長箱型結構件焊接用簡易滾輪架的設計與應用

內蒙古一機集團大地工程機械有限公司 （包頭 014032） 李 闖 李 銳 史元成 忻世吉

1. 概述

推桿作為推土機工作裝置（推土鏟）與主機連接的重要裝置，其外形呈長條箱狀，長度因機型不同略有差異，TY230推桿縱向全長3055mm，TSY230推桿縱向全長3205mm，相差150mm，重量均為350kg左右（基本結構見圖1、圖2）。雖然焊接工作量不大，但長期以來該結構件的焊接效率卻很低，焊接工作量不足1h，而完成單件焊接、清理工作卻往往需要半天時間，造成如此被動局面。

主要原因有以下幾點：

（1）焊縫分布分散，沿筒形四面均有焊縫（焊縫分布見圖1、圖2）。要保證焊接質量，所有焊縫應在水平位置焊接，這樣結構件至少需要三次翻轉，同樣焊后清理也要重復翻轉。

（2）該結構件較重，無法人工手動翻轉，必須有吊車配合才能完成。如果生產現場無懸臂吊或龍門吊等設備，時間都消耗在等橋吊上，時間浪費相當嚴重。

綜上所述，解決推桿焊接翻轉耗時耗力成為提高推桿生產效率的關鍵所在。

2. 設計思路

通常，罐體、管道、筒狀結構件的廠內焊接都實現了半自動化，基本上都是利用電動機帶動焊接滾輪架完成自動定速、旋轉焊接，既保證了焊接質輪與工件間的摩擦力，帶動焊件旋轉的變位機械，國內外生產廠家都已形成規模化、系列化生產，一般情況下配合焊接機器人使用，還可根據用戶需求特定制造。但滿足使用滾輪架的前提必須是結構件截面外形呈圓形，而推桿橫截面呈長方形，屬不規則形狀，在焊接滾輪架上難以完成周圈回轉動作。

圖 1 TY230型推土機推桿結構及焊縫布置

圖2 TSY230型推土機推桿結構（零部件、焊縫布置與圖1相似）

雖然焊接推桿直接使用焊接滾輪架的條件不具備，但仍給我們尋求解決方法提供了可借鑒的思路。既然推桿橫截面不是圓形，我們可以利用其他輔助裝置使其外形符合滾輪架的使用要求。該輔助裝置應滿足以下要求：第一，應具備足夠的剛度，滿足長期使用及拆卸頻繁不致使其變形的要求；第二，外形應呈標準圓形，可帶動推桿在滾輪架上完成圓滿的圓周運動；第三，裝卸結構件必須簡單方便，滿足批量生產要求。

根據實際使用要求，新實用焊接滾輪架的設計遵循簡單、節約、制造使用方便的原則，不區分主、從動輪，只選取基本的支架及滾輪結構，省去電動機帶動。

3. 具體結構設計

因為推桿右端有可供裝夾用的零件（托架），那么我們利用該零件實現右端裝夾。左側根據箱型梁截面形狀，設計專用滾圈（見圖3），將推桿按圖示位置裝入滾圈及右側裝夾座上（見圖4），完成夾緊工作后（總裝配圖見圖5），焊完一面翻轉90°，三次翻轉后即可完成焊接工作。清理打磨工作按上述方法執行。

圖3 滾圈部位結構裝夾示意

圖4 右側夾座結構裝夾示意

圖5 滾輪架整體使用示意

翻轉時只需使用撬棍等簡單工具即可實現360°任意旋轉，省力省時。

4. 結語

根據統計，新設計的焊接輔助裝備投入使用后，裝夾簡單快捷，使得主要工作全部集中在焊接和打磨清理上，提高了推桿焊接效率60%以上，操作者不再為反復翻轉構件空耗時間。同時，該裝置投資小，維護簡單，此經驗同樣可以應用到其他長箱型結構件（如臺車架箱型梁等）的焊接生產上。