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钢桥桥面U肋板单元生产设备的新发展 |
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作者：无锡阳通机械设备有限公司 |
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伴随着我国国民经济的快速发展，从上世纪中后期至今，钢结构的制造及其在建筑行业中的应用得到了迅猛发展，先后在工厂厂房、仓储、体育馆、展览馆、超市及多层建筑和大跨度结构建筑中广泛应用。
近几年，随着国内道路建设投入的加大，钢结构桥梁的建设开始蓬勃发展，钢结构桥梁建设的关键在于大跨度钢结构桥面梁的应用。从这几年桥梁建设的相关报道中可以看出，过去大跨度钢结构桥梁全部由国外公司承揽制作建设，后来国内部分大公司开始与外国公司合作承揽。到目前为止，已经有少数大型的国内企业开始独立承揽制作，标志着我国桥梁设计制造能力的提高。
我国桥梁制造业虽然取得了很大进步，但就制造水平而言，加工手段及生产设备的配套并没有取得多少突破性进展，严重制约了我国桥梁制造业的进一步发展。在这种情况下，阳通公司通过大量的技术调研、市场考察、焊接实验及其它可行性论证后，在国内率先推出了钢桥桥面U肋板单元生产专用系列设备。
国内外相关产品与技术发展概况
目前，国内桥梁制造生产厂家基本上是以纯手工方式及土制一些工装进行制作生产，经调研查新国内尚没有相关专用设备的制造。国外目前亦一般采用特定专用设备，没有定型产品。
国内桥梁制造业缺乏专用设备，一些辅助工序缺乏辅助设备的情况普遍存在，U形肋板由于板料长宽比大，且厚度较薄，对板料的直线度、平行度及坡口加工等要求都比较高。按传统工艺两边分别铣或刨加工制作，不仅变形大、效率低下，且质量难以保证，员工劳动强度大，不太适应大规模生产。
另外，大规模生产中焊接环节受焊接速度局限，是决定产量及质量的关键。目前提高效率可行的途径就是多道同时焊接并缩短各工序制作时间。缩短各工序时间在目前生产状况下很难实现，专机专用成为必然选择。
主要设备
此生产线加工工件参数如下：工件最大宽度4500mm；工件最大长度1.5万mm；工件U肋间距500～800mm；工件质量≤2万kg。桥面U肋板单元的生产由U型肋板的制备和板单元的制备两个阶段构成。组成设备主要包括：
1. 双边双头铣边机（如图1）
此铣边机专为加工U肋板料设计，采用双边双头，两边同时加工，并可在端头设置一端铣，进行端头加工，依靠机床自身精度来保证板料的直线度及平行度。采用移动式压梁设计，方便板料装卸。由于此板料比较薄，因此在设计时按多层板料叠加在一起加工来设计，以提高设备的使用率及生产效率。压紧装置可根据客户要求选配气动压紧或液压压紧，以满足不同客户的要求。
图1 双边双头铣边机
2. 双工位倒角机（如图2）
此设备是在我公司生产的GD20滚剪倒角机基础上二次开发而成，采用两台GD20主机相对布置，并在此基础上增设了万向球托架及推挡料机构，非常适合U肋板料的坡口加工，工件不需掉头，且加工速度快（达到3m/min）,坡口可在25°～55°间调整。
图2 双工位倒角机
3. FB液压钢板翻身机
此设备可根据客户工件长度要求进行数量配置，采用液压站同步驱动，特别适合长窄工件的翻身。U肋板料由于长窄且板薄（一般为8～12mm），在吊运时只能采用多点的电磁吊，可是这种吊运方式只适合工件平移，在坡口加工完成后，需将工件翻转180°，才能使工件顺利进入下一步折弯工作，要保证板料平稳翻身是非常困难的，极易出现工件扭曲变形或滑落，为此阳通公司专门设计了这一款液压钢板翻身机，通过油缸推动连杆带动转臂翻转工件并利用油缸阻尼，使之动作平稳安全。
4. 数控折弯机
5. U肋组装机（如图3）
与土制组装工装相比，采用移动压头设计，间距可调，更换相应压头即可适应不同形状U肋的组装工作。采用液压压紧，动作快捷压力可调，适应不同板厚，改善了工作条件，减小了工人的劳动强度，提高了功效。
图3 U助组装机
6. 多头焊接机及焊接液压翻转台（如图4、5）
采用液压翻转台将工件焊缝调整至亚船形焊位置，多头焊接机配置有4个焊头，同时进行焊接。每台焊接机配置两个翻转台，当一工件焊接时，另一翻转台上可进行工件的更换，充分发挥焊机的焊接能力，且所配焊机为气保焊和埋弧焊两用，以适应不同的焊接要求。
图4 多头焊接机
图5 焊接液压翻转台
7. 火焰矫形机（如图6）
此设备配备大流量气路系统及定制烤枪，双边同步伺服驱动，调速范围广，且调速平稳，工人易操作掌握。
图6 火焰矫形机
性能特点
1. 技术特点
此系列设备针对每一工序都设计了专用设备，减少了中间环节，缩短了辅助时间，大幅提高了工作效率，降低了生产成本，使大规模生产变得简单易行。
2. 关键技术
采用双边双头铣边机进行U肋板料的加工并改进了加工工艺。采用双工位倒角机改进了原倒角方式，提高了生产效率。采取液压钢板翻身机对板料进行翻身，提高了安全性，简化了过程。采用液压焊接翻转台及多头焊接机，提高了焊接质量及焊接效率。
3. 设备制造关键工艺
（1）双头双边铣边机的床身制作，设备床身长20多米，需要对两侧的平行度及直线度进行保证，为此我公司专门制定了相关工艺，采用大型的加工设备控制其精度。
（2）焊接工艺的掌握。阳通公司专门按客户工件的要求，制作了各式试件，进行焊接试验，取得一系列数据，为设计及制造提供了保障。
技术经济指标
1.与现有产品、技术、装备的对比分析
生产线的各项技术性能指标和参数主要有两个方面：一是工件的加工精度指标，包括尺寸精度保证、焊缝质量保证、变形控制等；二是生产线的工件传送流通翻转速度与节拍控制。
在工件尺寸精度上，U肋板料的双边铣削加工是关键，原加工采用铣边机或刨边机两边分别加工，既需两次定位，又需用天车将工件调头，步骤多、定位精度差，而且由于是两边分别加工，板胚采用火焰切割后，不利于所产生内应力的释放，工件变形精度难以控制，质量得不到保障。采用双边双头铣边机加工，首先在工艺上将工件两边切割硬化层铣削切除，使切割应力充分释放；其次进行第二次铣削可达到加工精度要求，铣削平行度达到0.2mm/m(铣床经济铣削精度0.3mm/m)，18～20m工件整长直线度控制在1mm以内。
在U肋板料折弯加工前，可以说是没有多大刚性的，而采用数控折弯机进行折弯加工又对工件要求较高，这就要求一定要控制好板料的变形。在此阶段，极易出现板料变形的过程就是在坡口加工后的板料翻转。用天车翻转会在控制同步性及夹持装置选用等方面，使工件发生扭曲变形，如果滑落，极易造成安全事故。液压钢板翻身机，采用多组组合使用，操作方便易于控制，并选用进口同步控制器来保证多组翻转架的同步性。此外，采用液压推动，动作平稳、安全性高。
在焊接质量上，阳通公司通过各种焊接实验证明：生产线的各个环节在速度控制上主要受焊接速度限制，并且需要专人操作看管，其他工序或工步在时间节拍上均有富余。因此一方面焊接机采用多头设计，几条同类焊缝同时焊接；另一方面每台门式焊接机配置了两台焊接液压翻转台，等于配有两个焊接工位，当一工件在焊接时，另一工件可做好焊接的准备工作，减少焊机的等待时间，提高焊机使用效率。
2.与国外产品的经济性对比
按年产1.5万tU肋板单元生产能力配置设备，阳通公司生产的设备价格约为人民币500万元，国外此类设备由于一般为特定设计，价格约为400万美元，而且交货期非常长，目前还没有国内客户选用。阳通公司生产的钢桥U肋桥面板单元生产设备在价格和节省外汇方面具有绝对优势。(end)
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(3/29/2010) |
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