阅读说明：本技术 起重机悬臂结构及其组装工艺 (Crane cantilever structure and assembling process thereof ) 是由 徐小玉 张刚 李祎 吕俊 马成才 张艳茹 唐军智 许菊梅 吴明钱 何兰亮 李沅 于 2020-06-08 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种起重机悬臂结构及其组装工艺,涉及铁路收轨设备的技术领域,旨在解决现有起重机的悬臂体积较大时,焊接精度较低,误差较大的的问题。其中,一种起重机悬臂结构,包括横梁和立梁,悬臂整体呈L形,横梁包括上盖板、下盖板和两块连接于上盖板与下盖板两侧的上腹板,连接于横梁远离立梁一端的端板；立梁包括分别与上盖板和下盖板边缘焊接的侧盖板和立板,以及与两块上腹板位于同一平面的下腹板；上盖板和下盖板的宽度大于两个上腹板之间的距离。一种起重机悬臂结构的组装工艺,包括下料-横梁焊接-立梁焊接-横梁、立梁组焊-小件焊接-清理-探伤。本发明具有方便焊接过程中控制焊接精度,减小焊接误差,保证悬臂质量的有益效果。(The invention relates to a crane cantilever structure and an assembly process thereof, relates to the technical field of railway track collection equipment, and aims to solve the problems of low welding precision and large error when the cantilever of the conventional crane has a large volume. The cantilever structure of the crane comprises a cross beam and a vertical beam, wherein the cantilever is integrally L-shaped, the cross beam comprises an upper cover plate, a lower cover plate and two upper webs connected to two sides of the upper cover plate and the lower cover plate, and an end plate connected to one end of the cross beam far away from the vertical beam; the vertical beam comprises a side cover plate and a vertical plate which are respectively welded with the edges of the upper cover plate and the lower cover plate, and a lower web which is positioned on the same plane with the two upper webs; the width of the upper cover plate and the lower cover plate is larger than the distance between the two upper webs. The assembling process of crane cantilever structure includes the steps of blanking, beam welding, vertical beam welding, beam and vertical beam assembling and welding, small piece welding, cleaning and flaw detection. The invention has the advantages of convenient control of welding precision in the welding process, reduction of welding errors and guarantee of cantilever quality.)

起重机悬臂结构及其组装工艺

技术领域

本发明涉及铁路收轨设备的技术领域，尤其是涉及一种起重机悬臂结构及其组装工艺。

背景技术

T型吊机吊臂分成两段，每段吊臂上装有一个电葫芦，对钢轨进行装卸。该设备可实现两侧收轨，但由于铁规规定“对于铁路复线线路，铁路线路两线间不能堆放货物。”对于T型吊机，受其结构影响，电葫芦不能越过中间立柱进行装卸，旧钢轨在装车时，只能被装在T型吊机立柱的两侧。在铁路复线线路卸钢轨的时候，如要在同一地点卸完整车钢轨，就必须分两次进行，故该设备在钢轨装卸过程中，耗时大，工作效率低下。

为了提高铁路工务部门进行旧轨回收的工作效率，更加充分的利用作业天窗点，公告号为CN202936101U的实用新型专利公开了一种收轨工作装置的悬臂钢架及移动梁组成结构，悬臂钢架外形为前伸门架式，钢架顶端前部平直，并在钢架平直段设置两个承载梁，在悬臂钢架顶部的两个承载梁上，分别安装两个移动梁组成，每个移动梁组成可在单独油缸的驱动下，沿各自的承载梁左、右移动。

上述现有技术中组成悬臂的两块L形板一般为一体切割成型，整体与其余板件进行焊接，虽然减少了焊缝数量，但是整个的L形的板件尺寸较大，在焊接的过程中需要严格控制板件的角度，否则容易造成悬臂的焊接精度低，焊接误差大的问题，导致最终焊接除的悬臂质量无法保证。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供一种起重机悬臂结构，其具有方便焊接过程中控制焊接精度，减小焊接误差，保证悬臂质量的有益效果。

本发明的上述第一发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种起重机悬臂结构，包括由钢板焊接组成的横梁和立梁，悬臂整体呈L形，所述横梁与所述立梁在垂直于其长度方向上的截面均为中空的矩形，所述横梁包括上盖板、下盖板和两块连接于所述上盖板与所述下盖板两侧的上腹板及连接于所述横梁远离立梁一端的端板，所述端板将横梁端部封闭；所述立梁包括分别与所述上盖板和下盖板边缘焊接的侧盖板和立板，以及与两块所述上腹板位于同一平面的下腹板，所述上腹板与所述下腹板焊接连接所述下盖板与所述立板之间连接有类三角形的横梁连接板，所述上盖板与所述侧盖板之间连接有倾斜的倒角板；所述立梁底部连接有底座板；所述横梁的截面矩形中，所述上盖板和所述下盖板的宽度大于两个所述上腹板之间的距离。

通过采用上述技术方案，悬臂整体为箱式结构，因此抗折、抗弯性能好，将整个的L形板件分为上腹板和下腹板，上腹板和下腹板可以分别进行下料和焊接，而不用作为一个巨大的整体进行下料和焊接，因此在焊接过程中便于控制上腹板和下腹板的位置和角度，方便进行焊接操作的同时减小了焊接误差，保证了焊接完成后的悬臂精度和质量，同时，在下料的时候，上腹板和下腹板分别进行下料，其形状接近矩形，不会将毛坯板料分割成形状不规整的小边角料，减小了原材料的浪费。倒角板的设置将横梁上的力通过钝角的形式传递到立梁上，避免了上盖板与侧盖板直接接触时产生的交角过小而使得交角处产生应力集中，损坏横梁与立梁之间的连接结构。上腹板之间的距离小于上盖板与下盖板宽度的设置与四块板的边缘焊接的结构相比，前者的悬臂在吊装重物时，上盖板与下盖板受到不同方向的力之后，对上盖板、下盖板与上腹板之间的焊缝产生挤压的力而不是剪切力，从而保护了焊缝，提高了悬臂的使用寿命。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述横梁和所述立梁内部沿垂直于其长度方向分别设有若干筋板。

通过采用上述技术方案，筋板从悬臂中部对悬臂的立体结构进行加强，使得悬臂受力之后不容易发生变形，构成悬臂的箱式结构的各个侧壁之间相互连接的更加紧密，抵抗外力的能力更强。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述底座板靠近所述横梁一侧焊接有套筒，所述套筒轴向垂直于所述横梁的长度方向。

通过采用上述技术方案，安装悬臂时，将底座板连接于平台上，在套筒内***转轴，将底板与平台之间铰接连接，当底座板的连接出现松动或松脱时，悬臂整体绕转轴发生转动，横梁远离立梁的端部向下垂支撑于地面上，但悬臂不会发生倾倒，从而避免砸伤施工人员，减少了安全事故的发生。

本发明的目的之二是提供一种起重机悬臂结构，其具有保证悬臂组装精度，减小组装变形的有益效果。

本发明的上述第二发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种起重机悬臂结构的组装工艺，包括如下步骤：

S1：下料：使用等离子切割或仿形切割技术将整块板料切割出悬臂各组成部分的板料形状，其中，上腹板和下腹板分开切割；

S2：横梁焊接：将上盖板、下盖板、两块上腹板、端板和若干筋板拼焊形成一端开口的箱式结构的横梁；

S3：立梁焊接：将侧盖板、立板、两块下腹板及若干筋板拼焊形成两端开口的箱式结构的立梁；

S4：横梁、立梁组焊：将横梁与立梁进行组焊，组焊时，立板与下盖板焊接，两块上腹板与两块下腹板之间分别进行对齐焊接，侧盖板与上盖板之间焊接有斜的倒角板，倒角板的四个边依次与上盖板、上腹板、侧盖板、上腹板进行焊接；

S5：小件焊接：在立梁远离横梁的端部焊接底座板和套筒、在下盖板与立板之间焊接横梁连接板；

S6：清理：清理悬臂表面的焊渣和铁屑；

S7：探伤：对各个焊缝进行探伤。

通过采用上述技术方案，将整个的L形板件分为上腹板和下腹板，上腹板和下腹板可以分别进行下料和焊接，而不用作为一个巨大的整体进行下料和焊接，因此在焊接过程中便于控制上腹板和下腹板的位置和角度，方便进行焊接操作的同时减小了焊接误差，保证了焊接完成后的悬臂精度和质量，同时，在下料的时候，上腹板和下腹板分别进行下料，其形状接近矩形，不会将毛坯板料分割成形状不规整的小边角料，减小了原材料的浪费。将横梁与立梁作为两个接近立体矩形的单元进行分开拼焊后再进行组焊，最后的组焊对象相当于只有两个单元，即使整个悬臂的体积较大，也能够进行快速的定位和准确地焊接，焊接更加方便，准确度更高。分两次焊接后，单次焊接的应力较小，产生的焊接变形量更小，焊接之后，对悬臂进行清理，减小探伤过程中的误差，探伤后，对于焊接有问题的位置进行补焊，保证悬臂的最终焊接质量。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述S2步骤和所述S3步骤均分为两步，分别为点焊和拉焊，即先对各个板件之间进行局部点焊固定，检查位置无误之后在进行整体焊接，若位置有误，则断开点焊部位，调整后重新焊接。

通过采用上述技术方案，由于悬臂的体积较大，因此如果直接进行整体焊接，则焊接过程中后期容易出现偏差，因此对横梁和立梁首先进行简单的点焊，使之位置固定，检查各个板件的位置无误之后，再进行精细的整体焊接，此时的定位已由点焊进行固定，因此发生偏差的可能性较小，有利于保证悬臂的焊接精度；倘若点焊之后检查板件的位置有误，退焊的过程中也较为容易，节约了成本，焊接质量也有了一定的保证。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述S2和S3步骤中使用组焊工装，所述组焊工装包括支撑底板和设于所述支撑底板上的腹板支撑件，所述腹板支撑件设有两排，两排所述腹板支撑件的支撑面正对设置且均垂直于支撑底板。

通过采用上述技术方案，横梁在组焊时，先将上盖板或者下盖板平放在支撑底板上，然后将两个上腹板分别靠在腹板支撑件的支撑面上，定位好之后进行焊接，之后将筋板放入内腔中进行焊接，最后将另一个下盖板或者上盖板放置在两个上腹板上进行焊接。组焊立梁时，采用同样的方法，先将侧盖板或立板平放在支撑底板上，再将两个下腹板分别放置在靠近腹板支撑件上的支撑面的位置，进行定位和焊接，随后进行筋板的焊接和另一个立板或者侧盖板的焊接。整个焊接过程中，人员只需在焊接之前对各个板件进行位置调整，焊接过程中无需人员对板件进行手扶使之保持位置，大大方便了定位和焊接。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：两排所述腹板支撑件中，其中一排的支撑面上连接有螺纹套，所述螺纹套内连接有螺柱，所述螺柱垂直贯穿所述支撑面设置。

通过采用上述技术方案，通过将螺柱在螺纹套内转动，可调节螺柱从支撑面上突出的长度。焊接时，根据不同规格的起重机上的悬臂的规格调整螺柱突出支撑面的长度，使得两个上腹板或下腹板分别靠在一侧的腹板支撑件的支撑面上和另一侧的腹板支撑件的螺柱端部，保证组成不同规格的悬臂的不同距离的上腹板或者下腹板均能被稳定的定位，实现对多种规格悬臂的焊接，装置的适应性更强。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：其中一排所述腹板支撑件的支撑面靠近所述支撑底板处设有变形口。

通过采用上述技术方案，焊接过程中，放置于支撑底板上的板材发生热变形时，可向一侧的变形口延展，防止放置于支撑底板上的板材没有足够的热涨空间而发生变形扭曲。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述S2和S3步骤中，焊接筋板时，所述筋板与所述横梁或立梁的其中一侧内壁之间留有1-2cm的缝隙。

通过采用上述技术方案，相邻两个筋板之间不会形成封闭的空间，焊接应力能够得到及时的释放，保证了焊接过程中的安全性，提高焊接精度，保证悬臂组装的质量。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述S5步骤中，在底座板焊接之前，首先使用手持式钻机在上腹板或下腹板上钻排气孔。

通过采用上述技术方案，由于焊接底座板之后，悬臂整体便形成了封闭的环境，因此焊接的过程中产生的大量热量难以及时排出，而设置了排气孔之后，最后的底座板和其余小件产生的焊接热量能够及时排出，保证了焊接过程中的安全性。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.悬臂整体为箱式结构，因此抗折、抗弯性能好；

2.悬臂的组焊误差小，变形小，焊接精度高；

3.对焊缝的保护较好，提高了悬臂的使用寿命；

4.悬臂焊接方便，定位准确快速，组焊效率高。

附图说明

图1是本发明实施例一披露的一种起重机悬臂结构的主视图。

图2是图1中A-A面的剖视示意图。

图3是图1中B-B面的剖视示意图。

图4是本发明实施例二披露的一种起重机悬臂结构的组装工艺流程图。

图5是实施例二中的组焊工装的结构示意图。

图6是组焊工装在组焊横梁时的状态示意图。

图中，1、横梁；11、上盖板；12、下盖板；13、上腹板；14、端板；15、筋板；2、立梁；21、侧盖板；22、立板；23、下腹板；3、排气孔；4、倒角板；5、底座板；6、加强筋；7、套筒；8、横梁连接板；9、组焊工装；91、支撑底板；92、腹板支撑件；93、螺纹套；94、螺柱；95、变形口。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一

参照图1、图2，本发明此实施例公开了一种起重机悬臂结构，包括由钢板焊接组成的横梁1和立梁2，悬臂整体呈L形，横梁1与立梁2在垂直于其长度方向上的截面均为中空的矩形，横梁1包括上盖板11、下盖板12和两块连接于上盖板11与下盖板12两侧的上腹板13及连接于横梁1远离立梁2一端的端板14，端板14将横梁1端部封闭。立梁2包括分别与上盖板11和下盖板12边缘焊接的侧盖板21和立板22，以及与两块上腹板13位于同一平面的下腹板23，上腹板13与下腹板23焊接连接，将整个的L形腹板分为上腹板13和下腹板23，上腹板13和下腹板23可以分别进行下料和焊接，而不用作为一个巨大的整体进行下料和焊接，因此在焊接过程中便于控制上腹板13和下腹板23的位置和角度，方便进行焊接操作的同时减小了焊接误差，保证了焊接完成后的悬臂精度和质量，同时，在下料的时候，上腹板13和下腹板23分别进行下料，各自的形状接近矩形，不会将毛坯板料分割成形状不规整的小边角料，减小了原材料的浪费。

参照图1，为了增强悬臂的稳定性，下盖板12与立板22之间连接有类三角形的横梁连接板8，横梁1连接板平行的设置有两块，使得横梁1可以承受更大的吊装力。

参照图1，上盖板11与侧盖板21之间连接有倾斜的倒角板4，倒角板4的设置将横梁1上的力通过钝角的形式传递到立梁2上，避免了上盖板11与侧盖板21直接接触时产生的交角过小而使得交角处产生应力集中，损坏横梁1与立梁2之间的连接结构；参照图2，立梁2底部连接有用于与悬梁连接平台连接的底座板5，底座板5大面积大于立梁2的截面尺寸，且立梁2四周与底座板5上表面之间设置有一圈三角形的加强筋6，加强筋6的设置使得立梁2与底座板5之间周圈连接的更加紧密。

参照图3，横梁1的截面矩形中，上盖板11和下盖板12的宽度大于两个上腹板13之间的距离，相应的，侧盖板21与立板22的宽度也大于两个下腹板23之间的距离，该设置与四块板的边缘相互焊接的结构相比，本实施例中的焊接结构使得悬臂在吊装重物时，上盖板11与下盖板12受到不同方向的力之后，对上盖板11、下盖板12与上腹板13之间的焊缝产生的力为挤压力而不是剪切力，从而保护了焊缝，提高了悬臂的使用寿命。

参照图1、图2、图3，为了使悬臂的立体结构的稳定性更强，受力后不容易发生变形，横梁1和立梁2内部沿垂直于其长度方向分别焊接有若干筋板15，为防止筋板15之间形成封闭的内部空间，导柱焊接组装的过程中，热量难以释放，每个筋板15与组成横梁1或立梁2的其中一个内壁之间设置有1-2cm的间隙，使得热量可以互相流通，保证焊接过程中的安全性和减少焊接变形。

另外，参照图1、图2，底座板5靠近横梁1一侧焊接有套筒7，套筒7轴向垂直于横梁1的长度方向。安装悬臂时，将底座板5连接于平台上，在套筒7内***转轴，将底座板5与平台之间铰接连接，当底座板5的连接出现松动或松脱时，悬臂整体绕转轴发生转动，横梁1远离立梁2的端部向下垂支撑于地面上，但悬臂不会发生倾倒，从而避免砸伤施工人员，减少了安全事故的发生。

本实施例中的悬臂整体为箱式结构，抗折、抗弯性能好，焊缝的稳定性强，悬臂的使用寿命更长。

实施例二

参照图4，本发明此实施例公开了一种用于组装实施例一中的起重机悬臂结构的组装工艺，包括如下步骤：

S1：下料：使用等离子切割或仿形切割技术将整块板料切割出悬臂各组成部分的板料形状，其中，上腹板13和下腹板23分开切割，其中大块板，包括上盖板11、下盖板12、上腹板13、下腹板23、侧盖板21、立板22和底座板5采用等离子切割机进行切割成型，小块板，如筋板15、加强筋6、端板14和倒角板4均采用方形切割机进行切割，套筒7采用成品钢管截断形成。下料完成后注意去除板料上的毛刺，打磨氧化皮。

S2：横梁1焊接：将上盖板11、下盖板12、两块上腹板13、端板14和若干筋板15拼焊形成一端开口的箱式结构的横梁1。

S3：立梁2焊接：将侧盖板21、立板22、两块下腹板23及若干筋板15拼焊形成两端开口的箱式结构的立梁2。

S4：横梁1、立梁2组焊：将横梁1与立梁2进行组焊，组焊时，立板22与下盖板12焊接，两块上腹板13与两块下腹板23之间分别进行对齐焊接，侧盖板21与上盖板11之间焊接有斜的倒角板4，倒角板4的四个边依次与上盖板11、上腹板13、侧盖板21、上腹板13进行焊接。焊接时，采用焊接平台进行辅助，平台上表面平整光滑，将横梁1和立梁2以同一侧的上腹板13和下腹板23朝下的方向放置在焊接平台上，将需要焊接的端部水平移动靠近，在焊接的端部正对时进行焊接。

S5：小件焊接：在立梁2远离横梁1的端部焊接底座板5、加强筋6和套筒7、在下盖板12与立板22之间焊接横梁连接板8，由于焊接底座板5之后，悬臂整体便形成了封闭的环境，因此焊接的过程中产生的大量热量难以及时排出，因此在底座板5焊接之前，人员首先使用手持式钻机在上腹板13或下腹板23上钻排气孔3，排气孔3的直径为3cm，设置了排气孔3之后，最后的底座板5和其余小件产生的焊接热量能够及时排出，保证了焊接过程中的安全性。

S6：清理：清理悬臂表面的焊渣和铁屑。

S7：探伤：对各个焊缝进行磁粉探伤。

其中，S2步骤和S3步骤使用组焊工装9进行组焊，参照图5、图6，组焊工装9包括支撑底板91和焊接于支撑底板91上的腹板支撑件92，为了节约成本，腹板支撑件92采用型钢，腹板支撑件92设有两排，两排腹板支撑件92的支撑面正对设置且均垂直于支撑底板91，两排腹板支撑件92中，其中一排的支撑面上连接有螺纹套93，螺纹套93内连接有螺柱94，螺柱94垂直贯穿支撑面设置，另一排腹板支撑件92的支撑面靠近支撑底板91处设置有变形口95。

横梁1在组焊时，先将上盖板11或者下盖板12平放在支撑底板91上，本申请中将上盖板11放置在支撑底板91上，然后将两个上腹板13分别靠在腹板支撑件92的支撑面上，当设计的上腹板13之间的尺寸小于两排腹板支撑件92的支撑面之间的尺寸时，可将螺柱94在螺纹套93内转动，使得螺柱94端部凸出支撑面，并将一块上腹板13靠在螺柱94端部组成的平面上，即一块上腹板13采用腹板支撑件92的支撑面定位，另一块上腹板13采用螺柱94端部进行定位，然后根据定位的位置，先采用点焊的方式将上盖板11和两块上腹板13分别进行焊接，每个焊缝位置的焊点间距为25-45mm之间，点焊之后检查位置无误后，将筋板15按照设计位置放入上盖板11和两块上腹板13组成的凵形结构中间，进行三面焊接，焊接后的筋板15的上侧面与上腹板13的上侧面之间具有1-2cm的间隙，如不符合要求，则在焊接前对筋板15进行手动打磨，焊接好筋板15之后，将两块上腹板13与上盖板11之间的焊缝进行整体拉焊；接着将下盖板12盖在两块上腹板13上方，调整好位置后，依旧采用先点焊定位，检查无误后，采用整体拉焊的方式进行焊接；最后，将端板14盖在横梁1的端部的设定位置，调整位置后进行直接焊接，从而完成横梁1的焊接。注意，若此步骤中，点焊之后检查板材之间的位置有误，则需要断开点焊部位，调整后重新焊接以保证焊接精度。

立梁2在焊接时，采用与横梁1相同的方式，只不过首先焊接的是侧盖板21和两块下腹板23，最后焊接立板22。

变形口95的设置使得焊接过程中，放置于支撑底板91上的板材发生热变形时，可向一侧的变形口95延展，防止放置于支撑底板91上的板材没有足够的热涨空间而发生变形扭曲。

本实施例中，所有的焊接均为二氧化碳保护焊，将整个的L形板件分为上腹板13和下腹板23，上腹板13和下腹板23可以分别进行下料和焊接，而不用作为一个巨大的整体进行下料和焊接，因此在焊接过程中便于控制上腹板13和下腹板23的位置和角度，方便进行焊接操作的同时减小了焊接误差，保证了焊接完成后的悬臂精度和质量，同时，在下料的时候，上腹板13和下腹板23分别进行下料，其形状接近矩形，不会将毛坯板料分割成形状不规整的小边角料，减小了原材料的浪费。将横梁1与立梁2作为两个接近立体矩形的单元进行分开拼焊后再进行组焊，最后的组焊对象相当于只有两个单元，即使整个悬臂的体积较大，也能够进行快速的定位和准确地焊接，焊接更加方便，准确度更高。分两次焊接后，单次焊接的应力较小，产生的焊接变形量更小，焊接之后，对悬臂进行清理，减小探伤过程中的误差，探伤后，对于焊接有问题的位置进行补焊，保证悬臂的最终焊接质量。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。