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关于中钢监理工作中钢结构设计和制造合理化倡议和技术改善大纲

收藏本文 2024-02-08 点赞:26160 浏览:111748 作者:网友投稿原创标记本站原创

【摘 要】 监理工作依赖图纸设计、技术协议、实施细则、制作工艺等文件指导,结合监理自身协调能力使项目进度、质量、安全、费用控制等方面均能有所提高。工作中监理应从实际出发结合理论与法规对项目过程进行监控,提出合理化建议并积累工作中经验。在监理工作6年中与现场施工人员沟通并学习,对钢结构设计与制造过程中一些问题的解决有了一些心得。
【关键词】 卸船机卷筒 台车组 翻车机 副起升机构 堆取料机料斗装置 螺纹加工 回转钢结构焊接工艺 钢轨焊接 料斗曲面封头 双梁桥式起重机 主梁 装配焊接 质量控制 优化设计

1 卸船机卷筒优化设计

卷筒是港机产品的核心零部件,以卸船机为例一般有5个,就目前卷筒制造来说存在以下问题:(1)卷筒壁厚较厚,2500t/h卸船机壁厚即为70mm以上,对设备需求严格;(2)筒体与法兰之间焊缝坡口过大,深度约50mm,焊接及烤修工作量较大;(3)坡口形式单

一、对实际生产限制较大。

建议(改进)措施及效果:(1)板厚更改选用系数,按照FEM选用低系数,卷筒板厚从1.0Φ改为0.8Φ(Φ为钢丝绳直径);(2)筒体与法兰焊缝在满足计算的前提下尽量减少坡口深度,降低焊接造成的应力集中,减少因坡口过大导致增加的焊接量和矫形量;(3)筒体对接焊缝坡口形式由工艺结合现场制造条件确定,要求图纸仅做出UT100%探伤要求,避免用户与监理提出与图纸不符的疑问。

2 大车走行机构台车组优化设计

某起重机大车运行机构驱动台车优化前的车轮间距为1500mm,轮距较大,就本台车轮压情况,此轮距过大将造成台车架重量增加。
建议(改进)措施及效果:在优化设计的过程中,通过对承轨梁集中载荷和均布载荷的计算,将台车组中车轮间距由1500mm缩小为800mm,能够满足承轨梁的压力要求,使台车组构造更为合理,有效降低了台车架重量。

3 FZ2-5双车翻车机优化设计

FZ2-5型C形双车翻车机中每个端环含有26块齿块,A120进口钢轨长2

7.65m,缓冲装置一直选用进口产品,存在端环齿块布置不合理、缓冲器偏高的问题。

建议(改进)措施及效果:在保证设备正常使用和安全的前提下,通过设计计算分析,当翻车机翻转到最大角度175度的时候,原翻车机每个

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端环齿块数量多出一块,钢轨多出1米。通过合理布置齿块数量,每套翻车机可节约2块齿块和2米A120进口钢轨,并在无特殊要求和保证设备安全性能前提下,通过选用国产缓冲器,减少制造和采购成本。

4 大吨位桥式起重机副起升小车起升机构优化

低净空大吨位桥式起重机(160-800t)副起升机构卷筒支承座安装在两端行走梁上,该起升卷筒组的设计长度与小车轨距的大小有关,由于起重量和倍率匹配性,卷筒两端很大区域是无绳区,卷筒的利用率相对较低,势必造成很大浪费,由于机构布置需要,与之相配的吊钩滑轮组重量相对较重,成本较高。
建议(改进)措施及效果:通过对副起升机构合理布置,才用DHQD08系列起升模块应用在副起升机构上,将卷筒支承座安装在附加支撑梁上,卷筒的长度不必根据小车轨距的大小设计,减少卷筒两端无绳区,有效利用率得到提高,同时,与之匹配的吊钩滑轮组重量也大大降低,降低制造和采购成本。

5 堆取料机料斗装置结构改进

以一堆取料机斗轮装置为例,设计有9个料斗装配在斗轮体上,随斗轮体转动。设计结构每个料斗三边立板与圆弧挡料板直接接触,料斗三边立板与圆弧挡料板间隙要求3-7mm。在实际制造过程中,该结构的料斗只能三边立板留量,料斗装配在斗轮体上,以斗轮体回转心为基准,10米立车加工9个料斗三边立板成品。这种结构的缺点:(1)制作成本高;(2)料斗互换性差,现场更换料斗困难;(3)间隙无法调整,造成料斗现场长时间使用磨损后料斗与圆弧挡料板间隙加大造成漏料。
建议(改进)措施及效果:在每个料斗三边立板下部增加3组调整裙板,裙板上加工长孔用以调整与圆弧挡料板间隙,既减少制造成本又满足现场料斗与圆弧挡料板间隙可调整。

6 改进螺纹加工法

螺纹切削常用“径向进刀法”,对于大螺距螺纹会因“双侧”吃刀造成切削力过大产生振刀现象,影响产品质量。
建议(改进)措施及效果:采用“斜向进刀法”并编制相应数控程序从而实现刀具“单侧”吃刀,降低了切削力。(该法在加工梯形螺纹Tr80X8LH-7h及65/8REG石油钻杆接头螺纹取得良好效果)

7 堆料机回转钢结构焊接工艺改进

某港堆料机回转钢结构技术要求第三条“件号12、13、14、16允许接料一次,接料处焊缝应与主焊缝错开300mm以上,并按第一条进行超声波探伤检测”。在技术准备过程中,发现其中件号13、16为大型的圆弧件,形状比较特殊,如果允许一次接料,件号13、16经排料后的尺寸为22×3600×10150mm,每台2张,超过备料能采购到的常规尺寸,即使按此采购,采购周期长而且造成材料浪费,3台份消耗重为3

7.86t。

建议(改进)措施及效果:与设计沟通更改技术要求,将件13、16改为4×1接料,这样虽然增加了焊缝数量,但是通过探伤来保证焊接质量。排料后,件号13、16经排料后的尺寸为22×2200×11400mm,每台1张,22×2400×10600mm,每台1张,尺寸在备料采购钢板尺寸范围内,缩短了采购周期并节省材料1

1.68T。

8 钢轨焊接定位方法的改进
岸边集装箱起重机、桥式抓斗卸船机等港口机械小车轨道均由单根成品轨道焊接而成,由于小车运行速度较快,约240m/min,且工作频繁,工作级别M8。因此,只有小车轨道踏面顺滑才能保证小车平稳运行。目前,小车轨道焊接是通过预制反变形,利用焊接收缩实现轨道平直。但由于环境、操作等差异性,导致预制的反变形量与焊接收缩量不等,接长后接口处直线度超差或错位,需烤火、长肉、打磨修理,焊接处易产生裂纹或接口处硬度降低;有时小车运行至钢轨接口处会发生巨响和振动,还会使轨道接口处出现断裂情况,影响设备的使用性能。 建议(改进)措施及效果:现在在轨道接长时,根据轨道外形尺寸制作轨道焊接定位工装,将轨道摆放在平台上,根据技术要求调整好直线度,然后用工装进行固定,复检接口处直线度后进行焊接。经试验检测,轨道接口处直线度满足公差要求,消除轨道焊接后火工矫正、补焊、打磨工作量,避免因火工矫正造成的轨道裂纹与硬度降低问题,提高焊接质量。
9 斗轮取料机料斗曲面封头改进
斗轮取料机中料斗多炜弯变为曲面封头,需制作和准备相应胎具和设备,放样下料繁琐。
建议(改进)措施及效果:与设计和用户联系改为搭接焊接方式,同样满足使用要求。
10 双梁桥式起重机主梁装配焊接质量优化工艺
双梁桥式起重机(以下简称桥机)由桥架、大车运行机构、小车和电器设备等部分组成。桥架是起重机的主要部件,它由2根箱形主梁、端梁和2主梁外侧的走台组成,箱形主梁跨度大,技术要求严格,焊接变形复杂,要保证桥架的制造质量,必须保证箱形主梁的装配焊接质量。下面以起重量20/5t,跨度28.5m的起重机箱形主梁为例,介绍在制造过程中,箱形主梁的装配焊接质量控制的方法。
10.1 主梁结构
如图1所示,主梁由上、下盖板1和2、腹板3、长短筋板4和5组成,长筋板的下端与下盖板之间留有一定的间隙(5mm),以便主梁工作时能自由地向下弯曲。
10.2 主梁制造的主要技术条件
(1)保证桥架跨中上拱度F=(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,要求单个主梁装配焊接后尚未与端梁、走台、栏杆等部件组装前应具有的上拱度(称为单梁上拱度)F1>F(F为桥架上拱度、F1为单梁上拱度、S为主梁跨度)。因为单梁在与端梁组成桥架以后,再组装走台、轨道等,焊接变形会使桥架上拱度下降,故使单梁上拱度F1比桥架上拱度F稍大一些。具体数据根据起重机的起重量和跨度确定。当起重量为20/5t,跨度为28.5m时,F=25.65~39.9mm,根据经验,选

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F1=42±2mm。
(2)保证桥架装备后主梁的直线度:主梁在水平方向产生的旁弯(Gn≤50t时,只能向走台侧凸曲)f≤S1/2000当S=28.5m时,f=11.5mm。(S1为两端始于第1块大筋板的实测长度,在离上翼缘板约100mm的大筋板处测)。
(3)主梁腹板的局部平面度:以1m平尺检测,在离受压区上翼缘板H/3的区域内≤0.75δ(4.5mm),其余区域(受拉区)≤

1.25δ(7.5mm)。

(4)箱形梁上翼缘板的水平偏斜值:c≤B/200=3mm。(在长筋板或节点处测量)。
(5)箱形梁腹板的垂直偏斜值:h≤H/200=

7.75mm。

(6)上拱度应圆滑。同一台起重机的2个主梁,各相同位置断面拱度差小于3mm,整个梁的上拱度应是圆滑的,基本符合抛物线特性。
10.3 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,这些焊接变形的控制是箱形主梁装配焊接工艺的关键。
10.4 主梁的装配焊接
10.

4.1 上下盖板、腹板、筋板的装配注意事项

(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(71.25mm),对下盖板为1.5S/1000(42.75mm),对腹板为2S/1000(57mm);
(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200mm;
(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。当起重量为15~20t时,可按S/400选取,但对不同规格的起重机该值应做相应调整,同一根主梁的2块腹板在拼焊下料后,其上拱度值基本一致,起重量20/5t,跨度28.5m的主梁,腹板预制上拱度为71mm;
(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。
10.

4.2 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2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2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2块腹板,腹板与盖板对好跨度中心后,将2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2~4m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1mm,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。 10.

4.3 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。
(1)焊接前,将主梁无走台侧朝下放在胎架上(图2),在梁的中段加垫,

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垫高20~30mm;
(2)断续焊缝应在焊前就划好位置,断续焊缝的端部正好是非焊段时,应焊上至少为焊段长度1/2的焊缝;
(3)焊接筋板与腹板间的焊缝时,焊工应对称均匀分布,从中间向两端进行焊接;
(4)焊好一面后,将焊件翻转180度,主梁两端垫起,2垫距离根据旁弯的大小来调整。若旁弯过大则缩小支点间距离,若旁弯过小则加大支点间距离;
(5)一根主梁的两侧焊缝应尽量不间断地一次焊完,间隙时间不超过1h。主梁焊完后,两端垫起中间悬空放置,2垫支点距离一般为0.8S(2

2.8m)。

10.

4.4 主梁成形(下盖板装配)

下盖板装配是主梁装配焊接的重要工序,关系到主梁的最后成形质量,在下盖板装配定位焊过程中,必须随时检查梁的水平、扭曲、腹板垂直度等情况,并严格控制,做好记录,边检查边调整,边装配定位焊,确保装配质量。
(1)将焊好的下盖板用垫铁垫起,并在下盖上划主梁位置线;
(2)把主梁吊到下盖板上,跨度中心线找正对齐;
(3)用水准仪检查主梁上拱度,上拱度应从中间向两端级减少,基本符合抛物线状。如上拱度不符合要求,应用火焰矫正法加以调整;
(4)当上拱度、水平度和扭曲等调整达到要求后,装配定位焊下盖板,从主梁中间向两端部两面同时进行定位焊接。腹板与盖板的间隙不大于1mm,腹板与下盖板的错位不大于2mm,定位焊缝长40~60mm,焊脚尺寸小于等于4mm,定位焊间距300~400mm。
10.5 主梁腰缝的焊接
(1)将主梁放置于具有45&角的自动焊专用焊架上(见图3),一般是将2胎架放在主梁两端,但也可以根据上拱度、旁弯等情况适当调整2胎架之间的距离。
(2)采用埋弧自动焊焊接,焊接材料为焊丝H08A,焊剂HJ431。
(3)焊接顺序:原则上是先焊下盖板角焊缝,后焊上盖板角焊缝,先焊无走台侧角焊缝,后焊有走台侧角焊缝,即1-2-3-4;但当上拱度过大时焊接顺序为3-4-1-2;当旁弯过大时,应为2-1-4-3;当上拱度、旁弯都过大时,应为4-3-2-1。
10.6 主梁焊接变形的矫正
(1)将同一台起重机的2个主梁旁弯向外放在平台架上,检查上拱度、波浪、高低差等。如不符合要求时,可采取火焰矫正法或配合压重等方法进行矫正。火焰矫正的加热温度一般为600℃~800℃。如果箱形梁同时有上拱度、旁弯、扭曲等3种不符合要求的变形,一般先矫正扭曲,再矫正上拱度,最后矫正旁弯变形。
(2)上拱度的矫正:梁的整个长度方向上上拱度都不足时,可在下盖板的长筋板处横向布置几处带状加热面,使主梁下部产生热压缩塑性变形而收缩,增加上拱度。为了避免因下盖板收缩而加剧腹板的波浪变形,在每一处的带状加热完成后,随即在其两侧腹板上布置三角形加热面,三角形加热面宽度e=60~100mm,高度h=150~200mm,但h不得大于腹板高度H的1/4(h<1/4H,加热面尺寸可根据实际情况进行调整,梁的局部上拱度不足时,可用上述方法局部加热,梁的上拱度过大时,同时用上述方法矫正。2梁高低差过大时(大于3mm)可按单梁上拱度过大或过小进行处理。)
(3)旁弯的矫正:通常采用火焰矫正法对不合格的旁弯进行矫正。矫正时加热面布置在主梁上部筋板位置处,并且在主梁凸弯的相反一侧,在上盖板和腹板上都布置三角形加热面,三角形底边长度e=60~100mm,在腹板上的三角形高度h为腹板高度H的1/5,在盖板上三角形高度b可为盖板宽度B的1/5~1/4,即b=(1/5~1/4)B,加热面尺寸可根据旁弯情况进行调整。
(4)扭曲的矫正:可采用矫正上拱度和旁弯的2项矫正方法,配合起来达到矫正扭曲的效果。
(5)波浪的矫正:波浪变形一般产生在腹板中部和下部,无走台侧更严重一些,通常采用火焰矫正法进行矫正。
综上所述为本人在工作中对钢结构设计与制造方面合理建议与技术改进所作的一些赘述。

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