机械工程在钢结构行业应用的探究

机械工程在钢结构行业应用的探究

臧建军

身份证号码：32102019640801xxxx江苏泰州225300

摘要：本文将对机械工程与钢结构行业之间联系展开论述，并详细分析机械制造在钢结构工程中弯扭构件上的应用，希望能给广大同行提供一些有价值的参考意见。

关键词：机械工程；钢结构行业；应用

一、机械工程与钢结构行业之间联系概述

通过对相关文献研究以及结合笔者实践来看，机械工程主要是以物理定律以及技术科学理论作为支撑，并将相关行业生产实际充分融合而开发出的集分析、设计、制造以及维修于一体的应用学科。机械工程地应用不但能够有效地提升相关行业生产准确性以及效率，同时也能在降低人力资源投入情况下有助于实现生产经济效益最优化。而钢结构行业近些年来随着经济社会发展对其需求迅猛增长而得到了极大程度地发展，这使其从以往传统的框架结构、框架支撑体系向着弯扭结构体系转变，并且该体系在当前被日益广泛地应用，譬如最为典型的莫过于国家体育馆-鸟巢便是应用了弯扭结构体系。结合实践来看，弯扭结构体系地制造不仅需要大型机械设备参与，同时其对于精度、准度等也有着极高的要求，这些都是传统钢结构行业制造设备、方法难以达到的，而通过应用机械工程使得钢结构行业能够借助于其所具有的众多优点满足钢结构生产需求，并且有利于实现良好的制造质量与效率，因而这就使得机械工程在钢结构行业中有着极为广阔地应用前景。

二、机械制造在钢结构工程中弯扭构件上的应用

1.钢结构弯扭构件的特点

弯扭构件指的是两个平面内对截面形心轴线所做的弯曲，随横截面而扭转的构件。其在生产、加工与安装中的技术难度以及工程特色可通过它的外形特点看出来。通常在制作钢结构弯扭构件时需注意如下几点内容：精准放样双曲扭板、正确组装扭曲箱体、严格把控弯扭箱体内隔板精度、扭构件的尺寸的检验与测量、弯扭构件的焊接变形控制等。而上述内容都需要借助优良的机械制造才能得以实现。

2.制造思路及流程

随着科技的不断发展，钢结构工程规模不断扩大，并且其造型样式种类繁多。而钢结构造型复杂的，其加工制造难度必然更大，这无疑给机械设备提出了更大的挑战。在加工造型独特的零构件时，如厚度不同的构件折边、弯弧等，往往需要采用大型液压设备来完成。而根据公司不同情况以及具体工程需求，可以制作出复杂的或简单的构建。在日后如若碰到类似工程，则必须先准确判断控制的重点与难点内容，以及选择哪种机械方式来开展加工工作。以2011年世界大学生运动会场馆一深圳湾体育中心以及国家体育馆为例，其均使用的是箱型弯扭构件来进行构件加工。在这两个工程中，所面临的难点内容极多，弯扭构建必须有机结合空间点的坐标与整体弯扭构件尺寸，进而在曲面放样。

3.控制机械加工成型与精度

由于弯扭箱体展开长度弧可达数米之长，所以在非规则的扭曲面进行成型加工具有极大的难度，因此，则需选用大型无模成型机来进行无模多点进行冷压成型，以保证加工成型的美观大方。此时可采用数控模具成型技术，将计算机技术与多点成形技术有机相结合。其主要是由一套专门对上、下冲头行程进行调整的机构以及板材成形时使用的另一套加载机构共同构成多点成型压力机，其主要是由多点成形主机、控制系统和CAD软件系统共同组成。其中，现将成形件的设计形状通过CAD软件系统进行成型工艺以及几何造型的计算，并将所得结果传送至控制系统，由控制系统来对冲头调整机构进行控制，以将成型面构造出来。接着对加载机构进行成型控制，以生产出设计要求的零件产品。通过该方式加工出来的产品不但精度高、质量好，而且还能大大减小劳动强度，提高作业效率，以实现大批量生产。

4.弯扭构件的制作工艺预备

在弯扭制作前，首要步骤即为仔细分析设计图纸，并对设计图纸中的各种要求进行全面掌握。第二步骤及对钢板质量进行详细检查，避免钢板表面存在凹坑、锈蚀以及与油污等缺陷，并控制其厚度偏差不超过3cm。第三，必须对钢板进行矫平处理后才能进行下料，采用机械来矫正钢板片面度，并将其控制在1.5mm/m中。第四，应定位处理上翼板上下表面以及腹板内表面，应采用切割机来切割板件坡口，严禁采用手工切割方法来进行。第五，应将坡口面打磨平滑，并将氧化在等杂物清理干净。

5.构件的组装、焊接过程中尺寸精度的预控

第一，应系统编制设计图纸，并以此为依据来确定隔板位置。第二，下料、成型工作均采用数控设备来完成，并严格控制其共组精度。第三，板件的弯扭成型采用无模成型技术来完成，并将事先准备好的胎架的方法来组装构建，并采用焊接机械设备来进行焊接，且严格控制焊接变形现象，以确保构件质量得到相关标准要求，并实现对弯扭箱体主体焊接变形的控制。

6.控制装配精度

装配精度的控制首先应采用三坐标工艺来精准定位装配，其次，应对零件精度进行仔细检验，内胎使用工艺隔板，装备密度的控制主要通过弓形夹紧器以及角部定位器来完成。最后，对装备尺寸以及定位焊接质量进行仔细检验通过后才能够下胎焊接。

7.检测弯扭构件尺寸是否正确

由于弯扭构件是通过三维空间的方式来体现其尺寸，一般的检查方法是难以检测其尺寸的精准度的，所以检测弯扭构建尺寸的精确程度具有具有较大难度。此时，应当选用具有较强操作性的检测手段来对弯扭构件尺寸进行三维检测，以确保现场安装得以有效开展。

8.机械加工中工艺设计的编排

在制作制造机械加工前，必须做好相关制造工艺的设计工作，包括了切槽构造设计、焊接坡口设计、拼接坡口设计、间隙和变形的加工预留尺寸，以及其他细部构造设计，如连接板、椭圆孔、抗剪健、手孔、人孔、滚轴支座、橡胶支座、板饺、刨边、托座、弹簧板、连接板等内容，并科学制订施工工序，避免由于工序混乱而影响施工质量。

三、结束语

总而言之，机械制造在钢结构工程中弯扭构件上的应用是机械工程在钢结构行业的常见应用类型，制作弯扭构件作为钢结构工程中的重难点内容，可以通过机械制造来很好的解决其重难点问题，并能控制弯扭构件精度在标准范围内，以确保钢结构工程质量过硬。近年来，我国钢结构行业得到了快速的发展，机械工程在钢结构行业中的应用与作用也越来越重。随着钢结构的多元化发展，日后钢结构必将朝着多样化、复杂化的方向发展，这无疑给机械工程提出了更高的要求。所以，只有更好的掌握学科内容，并有针对性的解决工作中的问题，才能促进机械工程在钢结构行业中更好更快的发展。

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