CN102941377A - 船用低速柴油机的绞孔工装及其绞孔方法 - Google Patents

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Abstract

一种船用低速柴油机的绞孔工装，包括：具有腰型孔的横梁板、第一垫板、全螺纹螺栓、导向杆、绞孔用拉刀、螺旋千斤顶、六角螺母和通过油管与液压泵相连接油缸，横梁板的两端的下方分别与所述的油缸顶部和螺旋千斤顶顶部固定，并保持横梁板的水平，全螺纹螺栓的一端穿入该横梁板的腰型孔，另一端通过六角螺母和第一垫板与待加工件紧固，及其绞孔方法。本发明实现在台位上对气缸体与机架或者机架与机座上的连接螺栓孔进行绞制修正，且不影响其它主机装配工作，更加便利，整体效果有了比较大的提升，从而保证主机合拢的顺利完成。

Description

船用低速柴油机的绞孔工装及其绞孔方法
技术领域
本发明涉及船用低速柴油机的加工技术领域，具体是一种船用低速柴油机的绞孔工装及其方法，当主机大合拢时，对气缸体与机架或者机架与机座上的连接螺栓孔进行绞制修正的方法。
背景技术
船用低速柴油机的机座、机架、气缸体等三大件都为分段式的，在各大段加工结束后，在总装车间进行合拢安装。故而合拢的顺利进行，直接关系到主机的整体质量。在合拢阶段，工艺要求用导向销穿入气缸体、机架或机座的4个角的紧配螺栓孔进行现场定位，然后再在连接面穿入螺栓加以紧固。但是在实际装配过程中，有时由于机座、机架、气缸体连接面的加工孔存在偏差，导致当大件落座之后，由于错位而无法穿入螺栓，从而影响整个装配进度。
现有技术是将存在问题的大件从台位上调出，然后重新送去加工，用钻绞的方式加工偏差孔，保证螺栓可以穿入。整个过程中涉及起重吊运，存在一定的安全隐患，且耗时耗力，会很大程度上影响后续的装配工作。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种船用低速柴油机的绞孔工装及其绞孔，避免不同机型的结构差异，在台位上做绞孔工作，免去起重吊运所产生的不利因素，同时还要保证加工效果，是相对实用且便利的加工方法。
为实现上述目的，本发明提出如下技术解决方案：
一种船用低速柴油机的绞孔工装，特点在于其构成包括：具有腰型孔的横梁板、第一垫板、全螺纹螺栓、导向杆、绞孔用拉刀、螺旋千斤顶、六角螺母和通过油管与液压泵相连接油缸；
所述横梁板的两端的下方分别与所述的油缸顶部和螺旋千斤顶顶部固定，并保持横梁板的水平，全螺纹螺栓的一端穿入该横梁板的腰型孔，另一端通过六角螺母和第一垫板与待加工件紧固，所述导向杆的一端设有孔，方便油缸活塞放入，加强导向作用，该导向杆的另一端与绞孔用拉刀连接。
本绞孔工装还包括第二垫板，所述全螺纹螺栓的一端通过该第二垫板和横梁板的腰型孔与横梁板紧固。
在所述的横梁板和油缸顶部之间还设有垫压工具，该垫压工具由垫压底座和旋钮组成，垫压底座开有一个螺纹通孔，通过螺纹与旋钮连接，垫压底座的下平面和旋钮的上平面平行。
所述的垫压底座的下平面为圆形，周缘均匀分布有定位爪，用于和油缸顶部的上平面固定。
 一种利用所述的船用低速柴油机的绞孔工装的绞孔方法，其特点在于，该方法包括如下步骤：
①将拉刀放入待加工的螺栓孔中；
②将导向杆、油缸，依次从下至上安装；
③将全螺纹螺栓的下端穿入待加工螺栓孔周围其它螺栓孔中，垫入第一垫板，并调整全螺纹螺栓的上下位置，用六角螺母拧紧；
④全螺纹螺栓的上端穿过第二垫板和横梁板的腰型孔，调整横梁板的左右位置，保证油缸与横梁板接触面足够大；   
⑤用螺旋千斤顶支撑横梁板的另一端，在此过程中，保持横梁板处于水平位置，且油缸与千斤顶被横梁板压紧；
⑥拧紧各六角螺母，按下液压泵开关，使油缸内产生油压，从而使拉刀下行，扩绞待加工的螺栓孔。
之所以在横梁板上开腰型孔是因为不同的机型，其大件连接面上的螺栓孔之间的间距是不同的，而腰型孔可以灵活地调整横梁的摆放位置，从而使油缸与横梁的受力面积达到合适的范围。除此之外，由于油缸活塞的行程有限，拉刀每次向下绞孔深度是50mm,故而需要根据实际情况放入垫块，而垫压工具可以根据需求，通过调整螺钉的方式来调整横梁的高度。
与现有技术相比，本发明的技术效果是：在台位上便可实现对错位孔进行扩绞，且不影响其它主机装配工作，更加便利。另外，采用本发明方法扩绞的孔，孔壁更为平整，毛刺较少，外观良好，整体效果有了比较大的提升。
附图说明
图1是本发明船用低速柴油机的绞孔工装的结构示意图。
图中：1-横梁板， 2-第一垫板，3-全螺纹螺栓，4-垫压工具，5-导向杆，6-拉刀，7-螺旋千斤顶，8-六角螺母，9-油缸，10-第二垫板。
图2是本发明中横梁板的结构示意图。
图3是本发明中全螺纹螺栓的结构示意图。
图4a是本发明垫压工具中垫压底座的结构示意图。
图4b是本发明垫压工具中旋钮的结构示意图。
图5是本发明中导向杆的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的阐述和说明，但不能以此来限制本发明的保护范围。
请参阅图1，图1是本发明船用低速柴油机的绞孔工装的结构示意图，如图所示，一种船用低速柴油机的绞孔工装，包括：具有腰型孔的横梁板1、第一垫板2、全螺纹螺栓3、导向杆5、绞孔用拉刀6、螺旋千斤顶7、六角螺母8和通过油管与液压泵相连接油缸9。
所述横梁板的两端的下方分别与所述的油缸顶部和螺旋千斤顶顶部固定，并保持横梁板的水平，所述全螺纹螺栓的一端通过第二垫板10和横梁板的腰型孔与横梁板紧固。另一端通过六角螺母和第一垫板与待加工件紧固，所述导向杆5的一端设有孔，供油缸活塞插入，该导向杆5的另一端与绞孔用拉刀6连接。
在所述的横梁板和油缸顶部之间还设有垫压工具4，该垫压工具的下部铣有一阶梯平面，供油缸顶部的上平面放入。
利用本发明船用低速柴油机的绞孔工装的绞孔方法，包括如下步骤：
①将拉刀6放入待加工的螺栓孔中；
②将导向杆5、油缸9，依次从下至上安装；
③将全螺纹螺栓3的下端穿入待加工螺栓孔周围其它螺栓孔中，垫入第一垫板2，并调整全螺纹螺栓3的上下位置，用六角螺母拧紧；
④全螺纹螺栓3的上端穿过第二垫板10和横梁板1的腰型孔，调整横梁板的左右位置，保证油缸9与横梁板接触面足够大；   
⑤用螺旋千斤顶7支撑横梁板的另一端，在此过程中，保持横梁板处于水平位置，且油缸与千斤顶被横梁板压紧。
⑥拧紧各六角螺母，按下液压泵开关，使油缸内产生油压，从而使拉刀6下行，扩绞待加工的螺栓孔。
以上是本发明的结构组成和绞孔方法，其各零件的实际尺寸和材料除了要满足适用于各类机型外，还要克服拉刀在向下绞孔过程中所产生的变形，使之在安全范围内。故而本发明根据这一要求，设计了各零件的形状和尺寸，并对横梁板和全螺纹螺栓的强度进行了校核，而且还在主机上进行了实物模拟实验，以确保该工具的切实有效。
由于油缸活塞的行程是50mm,即拉刀一次向下的行程为50mm，所以在油缸活塞行程一次完成之后，横梁板的上下高低位置需要再次调整以满足实际需求。为此，本发明还设计了一种调整高度的垫压工具4。如图4所所示，垫压工具由垫压底座和旋钮组成，垫压底座开有一个螺纹通孔，通过螺纹与旋钮连接，垫压底座的下平面和旋钮的上平面平行。垫压底座的下平面为圆形，周缘均匀分布有定位爪，用于和油缸顶部的上平面固定，并防止油缸在绞孔过程中由于受压而产生横向移动。该垫压工具的作用是，当拉刀完成一次行程后，可将垫压工具放入油缸与横梁板之间，并通过旋拧旋钮的方式调整其高度，从而使垫压工具与油缸、横梁板都充分压紧，这样就不必再调整螺栓的上下位置，提高效率。
由于油缸活塞的直径是38mm,而所需加工的螺栓孔的直径大小由于主机机型的不同而各有差异，这样造成油缸活塞无法将拉刀完全顶穿的局面。为此，本发明设计了导向杆5，见图5，该导向杆的一端呈阶梯状，并铣有一个直径为38mm、深度为8mm的孔，供油缸活塞插入，另一端是直径为28.5mm的柱体，作用是传递油缸活塞的推力，保证拉刀能够顺利穿过加工体。
除此之外，本发明还对横梁板以及螺栓的强度进行校核与检验，具体测量方法如下：
1.首先根据主机的加工图，确定主机机座、机架、气缸体合拢连接面上的相邻螺栓孔的中心距L。
2.然后根据材料特性以及油缸的工作压力确定横梁板承受的最大弯力F-1（实际计算结果F1≤20KN），则横梁板承受的最大弯矩M=F1·L。
3.根据横梁板的横截面的形状尺寸，计算得到横梁板的抗弯截面系数W，然后就可以得到横梁板承受的最大弯曲应力σ1=M/W,应满足σ1≤σs,其中σs是横梁板的屈服极限。本发明的横梁板的材料是Q235A，屈服极限是235MPa。计算安全系数S1=σs/ σ1，使之满足要求。
4.利用上述方法，同样可得全螺纹螺栓承受的最大拉应力σ2，全螺纹螺栓的屈服极限，计算安全系数S2=σs/ σ2，使之满足要求。
本发明设计的零件尺寸的取值都经过了上述核算，满足强度要求，并通过现场实际验证。

Claims (5)

1.一种船用低速柴油机的绞孔工装，特征在于其构成包括：具有腰型孔的横梁板（1）、第一垫板（2）、全螺纹螺栓（3）、导向杆（5）、绞孔用拉刀（6）、螺旋千斤顶（7）、六角螺母(8)和通过油管与液压泵相连接油缸(9)；
所述横梁板的两端的下方分别与所述的油缸顶部和螺旋千斤顶顶部固定，并保持横梁板的水平，全螺纹螺栓的一端穿入该横梁板的腰型孔，另一端通过六角螺母和第一垫板与待加工件紧固，所述导向杆（5）的一端设有孔，供油缸活塞插入，该导向杆（5）的另一端与绞孔用拉刀（6）连接。
2.根据权利要求1所述的船用低速柴油机的绞孔工装，其特征在于，还包括第二垫板（10），所述全螺纹螺栓的一端通过该第二垫板（10）和横梁板的腰型孔与横梁板紧固。
3.根据权利要求1或2所述的船用低速柴油机的绞孔工装，其特征在于，在所述的横梁板和油缸顶部之间还设有垫压工具（4），该垫压工具由垫压底座和旋钮组成，垫压底座开有一个螺纹通孔，通过螺纹与旋钮连接，垫压底座的下平面和旋钮的上平面平行。
4.根据权利要求3所述的船用低速柴油机的绞孔工装，其特征在于，所述的垫压底座的下平面为圆形，周缘均匀分布有定位爪，用于和油缸顶部的上平面固定。
5.利用权利要求1所述的船用低速柴油机的绞孔工装的绞孔方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
①将拉刀（6）放入待加工的螺栓孔中；
②将导向杆（5）、油缸（9），依次从下至上安装；
 ③将全螺纹螺栓（3）的下端穿入待加工螺栓孔周围其它螺栓孔中，垫入第一垫板（2），并调整全螺纹螺栓（3）的上下位置，用六角螺母拧紧；
④全螺纹螺栓（3）的上端穿过第二垫板（10）和横梁板（1）的腰型孔，调整横梁板的左右位置，保证油缸（9）与横梁板接触面足够大；   
⑤用螺旋千斤顶（7）支撑横梁板的另一端，在此过程中，保持横梁板处于水平位置，且油缸与千斤顶被横梁板压紧；
⑥拧紧各六角螺母，按下液压泵开关，使油缸内产生油压，从而使拉刀（6）下行，扩绞待加工的螺栓孔。
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