汇装方法的一个实施例即上述起重机桥架的汇装方法，起重机主梁加工方法的一个实施例即上述实施例中起重机主梁的加工方法。

在上述实施例中，用于支撑主梁1的主梁支座包括两个并列间隔设置的支撑台7，在其他实施例中，主梁支座也可以替换成其他形式，例如三只以上的支撑台7并列组成的主梁支座，或者仅采用一只具有合适大小的支撑面支撑台7，能够实现对主梁1的支撑即可，而支撑台7底部的调节支腿16可以采用任意形式，能够实现支撑台7的高度调整即可，这是本领域技术人员可以实现的，并且该调节支腿16是非必须结构，在其他实施例中也可以省去，对主梁1进行调整时可以在主梁1和主梁支座之间垫设垫片。另外，上述实施例中的机加工设备为移动式镗铣床，能够实现对主梁挂板2的压紧平面加工和螺栓联接孔的加工，在其他实施例中，该机加工设备也可以替换成其他形式，只要能够按设定要求加工出压紧平面和螺栓联接孔即可，压紧平面和螺栓联接孔的加工可以采用不同的机加工设备。而供机加工设备支撑放置的机床支座10也可以省去或替换，例如直接将机加工设备放置到地面上，只要将其滑轨13调整至沿纵向延伸即可。

在上述起重机桥架汇装方法的实施例中，主梁1上小车轨道26的校平是依靠水准仪进行，主梁挂板2上的加工基准点25是依靠挂钢丝的方式确定，而沿纵向延伸的基准线是依靠挂线架19和经纬仪进行，在其他实施例中主梁1上小车轨道26的也可以依靠其他方式完成，例如利用全站测量仪或者水平仪进行，或者在主梁支座上设置基准平面，测量实际高度来确定，而主梁挂板2上的加工基准点25的确定也可以替换成其他形式，只要能够保证加工基准点25与小车轨道26的相对关系即可。

再者，上述实施例中主梁1设置有两支，为双梁式结构，在其他实施例中，也可以对单梁式结构的主梁1采用上述起重机主梁加工装置和加工方法进行加工，加工完成后与端梁3使用联接螺栓5固连进行汇装。