CN101016806A - 塔(筒)架段的组对方法及组对平台 - Google Patents
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Abstract
一种塔(筒)架段的组对方法，将塔(筒)架的一组塔段放置在转筒滚轮架和在轨道上可升降的组对支撑小车上，通过调整转筒滚轮架和组对支撑小车，使塔段的轴线处于水平或利于对接的位置；将需要与塔段组焊的塔(筒)架的另一组塔段，由在轨道上带有摆臂的组对移筒摆臂车支承，或由移筒摆臂车与组对支撑小车共同支承，或由移筒摆臂车与组对支撑小车及转筒滚轮架共同支承，将塔段沿轨道移向塔段，调正两组塔段的间隙，调整组对移筒摆臂升降、移动摆臂，使塔段与塔段轴线重合；对焊缝进行组对。具有占用工作面积小，劳动强度低，安全高效，工件不受损坏，组对质量好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及单段长度1-4米，直径2-6米，厚度10-70毫米，高度在10-35米的两段以上的圆柱或圆锥塔(筒)架钢筒的组对以及组对后的焊接，主要应用于风力发电塔塔架、海洋钻井平台桩腿、高层建筑立柱等制作领域的塔(筒)架段的组对方法及组对平台。
背景技术
现在对单段长度1-4米，直径2-6米，厚度10-70毫米，高度在10-35米的大型圆柱或圆锥状钢筒的组对与点焊，比如风力发电机塔架的组对与点焊，有滚动组对与点焊法，即将需要对焊的塔架放在地面上，用起重设备将一段向另一段移动对接靠拢，以使对应焊缝对正，再用倒链消除间隙，点焊定位，然后在地面上滚动塔架，操作工人借助楔铁、撬棍等工具逐渐将其余部位焊缝对正点焊定位，沿圆周点焊后，进行圆周的缝焊，在滚动组对与点焊法的起重设备移动塔架寻求对应焊缝对正的过程里，被移动的部分处于悬浮状态，其位置是不稳定的，为使两段塔架的纵焊缝成180度错开，需由人工滚动在起重设备或地面上的一段塔架，利用塔架的自身重量并使用楔铁、撬棍等工具寻求圆周焊缝对正的工作，占用工作面积大，劳动强度高，安全性差，工效低，易对工件造成损伤影响产品质量，使用倒链夹紧的焊缝间隙大影响缝焊质量。此外还有转动组对与点焊法，即将需要对焊的一段塔架放在架子的滚轮上，另一段塔架用起重设备移动对接靠拢，使焊缝对正，由人工转动或借助起重设备人工转动塔架，使两段塔架纵焊缝成180度错开，再用倒链消除间隙，点焊定位，然后人工或借助起重设备人工滚动滚轮上的两段塔架，同样也是由操作工人借助楔铁、撬棍等工具逐渐将其余焊缝对正点焊定位，圆周点焊定位后，进行圆周的缝焊。除了转动组对法减少了一些工作占地面积，减轻了工人的一部分劳动强度，避免了滚动对塔架造成的一部分磕碰损伤之外，滚动组对法其它的弊端依然存在。除了上述的两种组对的方法之外，对于大规格塔(筒)架段来说，还没有新的组对方法提出来，也没有其它的组对设备，而组焊钢筒的成品质量和效率关键在于钢筒的组对，因此亟待寻求一种占地面积少，劳动强度低，安全高效，不损伤工件，组对焊缝质量高的组对方法和组对平台。
发明内容
本发明要解决现有组焊过程中组对技术存在的技术缺陷，提供一种占用工作面积小，劳动强度低，安全高效，产品质量好的塔(筒)架段的组对方法及组对平台。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种塔(筒)架段的组对方法，其特征在于将塔(筒)架的一组塔段1放置在转筒滚轮架6和在轨道7上可升降的组对支撑小车3上，通过调整转筒滚轮架6和组对支撑小车3，将塔段1与塔段2的纵焊缝错开180度，使塔段1的轴线处于水平或利于对接的位置；将需要与塔段1组焊的塔(筒)架的另一组塔段2，由在轨道7上带有摆臂42的组对移筒摆臂车4支承，或由移筒摆臂车4与组对支撑小车3共同支承，或由移筒摆臂车4与组对支撑小车3及转筒滚轮架6共同支承，将塔段2沿轨道7移向塔段1，调正两组塔段的间隙，调整组对移筒摆臂4升降、移动摆臂42，使塔段2与塔段1轴线重合；对焊缝进行组对。
由移筒摆臂车4与组对支撑小车3共同支承塔段2的方法，在一组塔段2较长、较重时采用。由移筒摆臂车4与组对支撑小车3及转筒滚轮架6共同支承塔段2的方法，两组塔段都可以转动，在要求组对的两组塔段圆周焊缝准确对位时采用，例如两组塔段的外端都有连接法兰，两组塔段都转动来对正两个法兰的螺孔。
单独升降组对移筒摆臂车4的每组摆臂42；单独摆动、移动每只摆臂42；用以调整塔段2轴线的高度、水平度及轴线在水平方向上移动，使塔段1和塔段2轴线重合、焊缝对接紧密。
升降调整组对支撑小车3的支撑小车托轮32，实现塔段1轴线在垂直面上移动，组对支撑小车3水平移动可实现支撑点随组对长度变化，选择合适的支撑点。
采用上述塔(筒)架段的组对方法的组对平台，包括转筒滚轮架6，其特征在于轨道7沿塔(筒)架段轴向铺设，并固定在地面上；转筒滚轮架6安装在轨道7的一端，移筒摆臂车4、组对支撑小车3的车轮与轨道7配合。移筒摆臂车4、组对支撑小车3可以沿轨道7移动。
移筒摆臂车4的车轮在移筒摆臂车4的底架40的下面，底架40上的行走电机47驱动车轮；移筒摆臂车4的摆臂托架41在移筒摆臂车底架40的上面，相对的一对摆臂42在单独的一个摆臂托架41的上面；摆臂升降油缸48的缸体和缸杆分别与底架40和摆臂托架41固定连接。
摆臂升降油缸48的缸杆伸缩，使摆臂托架41上面的相对的每对摆臂42升降，移筒摆臂车4上塔(筒)架段的轴线在垂直面上移动。
每只摆臂42铰链连接在一个摆臂支座44上，前述的摆臂42和摆臂支座44分别与一个摆臂摆动油缸49铰链连接；摆臂支座44与摆臂托架41上的轨道配合，轨道与塔(筒)架段的轴线垂直，沿轨道移动的摆臂支座44由动力机构驱动。
摆臂摆动油缸49缸杆的伸缩，使摆臂42夹紧或张开，抱住或松开塔(筒)架段，同时在一定的范围内可以适应直径不同的塔(筒)架段的夹持；动力机构驱动摆臂支座44沿轨道移动，即每只摆臂42单独的移动，使塔(筒)架段轴线在水平方向上移动，使组对的两组轴线重合、对接紧密，同时可以在更大的范围内适应直径不同的塔(筒)架段的夹持。
驱动摆臂支座44的动力机构的丝杠安装在摆臂托架41上，摆臂支座44上的螺母与该丝杠配合，或水平放置的移动油缸分别与摆臂支座44和摆臂托架41连接。转动丝杠或伸缩移动油缸的缸杆，摆臂支座44带动其上的摆臂42移动。
在摆臂托架41长度方向上中间部位有旋转棍，摆臂42接触塔(筒)架段的部位沿摆臂42的长度方向有一组滚轮；旋转棍、滚轮与塔(筒)架段的轴线平行。旋转棍和滚轮有利于塔(筒)架段转动，保护塔(筒)架段表面不被损伤。
移筒摆臂车4的底架40与托架41间的导柱45与导孔46滑动配合。导柱45与导孔46的配合使托架41工作时更稳定。
组对支撑小车3的车轮在支撑小车3的底架30的下面，底架30上的行走电机37驱动车轮；组对支撑小车3的托轮32安装在支撑小车底架30上面的支撑小车托架31上，支撑小车升降油缸38的缸体和缸杆分别与底架30和托架31固定连接。
支撑小车升降油缸38缸杆的伸缩，托轮32升降，使支承的塔(筒)架段的轴线在垂直面上移动。
支撑小车3的托架31长度方向上有对称排列的一对以上的轴孔，该轴孔与托轮32的中心轴配合。托轮32换装在托架31上不同的对称轴孔内，适于直径不同的塔(筒)架段的支承。
支撑小车3的底架30与托架31间的导柱35与导孔36滑动配合。导柱35与导孔36的配合使托架托架31工作时更稳定。
本发明的优点是：由于采用将需组焊的两组塔(筒)架段放在支撑小车、组对移筒摆臂车、转筒滚轮架上，通过移动支撑小车、组对移筒摆臂车，转动转筒滚轮架上的滚轮、调整支撑小车和组对移筒摆臂车，使两段的焊缝对接紧密、轴线重合来完成组对的方法；轨道支撑小车的托轮可以升降，支撑小车的托轮可以换装在托架上不同的对称轴孔内，组对移筒摆臂车相对的摆臂可以张合、独立的升降，每只摆臂可以独自的移动，摆臂上有滚轮，摆臂托架上有旋转棍，所以与现有的组对方法及组对工具相比，本发明占用工作面积小，劳动强度低，安全高效，工件不受损坏，组对质量好，为后续工序提供了质量保证。
附图说明
图1是一种利用本发明的方法组对过程示意图；
图2是另一种利用本发明的方法组对完毕的示意图；
图3是支撑小车的结构示意图；
图4是移筒摆臂车的结构示意图；
图5是利用滚动组对法组对过程示意图；
图6是利用转动组对法组对过程示意图。
具体实施方式
图1所示一种利用本发明的方法组对过程示意图，固定在地面上的轨道7沿左端带法兰的塔段1、单节塔段2的轴向铺设，转筒滚轮架6安放在轨道7的左侧，移筒摆臂车4、组对支撑小车3的车轮与轨道7配合。塔段1放置在转筒滚轮架6和组对支撑小车3上，由转筒滚轮架6的滚轮和支撑小车3的托轮32支承，塔段2由组对移筒摆臂车4的摆臂42夹持支承。通过调整转筒滚轮架6使塔段1与塔段2的纵焊缝错开180度，调整组对支撑小车3支承托轮32高度使塔段1的轴线处于水平或利于对接的位置，参见图3。将移筒摆臂车4沿轨道7移向塔段1，调正两组塔段的间隙，调整组对移筒摆臂4的摆臂42升降、移动摆臂42，使塔段2与塔段1轴线重合，参见图4；然后可以对焊缝进行点焊、缝焊。
图2所示另一种利用本发明的方法组对完毕的示意图，4节原先已点焊好的塔段1放置在转筒滚轮架6和组对支撑小车3上，3节原先已点焊好的塔段2放置在移筒摆臂车4与组对支撑小车3上，两组7节塔段也点焊完成，两组塔段的外侧都带法兰。塔段2较长、较重，与图1相比，在其下面多了一台支撑小车3。如果两段塔段圆周焊缝需准确对位时，在支撑小车3的外侧可以增加转筒滚轮架6对塔段2支承，这时塔段2也可以被转动、定位。图中点焊完成的7节塔段可以进行缝焊了。
通过图1和图2可以看出，需组对的塔段的组对、点焊在转筒滚轮架6、组对支撑小车3、移筒摆臂车4上进行，占用工作面积小，劳动强度低，安全高效，对缝准确紧密，生产的产品质量好。
图3是支撑小车的结构示意图，支撑小车3的车轮与固定在地面上的轨道7配合，车轮在底架30的下面，底架30上行走电机37的输出轴链轮通过链条与车轮轴上的链轮配合，将动力传给车轮。升降油缸38的缸体、缸杆分别固定连接在底架30、托架31上，托架31在底架30上方，托轮32的中心轴安装在托架31上方的U型槽里，托架31上方内侧还有两个U型槽，当托轮32的中心轴换装在其上时，托轮32可以支承直径较小的塔段，图中用点划线显示了托轮32的中心轴换装后托轮32的位置。底架30与托架31上分别有滑动配合的镶有滑套的导孔36与导柱35，导柱35与导孔36的配合使托架31工作时更稳定。
图4是移筒摆臂车的结构示意图，移筒摆臂车4的车轮与固定在地面上的轨道7配合，车轮在底架40的下面，底架40上的行走电机47的输出轴链轮通过链条与车轮轴上的链轮配合，将动力传给车轮。升降油缸48的缸体、缸杆分别固定连接在底架40、托架41上，托架41在底架40上方，底架40与托架41上分别有滑动配合的导柱45与镶有滑套的导孔46，导柱45与导孔46的配合使托架41工作时更稳定。移筒摆臂车4有两对摆臂42，参见图1、图2。相对的一对摆臂42在单独的一个摆臂托架41的上面。每只摆臂42铰链连接在一个摆臂支座44上，摆臂摆动油缸49的缸体、缸杆分别与摆臂支座44、摆臂42铰链连接，摆臂支座44的下面与摆臂托架41上的轨道配合，轨道与塔(筒)架段的轴线垂直，动力机构驱动摆臂支座44沿轨道移动，使每只摆臂42可以单独的移动。升降油缸48缸杆伸缩使相对的每对摆臂42单独的升降；摆臂摆动油缸49缸杆伸缩使摆臂42开闭，每只摆臂42可以单独的开闭。图中的动力机构的丝杠安装在摆臂托架41上，摆臂支座44上的螺母与该丝杠配合，动力机构可以是多种结构，比如可以是摆臂支座44和摆臂托架41分别与水平放置的移动油缸连接的结构。在摆臂托架41长度方向上中间部位有两个旋转棍，摆臂42接触塔(筒)架段的部位沿摆臂42的长度方向有一组六个滚轮，旋转棍、滚轮与塔(筒)架段的轴线一致，旋转棍和滚轮有利于塔(筒)架段转动，保护塔(筒)架段表面不被损伤。
支撑小车3、移筒摆臂车4、转筒滚轮架6电气控制系统采用PLC控制可实现远程操作。
图5、图6是现有的两种组对法组对过程示意图，图5是滚动组对法，组对和点焊在地面上进行，利用吊机移动塔段2，用人力借助吊车转动吊机上的塔段使两组塔段的纵缝错开180度，并借助倒链以求使对应焊缝对正、靠紧，图中没有示出倒链，选择焊点点焊定位，然后在地面上滚动塔架，图中没有示出在地面上滚动塔架的过程，操作工人借助楔铁、撬棍等工具逐渐将其余部位焊缝对正点焊，沿圆周点焊后，再进行圆周的缝焊，组对过程占用工作面积大，劳动强度高，安全性差，工效低，易对工件造成损伤影响产品质量，使用倒链夹紧的焊缝间隙大影响缝焊质量。图6是转动组对法，与图5的区别在于塔段1放在架子的滚轮上，左侧吊机吊着的圆钢插入塔段1左侧法兰孔中，借助左侧吊车通过圆钢可以转动滚轮上的塔架，使两段塔架纵焊缝成180度错开，除了减少了一些工作占地面积，减轻了工人的一部分劳动强度，避免了滚动对塔架造成的一部分磕碰损伤之外，滚动组对法的其它弊端依然存在，同时插入圆钢转动塔筒时还容易损伤法兰的螺栓孔。
本发明的优点是显著的。组对的效率得到较大的提高：采用滚动组对法，三名工人8小时可以组对点焊1-2条缝；采用转动组对法，三名工人8小时可以组对点焊2-3条缝；采用本发明的方法和平台，两名工人8小时可以组对点焊8条缝。
Claims (12)
1、一种塔(筒)架段的组对方法，其特征在于将塔(筒)架的一组塔段(1)放置在转筒滚轮架(6)和在轨道(7)上可升降的组对支撑小车(3)上，通过调整转筒滚轮架(6)和组对支撑小车(3)，使塔段(1)的轴线处于水平或利于对接的位置；将需要与塔段(1)组焊的塔(筒)架的另一组塔段(2)，由在轨道(7)上带有摆臂(42)的组对移筒摆臂车(4)支承，或由移筒摆臂车(4)与组对支撑小车(3)共同支承，或由移筒摆臂车(4)与组对支撑小车(3)及转筒滚轮架(6)共同支承，将塔段(2)沿轨道(7)移向塔段(1)，调正两组塔段的间隙，调整组对移筒摆臂(4)升降、移动摆臂(42)，使塔段(2)与塔段(1)轴线重合；对焊缝进行组对。
2、根据权利要求1所述的塔(筒)架段的组对方法，其特征在于单独升降组对移筒摆臂车(4)的每组摆臂(42)；单独摆动、移动每只摆臂(42)；用以调整塔段(2)轴线的高度、水平度及轴线在水平方向上移动，使塔段(1)和塔段(2)轴线重合、焊缝对接紧密。
3、根据权利要求1所述的塔(筒)架段的组对方法，其特征在于升降调整组对支撑小车(3)的支撑小车托轮(32)，实现塔段(1)轴线在垂直面上移动，组对支撑小车(3)水平移动可实现支撑点随组对长度变化，选择合适的支撑点。
4、根据权利要求1所述的塔(筒)架段的组对方法的组对平台，包括转筒滚轮架(6)，其特征在于轨道(7)沿塔(筒)架段轴向铺设，并固定在地面上；转筒滚轮架(6)安装在轨道(7)的一端，移筒摆臂车(4)、组对支撑小车(3)的车轮与轨道(7)配合。
5、根据权利要求4所述的塔(筒)架段的组对方法的组对平台，其特征在于移筒摆臂车(4)的车轮在移筒摆臂车(4)的底架(40)的下面，底架(40)上的行走电机(47)驱动车轮；移筒摆臂车(4)的摆臂托架(41)在移筒摆臂车底架(40)的上面，相对的一对摆臂(42)在单独的一个摆臂托架(41)的上面；摆臂升降油缸(48)的缸体和缸杆分别与底架(40)和摆臂托架(41)固定连接。
6、根据权利要求4或5所述的塔(筒)架段的组对方法的组对平台，其特征在于每只摆臂(42)铰链连接在一个摆臂支座(44)上，前述的摆臂(42)和摆臂支座(44)分别与一个摆臂摆动油缸(49)铰链连接；摆臂支座(44)与摆臂托架(41)上的轨道配合，轨道与塔(筒)架段的轴线垂直，沿轨道移动的摆臂支座(44)由动力机构驱动。
7、根据权利要求6所述的塔(筒)架段的组对方法的组对平台，其特征在于驱动摆臂支座(44)的动力机构的丝杠安装在摆臂托架(41)上，摆臂支座(44)上的螺母与该丝杠配合，或水平放置的移动油缸分别与摆臂支座(44)和摆臂托架(41)连接。
8、根据权利要求5或7所述的塔(筒)架段的组对方法的组对平台，其特征在于在摆臂托架(41)长度方向上中间部位有旋转棍，摆臂(42)接触塔(筒)架段的部位沿摆臂(42)的长度方向有一组滚轮；旋转棍、滚轮与塔(筒)架段的轴线平行。
9、根据权利要求5所述的塔(筒)架段的组对方法的组对平台，其特征在于移筒摆臂车(4)的底架(40)与托架(41)间的导柱(45)与导孔(46)滑动配合。
10、根据权利要求4所述的塔(筒)架段的组对方法的组对平台，其特征在于组对支撑小车(3)的车轮在支撑小车(3)的底架(30)的下面，底架(30)上的行走电机(37)驱动车轮；组对支撑小车(3)的托轮(32)安装在支撑小车底架(30)上面的支撑小车托架(31)上，支撑小车升降油缸(38)的缸体和缸杆分别与底架(30)和托架(31)固定连接。
11、根据权利要求4或10所述的塔(筒)架段的组对方法的组焊平台，其特征在于组对支撑小车(3)的托架(31)长度方向上有对称排列的一对以上的轴孔，该轴孔与托轮(32)的中心轴配合。
12、根据权利要求4或10所述的塔(筒)架段的组对方法的组焊平台，其特征在于组对支撑小车(3)的底架(30)与托架(31)间的导柱(35)与导孔(36)滑动配合。
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