Prozess zur Herstellung von Baggerbohrarmen

1. Konstruktion und Simulation mit endlichen Elementen (FE)

• Kernoperationen:
  • Erstellen Sie 3D-Modelle des Baumarms (einschließlich Hauptplatten, Verstärkungsrippen und Scharnieroberflächen) mit CAD-Software.
  • Durchführung von FE-Simulationen mit Hilfe von CAE-Tools zur Analyse der Spannungsverteilung, Müdigkeit und Verformung unter extremen Arbeitsbedingungen (z. B. beim Heben schwerer Materialien, Graben harter Böden).
  • Optimierung des Designs: Anpassung der Plattendicke, Hinzufügung/Verstärkung von Rippen oder Änderung der Scharnierposition, um das Gewicht zu reduzieren und gleichzeitig die Tragfähigkeit zu erhalten.
• Schlüsselwerkzeuge: CAD (SolidWorks, Creo), CAE (ANSYS, Abaqus), FE-Analysesoftware.
• Qualitätsanforderung: Sicherstellen, dass die Konstruktion den Industriestandards (z. B. ISO 10265) für Ermüdungsfestigkeit und statische Belastungsbeständigkeit entspricht;Scharnierlöcher) müssen sich mit dem Armzylinder und dem Eimer des Baggers ausrichten.

2Auswahl und Vorbereitung des Materials

• Gemeinsame Materialien: Hochfestes Niedriglegiertes Stahl (HSLA) (z. B. Q345B/C, S355JR) oder verschleißfestes Stahl (z. B. NM450) für kritische Belastungsbereiche.Vermeidung von zerbrechlichen Frakturen.
• Materialvorbereitung: Überprüfen Sie Rohstahlplatten auf Mängel (z. B. Risse, Einschlüsse) durch Ultraschallprüfung; schneiden Sie Platten zu Standardgrößen für die spätere Verarbeitung.

3. Präzisionsschneiden (下料)

• Kernoperationen: CNC (Computer Numerical Control) Schneiden zur Gewährleistung der Maßgenauigkeit.
• Schlüsselwerkzeuge:
  • CNC-Plasmaschneidmaschine mit Gantry (für dünne bis mittlere Platten, ≤ 20 mm; schnelle, geringe thermische Verformung).
  • CNC-Flammschneider (für Platten > 20 mm Dicke; geeignet für HSLA-Stahl)
• Qualitätsanforderung: Abweichung der Abmessungen ≤ ±1 mm; keine Schleimhaut oder Schlacke an den Schnittkanten (um Schweißfehler zu vermeiden); thermische Verformungen werden durch Vor- oder Nachschnittkühlung kontrolliert.

4. Gestaltung und Gestaltung

• Kernoperationen:
  • Beugen: Verwenden Sie hydraulische Pressbremsen, um Platten in Winkel (z. B. 90° bei Boxwänden) oder U-förmigen Rillen zu falten.
  • Herstellen: Verwenden Sie Plattenwalzmaschinen, um gekrümmte Oberflächen (z. B. bogenförmige Ober-/Unterplatten des Booms) zu bilden, um eine bessere Spannungsdispersion zu erreichen.
  • Vorbereitung der Kanten: Bevel-Schnittkanten von Platten (z. B. 30° ≈ 45° Bevels) zur Gewährleistung des vollen Durchdringens während des Schweißens.
• Schlüsselwerkzeuge: Hydraulische Pressbremse, 4-Roll-Plattenwalzmaschine, Schrägmaschine.
• Qualitätsanforderung: Winkelweichung ≤ ± 0,5°; gekrümmte Oberflächen haben einen gleichmäßigen Radius (keine Falten oder Risse); die Schrägmaße entsprechen den Schweißvorgaben.

5. Schweißen und Verformungskontrolle

• Kernoperationen:
  • Schweißvorrichtung: Teile (z. B. Hauptplatten + Verstärkungsrippen) mit kleinen Schweißschlägen vorübergehend befestigen, um die Ausrichtung zu erhalten.
  • Hauptschweißen: Verwenden Sie für verschiedene Verbindungen hochwirksame und defektarme Schweißverfahren:
    • Unterwasserbogenschweißen (Submerged Arc Welding, SAW): Für lange, gerade Gelenke (z. B. Hauptplattennähte); hohe Ablagerungsrate und glatte Schweißungen.
    • CO2-Gas-Metall-Bogengeschweißung (GMAW): Für komplexe Verbindungen (z. B. Verbindung von Rippen zu Hauptplatten); flexibel und geeignet für Anpassungen vor Ort.
    • Robotic Welding: Für hochpräzise Verbindungen (z. B. Scharnieroberflächen); reduziert menschliche Fehler und gewährleistet eine gleichbleibende Schweißqualität.
  • Wärmebehandlung nach dem Schweißen: Erwärmen des Baumarms auf 600°C bis 650°C (Stressabkühlung) zur Beseitigung der Restschweißbelastung (Verhinderung von Rissen während des Gebrauchs).
• Schlüsselwerkzeuge: SAW-Maschine, CO2-GMAW-Schweißlampe, Roboter-Schweißarbeitsstation, Wärmebehandlungs-Ofen.
• Qualitätsanforderung: Keine Schweißfehler (Porosität, Risse, unvollständige Schmelze); Schweißhöhe ≥ 70% der Dicke der dünneren Platte; Restspannung ≤ 150 MPa nach Wärmebehandlung.

6. Präzisionsbearbeitung

• Kernoperationen:
  • Anschließung der Befestigungseinrichtung: Der geschweißte Baumarm an eine spezielle Befestigungsanlage befestigen (um eine Verformung während der Bearbeitung zu vermeiden).
  • Langweilig.: CNC-Bohrmaschinen zur Bearbeitung von Scharnierlöchern (für Stiftwellen) bis zu präzisen Abmessungen.
  • Fräsen: Die Endflächen der Scharnierköpfe werden gefrästet, um die Senkrechtheit mit den Bohrsachsen zu gewährleisten.
  • Bohrungen/Bohrungen: Bohrlöcher für hydraulische Rohrverbindungen oder Schraubenverbindungen; bei Bedarf auf innere Fäden tippen.
• Schlüsselwerkzeuge: Große CNC-Bohr- und Fräsmaschine, Mehrachsenbearbeitungszentrum, Tapping-Maschine.
• Qualitätsanforderung: Abweichung des Lochdurchmesser ±0,05 mm; Parallelismus/Koaxialität der Scharnierlöcher ≤ 0,5 mm (um eine reibungslose Bewegung der Stiftwelle zu gewährleisten); Oberflächenrauheit der Löcher Ra ≤ 1,6 μm.

7. Oberflächenbehandlung

• Kernoperationen:
  • Schussblasen: Verwenden Sie Hochgeschwindigkeits-Stahlschüsse (0,8 ∼1,2 mm), um die Oberfläche des Boomarms zu sprengen und Rost, Schuppen und Schweißschlacke zu entfernen.
  • Phosphatisierung: Der Baumarm wird in ein Phosphatbad (Zinkphosphatlösung) eingetaucht, um einen 5 ‰ 10 μm großen Phosphatfilm zu bilden (verbessert die Hauptabdichtung).