卷 筒 制 造

卷 筒 制 造

通 用 工 艺 要 点

(含筒体焊接工艺规程和卷筒装配工艺规程)

编制： 审查： 批准：

大连大起集团有限责任公司

工 艺 部

2000年8月

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目 录

工艺分析 1 卷筒筒体制造原则 卷筒技术要求 筒体外协下料原则 卷筒筒体制造工艺原则 卷筒组装配 3.1 技术要求

3.2 齿轮盘接手式卷筒装配要点 3.3 外齿轮式卷筒装配要点 短轴式花键轴卷筒制造要点

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6 6 7 8 14 14 15 16 17

1．工艺分析

伴随着起重机的发展，起重机卷筒的类型已多样化，但最常用卷筒主要有三种类型：齿轮盘式卷筒（见图一）、开式齿轮式卷筒（见图二）、短轴式卷筒（见图四）；其它卷筒是根据实际需要基于这三

图一齿轮盘式卷筒

图二开式齿轮卷筒

3 图 三

图五 短轴卷筒的其它形式图四 短轴式卷筒图四 短轴式卷筒种类型作了局部修改而成的，如:图三所示的轴是由图一、图二派生的长卷筒所用的轴，它解决了细长轴的锻造困难；图四、图五是短轴式卷筒的变化形式。由于公司体制的变化和专业重组，卷筒筒体毛坯是铸件和钢板卷焊件两种并存。但卷筒的几种装配形式不变。现阶段组织生产，铸件和锻件按大起生字（1997）36号文件执行；卷筒组除轴承、钢丝绳压板、螺栓、螺母、润滑等标准件外，其不同类型的卷筒拆分的零件主要有三种形式（见图六、图七、图八所示），图中的齿轮盘接手、开式齿轮、卷筒毂、轴承座等件为铸钢或铸铁件，其毛坯外协生产，制造按图样及工艺流程组织生产。

卷筒筒体既是卷筒组中的主要零件，也是评价卷筒质量的关键零件。以前我公司对于小吨位的筒体制造，因为铸造成本低，较经济, 采用铸铁件较多；对于细长卷筒或大吨位卷筒由于铸钢件可对接焊采用铸钢件较多。但铸件的铸造缺陷较多，不易保证卷筒的质量，且由于铸件毛坯的筒体机加工切削余量较大，现在

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我公司已很少采用。目前，国际上的起重机卷筒制造是以无缝钢管成品加工卷筒和钢板卷焊卷筒为主流。因为它消除了铸件生产对环境的污染，减少了毛坯生产的废品率，机加工切削成型快捷方便质量可靠而受到了起重机行业的广泛采纳。我公司的卷筒制造目前也在向国际化生产靠拢，卷筒生产越来越多地采用钢板卷焊筒体 (无缝钢管我国的生产规格不全，采用较少) ，为了更好的保证卷筒的制造质量，并根据我公司目前生产情况，特编制本工艺要点，对卷筒的主要零件生产及关键工序控制做了详细说明。本工艺要点中未提及的零件按图样及工艺流程组织生产。

齿轮盘接手筒体卷筒毂轴承座轴 图 六 通盖通盖 图 七

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法兰盘 卷筒 圆盘 圆盘 卷筒联轴器 通盖 通盖轴 轴承联接 盘 图 八

2. 卷筒筒体制造原则

2.1 卷筒技术要求

2.1.1卷焊、铸钢筒体可分段制作，接长焊接坡口型式有两种，如图 九所示, 铸钢筒体采用a)图较多，钢板卷焊筒体采用b)图较多。

￠￠探伤区域筒体探伤区域筒体 衬圈衬圈 图 九 2.1.2 钢板卷焊筒体在周长方向上可用整板卷制也可分两瓣压制，纵 向焊缝之间应错位，错位角度应大于等于45 度。如图十所示。 2.1.3 外协卷制筒体其内径椭圆度误差（即长、短直径之差）小于等

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于4毫米；检测分四个位置如图十一所示 。

图 十

图十一

2.2 筒体外协下料原则：

2.2.1当卷筒长度L＞1600毫米，直径φ≤500毫米或500毫米＜φ ＜1100毫米时，筒体一般分为两瓣压制，滚压入头量见图十

二：

筒长 L＜1.5米滚 压 入 头 量等于（1.8－2）δ滚压入头量卷筒周长下料尺寸加两个滚压入头量图十二 图十三 2.2.2其余筒体按整板进行卷制（滚制或压制），滚压入头量按 2（1.8~2）δ留取。见图十三。

2.2.3 具体下料部门在下料前应与生产处外协科进行联系，因为不同

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外协厂家下料原则不同。

2.2.4 长筒体分节下料时，必须 按产品合同号用彩笔编 号，方法如图十四所示。

2.2.5 长筒体分节下料时，其每 节筒体下料留量如图十五 所示，四节以上筒体，每 增加一节，筒体总留量增 加25毫米 。

图十五 ×××－1筒 节 编 号×××－2×××－3×××－4产 品 合 同 号 图十四 2.2.6 筒体内外直径留量见图十六， 即筒体内径D内减去5~6毫 米留量，外径D外加7~12毫 米，筒体下料实际板厚为： 5～－内D6D外+7～12 δ+6~10(毫米)（δ为筒体壁 厚名义尺寸）；一般情况下， 两节筒体选下限值，多于两 图十六 D内－卷筒内径名义尺寸D外－卷筒内径名义尺寸 8

节筒体时选上限值。

2.2.7 每段筒体长度下料允许误差为0~4毫米；每段筒体周长下 料允许误差为－5~＋5毫米； 2.3 卷筒筒体制造工艺原则： 2.3 .1筒体工艺流程：

板材下料→外协滚制筒体并焊接纵向焊缝→检验筒体纵向焊 缝及几何尺寸（直径、长度、内径椭圆度公差等），对于大直 径筒体按工艺规程加焊工艺拉筋→机加工筒体环形坡口，对 工艺有要求粗加工筒体外圆的要加工其外圆→筒体接长焊接 (即环缝焊接）。对于筒体两端需加焊工艺拉筋的按工艺规程规

定执行，并检验环缝焊接质量及机加工余量→筒体长度定尺 加工及两端止口或坡口加工→焊接筒体端部法兰板、轴、内 支承圈等。 2.3.2 备料

按前述2.2项工艺规定执行，需注意的是：当板材长度不足 周长尺寸时，应按图十七接板。 板接口卷筒周长展开长度板宽 图十七 a 筒体周长接板 接头错位小于等于2毫米, 板边与板纵向中心线应垂直，允许误 差为2毫米(见示意图十七)。 b筒体周长接板焊接 — 采用埋弧焊时，焊接规范见焊接工艺守则。

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δδ — 采用CO2气体保护焊时，焊接规范按本工艺规定执行。 — 接板正面焊接后，背面焊缝根部要用碳弧气刨清根后再进行 焊接。

— 焊缝加固高不得超过0~2毫米。 伤结果分

级》B级中的Ⅱ级标准进行探伤检查。

c外协滚制筒体时，一般情况下纵向坡口的成形和焊接由外协单位 实施；对于较大直径筒体滚压时无入头量的纵向坡口由下料部门 开成X坡口。此点具体实施时，应与生产外协科协商。 2.3.3外协筒体圆度检查应符合本工艺2.1.3之规定。筒体在发机械 制造厂前，对于筒体直径φ≥1800毫米的筒体，需按图十八 加焊工艺拉筋。 180×70×9－(L＝φ)焊后按GB11345– 89《钢焊缝手工超声波探伤方法和探

-30×100×100H＋50H＋50（H－卷筒止口深度尺寸含机加工余量）图十八 2.3.4筒体环缝坡口加工 机械制造厂以筒体内径为基准，按图九加工环形坡口；中间段

每节筒体加工后，应按图样长度增加5毫米留量。两端的筒体 段加工环形坡口后，保留原有长度量。长度大于5米以上的筒 体或分段数大于3段以上筒体，加工环形坡口的同时应粗加工 筒体外圆，便于保证筒体接长后的直线度要求。加工后筒体外

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φ 圆直径留6~7毫米的加工余量。 2.3.5筒体接长焊接

按图十九所示，利用专用转胎装配焊接筒体。具体步骤如下： A 筒体装配

a. 在转胎上（工装I6J306），进行筒体对接装配。 图十九 图十九 b. 筒体对接时，在筒体外部环缝坡口处应用平直角钢或槽钢对筒体 进行定位焊，使筒体直线度小于等于3毫米，接头错位小于等于 1.5毫米；（见图二十） 卷筒对正加强角钢100×100 图二十 图二十一 c. 按图样要求焊接筒体内部环缝坡口处的衬圈，衬圈尺寸见图二十 一。工艺材料定额科给出衬圈的材料定额。 d. 装焊衬圈时，衬圈与筒体要紧密贴合，其间隙小于等于1毫米， 衬圈两边按图样要求焊接。

e. 为了安全吊运，筒体内部每道环焊缝处焊三根加强角钢，规格为： L100 ×100，长400~600毫米，工艺材料定额科给出加强角钢的 材料定额。（见图十九所示 ）。

f. 将钢丝绳串入卷筒内，吊卷筒稳起稳落于转胎上，注意筒体环焊

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φ 缝与转胎上的胶皮轮的距离要大于300毫米以上。以防焊接过程 中胶皮轮受热脱胶。 C 筒体焊接

a. 采用CO2气体保护焊接，焊丝材质为H08Mn2Si A，焊丝直径为 φ＝4毫米。 b. 焊前准备

— 按要求调整好载人焊车的位置；

— 开放CO2气阀，检查CO2气路是否畅通无阻； — 点动转胎检查工件运转是否正常；

— 开动送丝机构检查是否正常，并将焊机导电嘴处涂上防堵剂。 c. 焊接工艺规范

— 焊机导电嘴按顺弧位置放好见图二十二。 图二十二

— 第一层焊缝：焊丝位置正对焊缝，如图二十三所示。

焊丝焊机焊机导电嘴位置导电嘴号数 长 度 (米米) 适用板厚 (米米) 65~75 1 表 一 2 50 3 44 4 38 5 32 56 筒体旋转方向40~50 30~40 10~20

筒体导电嘴 图二十三 图二十四

电流I=450~520A, 电压U=29~31V，焊接速度V≈760毫米/分 气体流量约为4米2/小时， 送丝速度约为1.3米/分 — 第二层焊缝：焊丝位置稍偏移焊缝中心，如图二十四所示。

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— 第三层焊缝：焊丝位置移到焊缝另一侧。焊接规范同第一层焊缝。— 第四、第五层焊缝：焊接规范同第二、第三层焊缝。 — 第六~第九层焊缝焊接规范如下：

电流I=540~600A, 电压U=32~34V， 焊接速度V≈520毫米/分 气体流量约为4米2/小时， 送丝速度约为1.6米/分 — 后续各层焊缝工艺规范如下：

电流I=600~700A, 电压U=36~40V， 焊接速度V≈420毫米/分 气体流量约为4米必须注意：

1) 根据卷筒厚度的不同，初焊时导电嘴长度应按表一选用。 在焊接过程中随着焊肉的增加，坡口深度的减小，可根据 使用情况更换较短的导电嘴。在焊接过程中应随时检查焊 接质量，如有问题应立即用气刨刨去焊肉重焊，刨去的部 位允许电焊条手把补焊。

2) 焊接时应随时注意检查CO2气路流动情况，发现问题及时解决。以免损坏机头或造成焊接返修。

3) 焊完后按GB11345– 89《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》B级中的Ⅱ级标准进行探伤。

d. 筒体装配时，要割掉筒体对接处的工艺拉筋，保留卷筒两端的工 艺拉筋，筒体接长焊后发机械制造厂进行机加工。 2.3.5 筒体两端止口机加工原则：

有工艺拉筋的筒体以工艺拉筋上的中心孔为基准找正夹紧工 件，工艺拉筋的筒体以内圆找正。车端面至图样尺寸精度及粗 糙度；车长、短止口至尺寸精度及粗糙度；短轴式卷筒的筒体 长度车削时，应在筒体长度名义尺寸上增加2~5毫米留量(即 焊接收缩量)，齿轮盘接手式卷筒、开式齿轮式卷筒的筒体接 长后，其机加工要求按照机械加工典型工艺规程执行。(图二 十五所示的L、L1、a、b值见典型机加工工艺卡片)

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/小时， 送丝速度约为1.8米/

图二十五

2.3.6筒体端部堵头板装配焊接

a. 按图将两端堵头板装配到筒体内，堵头板必须和筒体止口靠严后 方可点焊，见图二十六所示。 图二十六 b. 点焊筒体堵头板及焊接堵头板，采用气体保护焊焊接。 c. 焊接筒体内部焊缝。为了避免发生焊接裂纹，焊接时要分4~5段 进行焊接。 d. 将卷筒立起竖直放平稳，焊接坡口处焊缝，需两人以上同时分段 焊接，一般分4~5段进行焊接。每层焊缝接头要错开。 e. 将卷筒翻个180度，焊接另一堵头，焊接方法同上。 注：焊接两堵头焊缝时，也可将筒体放在转胎上进行焊接。 f. 焊前用氧乙炔火焰进行予热，温度150~200℃。 g. 卷筒焊接后，要进行退火消除应力处理。

2.3.7 机械制造厂按卷筒图样加工绳槽或其它加工部位，对于有配 钻要求的部位，机加工部门应打上标记，机加工后卷筒发起

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堵 头法兰板 重机总装厂进行卷筒组装配。

3. 卷筒组装配

3.1 技术要求：

3.1.1 键与轴、毂的配合应符合GB1095~1096之规定。 3.1.2 卷筒组内表面装配前要涂一遍底漆。

3.1.3 卷筒和卷筒毂或开式齿轮或齿轮盘接手拆开时应注意各件在机 加工时配钻孔、面所打的标记，不可互换。 3.1.4 轴承采用热装，加热温度不超过100℃。

3.1.5 卷筒组若带有限位开关，安装时可在小车总装时完成。(如图 二十七所示)

图二十七 3.2 齿轮盘接手式卷筒装配要点(装配图见图一) 3.2.1 把卷筒毂和齿轮盘接手拆下清理铁屑，倒毛刺。 3.2.2 卷筒各件的非加工表面按涂装工艺规程涂漆。

3.2.3 卷筒轴配键并检查轴孔配合尺寸符合图样要求后方可装配。 3.2.4 装配卷筒毂，把固定螺栓。

3.2.5 装配卷筒轴，加胎垫打靠 (见图二十八) 。装配时用套筒平衡 杆套在卷筒轴上，吊起平衡杆进行装配。

15 限位开关安装轴卷筒卷筒毂

图二十八

3.2.6 按拆开时的标记将齿轮盘接手装配到卷筒相应止口上，把上 固定螺栓。

3.2.7 装上轴套，注意不要反向。

3.2.8 把加热好的滚动轴承分别套装到卷筒轴的两端。 3.2.9 待轴承冷却到常温后，给轴承空间填充干油。 3.2.9 把紧轴承压板、止动垫和圆螺母等件。 3.2.10 打开轴承座清除污物后，装于卷筒轴上。 3.2.12按图样要求钻铰卷筒钢丝绳压板螺栓孔。 3.2.13装配丝对，压板、螺母等件。

3.3 开式齿轮式卷筒装配要点(装配图见图二) 3.3.1 将卷筒毂用螺钉紧固在卷筒上。

3.3.2 把卷筒与卷筒毂的连接部件吊放到地井里，用枕木垫稳，高度 要适宜。(见图二十九所示)

图二十九

3.3.3 卷筒各件非加工表面按涂装工艺规程涂漆。

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齿轮标记地井卷筒毂螺栓轴卷筒枕木螺栓 3.3.4 对中卷筒毂轴孔，吊装卷筒轴入头打靠。再在轴上配装键。 3.3.5 安装齿轮。注意对正精制螺栓孔配钻标记。 3.3.6 打入衬套，把紧联接螺栓。

3.3.7 将上述部件从地井中吊出,水平放平稳。

3.3.8 在两端轴承座处装上轴套、通盖，注意装配方向准确。 3.3.9 轴承采用热装，加热温度不超过100℃。

3.3.10 待轴承冷却到常温后，给轴承空间填充进一步说干油，把上 圆螺母及端盖等其它零件，使之成为完整的卷筒组部件。 4. 短轴花键轴式卷筒制造要点

短轴花键轴式卷筒是DSQD新系列专用卷筒，它的制造与前述卷 筒制造有所不同，制造中应注意工艺规定。 4.1钢板焊接卷筒制造同前述2.3 相关部分；筒体由机械制造 厂按卷筒图样加工绳槽等部 位。

4.2减速器厂将渐开线花键轴用 滚刀滚出后，按工序要求进 行转序(或通用厂或重型厂)。

转序时，花键轴要套筒进行 图三十 保护，以防损坏花键轴。(见 图三十)

4.3按工序要求由通用厂或重型厂对法兰板和花键轴施焊时，要保证 轴与法兰板垂直性。

4.4转机械制造厂加工法兰板，以花键轴为基准，车削法兰板至图样 尺寸精度要求 。

保护套检测表安全枕木17

图三十一

4.5在机械制造厂，将筒体和法兰板部件上机床并以法兰板上的短轴 找正，使之各相关件达到同心要求，且保证花键轴径向跳动小于 等于0.2毫米后，机械制造厂将筒体和法兰板部件点焊到一起。(见 图三十一)

4.6按工序要求转序到通用厂或重型厂完成筒与堵头板腰缝的焊接, 然后发总装厂进行卷筒组装配。

4.7总装厂在进行卷筒组装配时，卷筒两端装上轴承座后应首先检查 花键轴的径向跳动是否小于等于0.2毫米，不符合要求时，应通 知通用厂或重型厂进行火焰矫正。符合要求后再进行卷筒组的其 它装配工作。 4.8 卷筒组装配

4.8.1 按图样钻铰钢丝绳压板螺栓孔

4.8.2 清洗卷筒轴及轴承座装配表面，棱边修光滑。

4.8.3 将轴承镶装到轴承座中，需要在轴承座套装前装入卷筒轴上的 零件(如隔套、油封等)事先按顺序装配到轴上。

4.8.4 在卷筒轴上套装轴承座并装配其它零件。当轴承与轴在轴端装 配时，轴承可热装，温度不超过100℃。当轴承与阶梯形长轴 装配时，轴承需用套筒打胎进行安装。注意保护花键轴。 4.8.5将带有轴承座的卷筒吊放到轴承座支承上，把上螺栓。转动卷 筒用表检测花键轴的径向跳动是否小于等于0.2毫米，不符合 要求时，应通知通用厂或重型厂进行火焰矫正。符合要求后再 进行减速器装配。

4.8.6 卷筒带有限位开关时，待小车总装时再装限位开关。

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