CN103818528A - 一种造船用数控胎架 - Google Patents

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Abstract

一种造船用数控胎架，包括按矩阵形式排列的多个数控支柱，外套筒内设有螺杆通孔，支柱上端部设有导向套，用于在竖直方向上对螺杆导向。螺杆的大部分位于外套筒通孔内，并与涡轮旋和，小部分伸出上封板。封板、盖板、轴承挡板组成涡轮腔，涡轮位于涡轮腔内，涡轮中部设有内螺纹，涡轮旋在螺杆上，涡轮与蜗杆啮合，蜗杆的两端由轴承与侧封板连接，并都穿过侧封板且各留有一个数控调节头，地址设定器置于涡轮腔内，地址设定器可确定支柱在支柱矩阵中的位置，若数控调节头外接数控调节装置，即可根据支柱的地址信息确定支柱高度值，进而驱动整个机构，提升螺杆，调节支柱高度。能够实现数控操作，调型速度大幅提高，调节准确，且整体结构更加简单，适用于大多数船体曲面和分段场地的建造。

Description

一种造船用数控胎架
技术领域
本发明涉及一种船舶制造辅助装置，特别是涉及一种造船用数控胎架。
背景技术
船舶制造辅助装置主要用于船舶制造辅助作业，辅助作业在船舶建造总工程量中占有相当大的比重，如各工艺阶段的起重运输、中间产品制造、总装中的脚手架敷设等，提高辅助装置的机械化、自动化、数字化水平，对于缩短船舶建造周期、降低生产成本、改善工人施工条件以及推动绿色造船事业发展都有很大作用。
胎架是制造船体曲面分段必要的工装设备，是一种重要的船舶制造辅助装置，主要作用是支撑分段、保证分段曲面形状和控制焊接变形。
目前，船厂普遍使用两种胎架，分别是简易角钢式和套管式。但这两种胎架在使用时存在以下缺陷：简易角钢式需通过焊接拼接角钢来调节高度，其浪费大量劳动力，重复利用率很低，低效高耗，不符合数字化和绿色造船的要求。套管式胎架，其人工操作繁复且精度低，距离数字化造船的要求也存在明显差距。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单，可自动化、数字化操作，大幅度提高胎架高度调整效率，通用性好，重复利用率高的造船用数控胎架。
为了达到上述目的，本发明采取的的技术方案是：一种造船用数控胎架，包括按矩阵形式排列的多个数控支柱。每个支柱包括外套筒、螺杆、涡轮、蜗杆、导向套、地址设定器。外套筒内设有螺杆通孔，支柱上端部设有导向套，用于在竖直方向上对螺杆导向。螺杆的大部分位于外套筒通孔内，并与涡轮旋和，小部分伸出上封板。封板、盖板、轴承挡板组成涡轮腔，涡轮位于涡轮腔内，涡轮中部设有内螺纹，涡轮旋在螺杆上，涡轮与蜗杆啮合，蜗杆的两端由轴承与侧封板连接，并都穿过侧封板且各留有一个数控调节头，地址设定器置于涡轮腔内，地址设定器可确定支柱在支柱矩阵中的位置，若数控调节头外接数控调节装置，即可根据支柱的地址信息确定支柱高度值，进而驱动整个机构，提升螺杆，调节支柱高度。
按上述技术方案，所述的螺杆在对称的两侧被铣平，用于和立柱上端部的导向套配合。
按上述技术方案，所述的地址设定器是每一个支柱都配有，地址设定器可确定支柱在支柱矩阵中的位置。
 
支柱的上下两端部的四周分别均匀分布有上加强肘板和下加强肘板。
支柱的支柱头即螺杆的上端部可采用多种形式，如半球头、圆锥头、活络头。
    蜗杆的两端均穿过侧封板并各留有一个数控调节头，其可与数控调节装置的调节套筒连接，数控调节头可采用多种形状，如四方体、六方体、八方体。
支柱的具体数量随分段的尺寸而定，支柱的规格按需设计。
特定船体分段的胎架型值可以由船体数学放样系统确定。
    本发明可与船体放样系统链接，能快速实现胎架对于特定分段的曲面造型。
  本发明的有益效果在于：由于采用数控操作，可反复利用，符合造船业自动化、数字化和绿色的发展要求。相对于其他胎架，该胎架实现了数控操作，彻底告别了人工操作中读数与调节的繁复，调型速度大幅提高，调节准确，且整体结构更加简单，在相同长度的螺杆长度下，可以提供更大的行程，对螺杆长度的利用率更高，适用于大多数船体曲面和分段场地的建造。
附图说明
    图1是本发明的结构剖面示意图。
    图2是本发明的结构侧视示意图。
    图3是本发明的涡轮蜗杆的剖视示意图。
图4是本发明的螺杆的结构主视示意图。
图5是本发明的螺杆的结构侧视示意图。
图6是本发明的螺杆的结构Ａ－Ａ剖面示意图。
图7是本发明的半球支柱头结构示意图。
图8是本发明的圆锥支柱头结构示意图。
图9是本发明的活络支柱头结构示意图。
图10是本发明的导向套结构主视示意图。
图11是本发明的导向套结构侧视示意图。
图中：1.底座，2.下加强肘板，3.外套筒，4.螺杆，5.上加强肘板，6.下封板，7.涡轮，8.蜗杆，9.轴承挡板，10.导向套，11.上封板，12.盖板，13.地址设定器，14.轴承，15.轴承端盖，16.毡圈，17.侧封板，18.半球支柱头，19.圆锥支柱头，20.活络支柱头。
具体实施方式
以下结合附图1-11，对本发明作进一步的详细说明。
    如图1中所示的是造船用数控胎架的一个支柱，所有支柱结构相同，并按矩阵形式排列，根据分段的尺寸大小确定所用支柱的具体数量，地址设定器确定该支柱在矩阵中的位置，
通过调节头外接数控调节装置，实现对该支柱高度的数控、快速调节。支柱的型号共分3档，可在3个高度范围内调节支柱高度，不同型号支柱的部件配置关系保持不变，只是尺寸上的变化。
可数控调节的支柱包括1.下底板，2.下加强肘板，3.外套筒，4.螺杆，5.上加强肘板，6.下封板，7.涡轮，8.蜗杆，9.轴承挡板，10.导向套，11.上封板，12.盖板，13.地址设定器，14.轴承，15.轴承端盖，16.毡圈，17.侧封板。外套筒3内设有螺杆通孔，封板6、11、17与轴承挡板9及盖板12围成涡轮腔即涡轮蜗杆箱，螺杆4穿过导向套10，插入外套筒3的螺杆通孔内，支柱上端部的导向套10 通过螺栓与上封板11连接，螺杆4有外螺纹部分被铣去了对称的两边，涡轮7的中部设有内螺纹孔，以与螺杆4配合，涡轮7旋在螺杆4上，使得涡轮7旋转来带动螺杆4的上下移动，涡轮7在涡轮腔内与蜗杆8啮合，蜗杆8的两端均用轴承14连接在侧封板17上，并都伸出侧封板17，在两端各留有一个四方体调节头，也可采用六方体、八方体等。
    支柱头即螺杆的上端部为半球状，生产时用以接触船体分段表面，也可采用其他的支柱头形式，如圆锥头、活络头等。
    蜗杆8在两边都留有四方体调节头。生产时调节胎架曲面只需将其中一个调节头与数控调节装置连接，其可以自动识别当下连接的支柱在矩阵中的位置，从而利用船体放样的数据，按其所对应的胎架高度型值对其进行快速准确的调节。
支柱的上封板11,通过螺栓固定连接着着导向套10。
蜗杆8旁设置有一个轴承挡板9，以与封板6、11、17，盖板12围成涡轮腔。    
    支柱的上端部均布有4块上加强肘板5，下端部均布有4块下加强肘板2，均通过焊接固定。
    本发明的工作过程如下：
（1）依据船体数学放样系统确定分段所需支柱的数量、规格、胎架型值即每个支柱的高度值，并将型值数据链接到数控调节装置中。
（2）按矩阵形式、指定间距排列好胎架支柱矩阵。
（3）将数控调节装置依次与每个支柱上的四方体调节头相连接，由于支柱上有两个调节头，可选其中在生产环境中连接位置相对较好的一个，地址识别器会自动识别地址设定器中该支柱的位置，并按其对应的型高度值对螺杆进行升降，来调节支柱高度，从而形成适应船体分段曲形的胎架曲面。
（4）将船体分段吊装上胎架并焊接定位好，即可进行分段制造。
(5) 依照上述的步骤即可调节形成不同船体分段的胎架曲面。

Claims (3)

1.一种造船用数控胎架，其特征在于：包括按矩阵形式排列的多个数控支柱；每个支柱包括外套筒（3）、螺杆（4）、涡轮（7）、蜗杆（8）、导向套（10）、地址设定器（13）；外套筒（3）内设有螺杆通孔，支柱上端部设有导向套（10）；螺杆（4）的大部分位于外套筒（3）通孔内，并与涡轮（7）旋和，小部分伸出上封板（11）；上封板（11）、下封板（6）、盖板（12）、轴承挡板（9）组成涡轮腔，涡轮（7）位于涡轮腔内，涡轮（7）中部设有内螺纹，涡轮（7）旋在螺杆（4）上，涡轮（7）与蜗杆（8）啮合，蜗杆（8）的两端由轴承与侧封板（17）连接，并都穿过侧封板（17）且各留有一个数控调节头，地址设定器（13）置于涡轮腔内。
2.根据权利要求１所述的造船用数控胎架，其特征在于：所述的螺杆（4）在对称的两侧被铣平，用于和立柱上端部的导向套（10）配合。
3.根据权利要求１或2所述的造船用数控胎架，其特征在于：所述的地址设定器(13)是每一个支柱都配有，地址设定器(13)可确定支柱在支柱矩阵中的位置。
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