CN103331713B - 双摇杆自适应定心夹具 - Google Patents

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Abstract

一种双摇杆自适应定心夹具，设有：机架，该机架上设置有驱动液压缸及双摇杆机构；其中，驱动液压缸的缸体顶端与机架铰接为一体，驱动液压缸的活塞杆端和双摇杆机构中的主动摇杆的一端与连杆复合铰接为一体；该主动摇杆的另一端与机架铰接为一体；该连杆与从动摇杆复合铰接为一体。本发明在对管桩加工及维修时，不仅可以将被夹持件夹紧，使两者之间不会产生任何位移，而且，还能够实现对圆柱件的多点夹持，保证了旋转作业机具，在沿着与夹具同心固连的圆形导轨周向作业时，始终与夹具同心运行；并对不同直径的圆柱件均能实施同心作业，增加了适应管桩直径范围；且在夹持过程中是自适应定心，无需调整与修正；便可方便、快捷、高效的实施夹持作业。

Description

双摇杆自适应定心夹具
技术领域
本发明涉及外圆定心夹具，尤其涉及一种适用于以圆柱件外圆为被夹持元素，可达到方便、快捷、高效地实现对不同直径圆柱件进行周向切削、检测、焊接、喷涂、打磨等作业的双摇杆自适应定心夹具。属于海洋工程技术领域。
背景技术
为了达到夹紧管道的要求，目前，典型的管道夹紧方式如下：
一、“V”形块定位夹持机构
该机构主要包括：“V”形支撑块和液压缸驱动的夹持臂，其中，“V”形支撑块属于夹持机构的支承装置，对圆柱件进行夹持时，将“V”型支撑块骑在圆柱件的上半圆上，然后，再将液压缸驱动夹持臂抱住圆柱体的下半圆。这种夹持机构，虽然，可以夹持一定范围内不同直径的圆柱体，然而，由于它是以“V”型支撑块的两侧斜面支撑定心的，随着被夹持圆柱件直径加大，其外圆与“V”型支撑块两侧斜面的支撑点下移，圆柱件中心也随之下移。因此，当以外圆与“V”型块定心，周转轨道以“V”型支撑块为载体与其固连后，则沿着轨道运行的旋转机具，绝不可能对不同直径的圆柱件实施同心作业。因此，该“V”形块定位夹持机构，虽结构简单，但仅适用于结构尺寸较小，且不需定心而实施径向进给的作业机具，如金刚石绳锯机的管道夹紧机构。
二、链及柔性齿条定心夹具
该机构主要包括：支撑机构和链条或柔性齿条，其中，支撑机构主要是用来张紧链条；工作时，这种夹具将链条或柔性齿条缠绕在圆柱件(如：管道)的外圆上实施夹紧，并以其充当旋转机具的周转轨道。作业机具随着行走机构沿着轨道周向作业时，虽然，可以保证机具与被夹持的柱状件外圆进行等距作业，但，由于柔性轨道是以其外圆为基准缠绕，所以，圆柱件的形状误差直接反应在机具作业精度上。如对管桩开内外坡口，由于管桩是椭圆的，则开出的坡口也是椭圆的，而这样的坡口是不能作为非焊接连接的法兰“O”形密封圈坡口之用的。爬行式坡口机的夹紧方式即为此种类型。
由于作周向作业机具的旋转轨道可能是夹具本体或环形构件以夹具为载体与其固连，因此，夹具与被夹持件的几何关系，将影响着机具的作业轨迹。如果相对于管桩作周转作业机具的回转中心与管桩轴线不同心，会影响工件的同心度及圆柱度。尤其是在对水下管道采用非焊接方式进行管道连接时，对管道法兰O型圈用的坡口的椭圆度及同心度要求较高。因此，作为周转机具载体的夹具能否快捷、高效、准确的保证旋转机具的回转中心与管桩同心是非常关键的。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种双摇杆自适应定心夹具，其在对管桩加工及维修时，不仅可以将被夹持件夹紧，使两者之间不得有任何位移，而且，还能够实现对圆柱件的多点夹持，保证了旋转作业机具，在沿着与夹具同心固连的圆形导轨周向作业时，始终与夹具同心运行；同时，对一定范围内不同直径的圆柱件均能实施同心作业，增加了适应管桩直径范围。
本发明的目的是由以下技术方案实现的：
一种双摇杆自适应定心夹具，其特征在于：设有：机架，该机架上设置有驱动液压缸及双摇杆机构；其中，驱动液压缸的缸体顶端与机架铰接为一体，驱动液压缸的活塞杆端和双摇杆机构中的主动摇杆的一端与连杆复合铰接为一体；该主动摇杆的另一端与机架铰接为一体；该连杆与双摇杆机构中的从动摇杆复合铰接为一体。
所述机架是由数主平板和副平板及以数个等长心轴固连而成的拱桥状平行框架。
所述驱动液压缸为单出杆液压缸；该驱动液压缸对称布置在机架的两侧或布置在机架的中间。
所述双摇杆机构为两个平行四边形机构，该双摇杆机构对称设置在机架两侧；双摇杆机构中的主动摇杆和从动摇杆平行且相等；主动摇杆和从动摇杆的固定铰链中心距离与连杆平行且相等；主动摇杆的一端与机架的主平板铰接为一体。
所述主平板和副平板的垂直中心轴线与被夹持的管道轴线重合；主平板和副平板相对于过中心轴线的纵向垂面左、右对称；数个等长心轴对称布置于纵垂面两侧；其中，所对应的四个心轴设定在以中心轴线为圆心的同心圆上，作为两个双摇杆机构的四个固定铰链轴，还有两个心轴，在此圆以外的对称布置，以作为驱动液压缸与机架的固定铰链轴。
所述主动摇杆和从动摇杆的下延长段等长；且主动摇杆和从动摇杆的下延长臂小于主动摇杆和从动摇杆的长度。
本发明的有益效果：本发明由于采用上述技术方案，其在对管桩加工及维修时，不仅可以将被夹持件夹紧，使两者之间不会产生任何位移，而且，还能够实现对圆柱件的多点夹持，保证了旋转作业机具，在沿着与夹具同心固连的圆形导轨周向作业时，始终与夹具同心运行；同时，对一定范围内不同直径的圆柱件均能实施同心作业，增加了适应管桩直径范围；且在夹持过程中是自适应定心，无需调整与修正；便可方便、快捷、高效的实施夹持作业。
附图说明
图1为本发明双液压缸并联驱动示意图。
图2为本发明立体结构示意图。
图3为本发明单液压缸驱动示意图。
图中主要标号说明：
1.机架、1.1.主平板、1.2.副平板、1.3.心轴、1.4.活动铰链轴、2.驱动液压缸、3.双摇杆机构、3.1.主动摇杆、3.2.连杆、3.3.从动摇杆、3.4.从动摇杆下延长臂、3.5.主动摇杆下延长臂、4.管道。
具体实施方式
如图1—图2所示，本发明包括：机架1、两个驱动液压缸2、两个双摇杆机构3；其中，机架1为拱桥状，该拱桥状机架1是由主平板1.1和副平板1.2及以数个等长心轴1.3固连而成的拱桥状平行框架；机架1的主平板1.1和副平板1.2之间拱桥形的空间中，设置有两个驱动液压缸2及双摇杆机构3；两个液压缸2对称布置在机架1的两侧，两个双摇杆机构均为平行四边形机构，对称设置在机架两侧；其中，驱动液压缸2的缸体顶端与机架1采用铰接方式枢接为一体，驱动液压缸2的活塞杆端和双摇杆机构3中的主动摇杆3.1与连杆3.2的活动铰链复合铰接为一体，该主动摇杆3.1的另一端与机架1的主平板1.1铰接为一体：该连杆3.2与双摇杆机构3中的从动摇杆3.3复合铰接为一体；两个驱动液压缸2并联同步分别驱动各自的双摇杆机构3的主动摇杆3.1。
上述机架1的主平板1.1和副平板1.2的垂直中心轴线与被夹持管道4轴线重合；机架主平板1.1和副平板1.2相对于过中心轴线的纵向垂面左、右对称；数个等长心轴1.3对称布置于纵垂面两侧，其中，所对应的四个心轴1.3设定在以中心轴线为圆心的同心圆上，作为两个双摇杆机构3的四个固定铰链轴，还有两个心轴1.3在此圆以外的对称布置，以作为驱动液压缸2与机架1的固定铰链轴。
上述的驱动液压缸2为单出杆液压缸。
上述作为夹持臂的主动摇杆3.1和从动摇杆3.3的下延长段等长，但不一定平行，主动摇杆3.1和从动摇杆3.3的固定铰链中心距离与连杆3.2平行且相等。为确保对管道4的同心夹持及增力效果，主动摇杆3.1和从动摇杆3.3的下延长臂(3.5、3.4)必须小于主动摇杆3.1和从动摇杆3.3的长度。
如图3所示，为本发明单液压缸2驱动的示意图，单个驱动液压缸2设置在机架的中间，主动摇杆3.1和从动摇杆3.3设置在驱动液压缸2的两侧，并以主平板1.1和副平板1.2组成框架式结构；回避了悬臂构件，且增加了夹具对于管道4的夹持点，提高了夹具承载能力。
由于其结构、工作原理与上述两个驱动液压缸2驱动相同，只是采用单个液压缸2驱动。故而不再赘述。
本发明的优点是：
(1)简化了夹具结构，并能保证使用的安全可靠性。
(2)由于采用平行四边形双摇杆机构，可以保证对一定范围内不同直径的管桩实施夹持后，其管桩中心均与夹具同心。
(3)当周向作业的机具沿着与夹具同心固连的环形轨道运行时，可确保机具与被夹持件同心作业。
(4)本发明由于在夹持过程中是自适应定心，无需调整与修正，因此可方便、快捷、高效的实施夹持作业。
(5)本发明由于采用双摇杆机构，通过优化杠杠比实现利用较小的力产生较大的加持力。
(6)本发明采用多点夹持，提升了夹具的夹持能力。
(7)本发明可方便地更换主、从摇杆，以适应更大范围管桩直径。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种双摇杆自适应定心夹具，其特征在于：设有：机架，该机架上设置有驱动液压缸及双摇杆机构；其中，驱动液压缸的缸体顶端与机架铰接为一体，驱动液压缸的活塞杆端和双摇杆机构中的主动摇杆的一端与连杆复合铰接为一体；该主动摇杆的另一端与机架铰接为一体；该连杆与双摇杆机构中的从动摇杆复合铰接为一体；该机架是由数主平板和副平板及以数个等长心轴固连而成的拱桥状平行框架；该双摇杆机构为两个平行四边形机构，该双摇杆机构对称设置在机架两侧；主平板和副平板的垂直中心轴线与被夹持的管道轴线重合；主平板和副平板相对于过中心轴线的纵向垂面左、右对称；数个等长心轴对称布置于纵垂面两侧；其中，所对应的四个心轴设定在以中心轴线为圆心的同心圆上，作为两个双摇杆机构的四个固定铰链轴，还有两个心轴，在此圆以外的对称布置，以作为驱动液压缸与机架的固定铰链轴。
2.根据权利要求1所述的双摇杆自适应定心夹具，其特征在于：所述驱动液压缸为单出杆液压缸；该驱动液压缸对称布置在机架的两侧或布置在机架的中间。
3.根据权利要求1所述的双摇杆自适应定心夹具，其特征在于：所述双摇杆机构中的主动摇杆和从动摇杆平行且相等；主动摇杆和从动摇杆的固定铰链中心距离与连杆平行且相等；主动摇杆的一端与机架的主平板铰接为一体。
4.根据权利要求1或3所述的双摇杆自适应定心夹具，其特征在于：所述主动摇杆和从动摇杆的下延长段等长；且主动摇杆和从动摇杆的下延长臂小于主动摇杆和从动摇杆的长度。
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