小车架水平轮支架及装配支座质量问题解析

小车架水平轮支架及装配支座质量问题解析
摘要：在岸桥小车总成结构中，水平轮的作用是防止车轮在轨道上运行时左右
跑偏，其重要性不言而喻，水平轮是通过支架和装配支座定位在小车架上，如何
有效的控制水平轮支架和装配支座的尺寸及法兰面平面度，是保证水平轮能否正
常运行的关键。

关键词：小车架水平轮支架装配支座尺寸平整度质量
一、概述
大部分小车架上都有水平轮，每一台机上共有四组水平轮，分别左右对称分
布在小车架两侧。

水平轮支架经常发生的质量问题是，法兰面平整度超差、支架
水平方向及竖直方向尺寸偏差；装配支座也叫配对支座，是通过腰形螺栓孔与焊
接在小车架上的支架配对的，装配支座最常发生的质量问题就是重磅板中心点出
现偏差，即实际重磅板中心偏离图纸要求的中心点。

图纸要求水平轮距离小车运
行轨道的尺寸为3～5mm，尺寸精确度要求较高，这就要求车间在制作水平轮支
架和装配支座时，必须严格控制装配、焊接过程，从而保证质量合格。

根据水平轮结构的不同，水平轮装配支座有常规类型和非常规类型两大类，
常规类型的支座图号是标准图，结构和尺寸是完全一样的，现在90%以上的小车
架装配支座都是标准型的，钢板统一数控下料，方便制作和现场控制；非常规类
型的装配支座只是在结构上与标准型的支座不同，其工作原理是完全相同的。

二、存在问题及原因分析
目前情况下，因装配、焊接、划线借正等累积误差，水平轮支架及装配支座
经常发生尺寸偏差和法兰面板平面度超差现象，具体原因有以下几个方面：
1、水平轮支架和装配支座的中心是以小车车轮的中心为基准进行整体划线确定的，小车架左右侧车轮中心线之间的距离（即轨距），图纸要求偏差为±3mm；小车架前后车轮中心之间的距离（即轮距）图纸要求偏差为±3mm；因此，如果
轨距或者轮距存在偏差，水平轮支架和装配支座的中心也会相应的有偏差。

2、装配支座本身制作的误差，比如，常规项目水平轮装配支座的轴孔中心距
离底板的尺寸为223.5mm，如果制作时，支座本身尺寸有偏差，再加上划线借正，实际累积偏差就增大了。

3、水平轮支架开档尺寸偏差，主要是焊接变形所致，因为支架与小车架主体
结构焊接处（4块钢板）全部是100%UT焊缝，每条焊缝一侧坡口焊、另一侧清
根后再焊接，比普通角焊缝收缩量大2～3倍，很难完全精确控制，因此经常出
现尺寸偏差现象。

4、由于水平轮装配支座是配钻在水平轮支架法兰面板上，如果水平轮支架开
档尺寸有偏差，也会造成装配支座中心产生偏差。

5、常规小车架水平轮装配支座均为标准图，最常见的图号是：ZT2-020801-
08a，支座上下固定板件2、件6与法兰面板件4的焊缝探伤要求为100%UT，因
件2、件6上面的重磅板要求加工平面和轴孔（轴孔焊后加工），排装时精度要
求较高，法兰面板件4平整度要求也非常高，而UT焊缝清根、返修会造成固定
板件2、件6和法兰面板件4发生较大的变形，导致开档尺寸和平整度出现偏差。

6、非常规项目水平轮装配支座，比如美国长滩1915、澳大利亚1002000051/52/53/54等项目桥吊小车架，支座结构复杂，重磅板加工余量偏小
而且加工余量全部在重磅板外侧，因此必须保证开档尺寸正好或者偏大1～2mm，不能偏小，一旦尺寸控制不好或者焊接收缩过大，就会造成开档尺寸小于图纸要
求，给后续的加工带来困难。

三、具体实例分析
韩国1002000046-1#小车架，海左侧水平轮支架距离车轮中心的尺寸，比图纸要求偏低
6mm，而装配支座需按照图纸要求尺寸定位，由于支架已经焊接在小车架上了，尺寸无法变动，只能通过调整装配支座的尺寸来保证图纸要求，即需要装配支座高出支架6mm。

图纸要求支架和装配支座上平面是对齐的，因此需要将水平轮支架开刀上调6mm，或者在上平面堆焊6mm。

马来西亚ZP16-2447-7#小车架，完工划线时发现，海右侧水平轮装配支座重磅板件3、件7中心点距离底板件4的尺寸比图纸要求偏小6.5mm，图纸要求尺寸是223.5mm，实际尺寸
为217mm，导致重磅板在加工后一边大一边小，反馈工艺技术部门，最后的工艺解决方案是，对重磅板件3、件7的外圆内侧进行堆焊，堆焊尺寸6.5～7mm，堆焊时按照WPS要求，焊
前预热、焊后保温缓冷，焊后打磨平整光滑，最后按照划线中心点加工件3、件7的余量。

科特迪瓦ZP16-2473-1#小车架，水平轮支架法兰面板平整度偏差3mm，导致与装配支座
产生间隙、贴合面不严实，解决办法是，对支架法兰面板进行火焰校正，校火区冷却之后复
测平整度，如果偏差超过2mm，继续校火，直至平整度偏差控制在1mm之内，同一位置校
火次数不超过3次。

澳大利亚1002000052项目小车架，图纸要求装配支座上下重磅板外到外开档尺寸为
392mm，加工4mm余量后保证厚度为388mm，由于施工队在制作时定位尺寸不精确，加上
焊接收缩，最后有2件支座尺寸存在偏差，分别偏小3mm、3mm，尺寸是389mm、389mm，不符合图纸加工要求，出具检查报告，工艺方案是该两件支座加工面均加工1mm，保证开档尺寸388mm、同时厚度不减薄。

美国长滩ZP12-1915-5#小车架，因累积制作误差，水平轮支架在轨距方向尺寸偏小，最
小一处偏差为10mm，导致不能按理论要求加工轴孔，工艺解决方案是，按照图纸尺寸加工
轴孔，内孔中心偏差通过余量借正。

四、预防和改进措施
为保证水平轮支架和装配支座的尺寸及法兰面平面度合格，应多措并举，严格控制现场
的质量。

1、严格按照图纸要求制作。

车间来料检查材质、尺寸、规格，将水平轮支架和装配支座
做成组件，保证定位尺寸、坡口和装配间隙合格。

2、提高焊接质量。

焊接时严格遵循WPS要求：焊前预热、焊后保温缓冷、电压电流在WPS规定范围之内、焊接顺序合理。

3、确保划线精准。

在小车架一次划线时，将水平轮支架组件按蓝图要求烧焊到小车架上，注意保证筋板对中；在小车架二次划线时，先调整水平轮装配支座，保证其与水平轮支
架上高度中心洋冲点对齐，再将支座点焊在支架上，然后划出支座轴孔的中心线及上下重磅
板的平面加工线，最后配划出支座法兰板上螺栓孔的中心线。

4、增加支座的厚度余量。

美国长滩项目水平轮支架，没有装配支座，通过压盖与支架组
成圆形轴孔来固定水平轮的轮轴，轴孔加工余量超过10mm，当支架与轨道之间的开档尺寸
偏差小于10mm时，可以通过增加或减少加工余量来调整水平轮，从而保证水平轮距离轨道
内侧面符合3mm要求。

5、优化图纸焊接要求。

水平轮装配支座上下固定板件2、件6与法兰面板件4的焊接要求，工艺技术部门经过分析、计算，认为取消UT探伤要求是可行的、也是必要的，改为坡
口焊接形式、同时做100%MT探伤，从而有效地减少了焊接变形。

6、加工法兰面板。

要想从根本上解决水平轮支架及装配支座法兰面板平整度偏差问题，
必须是加工法兰面，具体来说，就是将水平轮支架和装配支座分别做成组件、焊接完成，然
后送金工车间加工法兰面板，前提是，在水平轮支架和装配支座法兰板厚度上预留余量4mm 加工余量，保证法兰面板加工后厚度不减薄。

五、结束语
总之，水平轮支架和装配支座的制作质量是受多种因素影响的，在实际制作过程中，必须严格把关，控制好每一个流程，持续改进、提升质量、追求零缺陷。

参考文献:
GB 3811-2008《起重机设计规范》
AISC《钢结构手册》（第9版）
ANSI/AWS D1.1/D1.1M：2010《钢结构焊接规范》。