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【摘 要】随着经济和科技的发展，现代化的管道焊接工作站在工程中应用越来越广泛，文章简单介绍了一种智能焊接工作站的组成、设计参数、使用条件等。
【关键词】管道焊接工作站；设计
概述
近些年来随着大口径长输管道工程建设的不断发展，管道工程的安装也在面临着更加复杂的地域和环境，焊接工程是安装工程的关键，焊接的工作量占有很大一部分比重，直接影响着工程的质量。采用传统的焊接方法人工劳动强度大、工作周期长、施工成本高、安装质量差，对于特殊地域复杂地型的工程来说已经远不能满足工程施工的需要，管道焊接的機械化、自动化的推广在很大程度上解决了这些难题，可移动的智能焊接工作站具备移动、发电、焊接为一体的优点，为多变施工环境提供可靠、实用性强、移动性好的施工机械，大大的提高了生产效率，提升了焊接质量，在大型的项目建设中表现良好。下面介绍一种移动式智能焊接工作站。
1.机械构成
此智能管道焊接工作站组成包含发动机、发电机、绞车、电器控制柜、工具箱、2台逆变焊机（见图1），发电机、发动机、液压设备直联设计（见图2），行走方式为液压驱动，主要用于山地坡路较大的地方供发电使用。
设计特点：
①爬坡能力强，最大爬坡度为45°，并且可在斜坡上定点作业。
②可无线遥控，人机分离，操作安全性高。
③自带卷扬机，爬25°以上坡时可以牵引车辆，还可以定点牵引其他车辆等。
④整车布置合理，体积小、容量大。
设计要求：
图1 焊接工作站外观
①适应工作环境温度：—15℃～50℃；海拔高度：≤3000m；空气颗粒物：≤5%。
②最大爬坡度不低于40°。
③最高行驶速度不低于2.4km/h。
④绞车最大牵引力44.5kN。
⑥发电采用手动控制，发电功率不低于60kVA。
⑦空载接地比压不大于25kPa。
⑧平台宽度2300mm，履带板采用单齿履带板。
2.主要参数
设计步骤：各零部件初步选取顺序为：发电机，发动机，液压驱动件，计算行走驱动力，计算爬坡能力，联轴器选取计算，键的计算和校核，其它主要零部件的强度和刚度计算。
2.1发电机
根据焊接发电要求选取UCI224E发电机（由于此方案为直联方案，所以需定制带后输出轴的发电机）。
额定容量：60kAV ；
额定功率：48kAV ；
频率：50Hz/1500rpm
2.2发动机
根据发电机参数选取发动机，TD226B-4。
标定总功率/转速：65kw/1500r/min
全负荷时最大扭矩/转速：354 N.m/1500r/min
标定总功率/标定转速时燃油消耗率：≤196g/kw.h
持续方式：12小时功率
2.3液压驱动
整车重量3000KG，驱动/车重比系数为1.2-1.3。
减速机：减速比：MAX 53.7扭矩： 4020 N.m；回转数：MAX 60 rpm；
液压马达：排量：MAX 21cm3/rev；连续工作最大压力差：24.5MPa；回转速度：MAX 3600 rpm；制动扭矩：32 N.m。
液压绞车只起辅助作用：根据设计要求初选12000磅绞车，液压马达油压：18MPa；液压马达流量：60L/min；
液压泵：使用液压油的地方有：两个轮边行走马达，一个卷扬马达，两个举升油缸。其中，举升油缸并不频繁动作，液压泵流量供应行走马达和卷扬马达，V60N-090，几何排量：90 cm3/rev；公称压力：350 bar；最大允许驱动转矩：530N.m；最大转速：2400rpm；
最大压力：400 bar；
液压泵1500转时流量为：LB1500=90x1500=135000 ml/min=135 l/min；
3.行走、爬坡能力计算
根据所选泵、阀计算理论速度、行走马达驱动力和爬坡能力，分析所选泵、阀、行走马达，阀流量40 l/min为最小，则行走最大流量按此进行计算。工作压力设定为20 MPa。
3.1理论行车速度V；
=
=42 m/min=2.52 km/h
3.2最大行走驱动力；
①工作压力20MPa时轮边马达输出扭矩TM
==66.845 N.m
②最大行走驱动力FM（两个马达）
FM =
==31877
3.3爬坡能力计算
要求爬坡40°设计时按45°见图2计算。
下滑力计算FXH：
=249=21462 N
FLG-滚动摩擦阻力：见图3
===249 N
3.4制动力计算
=2=20.93=15260 N
能爬45°坡，但制动力不足（坡上不能驻车）。
根据制动力反算最大制动坡度约为30°。为了安全制动，则取制动坡度约为25°。
因此，当坡度超过25°时应使用卷扬辅助拖拽制动，避免发生危险。
图2 图3
4.总结
此工作站爬坡能力强，机底盘还具有调平功能，使爬坡时重心更稳，在发电时可保证发动机水平，避免机体倾斜引起的润滑不良；采用全遥控操作方式，遥控范围可达100m以上，同时备有手动操纵按钮，用于调试。降低了坡地工况下的施工难度，提高了工人的安全性，在未来发展中焊接工程的机械化和自动化将必然成为主导趋势。
作者简介：
徐丽华，女，1962.07生 ，上海浦东人， 毕业于： 抚顺石油学院，现任职于永清美德石油管道装备制造有限公司，技术总监 研究方向：机械（化工机械，工程机械）。
【关键词】管道焊接工作站；设计
概述
近些年来随着大口径长输管道工程建设的不断发展，管道工程的安装也在面临着更加复杂的地域和环境，焊接工程是安装工程的关键，焊接的工作量占有很大一部分比重，直接影响着工程的质量。采用传统的焊接方法人工劳动强度大、工作周期长、施工成本高、安装质量差，对于特殊地域复杂地型的工程来说已经远不能满足工程施工的需要，管道焊接的機械化、自动化的推广在很大程度上解决了这些难题，可移动的智能焊接工作站具备移动、发电、焊接为一体的优点，为多变施工环境提供可靠、实用性强、移动性好的施工机械，大大的提高了生产效率，提升了焊接质量，在大型的项目建设中表现良好。下面介绍一种移动式智能焊接工作站。
1.机械构成
此智能管道焊接工作站组成包含发动机、发电机、绞车、电器控制柜、工具箱、2台逆变焊机（见图1），发电机、发动机、液压设备直联设计（见图2），行走方式为液压驱动，主要用于山地坡路较大的地方供发电使用。
设计特点：
①爬坡能力强，最大爬坡度为45°，并且可在斜坡上定点作业。
②可无线遥控，人机分离，操作安全性高。
③自带卷扬机，爬25°以上坡时可以牵引车辆，还可以定点牵引其他车辆等。
④整车布置合理，体积小、容量大。
设计要求：
图1 焊接工作站外观
①适应工作环境温度：—15℃～50℃；海拔高度：≤3000m；空气颗粒物：≤5%。
②最大爬坡度不低于40°。
③最高行驶速度不低于2.4km/h。
④绞车最大牵引力44.5kN。
⑥发电采用手动控制，发电功率不低于60kVA。
⑦空载接地比压不大于25kPa。
⑧平台宽度2300mm，履带板采用单齿履带板。
2.主要参数
设计步骤：各零部件初步选取顺序为：发电机，发动机，液压驱动件，计算行走驱动力，计算爬坡能力，联轴器选取计算，键的计算和校核，其它主要零部件的强度和刚度计算。
2.1发电机
根据焊接发电要求选取UCI224E发电机（由于此方案为直联方案，所以需定制带后输出轴的发电机）。
额定容量：60kAV ；
额定功率：48kAV ；
频率：50Hz/1500rpm
2.2发动机
根据发电机参数选取发动机，TD226B-4。
标定总功率/转速：65kw/1500r/min
全负荷时最大扭矩/转速：354 N.m/1500r/min
标定总功率/标定转速时燃油消耗率：≤196g/kw.h
持续方式：12小时功率
2.3液压驱动
整车重量3000KG，驱动/车重比系数为1.2-1.3。
减速机：减速比：MAX 53.7扭矩： 4020 N.m；回转数：MAX 60 rpm；
液压马达：排量：MAX 21cm3/rev；连续工作最大压力差：24.5MPa；回转速度：MAX 3600 rpm；制动扭矩：32 N.m。
液压绞车只起辅助作用：根据设计要求初选12000磅绞车，液压马达油压：18MPa；液压马达流量：60L/min；
液压泵：使用液压油的地方有：两个轮边行走马达，一个卷扬马达，两个举升油缸。其中，举升油缸并不频繁动作，液压泵流量供应行走马达和卷扬马达，V60N-090，几何排量：90 cm3/rev；公称压力：350 bar；最大允许驱动转矩：530N.m；最大转速：2400rpm；
最大压力：400 bar；
液压泵1500转时流量为：LB1500=90x1500=135000 ml/min=135 l/min；
3.行走、爬坡能力计算
根据所选泵、阀计算理论速度、行走马达驱动力和爬坡能力，分析所选泵、阀、行走马达，阀流量40 l/min为最小，则行走最大流量按此进行计算。工作压力设定为20 MPa。
3.1理论行车速度V；
=
=42 m/min=2.52 km/h
3.2最大行走驱动力；
①工作压力20MPa时轮边马达输出扭矩TM
==66.845 N.m
②最大行走驱动力FM（两个马达）
FM =
==31877
3.3爬坡能力计算
要求爬坡40°设计时按45°见图2计算。
下滑力计算FXH：
=249=21462 N
FLG-滚动摩擦阻力：见图3
===249 N
3.4制动力计算
=2=20.93=15260 N
能爬45°坡，但制动力不足（坡上不能驻车）。
根据制动力反算最大制动坡度约为30°。为了安全制动，则取制动坡度约为25°。
因此，当坡度超过25°时应使用卷扬辅助拖拽制动，避免发生危险。
图2 图3
4.总结
此工作站爬坡能力强，机底盘还具有调平功能，使爬坡时重心更稳，在发电时可保证发动机水平，避免机体倾斜引起的润滑不良；采用全遥控操作方式，遥控范围可达100m以上，同时备有手动操纵按钮，用于调试。降低了坡地工况下的施工难度，提高了工人的安全性，在未来发展中焊接工程的机械化和自动化将必然成为主导趋势。
作者简介：
徐丽华，女，1962.07生 ，上海浦东人， 毕业于： 抚顺石油学院，现任职于永清美德石油管道装备制造有限公司，技术总监 研究方向：机械（化工机械，工程机械）。