[發明專利]一種大噸位組合型吊鉤制造方法

有效

• 申請號: 200910054015.5
• 申請日: 2009-06-26
• 公開（公告）號: CN101648333A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發明（設計）人: 董達善;李成;王海珊;李銘;嚴兵;梅瀟;王鑫;滕媛媛;喬榛
• 申請（專利權）人: 上海重型機械工程成套有限公司;上海海事大學;上海振華重工(集團)股份有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B21K1/72
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳學雯

技術領域

本發明涉及一種大噸位組合型吊鉤制造方法，屬于機械制造領域。

背景技術

大噸位吊鉤一般是指起重量大于500噸的非標準吊鉤。吊鉤是起重設備的承載部件，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備上。吊鉤主要由吊桿、鉤身、鉤尖三部分構成，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，國家標準規定吊鉤制造必須通過鍛造工藝進行加工，利用鍛造過程中的塑性變形改善吊鉤的內部組織和性能，確保吊鉤的機械性能滿足強度要求。

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雜的鍛件，而且鍛件的尺寸和形狀精度較高，表面質量好，材料利用率和生產效率高，因此模鍛成為吊鉤的首選鍛造方法。但是，模鍛需要的鍛造設備噸位更大，而且還需要昂貴的配套模具，模鍛鍛件的質量受到設備和成本的限制，只適合小噸位吊鉤特別是標準吊鉤的批量鍛造生產。大噸位吊鉤的起重載荷最大可以達到數千噸，其體積和質量都非常巨大，采用模鍛工藝進行鍛造需要專門的超大噸位鍛造設備，再加上鍛模的設計制造，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，應用機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于吊鉤的體積要大得多。隨著鍛件體積和質量的增加，對鑄造鋼錠的噸位、鍛造設備的噸位以及鍛造工藝都會提出更高的要求，從而提高了鍛造成本和技術難度。

發明內容

本發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，本發明采用組合吊鉤設計，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變為吊鉤體的鍛造以及其它各個零件的加工制造；吊鉤體鍛造應用分段制造技術，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，應用分段制造技術制造的吊鉤體僅在焊縫位置強度有所下降，因此本發明根據吊鉤的使用工況，提出了吊鉤體的設計和強度校核方法，具體步驟為：

A、分析吊鉤的使用工況，確定吊鉤強度最危險的極限工況；

B、根據吊鉤體鉤身毛坯的鍛造技術水平，設計組合型吊鉤的各個尺寸參數，特別是鉤身高度和吊桿的直徑；

C、計算極限工況下鉤身的應力，找出鉤身的最危險點，并且與最大許用應力相比較，確定吊桿的直徑設計是否符合強度要求；

D、分析鉤身焊縫位置的應力的大小和分布，并且與焊縫位置的許用應力相比較，確定鉤身高度的設計是否符合強度要求；

E、根據C、D兩個步驟的強度分析結果，對吊鉤體的設計進行修改，直至滿足吊鉤的強度要求。

通過組合吊鉤設計和分段制造技術減小了吊鉤體積對制造的影響，降低了大噸位吊鉤的生產制造成本。

附圖說明

圖1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

具體實施方式

本發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噸的大噸位非標準吊鉤。參照圖1，組合型吊鉤由吊桿1、起重圓環鏈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和難點。參照圖2，吊鉤體的鉤身和鉤尖分別進行鍛造加工、由鉤尖301、鉤身302、焊縫位置303焊接而成。通過吊鉤的設計、吊鉤體的鍛造焊接以及吊鉤其它部件的加工制造，本實施例完成了起重量達到4000噸的吊鉤的生產制造，具體制造方法總結如下：

(1)組合型吊鉤的設計

根據吊鉤的使用工況，通過強度計算合理分配吊鉤各個部件的尺寸參數，重點確定吊桿的直徑、螺母的螺紋特征尺寸、吊鉤體的總體尺寸。在此基礎上，綜合考慮鍛造設備的鍛造技術水平和毛坯的加工余量之間的關系，合理分配吊鉤體的鉤身、鉤尖的高度尺寸參數，完成吊鉤的初始設計。

(2)吊鉤體的強度校核