带你了解起重机的生产制造与过程控制

绪论

1.1 起重机概论

起重机(Crane)属于起重机械的一种，是一种作循环、间歇运动的机械。一个工作循环包括：取物装置从取物地把物品提起，然后水平移动到指定地点降下物品，接着进行反向运动，使取物装置返回原位，以便进行下一次循环。

为了对起重机有一个整体的概念，我主要以最常用的桥式起重机为例先介绍一下起重机具有的特性。

（1）什么是桥式起重机（overhead travelling cranes）？（如图1-1）.

桥式起重机的定义：桥架两端通过运行装置，直接支撑在高架轨道上的桥架型起重机.

（2）尺寸参数：

跨度S 起重机高度H 小车轨距K 大车基距W 小车基距Wc

起重机宽度B:起重机运行方向前后最外端的距离

缓冲器高度H1：大车缓冲器纵向中心线到起重机轨道顶面的距离

主梁底面位置H2：主梁底面到起重机轨道顶面的距离

司机室底面位置H3：司机室底面到起重机轨道顶面的距离

主钩上极限位置H4：主钩最高位置到起重机轨道顶面的距离

副钩上极限位置H5：副钩最高位置到起重机轨道顶面的距离

主钩左极限位置C1：从传动侧看，主钩横向左极限位置

主钩右极限位置C2：从传动侧看，主钩横向左极限位置

副钩左极限位置C3：从传动侧看，副钩横向左极限位置

副钩右极限位置C4：从传动侧看，副钩横向右极限位置

司机室水平位置L1：司机室外端离起重机轨道中心线的距离

司机室底长L2：司机室底部长度

起重机轨道中心至起重机外缘距离b：起重机桥架方向的外缘离起重机轨道中心线的距离

主梁上拱度：主梁预置的由水平线算起的向上拱起量

桥式起重机是桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机，又称天车。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一个矩形的工作范围，就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。

桥式起重机广泛地应用在室内外仓库、厂房、码头和露天贮料场等处，分为普通桥式起重机、简易梁桥式起重机和冶金专用桥式起重机三种。

1.1 起重机的分类及组成

起重机械，根据其构造和性能的不同，一般可分为轻小型起重设备、桥式类型起重机械和臂架类型起重设备三大类。轻小型起重设备如：千斤顶、葫芦、卷扬机等。桥架类型起重机械如梁式起重机、龙门起重机等。臂架类型起重机如固定式回转起重机、塔式起重机、汽车起重机、轮胎、履带起重机等。

（1）桥式起重机的分类：

按用途分：分为通用，专用，冶金，防爆，绝缘，桥式堆垛起重机

按驱动方式分：手动，电动，液压桥式起重机

按操作方式分：司机室操纵，地面操纵，远距离操纵桥式起重机

（2）起重机的结构组成：

构成桥式起重机的主要金属结构部分是桥架，它横架在车间两侧吊车梁的轨道上，并沿轨道前后运行。除桥架外，还有小车，小车上装有起升机构和运行机构，可以带着吊起的物品沿桥架上的轨道左右运行。于是桥架前后运行和小车左右运行以及起升机构的升降动作，三者所构成的立体空间范围是桥式起重机吊运物品的服务空间。

通用桥式起重机，一般都具有三个机构：即起升机构、小车运行机构和大车运行机构。在一个周期内，几个提升机构不是同时工作的。所以起重机械是一种周期性间歇工作的机械。起重机械由机械、金属结构和电气三大部分组成。机械方面是指起升、运行、变幅和旋转等机构，但不是所有的起重机械都同时具有这些机构，而是根据工作的需要，有多有少，但无论如何，起升机构是必不可少的；金属结构是构成起重机的躯体，是安装各机构和支托它们全部重量的主体部分。电气是起重机械动作的能源，各机构都是单独驱动的。

1.2 国内外制造起重机的先进技术及起重机的发展方向

随着生产规模的扩大，自动化程度的提高，作为物料搬运重要设备的起重机在现代化生产过程中应用越来越广，作用愈来愈大，对起重机的要求也越来越高，科学技术的飞速发展，推动了现代设计和制造能力的提高，这些都促使起重机的技术性能进入崭新的发展阶段，起重机正经历着一场巨大的变革。下面简要论述国外先进起重机的特点和发展趋势。

1.2.1 国外起重机的发展动向

（1）重点产品大型化，高速化和专用化

由于生产效率日益提高，以及产品生产过程中物料装卸搬运费用所占比例逐渐增加，促使大型或高速起重机的需求量不断增长，起重量越来越大，工作速度越来越高，并对能耗和可靠性提出更高的要求。起重机已成为自动化生产流程中的重要环节。目前世界上最大的履带起重机起重量3000t，最大的桥式起重机起重量1200t，集装箱岸连装卸桥小车的最大运行速度已达350m/min，堆垛起重机级最大运行速度240m/min，垃圾处理用起重机的起升速度达100m/min。

工业生产方式和用户需求的多样性，使专用起重机的市场不断扩大，品种也不断更新，以特有的功能满足特殊的需要。例如冶金、核电、造纸、垃圾处理专用起重机，防爆、防腐、绝缘起重机和铁路、船舶、集装箱专用起重机的功能不断增加，性能不断提高，适应性比以往更强。德国德马格公司研制出一种飞机维修保养的专用起重机，在国际市场打开了销路。这种起重机安装在房屋结构上，跨度大、起升高度大、可过跨、停车精度高。在起重小车下面安装有多节伸缩导管，与飞机维修平台相连，并可作3600旋转。通过大车和小车的位移、导管的升降与旋转可使维修平台到达飞机的任一部位，进行飞机的维护和修理极为快捷方便。

（2）系列产品模块化、组合化和标准化

用模块化设计代替传统的整机设计方法，将起重机上功能基本相同的构件、部件和零件制成有多种用途，有相同联接要素和可互换的标准模块，通过不同模块的相互组合，形成不同类型和规格的起重机。对起重机进行改进，只需针对某几个模块。设计新型起重机，只需选用不同模块重新进行组合。可以将单件小批量生产的起重机改换成具有相当大批量的模块生产，实现高效率的专业化生产，企业的生产组织也可由产品管理变为模块管理。

达到改善整机性能，降低制造成本，提高通用化程度，用较少规格的零部件组成多品种、多规格的系列产品，充分满足用户需求。目前，德国、英国、法国、美国和日本的著名起重机公司都已采用起重机模块化设计，并取得了显著的效益。德国德马格公司的标准起重机系列改用模块化设计后，比单件设计的设计费用下降12％，生产成本下降45％，经济效益十分可观。
（3）通用产品小型化、轻型化和多样化

有相当大批量的起重机是在通用的场合使用，工作并不很繁重。这类起重机批量大、用途广，考虑综合效益，要求起重机尽量降低外形高度，简化结构，减小自重和轮压，也可命名整个建筑物高度下降，建筑结构轻型化，降低造价。因此电动葫芦桥式起重机和梁式起重机会有更快的发展，并将大部分取代中小吨位的一般用途桥式起重机。德国德马格公司经过几十年的开发和创新，已形成了一个轻型组合式的标准起重机系列。起重量1～80吨，工作级别A1～A7，整个系列由工字形和箱型单梁、悬挂箱形单梁、角形小车箱形单梁和箱形双梁等多个品种组成。

主梁与端梁相接以及起重小车的布置有多种型式，可适合不同建筑物及不同起吊高度的要求。根据用户需要每种规格起重机都有三种单速及三种双速供任意选择，还可以选用变频调速。操纵方式有地面手电门自行移动、手电门随小车移动、手电门固定、无线遥控、司机室固定、司机室随小车移动、司机室自行移动等七种选择。大车及小车的供电有电缆小车导电、DVS系统两种方式。如此多的选择项，通过不同的组合，可搭配成百上千种起重机，充分满足用户不同的需求。

（4）产品性能自动化、智能化和数字化

起重机的更新和发展，在很大程度上取决于电气传动与控制的改进。将机械技术和电子技术相结合，将先进的计算机技术、微电子技术、电力电子技术、光缆技术、液压技术、模糊控制技术应用到机械的驱动和控制系统，实现起重机的自动化和智能化。大型高效起重机新一代电气控制装置已发展为全电子数字化控制系统。主要由全数字化控制驱动装置、可编程序控制器、故障诊断及数据管理系统、数字化操纵给定检测等设备组成。

变压变频调速、射频数据通讯、故障自诊监控、吊具防摇的模糊控制、激光查找起吊物重心、近场感应防碰撞技术、现场总线、载波通讯及控制、无接触供电及三维条形码技术等将广泛得到应用。使起重机具有更高的柔性，以适合多批次少批量的柔性生产模式，提高起重机综合自动化水平。重点开发以微处理机为核心的高性能电气传动装置，使起重机具有优良的调速和静动特性，可进行操作的自动控制、自动显示与记录，起重机运行的自动保护与自动检测，特殊场合的远距离遥控等，以适应自动化生产的需要。
（5）产品组合成套化、集成化和柔性化

在起重机单机自动化的基础上，通过计算机把各种起重运输机械组成一个物料搬运集成系统，通过中央控制室的控制，与生产设备有机结合，与生产系统协调配合。这类起重机自动化程度高，具有信息处理功能，可将传感器检测出来的各种信息实施存储、运算、逻辑判断、变换等处理加工，进而向执行机构发出控制指令。这类起重机还具有较好的信息输入输出接口，实现信息全部、准确、可靠地在整个物料搬运集成系统中的传输。

例如生产工程机械的美国卡特皮勒公司金属结构厂购置了一套以桥式起重机为主的物料自动搬运系统，用于钢板的喷丸处理、切割和入库的自动装卸搬运作业，比原先采用单机操作工作效率提高65％。日本东芝浜川崎工厂用全自动桥式起重机组成的物料输送系统来搬运柔性加工线上的夹具和工件，为机床运送毛坯或将加工好的零件送到下一工序或仓库。这些在空间移动的起重机搬运系统代替了过去通常使用的自动导向搬运车，使车间地面面积得到充分利用。
（6）产品构造新型化、美观化和实用化

结构方面采用薄壁型材和异形钢、减少结构的拼接焊缝，提高抗疲劳性能。采用各种启强度低合金钢新材料，提高承载能力，改善受力条件，减轻自重和增加外形美观。桥式起重机的桥架结构型式大多采用箱形四梁结构，主梁与端梁采用高强度螺栓联接，便于运输与安装。

在机构方面进一步开发新型传动零部件，简化机构。“三合一”运行机构是当今世界轻、中级起重机运行机构的主流，将电动机、减速器和制动器合为一体，具有结构紧凑、轻巧美观、拆装方便、调整简单、运行平稳、配套范围大等优点，国外已广泛应用到各种起重机运行机构上。

为使中小吨位的起重小车结构尽量简化，同时降低起重机的尺寸高度，减少轮压，国外已大量采用电动葫芦作为起升机构。为了减轻自重，提高承载能力，改善加工制造条件，增加产品成品率，零部件尽量采用以焊代铸，如减速器壳体、卷简、滑轮等都用焊接结构。减速器齿轮都采用齿面，以减轻自重、减小体积、提高承载能力、增加使用寿命。液压推杆盘式制动器的应用范围也越来越大。此外，各机构采用的电动机都向高转速发展，从而减小电机基座号，减轻重量与减小外形尺寸，并可配用制动力矩小的制动器。

1.2.2 国内起重机制造厂商的现状以及发展方向

我国起重机设计的发展经历了一个曲折的过程。以前多是以模仿原苏联的设计为主，凭借设计者的经验，产品设计的局限性很大。从60年代起，开始了新产品、新部件的开发设计与实验研究工作，从而使设计从仿制和经验设计逐渐走向实验研究和计算分析阶段。到了80年代，开始在国内引入了一些国际上的先进技术与设计方法。同时将计算机应用技术引入设计领域，对起重机设计工作的发展起了很大的推动作用。

但是，我国起重机设计领域仍存在不少问题，主要是大多数中小企业对设计研究分析不够，资金投入少，人员培训工作跟不上发展的需要，一直没形成开发新产品或更新老产品的设计和应变能力，对引进的先进技术和产品，没有从设计的角度进行消化，更没有能力进行再创新工作。没有形成合理的设计人员梯队，产品仍然是几十年不变样，目前仍以照抄照搬为生存方式，没有自己的知识产权，只是在应付低价拿来的合同。

为数不多的几个大型企业则在创新设计中快速发展，使得国内起重机设计能力和水平逐步与国外的先进设计缩短了距离。这些企业已大量采用新的计算机新技术，二维CAD早已普及，三维设计已推广。电气设计采用ED等先进设计手段，引入定子调压和变频调速，PLC参与系统控制，采用了大量高新传感元器件，实现了定位准确，操控方便，其安全可靠性也逐步提高。通过专家系统的应用，极大地推进了创新设计的进程，并且利用系统论和信息论等现代计算机应用技术研究成果，使得起重机的创新设计开始向智能化方向发展。

1.3.3本课题研究的目的、任务、意义

本课题研究的是桥式起重机主梁制造过程中的精度要求很高, 桥式起重机主梁在制造的过程中最严重的问题就是在焊接过程中的变形。根据《起重机械标准汇编》 GB/T14405–93(通用桥式起重机标准)，GB/T1306-94(电动单梁起重机标准)中主梁在焊接过程需要达到的技术要求，改善加工制造工艺路线、完善工艺工装设备,检查是否符合图纸技术要求，保证产品达到国家标准。

课题目的是通过规范工艺路线，设计工艺装备，进一步研究如何控制主梁在制造过程中的质量问题，以达到更高的制造精度。

本课题以LDA电动葫芦单梁桥式起重机和LH双梁桥式起重机为例,分别介绍主梁焊接制造过程中质量控制，来阐述主梁制造过程中出现的问题和改进措施，以及进一步研究。

在本课程设计之前，我们已经学过了机械设计基础，机械制造基础，工程材料，AUTOCAD,PRO/E等设计的基础软件，基本上已经掌握了一般零件的设计方法；同时对起重机主梁的制造过程以及焊接基础知识也进行了初步的学习。现在通过本毕业论文，综合运用以前所学过的这些基础知识，对起重机主梁的制造过程及必备工艺装备进行设计，这是一种综合技能的训练，更是对我的学习能力的一次挑战，充分的锻炼了我们分析问题和解决实际问题能力的有效措施。

1.3.4本课题设计的指导思想以及应解决的主要问题

指导思想：从实际出发，解决实际存在的问题，从现有的设备使用情况，人员素质水平，管理方法出发，找出一条适合本公司生产要求，同时又符合员工素质水平，减少起重机的返修率，保证一次合格率的提高。

主要解决问题：根据《起重机械标准汇编》 GB/T 14405–93(通用桥式起重机标准)，GB/T1306-94(电动单梁起重机标准)中主梁在焊接过程需要达到的技术要求，熟悉加工制造工艺路线和检测工艺、寻求适当的工装设备、完善检测手段，提高制造精度，保证产品达到国家标准。

2 起重机主梁

主梁是起重机桥架上的主要受力部件，是桥架的重要组成部分，有不同种形式，以及各个组成部分，分别进行介绍（如图2-1）。

（1）起重机桥架的结构形式及组成部分（如图2-2）；

桥式起重机的桥架结构主要由主梁，栏杆，端梁，走台，轨道以及操纵室等组成。桥架的外形尺寸取决于起重量，跨度，起升高度以及主梁结构形式。

桥式起重机桥架常见的结构形式（图2-3）：

1）中轨箱型梁桥架

如图a）该桥架由两根主梁和两根端梁组成。主梁外侧分别设有走台，轨道放在箱形梁的中心线上，小车载荷依靠主梁上翼板和肋板来传递。该结构工艺性好，主梁、端梁等部件可采取自动焊接，生产率高；制造过程中主梁的变形量较大。

2）偏轨箱型梁桥架

如图b) 所示，它是由两根偏轨箱形梁和两根端梁组成。小车轨道安装在上翼板边缘主腹板处，载荷直接作用在主腹板上。主梁多为宽主梁形式，依靠加宽主梁来增加桥架水平刚度，同时可省掉走台，主梁制造时变形较小。

3）偏轨空腹箱型梁桥架

如图c）所示，该桥架与偏轨箱形梁桥架基本相似，只是副腹板上开有许多矩形孔洞，自重减轻，又能使梁内通风散热，对梁内放置运行机构和电器设备提供了有利条件，同时便于内部维修，但制造比偏轨箱形梁麻烦。

4）箱型单主梁桥架

如图d）所示，它由一根宽翼缘偏轨箱形梁与端梁不在对称中心连接，以增大桥架的抗倾翻力矩能力。小车偏跨在主梁一侧使主梁受偏心载荷，最大轮压作用在主副板顶面的轨道上，主梁上要设置一到两根支承小车反滚轮的轨道。该桥架制造成本低，主要用于起重量较大、跨度较大的门式起重机。

1.1 起重机主梁的各种结构及特性

2.1.1主梁截面的型式

主梁根据其截面形状主要有正轨箱形结构、偏轨箱型结构、偏轨空腹箱形结构、单主梁箱形结构、四桁架式结构、三角形桁架结构、单腹板梁结构、曲腹板梁结构、预应力箱形梁结构及管形单梁结构等。

北京北起意欧替起重机有限公司所制造的主梁主要以正轨箱型主梁为主。正轨箱形主梁之所以应用最广，是由于它具有制造工艺简单、工时少、通用性强（适用于5～80t的起重机）、机构安装检修方便等优点。但这种主梁自重较大，容量生产下绕变形，箱体内部施焊条件差，在大跨度、高速运行的起重机桥架水平刚度差。

为了克服箱形主梁的缺点，空腹桁架主梁和空腹箱型主梁在大起重量起重机上得到推广应用。

桁架结构式主梁具有自重轻，刚度大的优点，尤其在小起重量、大跨度的情况下，更显示出它的优点。桁架结构力刚性好，自重较箱形结构轻，但是与箱形结构的主梁相比，桁架结构主梁的制造工时多、外形尺寸大、疲劳强度较低，所以在一般桥式起重机还是广泛采用箱形结构式主梁，而桁架结构主梁采用较少。

单腹板式主梁，虽有自重轻、制造简便的优点，但因刚度和稳定性差，上部焊缝易开裂，目前已极少生产。

管形结构式主梁及其他形式的主梁，目前还处于试制阶段，尚未广泛采用。

2.1.2主梁的外形

按强度理论，主梁最合理的外形是抛物线，如图2-4（a）所示。这种形状的主梁在自重和动负荷作用下所产生的弯曲力矩的分布最合理，在其任何截面上的应力都相等，具有等强度和节约材料的优点，但是抛物线形主梁制造困难。图2-4(c)所示的矩形主梁制造容易，但自重大，浪费材料。图2-4（b）所示的梯形综合了上述两种主梁的优点，所以得到广泛采用。

2.1.3主梁的特性

现以正轨箱形主梁作简要介绍如下：

箱形主梁系由上下盖板和两块垂直腹板组成，为封闭的箱型截面结构。为了封闭的箱形截面结构。为了减轻重量，做成等强度梁，则腹板的下边和下盖板应做成抛物线形，如图2-5（a）所示。但为制造方便，通常腹板中部为矩形，两端做成梯形，同时使下盖板两端向上倾斜，如图2-5（b）、（c）所示。

（1）主梁跨度中高度H与跨度S之比

根据制造的经验，为满足主梁强度、刚度及稳定性的要求，其截面尺寸一般应符合下列条件：

式中，小跨度时比值取较大值，大跨度时比值取小值；在相同跨度下，起重量大比起重量小的高度要大一些。

主梁在端梁在连接处的高度H0一般根据跨中高度取为：H0 = (0.4~0.6) H

当跨度较大而起重量较小时，H0宜取较小值，否则取较大值。

1—上盖板；2—下盖板；3—腹板；4—大加劲板；5—小加劲板；6-水平加劲角钢

（2)主梁两腹板间距b与跨度S之比：

为了保证桥架具有足够的水平刚度，主梁两腹板内壁的间距b不能太小，一

般规定

同时，根据焊接施工条件的需求，这个距离还必须大于350mm。当b值确定后，便可以按下面的关系式定出上、下盖板：

（3）盖板的厚度：

上，下盖板的厚度常取同值，但有时上盖板的厚度可稍大些。上盖板的厚度由局部稳定性决定，盖板的最小厚度为6mm。

（4）腹板的厚度：

从充分发挥材料的抗弯能力的角度来看，主梁的腹板应尽量取高些用薄些。但考虑到运输和制造过程的碰撞以及锈蚀的影响，腹板的厚度

不应小于6mm。

（5）大加劲板的位置：

为了保持腹板的局部稳定性，一般当

时，便需要在主梁腹板内布置一些垂直的横向大加筋板。在靠近端梁处两块大加劲板的距离

,

且a≤2.2mm。大加劲板的具体位置应与走台上运行机构的电动机、减速器和传动轴的轴承部件（集中驱动的运行机构才有）等下支撑件的位置相配合，以免这些部件的悬臂重量造成腹板局部挠曲变形。

（6）小加劲板的位置

车的轮压更直接的传到腹板上去，并进一步增加腹板的局部稳定性，在大加劲板之间腹板受压区域内增设一些垂直的小加劲板，其高度约为H/3.两个小加劲板的间距a1,可根据上盖板的局部应力和小车轨道的应力条件来决定。

（7）水平加劲的位置

当

时，必须在离上盖板(0.2-0.25)H的地方再添设纵向加劲板条（或角钢），以增加腹板受压区的局部稳定性。

2.2主梁制造的国家标准，主要技术条件

2.2.1主梁制造的技术要求 GB/14405—93

(1) 使用性能:

1）材料及热处理:Q235-B

重要构件的钢材在涂装前应进行表面喷（抛）丸的除锈处理，应达到GB8923中规定的Sa21/2级；其余构件应达到Sa2级或St2级（手工除锈）。

起重机构用制动轮，其材质应不低于GB699中规定的45钢或GB11352中规定的ZG340-640钢。表面热处理硬度应为45~55HRC，深2mm处的硬度应不低于40HRC.

(2) 焊接:

1) 焊缝坡口应符合GB985和GB986的规定，特殊接头应在图样上注明。

2) 焊接目测的检察不得有目测可见的明显缺陷，这些缺陷按GB6417的分类为：裂纹，空穴，固体夹杂，未融合和未焊透，形状缺陷及上述以外的其他缺陷。

3) 主梁受拉区的翼缘板，腹板的对接焊缝应进行无损探伤，射线探伤时应不低于GB3323中规定的Ⅱ级，超声波探伤时应不低于JB1152中规定的Ⅰ级。

(3) 桥架(起重机运行机构组装完成以后):

1) 主梁应有上拱，跨中上拱度应为（0.9/1000～1.4/1000）S，且最大上拱度应控制在跨中S/10的范围内。

2) 主梁在水平方向产生的弯曲:对轨道居中的正轨箱形梁及半偏轨箱形梁不大于S1/2000(S1为两端始于第一块大筋板的实测长度,在离上翼缘板约100mm的大筋板处测),当Gn≤50t时只能向走台侧凸曲。

3)对全偏轨箱形梁，单腹板梁及架梁，应满足4.6.9及4.6.10条对轨道的要求。

4)主梁腹板的局部平面度，以1m平尺检测，在离上翼缘板H/3以内的区域不大于0.7

，其余区域不大于1.2

，见图2-7。

图2-7 主梁腹板的局部平面度

5) 箱形梁及单腹板梁上翼缘板的水平偏斜值C≤B/200，见图2-8。

6) 箱型梁腹板的垂直偏斜值ｈ≤Ｈ≤200，单腹板梁及桁架梁的垂直偏斜值ｈ≤Ｈ/300，见图2-9。

(水平及垂直偏斜值在长筋板或节点处测量)

7) 桁架梁杆件的直线度△1≤0.0015a，见图2-10。

(4) 外观

1) 起重机面漆应均匀、细致、光亮、完整和色泽一致，不得有粗糙不平，漏漆，错漆、皱纹、针对及严重流挂等缺陷。

2) 油漆漆膜厚度，每层为25~35μm，总厚为75~105μm。

3) 漆膜附着力应符合GB9286中规定的一级质量要求。

4) 涂漆颜色一般应符合JB2299的规定。

2.4起重机主梁变形对产品质量的影响

主梁是桥式起重机的主要受力部件，为了确保安全生产，它必须具有足够的强度、刚度和稳定性；还必须符合技术条件中有关几何形状的要求。

主梁的变形主要是指上拱减小和出现“残余下挠”，旁弯，腹板波浪度，水平偏斜和垂直偏斜等，几种变形常同时出现，相互并联，相互影响，严重影响着起重机的使用性能。

(1) 对小车运行的影响

由于残余下挠，小车轨道会产生“坡度”，小车由跨中向两端运行时就要有爬坡，不仅要克服正常运行的阻力，而且要克服由于斜坡产生的爬坡附加阻力，使之运行阻力增大。由于小车轨道存在坡度，还会出现“打滑”现象。制动后会自行“溜车”，要求停车位置准确的作业就很难完成。双梁桥式起重机的主梁下挠变形，还会使小车出现“三条腿”运行，使小车受力不均匀。

(2) 对大车运行机构的影响

主梁变形往往使传动轴变曲，特别是对集中驱动的大车传动轴的影响尤为严重。当传动轴弯曲度超过0.5mm/m时，就会损坏轴或轴颈，以及造成连轴器折断、连轴螺丝断裂等事故。转轴的转速越高，其危害就越大。

(3) 引起主梁内向内水平旁弯和裂纹

主梁残余下挠，往往与主梁向内水平旁弯、腹板波浪变形、内部焊缝或筋板开裂、下腹板疲劳裂纹等同时发生。残余下挠会使车体逐趋下附，受力情况恶化，承载能力降低。

主梁的水平旁弯后，会使小车轨道变形，小车运行阻力增加，产生“啃轨”，严重时会使小车脱轨而造成重大事故。

3 起重机主梁制造过程的质量控制

如何控制主梁在制造过程中产生的焊接变形，首先就是要从制定制造工艺和制定检验工艺入手，同时在制造过程中使用合理的工艺装备来定位，夹紧，从而保证操作者在实行焊接过程中，保证焊接的精度。另外对于工厂的现状也应该实施现场5S管理制度来提高工作效率。

3.1从主梁制造工艺上控制主梁质量

3.1.1 主梁装配焊接的主要工艺要领

(1) 主梁各受力件材质均为Q235B，符合国家标准要求，焊接性能良好，焊接接头质量易于保证。埋弧焊焊丝采用H08A，焊剂采用HJ431，手工焊焊条采用E4303。

(2) 主梁跨度大，焊缝多，对变形要求严格，上拱度、旁弯、波浪度等均需控制。这些变形受到组装顺序、焊接顺序、焊接方向、拘束状态、反变形量的大小及主梁自重等许多因素的影响，在整个组装焊接过程中各种变形值均处于变动之中。筋板与盖板和腹板之间的焊缝大多分布在主梁高度方向的上部。这种不对称焊缝分布给控制变形带来困难。焊接时支承主梁的支点位置的变动也会由于梁自重影响产生新变形。因此，焊接变形的控制是箱形主梁装配焊接工艺的关键。

3.1.2上下盖板、腹板和筋板的装配注意事项

(1) 焊接准备

1) 根据设计图样，编制起重机钢结构制造工艺，焊缝坡口应符合GB985-1988和GB986—1988的规定；

2) 在上下盖板、腹板下料时，要进行材料标记移植，标明材质、产品编号、材检号等；

3) 在上下盖板、腹板下料时，要考虑到焊缝收缩，必须留有加长量，对于上盖板加长量为2.5S/1000，对下盖板为1.5S/1O00，对腹板为2S/1000；

4) 采用埋弧焊(或气体保护焊)时，焊缝两端应点固引弧板和收弧板，其厚度和材质与板料相同；

5) 在主梁跨度中心线两侧各1m范围内不得有拼焊接头；

6) 为了避免焊缝集中，拼焊时要考虑上下盖板与腹板装配后其拼焊接头应相互错开，距离不小于200 mm；

7) 主梁受拉区的翼缘板和腹板的对接焊缝应进行无损探伤检查，射线探伤时应不低于JB/T4730–2005规定中的Ⅲ级；

8) 在腹板下料时，必须预制上拱度。由于主梁自重及焊接变形的影响，腹板的预制上拱度应大于主梁的上拱度，其值与主梁的跨度和起重量有关；

9) 上盖板宽度中线两侧各60mm范围内对接焊缝的外表面必须磨平。

(2) 主梁组装

1) 用压板螺栓将上盖板压紧在专用焊接平台上，压板距≤1m；

2) 以盖板一边为基准划出两块腹板的位置线，偏差小于或等于1mm，然后在上盖板上从跨度中心线位置开始向两端划出筋板的装配位置线；

3) 焊接大、小筋板焊缝，一般由2～4名焊工同时向两端对称焊接，焊接方向从无走台侧向有走台侧焊。焊接顺序为从中间向两端对称进行，一台起重机的两根主梁应向相反方向进行筋板角焊缝的焊接，以造成主梁向有走台侧凸弯；

4) 装配定位焊两块腹板，腹板与盖板对好跨度中心后，将两块腹板用专用卡具临时紧固到大筋板上，然后从主梁一端开始对两侧腹板同时进行定位焊。先松去距一端24mm长内的各压板，用加垫(或打楔)的方法将盖板垫起与腹板接触，并向该端方向定位焊腹板于盖板、筋板上，注意使腹板与盖板间隙小于1 mm，再向另一端一边松掉压板，一边逐级加高垫块，一边进行定位焊。依次类推，直至最后将腹板全部定位。

(3) 主梁内部焊缝的焊接

为了形成向有走台侧的凸弯，主梁两侧内部焊缝的焊接顺序，一般是先焊无走台侧，后焊有走台侧。

焊接前，将主梁无走台侧朝下

来源：知识挖矿工