CN104708264B - 一种贮箱筒段的环缝内撑装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种贮箱筒段的环缝内撑装置，解决了现有技术中贮箱筒段的环缝内撑装置所形成的筒段环缝同轴度和圆度低的问题，且设备结构简洁、制造成本低。该贮箱筒段的环缝内撑装置，包括：多个支撑机构(1)、金属框架(3)、多个直线导轨(4)和至少一个转接环(5)；所述金属框架(3)的外侧面上沿轴向设有多个直线导轨(4)；所述至少一个转接环(5)套装在所述金属框架(3)的外侧面，并可沿所述多个直线导轨(4)进行轴向运动；所述至少一个转接环(5)的周向上设置有多个支撑机构(1)；所述多个支撑机构(1)分别由转接环(5)的中心向外提供径向支撑力。

Description

一种贮箱筒段的环缝内撑装置
技术领域
本发明涉及环缝内撑处理技术，特别涉及一种贮箱筒段的环缝内撑装置。
背景技术
贮箱是运载火箭结构组成中的重要部分，用于存储发动机工作所需的燃料。贮箱由两个箱底和多个筒段以焊接的方式拼接而成，其中筒段由薄壁壁板拼焊而成，筒段之间的环缝焊接则需要贮箱筒段的环缝内撑装置对筒段进行支撑。环缝焊接时筒段内撑的质量直接影响着整个贮箱的制造质量和效率。
图1所示为现有技术中的贮箱筒段的环缝内撑装置的结构示意图。如图1所示，该贮箱筒段的环缝内撑装置由杆系支撑装置、心轴和过渡支撑组成，过渡支撑上装有可调节的内撑块，杆系支撑装置装在心轴上，通过调节杆系支撑装置在心轴上的位置来适应不同长度的筒段。
然而，随着贮箱直径增大至5m，筒段直径也相应增加。但由于5m贮箱筒段的壁厚较小，该5m筒段的刚性相比小直径筒段急剧下降，因而5m筒段环缝焊接时的内支撑难度较大。此时，现有的贮箱筒段的环缝内撑装置已无法满足5m筒段焊环缝接所要求的支撑功能，尤其是无法保证两个筒段焊接时所要求的同轴度以及筒段本身圆度等参数的精度。同时，若要内撑起大长度的贮箱，现有技术贮箱筒段的环缝内撑装置上的支撑装置、心轴和过渡支撑的质量也必须增大，但质量的增大必然导致整个设备体积和质量的增加，这会给生产、安装和使用带来不必要的困难，同时设备的制造成本也将极大的增加。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种贮箱筒段的环缝内撑装置，解决了现有技术中贮箱筒段的环缝内撑装置所形成的筒段环缝同轴度和圆度低的问题，且设备结构简洁、制造成本低。
本发明实施例提供的一种贮箱筒段的环缝内撑装置，包括：多个支撑机构(1)、金属框架(3)、多个直线导轨(4)和至少一个转接环(5)；所述金属框架(3)的外侧面上沿轴向设有多个直线导轨(4)；所述至少一个转接环(5)套装在所述金属框架(3)的外侧面，并可沿所述多个直线导轨(4)进行轴向运动；所述至少一个转接环(5)的周向上设置有多个支撑机构(1)；所述多个支撑机构(1)分别由转接环(5)的中心向外提供径向支撑力。
本发明实施例提供的一种贮箱筒段的环缝内撑装置，通过在转接环上设置多个支撑机构，可在筒段周向的各个位置上同时提供径向支撑力，为环缝焊接提供足够的刚性支撑，所形成的筒段环缝同轴度和圆度较高。转接环能够在金属框架上沿直线导轨随意移动，使得该贮箱筒段的环缝内撑装置能够适应不同长度的筒段。此外，由于采用了金属框架结构来支撑转接环，不仅设备的质量较轻，设备的制造成本也较低。
附图说明
图1是现有技术中一种贮箱筒段的环缝内撑装置的结构示意图。
图2(a)是本发明实施例中一种贮箱筒段的环缝内撑装置的立体结构示意图。
图2(b)是本发明实施例中一种贮箱筒段的环缝内撑装置的正面投影结构示意图。
图3是本发明实施例中贮箱筒段的环缝内撑装置的支撑机构的结构示意图。
图4是本发明实施例中贮箱筒段的环缝内撑装置的固定装置的结构示意图。
图5是本发明实施例中贮箱筒段的环缝内撑装置的另一种支撑机构的结构示意图。
图6是本发明实施例中贮箱筒段的环缝内撑装置的转接环的结构示意图。
图7是本发明实施例中贮箱筒段的环缝内撑装置的转接环的结构示意图(含夹具)。
图8是本发明实施例中贮箱筒段的环缝内撑装置的金属框架的结构示意图。
图9是本发明实施例中贮箱筒段的环缝内撑装置的金属框架的投影结构示意图。
图中符号说明如下：
1支撑机构、2端环、3金属框架、4直线导轨、5转接环、6内撑块、7第一顶紧机构、8快速固定装置、9连接板、10直线运动副、11插销、12直线运动副、13第二顶紧机构。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
图2是本发明实施例中一种贮箱筒段的环缝内撑装置的结构示意图。其中，图2(a)和图2(b)分别是该贮箱筒段的环缝内撑装置的立体图和正面投影结构示意图。如图2所示，该贮箱筒段的环缝内撑装置包括：多个支撑机构1、金属框架3、多个直线导轨4和至少一个转接环5；金属框架3的外侧面上沿轴向设有多个直线导轨4；至少一个转接环5套装在金属框架3的外侧面，并可沿多个直线导轨4进行轴向运动；至少一个转接环5的周向上设置有多个支撑机构1；多个支撑机构1分别由转接环5的中心向外提供径向支撑力。由于转接环5能够在金属框架3上沿直线导轨4随意移动，转接环5上的支撑机构也可以跟踪转接环5沿着装置轴向进行运动，从而使得该贮箱筒段的环缝内撑装置能够适应不同长度的筒段。
本领域技术人员可以理解，金属框架3上设置的直线导轨4的数量、转接环5的数量以及每个转接环5周向上设置的支撑机构1的数量均可根据所要实现的刚性支撑需求而调整。例如，当筒段直径较大、长度较长时，必然需要更多的刚性支撑；此时可适当增加转接环5的数量以同时对筒段轴向上的更多位置提供支撑，或适当增加一个转接环5中支撑机构1的数量以保证筒段圆度，还可增加直线导轨4的数量以保证转接环5在金属框架3上轴向位置的调整不会影响到筒段圆度。本发明对直线导轨4的数量、转接环5的数量以及每个转接环5周向上设置的支撑机构1的数量不做限定。
在本发明一实施例中，由于该贮箱筒段的环缝内撑装置可能需要与其他的装置连接以配合完成其他的装配动作，此时该贮箱筒段的环缝内撑装置可进一步包括：端环2。端环2可与金属框架3一端的端面连接，用于与其他装置连接。
下面通过几个实施例分别详细说明该贮箱筒段的环缝内撑装置的各个组成部分的结构。
图3是本发明实施例中贮箱筒段的环缝内撑装置的支撑机构的结构示意图。如图3所示，该支撑机构1包括：内撑块6、第一顶紧机构7、固定装置8、连接板9和两个直线运动副10；内撑块6的外径与所要支撑的筒段的内径相同；内撑块6可由第一顶紧机构7带动沿转接环5的径向运动，实现对筒段的内撑紧功能；两个直线运动副10的下端通过连接板9相连，上端与内撑块6连接；整个支撑机构通过固定装置8与转接环5固定连接。
在本发明一实施例中，直线运动副10和内撑块6可拆卸。这样操作者可根据筒段的刚性支撑需求而快速调整转接环5上内撑块6的数量。
图4是本发明实施例中贮箱筒段的环缝内撑装置的固定装置的结构示意图。如图4所示，固定装置8可包括插销11。当固定装置8在与转接环5固定连接时，可通过插销11进行防脱。
图5是本发明实施例中贮箱筒段的环缝内撑装置的另一种支撑机构的结构示意图。如图5所示，该支撑机构1包括：内撑块6、直线运动副12和第二顶紧机构13；直线运动副12直接固定在转接环5上，而不需要额外的固定装置；内撑块6的外径与所要支撑的筒段的内径相同；内撑块6可由第二顶紧机构13带动沿转接环5的径向运动，实现对筒段的支撑功能。
在本发明一实施例中，图5所示的第二顶紧机构13和图3所示的第一顶紧机构7可采用螺纹副结构；该螺纹副结构包括螺杆和固定螺母，螺杆在固定螺母中的运动带动内撑块6沿转接环5径向运动，以实现对筒段的径向支撑。
图6-7是本发明实施例中贮箱筒段的环缝内撑装置的转接环的结构示意图。如图6-7所示，转接环5采用了孔系组合夹具结构，通过销、孔和夹具将多个导轨滑块分别固定在了转接环5周向上的不同位置，再通过所述多个导轨滑块分别与金属框架3上的多个直线导轨4实现滑动连接。这种孔系组合夹具结构可保证导轨滑块在转接环5上的定位准确，且导轨滑块不会相对转接环5发生位移。
图8-9是本发明实施例中贮箱筒段的环缝内撑装置的金属框架的结构示意图。如图8-9所示，金属框架3的横截面为八边形。这种八边形结构可使金属框架3具有足够的刚性和稳定性，充分满足了筒段装配焊接过程中所需的刚度。此外，八边形的中空位置处可以为操作者提供更大的操作空间，操作者可在金属框架3内的任意位置操作第一顶紧机构和/或第二顶紧机构使内撑块6顶紧筒段。
本发明实施例提供的一种贮箱筒段的环缝内撑装置，通过在转接环上设置多个支撑机构，可在筒段周向的各个位置上同时提供径向支撑力，为环缝焊接提供足够的刚性支撑，所形成的筒段环缝同轴度和圆度较高。转接环能够在金属框架上沿直线导轨随意移动，使得该贮箱筒段的环缝内撑装置能够适应不同长度的筒段。此外，由于采用了金属框架结构来支撑转接环，不仅设备的质量较轻，设备的制造成本也较低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种贮箱筒段的环缝内撑装置，其特征在于，包括：多个支撑机构(1)、金属框架(3)、多个直线导轨(4)和至少一个转接环(5)；所述金属框架(3)的外侧面上沿轴向设有多个直线导轨(4)；所述至少一个转接环(5)套装在所述金属框架(3)的外侧面，并可沿所述多个直线导轨(4)进行轴向运动；所述至少一个转接环(5)的周向上设置有多个支撑机构(1)；所述多个支撑机构(1)分别由转接环(5)的中心向外提供径向支撑力。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括：端环(2)；所述端环(2)与所述金属框架(3)一端的端面连接，用于与其他装置连接。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述支撑机构(1)包括内撑块(6)、第一顶紧机构(7)、固定装置(8)、连接板(9)和两个直线运动副(10)；所述内撑块(6)的外径与所要支撑的筒段的内径相同；所述内撑块可由第一顶紧机构(7)带动沿转接环(5)的径向运动；两个直线运动副(10)的下端通过连接板(9)相连，上端与所述内撑块(6)连接；整个支撑机构通过所述固定装置(8)与所述转接环(5)固定连接。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述两个直线运动副(10)和/或内撑块(6)可拆卸。
5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述固定装置(8)包括插销(11)；所述固定装置(8)在与所述转接环(5)固定连接时，通过插销(11)进行防脱。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述支撑机构(1)包括内撑块(6)、直线运动副(12)和第二顶紧机构(13)；所述直线运动副(12)固定在所述转接环(5)上；所述内撑块(6)的外径与所要支撑的筒段的内径相同；所述内撑块(6)可由第二顶紧机构(13)带动沿转接环(5)的径向运动。
7.如权利要求3所述的装置，其特征在于，第一顶紧机构(7)采用螺纹副结构；所述螺纹副结构包括螺杆和固定螺母，所述螺杆在固定螺母中的运动带动所述内撑块(6)沿所述转接环(5)径向运动。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，第二顶紧机构(13)采用螺纹副结构；所述螺纹副结构包括螺杆和固定螺母，所述螺杆在固定螺母中的运动带动所述内撑块(6)沿所述转接环(5)径向运动。
9.如权利要求1至8中任一所述的装置，其特征在于，所述转接环(5)采用了孔系组合夹具结构，通过销、孔和夹具将多个导轨滑块分别固定在了转接环(5)周向上的不同位置，再通过所述多个导轨滑块分别与金属框架(3)上的多个直线导轨(4)实现滑动连接。
10.如权利要求1至8中任一所述的装置，其特征在于，所述金属框架(3)的横截面为八边形。
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