一种高刚度予应力起重机主梁的生产工艺

摘要

本发明涉及一种高刚度予应力起重机主梁的生产工艺，包括如下步骤：下料：通过切割工具切得侧板、上盖板、下盖板和加强板；侧板起拱与强化：将侧板放于砧板上，以手锤或专用冲击机械沿侧板上边沿跨中水平方向S/3范围向侧板垂直高度中心以适当力度和击打间距顺序排打，排打宽度为侧板总高度的1/4；两面均以同样方式锤击加工，直至达到拱度要求；上、下盖板锤击强化：将上、下盖板分别放于砧板上，以手锤或专用冲击机械以适当力度和击打间距排打上、下盖板的跨中水平方向S/3范围，上、下盖板的两面均以同样方式锤击强化；将加工好的侧板、上盖板、下盖板和加强板按标准组焊为箱形梁即可。该工艺主梁刚度超常，使用寿命长。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种起重机主梁的生产制造工艺，尤其是一种高刚度予应力起重机主梁的生产工艺。

背景技术：

目前，门式、桥式起重机主梁，国标规定均有0.9～1.4S/1000拱度。起拱的目的在于提高主梁的抗弯强度，延长主梁的使用寿命。不同的起拱方式会对主梁的力学性能产生不同的力学影响。

主梁的标准起拱方式(以箱形梁为例)是：首先在侧翼缘板毛料上以标准曲线样板划线，再以等离子或机械切割下料，即侧板下料后便具有标准拱度。这样下料的最大特点是成形后的主梁之刚度和力学性能不受损害，可称其为准刚度主梁。其弱点是费工、费时、费料。

另一种起拱方式是：将侧板下料为直板，主梁组焊定型后，再利用金属热胀冷缩特性以火焰加热起拱。此法省工、省时、省料，但其要害且决不可取的是严重损害了板材的力学性能，从而降低了主梁刚度和使用寿命，可称其为低刚度主梁。

发明内容：

本发明提供了一种高刚度予应力起重机主梁的生产工艺，它生产工艺简单，利用锤击延伸起拱，省工、省时、省料，提高了主梁刚度，延长了主梁使用寿命，解决了现有技术中存在的问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种高刚度予应力起重机主梁的生产工艺，包括如下步骤：

(1)、下料：通过等离子或机械切割工具切割适当尺寸的直板形侧板、上盖板、下盖板和加强板；

(2)、侧板起拱与强化：将侧板平放于砧板上，以手锤或专用冲击机械沿侧板上边沿跨中水平方向S/3范围向侧板垂直高度中心以适当力度、适当的击打间距顺序排打，排打宽度为侧板垂直总高度的1/4；两面均以同样方式锤击加工，直至达到拱度要求；

(3)、上、下盖板锤击强化：将上盖板和下盖板分别放于砧板上，以手锤或专用冲击机械以适当力度、适当的击打间距排打跨中水平方向S/3范围，上盖板和下盖板的两面均以同样方式锤击强化；

(4)、将加工好的侧板、上盖板、下盖板和加强板按标准组焊为箱形梁即可。

所述步骤(2)中以手锤或专用冲击机械排打侧板时，击点纵向行距前三行为20～30mm，以后每向中心移进一行，行距递增20mm；击点横向间距为10～20mm。

所述步骤(2)和步骤(3)中以手锤或专用冲击机械排打时，所述击打力度随板材厚度的增加逐渐递增。

所述步骤(3)中以手锤或专用冲击机械排打上盖板和下盖板时，在上盖板和下盖板的跨中水平方向S/3范围内排打点距为10mm，行距为10mm。

本发明生产工艺与现有技术相比，工艺简单合理，省工、省时、省料，大大提高了主梁刚度，减轻了自重，力学性能好，提高了承载能力，延长了主梁使用寿命，降低了制造成本，提高了企业经济效益。

具体实施方式：

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本发明进行详细阐述。

一种高刚度予应力起重机主梁的生产工艺，包括如下步骤：

(1)、下料：通过等离子或机械切割工具切割适当尺寸的直板形侧板、上盖板、下盖板和加强板；

(2)、侧板起拱与强化：将侧板平放于砧板上，以手锤或专用冲击机械沿侧板上边沿跨中水平方向S/3范围向侧板垂直高度中心以适当力度、适当的击打间距顺序排打，排打宽度为侧板垂直总高度的1/4；两面均以同样方式锤击加工，直至达到拱度要求；

击打跨中水平方向S/3范围这一范围，可实现三个效果：一可确保起拱峰值在跨中S/10范围之内；二可使跨中这个承受弯距最大的要害部位得以重点强化；三可提高起拱效率。

(3)、上、下盖板锤击强化：将上盖板和下盖板分别放于砧板上，以手锤或专用冲击机械以适当力度、适当的击打间距排打跨中水平方向S/3范围，上盖板和下盖板的两面均以同样方式锤击强化；

(4)、将加工好的侧板、上盖板、下盖板和加强板按标准组焊为箱形梁即可。

所述步骤(2)中以手锤或专用冲击机械排打侧板时，点击纵向行距前三行为20～30mm，以后每向中心移进一行，行距递增20mm；点击横向间距为10～20mm。若拱度不足，可加密点距、行距再次击打，直至拱度达到要求。

所述步骤(2)和步骤(3)中以手锤或专用冲击机械排打侧板时，所述击打力度随板材厚度的增加逐渐递增。当板厚为6～10mm时，力度以20～40MPa为宜；当板厚为20mm以上时，力度以80～100MPa为宜。

所述步骤(3)中以手锤或专用冲击机械排打上盖板和下盖板时，在上盖板和下盖板的跨中水平方向S/3范围内排打点距为10mm，行距为10mm。

起拱原理：

锤击后的金属板，其击点处必然留有凹坑(击痕)，凹坑处金属被强行压入板面之内，迫使金属组织发生变化——凹坑正下方之金属晶格在正压力作用下扁平而胀大，凹坑周侧之金属晶格，在侧压力作用下扭曲而倾斜，形成一个以凹坑中心为源点向四周推挤的应力放射点，同时产生体积膨胀效应。随着凹坑的增多，应力的叠加，压应力愈来愈大，体积效应亦愈来愈大，这种总的应力趋势，促使侧板横向中心线以上至上边沿部分(被击打部分)相对延伸，从而导致出现以上边沿为外沿的凸起状应变形态(弯曲变形)，这种应变形态则正是我们所需要的起拱形态。该应变形态是一个随应力增加而相对增大起拱量的渐变过程，可达以微米计的高精度，且稳定可靠。

强化原理及实验数据：

金属材料的刚度大小由其弹性模量E具体体现。其计算公式为E＝k/r^m(式中K和m为代表金属特性的两个常数，r为原子间距)，由公式看出，r越小，E值越大。显然，锤击大大压缩了原子间距，弹性模量得到提高，刚度得以强化是个不言而喻的必然结果。实验结果亦验证了这一理论公式的正确性。经原山东工业大学力学工程测试中心试验证明：两端支承、中间加压，在相同载荷之下，强化后比强化前挠度值减少74％，此数据充分显示出用本工艺生产的起重机主梁之高刚度予应力特征。

本发明的生产工艺效果，以厚8mm、高2256mm、长30M侧板下料起拱为例，具有：

1、省工、省时：

该跨度最大起拱量为42mm，锤击起拱所需延伸量仅为0.06mm，手工作业2人2个工作日即可完成，专用机械化作业可比手工提高几倍。

2、省料节材：

(1)、仅侧板下料时直板方式与曲板方式相比，可节约材料约7.4％；

(2)、由于刚度过剩，可将过剩刚度转化为材料节约，在静刚实验下挠值减少20％条件下可节约材料40％左右。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。