專利名稱：一種大噸位組合型吊鉤制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大噸位組合型吊鉤制造方法，屬于機(jī)械制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
大噸位吊鉤一般是指起重量大于500噸的非標(biāo)準(zhǔn)吊鉤。吊鉤是起 重設(shè)備的承載部件，通過吊掛在其上的起重鋼索吊裝重物，將起重載 荷傳遞到起重設(shè)備上。吊鉤主要由吊桿、鉤身、鉤尖三部分構(gòu)成，其 中鉤身是吊鉤的承載部分，重物通過吊掛在鉤身上的鋼索將起重載荷 作用到吊鉤上；吊桿是吊鉤的載荷傳遞部分，作用在鉤身上的起重載 荷通過吊桿傳遞到起重設(shè)備上；鉤尖是吊鉤的非承載部分，主要是為 了防止起重鋼索在吊掛過程中意外脫出。為滿足吊鉤的承載要求，國 家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定吊鉤制造必須通過鍛造工藝進(jìn)行加工，利用鍛造過程中的 塑性變形改善吊鉤的內(nèi)部組織和性能，確保吊鉤的機(jī)械性能滿足強(qiáng)度 要求。
按所用加工工具的不同，鍛造可以分為自由鍛和模鍛兩種方法。 與自由鍛相比，模鍛可以直接鍛造形狀較為復(fù)雜的鍛件，而且鍛件的 尺寸和形狀精度較高，表面質(zhì)量好，材料利用率和生產(chǎn)效率高，因此 模鍛成為吊鉤的首選鍛造方法。但是，模鍛需要的鍛造設(shè)備噸位更大， 而且還需要昂貴的配套模具，模鍛鍛件的質(zhì)量受到設(shè)備和成本的限 制，只適合小噸位吊鉤特別是標(biāo)準(zhǔn)吊鉤的批量鍛造生產(chǎn)。大噸位吊鉤 的起重載荷最大可以達(dá)到數(shù)千噸，其體積和質(zhì)量都非常巨大，采用模鍛工藝進(jìn)行鍛造需要專門的超大噸位鍛造設(shè)備，再加上鍛模的設(shè)計(jì)制 造，初期投資都非常高，因此大噸位吊鉤只能采用自由鍛進(jìn)行鍛造加 工。
大噸位吊鉤一般都是多鉤型吊鉤，吊鉤體上有兩個(gè)及以上的鉤尖， 而且吊鉤截面形狀變化較大，自由鍛無法直接鍛造出吊鉤外形。因此， 大噸位吊鉤一般采用鍛造毛坯的方法，通過鍛造具有一定加工余量的 吊鉤毛坯，應(yīng)用機(jī)械加工工藝在毛坯上加工吊鉤。為了在吊鉤毛坯上 加工出鉤尖，毛坯需要一定的加工余量，因而毛坯的體積相對(duì)于吊鉤 的體積要大得多。隨著鍛件體積和質(zhì)量的增加，對(duì)鑄造鋼錠的噸位、 鍛造設(shè)備的噸位以及鍛造工藝都會(huì)提出更高的要求，從而提高了鍛造 成本和技術(shù)難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種大噸位組合型吊鉤的制造方法。為了減小鍛件 體積，本發(fā)明采用組合吊鉤設(shè)計(jì)，吊鉤由吊鉤體、吊桿、螺母和水平 軸承裝配而成，將吊鉤的整體鍛造轉(zhuǎn)變?yōu)榈蹉^體的鍛造以及其它各個(gè) 零件的加工制造；吊鉤體鍛造應(yīng)用分段制造技術(shù)，將吊鉤體鍛件分為 鉤身和鉤尖分別鍛造，然后通過焊接技術(shù)將鉤身和鉤尖連接為一體。
與整體鍛造成形的吊鉤體相比，應(yīng)用分段制造技術(shù)制造的吊鉤體 僅在焊縫位置強(qiáng)度有所下降，因此本發(fā)明根據(jù)吊鉤的使用工況，提出 了吊鉤體的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核方法，具體步驟為
A、分析吊鉤的使用工況，確定吊鉤強(qiáng)度最危險(xiǎn)的極限工況；B、 根據(jù)吊鉤體鉤身毛坯的鍛造技術(shù)水平，設(shè)計(jì)組合型吊鉤的各個(gè) 尺寸參數(shù)，特別是鉤身高度和吊桿的直徑；
C、 計(jì)算極限工況下鉤身的應(yīng)力，找出鉤身的最危險(xiǎn)點(diǎn)，并且與 最大許用應(yīng)力相比較，確定吊桿的直徑設(shè)計(jì)是否符合強(qiáng)度要求；
D、 分析鉤身焊縫位置的應(yīng)力的大小和分布，并且與焊縫位置的 許用應(yīng)力相比較，確定鉤身高度的設(shè)計(jì)是否符合強(qiáng)度要求；
E、 根據(jù)C、 D兩個(gè)步驟的強(qiáng)度分析結(jié)果，對(duì)吊鉤體的設(shè)計(jì)進(jìn)行修 改，直至滿足吊鉤的強(qiáng)度要求。
通過組合吊鉤設(shè)計(jì)和分段制造技術(shù)減小了吊鉤體積對(duì)制造的影 響，降低了大噸位吊鉤的生產(chǎn)制造成本。


圖l是大噸位組合吊鉤的組成示意圖； 圖2是大噸位吊鉤體的示意圖； 圖中
1、吊桿2、起重圓環(huán)鏈3、吊鉤體4、軸承5、螺母
6、鉤座套7、底座301、鉤尖302、鉤身 303、焊縫位置
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明為一種大噸位組合型吊鉤制造方法，主要用于制造起重量 大于500噸的大噸位非標(biāo)準(zhǔn)吊鉤。參照?qǐng)Dl，組合型吊鉤由吊桿l、 起重圓環(huán)鏈2、吊鉤體3、軸承4、螺母5、鉤座套6、底座7組裝而 成，其中吊鉤體的鍛造是吊鉤各部件制造的重點(diǎn)和難點(diǎn)。參照?qǐng)D2，吊鉤體的鉤身和鉤尖分別進(jìn)行鍛造加工、由鉤尖301、鉤身302、焊 縫位置303焊接而成。通過吊鉤的設(shè)計(jì)、吊鉤體的鍛造焊接以及吊鉤 其它部件的加工制造，本實(shí)施例完成了起重量達(dá)到4000噸的吊鉤的 生產(chǎn)制造，具體制造方法總結(jié)如下
(1) 組合型吊鉤的設(shè)計(jì)
根據(jù)吊鉤的使用工況，通過強(qiáng)度計(jì)算合理分配吊鉤各個(gè)部件的尺 寸參數(shù)，重點(diǎn)確定吊桿的直徑、螺母的螺紋特征尺寸、吊鉤體的總體 尺寸。在此基礎(chǔ)上，綜合考慮鍛造設(shè)備的鍛造技術(shù)水平和毛坯的加工 余量之間的關(guān)系，合理分配吊鉤體的鉤身、鉤尖的高度尺寸參數(shù)，完 成吊鉤的初始設(shè)計(jì)。
(2) 吊鉤體的強(qiáng)度校核
通過分析吊鉤的各種使用工況，確定吊鉤的極限工況狀態(tài)，計(jì)算 極限工況下吊鉤體鉤身的應(yīng)力強(qiáng)度，對(duì)吊鉤體的強(qiáng)度進(jìn)行校核，保證 吊鉤體的最大應(yīng)力在材料的許用應(yīng)力范圍內(nèi)，并確保吊鉤體鉤身和鉤 尖之間的焊縫位置處于低應(yīng)力區(qū)域；根據(jù)吊鉤體強(qiáng)度結(jié)果對(duì)初始設(shè)計(jì) 進(jìn)行改進(jìn)，直至得到組合型吊鉤合理設(shè)計(jì)方案。
(3) 吊鉤體鉤身的鍛造和加工
根據(jù)鉤身尺寸和鍛造設(shè)備的鍛造能力設(shè)計(jì)鉤身毛坯，制定自由鍛 工藝，在大噸位液壓機(jī)上利用大型鋼錠鍛造鉤身毛坯。
(4) 鉤身的加工
按照鉤身設(shè)計(jì)要求，采用碳弧氣刨工藝在鍛造毛坯上加工出鉤身。(5) 鍛造鉤尖
采用常規(guī)鍛造工藝鍛造加工鉤尖。
(6) 吊鉤體的焊接
采用全熔透焊接工藝將鉤身與鉤尖焊接為整體，實(shí)現(xiàn)吊鉤體的制造。
(7) 吊桿及其它部件的加工
應(yīng)用大型機(jī)械加工設(shè)備進(jìn)行吊桿加工制造；螺母、鉤座套、底座 為普通機(jī)械零件，按照設(shè)計(jì)要求加工。
(8) 吊鉤的組裝
按照?qǐng)Dl,吊桿通過吊鉤體中央圓形通孔，用螺母和水平軸承裝 配成組合型吊鉤。
權(quán)利要求
1、一種大噸位組合型吊鉤制造方法，其特征是吊鉤的吊鉤體和吊桿分開制造，吊鉤體的鉤身和鉤尖分別鍛造，包括以下步驟1)、分析吊鉤的使用工況，確定吊鉤強(qiáng)度最危險(xiǎn)的極限工況；2)、根據(jù)吊鉤體鉤身毛坯的鍛造技術(shù)水平，設(shè)計(jì)組合型吊鉤的各個(gè)尺寸參數(shù)，特別是鉤身高度和吊桿的直徑；3)、計(jì)算極限工況下鉤身的應(yīng)力，找出鉤身的最危險(xiǎn)點(diǎn)，并且與最大許用應(yīng)力相比較，確定吊桿的直徑設(shè)計(jì)是否符合強(qiáng)度要求；4)、分析鉤身焊縫位置的應(yīng)力的大小和分布，并且與焊縫位置的許用應(yīng)力相比較，確定鉤身高度的設(shè)計(jì)是否符合強(qiáng)度要求；5)、根據(jù)3)、4)兩個(gè)步驟的強(qiáng)度分析結(jié)果，對(duì)吊鉤體的設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，直至滿足吊鉤的強(qiáng)度要求；6)、鍛造吊鉤體鉤身毛坯、應(yīng)用機(jī)械加工方法將其制為鉤身；7)、鍛造鉤尖；8)、應(yīng)用焊接方法連接鉤身和鉤尖為吊鉤體；9)、鍛造加工吊桿；10)、按設(shè)計(jì)要求用螺母和水平軸承組合吊鉤體和吊桿為吊鉤。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于步驟6)所述的 鉤身和步驟7)所述的鉤尖分別用自由鍛工藝鍛造加工。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，步驟8)所述的焊接方法為全 熔透焊接工藝。
全文摘要
一種大噸位組合型吊鉤制造方法，包括以下步驟a)根據(jù)吊鉤設(shè)計(jì)要求，確定吊桿直徑和吊鉤體的焊縫位置；b)對(duì)吊鉤體的最大應(yīng)力點(diǎn)和焊縫位置進(jìn)行強(qiáng)度校核，確定吊鉤體鉤身毛坯尺寸；c)鍛造吊鉤體鉤身毛坯；d)應(yīng)用機(jī)械加工方法在鉤身毛坯上加工鉤身；e)鍛造鉤尖；f)應(yīng)用焊接方法連接鉤身和鉤尖為吊鉤體；g)鍛造加工吊桿；h)通過螺母和軸承組裝吊鉤體和吊桿為吊鉤。本方法克服了整體鍛造加工大噸位吊鉤存在的技術(shù)難題，降低了吊鉤的生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)B23P15/00GK101648333SQ20091005401
公開日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2009年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月26日
發(fā)明者兵 嚴(yán), 榛 喬, 成 李, 銘 李, 瀟 梅, 滕媛媛, 鑫 王, 王海珊, 董達(dá)善 申請(qǐng)人:上海重型機(jī)械工程成套有限公司;上海海事大學(xué);上海振華重工(集團(tuán))股份有限公司