CN104944091A - 一种大型设备模块化安装装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大型设备模块化安装装置，包括：轨道、底盘和螺旋升降装置；所述底盘包括铲板、加强板和短立柱，每个底盘上方均固定有一个待安装模块；所述螺旋升降装置包括旋杆、旋杆套筒、螺母、螺杆和万向轮或万向轮组，对于每一个所述底盘，分别在四个安装孔处各安装一个螺旋升降装置；所述轨道成对使用，按照一定间距平行铺设，其底面置于平整的地面上，工作时轨道凹槽的底面与万向轮或万向轮组圆周面接触，轨道凹槽的两侧面与万向轮或万向轮组两侧面接触。本装置操作简便，配合使用旋杆套筒可避免其他增力设备的使用；万向轮或万向轮组将大型设备模块在轨道上的滑动摩擦转化为万向轮在轨道上的滚动摩擦，减小了所需推力；整个设备安装过程中，无需使用其他辅助设备，减少了大型机械设备的使用率。

Description

一种大型设备模块化安装装置

技术领域

本发明涉及一种设备安装装置，特别是一种在有限空间内部进行大型设备模块化安装的大型设备模块化安装装置，属于大型设备安装技术领域。

背景技术

工业设备正向着集成化、大型化发展，其重量和尺寸越来越大。某些大型设备，在空间布置上具有横截面尺寸较小，纵向长度较长的特点，如工厂常用的机械生产线、机械零部件清洗机等，其横截面尺寸一般不超过2m×2m，而纵向长度可达十几米甚至几十米，整机重量可达几吨甚至几十吨。这类设备的安装给工程技术人员提出了难题：一方面，这类工业设备结构复杂，若将零部件从生产厂家运输到使用现场进行装配，需要耗费大量的人力和时间，且使用现场通常不具备装配条件；另一方面，若将大型设备在生产厂家整体装配完成后再运输到使用现场，则会因为设备尺寸太大而无法运输，例如无法满足公路运输标准或者不能将设备装进集装箱等。

为了解决上述问题，工程技术人员通常采用模块化构成方法。模块化构成方法是指在生产厂家，设计人员根据大型设备的功能和现有设备的物理结构，在不改变基本功能的前提下，对整个设备进行模块化设计，将大尺寸设备分割成多个满足一般运输条件的模块，模块与模块之间留有接口，以实现模块间的物理和功能上的连接。通过模块化构成后，设备的单个模块尺寸一般小于2m×2m×3m，重量一般小于5t，满足一般的运输条件。但是，单个模块的尺寸和重量往往不在人力所能直接控制的范围内，在使用现场进行安装时，设备的起吊、运输和安装通常靠现场的叉车、人力液压车、行车等来完成。但是如果这类设备的安装精度要求较高，例如机械零部件清洗机和机械生产线等设备，内部设有用于传送带或者链网的轨道，这些轨道在模块间拼装时的安装精度要求至少在毫米量级以内，普通叉车和行车的控制精度无法满足要求。这给设备在使用现场的模块化安装带来了新的困难，迫切需要设计满足安装精度要求的大型设备模块化安装装置。

实用新型专利“大型设备合拢对中装置”（授权公告号：CN2590718Y）提出了一种由对接件工作平台、行走轨道、计算机控制系统构成的用于船舶制造业的大型设备合拢对中装置。在计算机统一控制下，该装置能完成对工件六个自由度姿态的调整，使工件合拢对中在几分钟之内完成，大大减轻了劳动强度。但该装置的系统组成十分复杂，包含了液压系统、电控系统，要用到液压缸、液压阀、传感器等，这对装置的设计和控制带来难度，同时也增加了设备安装的成本，只在极少数情况下适用（例如船舶制造厂）。

实用新型专利“小空间室内大型设备的安装装置”（授权公告号：CN201224661Y）提出了一种小空间室内大型设备的安装装置，该装置主要有龙门架，龙门架上装有吊具和转动轮，龙门架下方设置有主动滚轮架和被动滚轮架，其可在土建后与各专业安装同时进行，缩短了工期，能有效防止传统施工方法中土建作业时对已安装设备的损伤，简单易操作且安全可靠。但该装置需要铺设较长的轨道，对安装现场的空间要求较高，且龙门吊的控制精度较差，无法实现模块之间的精确对中拼装。

发明专利“辅助安装装置及安装系统”（申请公布号：CN102795455A）提出了一种安装装置，包括：安装基础、固定底座、可动底座、至少一对轨道及辅助安装装置，可动底座可在轨道上移动，还可在辅助安装装置的作用下升降。该装置可用于将待安装设备从预订空间转移到安装空间。该装置的缺点是需要较大的固定底座，且固定底座无法拆卸，而很多工业设备自带底座，额外增加的固定底座会增加设备的整体高度，同时，该装置也无法满足模块化拼装的要求。

发明内容

本发明旨在解决上述缺陷，提供一种结构简单，操作方便，既能适应现场安装条件，又能满足安装精度要求的大型设备模块化安装装置。

本发明提出的一种大型设备模块化安装装置，包括：轨道、底盘和螺旋升降装置，其中：

所述底盘包括四块铲板、加强板和短立柱，四块铲板两两焊接，构成矩形框架；每块铲板上按一定间距焊接有两对短立柱，每对短立柱为两个，每对短立柱之间的空间组成铲孔，所述铲孔用于叉车铲运；在与设备长度方向平行的两块铲板上，每块铲板上分别留有两个安装孔，用于安装螺旋升降装置；所述加强板呈 “井”字型结构，其八个末端分别焊接于短立柱顶端；每个底盘上方均固定有一个待安装模块；

所述螺旋升降装置包括旋杆、旋杆套筒、螺母、螺杆和万向轮或万向轮组，所述万向轮或万向轮组焊接于螺杆底部，所述螺杆穿过底盘铲板上的安装孔，并与螺母采用T型传力螺纹配合，所述螺母与底盘铲板上的安装孔同轴心，并焊接于底盘铲盘的上表面；通过螺杆的旋转运动转化为螺母的垂直升降运动；所述螺杆顶部设有一通孔，所述旋杆穿过该通孔并焊接于螺杆顶部，与螺杆构成“T”字型，用于手动旋转螺杆；对于每一个所述底盘，分别在四个安装孔处各安装一个螺旋升降装置；

所述轨道成对使用，按照一定间距平行铺设，其底面置于平整的地面上，工作时轨道凹槽的底面与万向轮或万向轮组圆周面接触，轨道凹槽的两侧面与万向轮或万向轮组两侧面接触；所述轨道两端分别加工为凹端结构和凸端结构，一对轨道的凸端可插入另一对轨道的凹端，进行轨道的连接。所述轨道上部具有V型结构，便于万向轮或万向轮组自适应落入轨道的凹槽内，降低叉车或行车等搬运设备的控制精度要求。

本发明中，所述轨道的长度一般应大于等于待安装模块的最大长度。

本发明中，所述待安装模块之间通过模块连接结构15相连。

本发明中，万向轮组是指在一个万向轮支架上同轴心并排安装多个轮子。

与现有技术相比，本发明具有的优点和有益效果如下：

1.       本安装装置能实现大型设备的模块化安装，大型设备的模块化大大降低了设备的运输要求，节省了运输成本。

2.       使用轨道进行模块化拼装，提高了设备模块之间的对准精度。

3.       轨道上部的V型结构便于万向轮自适应落入轨道的凹槽内，降低了叉车或行车等搬运设备的控制精度要求。

4.       本安装方法实现了轨道的循环往复利用，整个安装过程只需要两对轨道。

5.       使用本发明进行设备安装占用空间小，所需的安装空间基本上等于待安装设备占用空间；不必延用传统的大型设备先安装再土建再安装的安装模式，可在土建后各个设备安装同时进行，缩短了工期。

6.       能有效防止传统安装方法施工作业时对已安装设备的损伤。

7.       简单易操作且安全可靠。本装置操作简便，配合使用旋杆套筒可避免其他增力设备的使用；万向轮或万向轮组将大型设备模块在轨道上的滑动摩擦转化为万向轮在轨道上的滚动摩擦，减小了所需推力；整个设备安装过程中，除设备搬运时要用到叉车或行车外，无需使用其他辅助设备，减少了大型机械设备的使用率；降低了施工成本，减少了安全事故的发生。

8.       设备安装效率高。整个安装过程中，最多只需4人同时操作，节省了人工成本。

9.       便于拆卸与移动。设备安装完成后，若需对设备进行转移，可将模块间连接结构拆除，然后旋动旋杆将模块升起，以万向轮支撑整个模块，即可沿任意方向推动模块。

附图说明

图1为某模块化的大型机械生产线示意图，这是待安装设备的一个例子。

图2为本发明单个模块安装装置的整体结构示意图及局部放大图，表示出了待安装模块（图中以第一模块为例）、底盘、螺旋升降装置与轨道的组合。其中：(a)为整体结构示意图，(b)为局部放大图。

图3为本发明单个模块安装装置的正视示意图、侧视示意图和局部放大图，表示出了待安装模块、底盘、螺旋升降装置与轨道的相对位置关系。其中：(a)为正视示意图，(b)为侧视示意图，(c)为局部放大图。

图4为本发明的底盘结构示意图。

图5为本发明的螺旋升降装置结构示意图。

图6为本发明的轨道的结构示意图，其中，（a）为轨道的三维模型示意图，（b）为轨道凸端纵截面示意图，（c）为轨道凹端纵截面示意图，（d）为轨道横截面示意图。

图7为设备安装过程中的4种不同支撑状态示意图。

图8为设备安装步骤示意图。

图中标号：10—大型机械生产线，11、12、13、14—大型机械生产线的第一、二、三、四模块，15—模块连接结构，20—底盘，21—铲板，22—短立柱，23—加强板，30—螺旋升降装置，31—万向轮或万向轮组，32—螺杆，33—螺母，34—旋杆，35—旋杆套筒，40—轨道，50—地基。

具体实施方式

下面结合附图通过对实施例的描述给出本发明的细节，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。本发明以某模块化的大型机械生产线为例进行说明，应当理解，本发明的安装装置及安装方法同样适用于其他设备的安装。

实施例1：

本发明装置各部件的结构组成叙述如下：

如图1所示，该模块化的大型机械生产线10包括：第一模块11、第二模块12、第三模块13、第四模块14以及模块连接结构15。简单起见，图中各个模块均简化为长方体，相邻模块之间用模块连接结构15连接。

如图2、图3所示，轨道40铺设在使用现场的地面上，螺旋升降装置30焊接在底盘20上，螺旋升降装置30通过万向轮31与轨道40的凹槽接触，机械生产线的待安装模块（图2、图3中以第一模块11为例）置于底盘20上方，并与底盘20通过焊接或者螺栓固定等方式连接。

如图4所示，底盘20包括四块铲板21、加强板23、16根短立柱22。底盘20整体框架为矩形，由四块铲板21焊接而成；每块铲板21上按照间距焊接四根短立柱22，每对短立柱之间的空间组成铲孔，铲孔用于叉车铲运；在与设备长度方向平行的两块铲板21上，分别留有两个安装孔，用于安装螺旋升降装置30；加强板23构成“井”字型，加强板23末端分别焊接在短立柱22顶端。每个底盘20上方均放置一个待安装模块，底盘20与待安装模块之间可以用焊接或其他方式连接固定。

如图5所示，螺旋升降装置30包括旋杆34、旋杆套筒35、螺母33、螺杆32、万向轮31。对于每一个底盘20，应分别在四个安装孔处各安装一个螺旋升降装置30。万向轮31焊接在螺杆32底部，根据待安装模块质量的大小，可选择使用单个万向轮或者万向轮组，本实施例中使用单个万向轮31；螺杆32穿过安装孔，并与螺母33采用T型传力螺纹配合，可将螺杆32的旋转运动转化为螺母33的垂直升降运动，螺杆32顶部有一通孔，用于穿过旋杆34；螺母33与铲板21上的安装孔同轴心，并焊接在铲板21的上表面；旋杆34穿过螺杆32顶部的通孔并焊接在螺杆32顶部，与螺杆32构成“T”字型，用于手动旋转螺杆32；旋杆套筒35为可选件，当所需扭矩较大时，将旋杆套筒35套在旋杆34上，起增扭作用，旋杆套筒35的内径略大于旋杆34的外径。

如图6（a）所示，轨道40为长条状；如图6（d）所示，轨道横截面主体为长方形，上部有V型结构，便于万向轮自适应落入轨道的凹槽内，降低叉车或行车等搬运设备的控制精度要求；如图6（b）、（c）所示，轨道两端分别加工为凸端结构和凹端结构，一轨道的凸端可插入另一轨道的凹端，进行轨道的连接；轨道的长度一般应大于等于待安装模块的最大长度。

具体安装步骤如下：

1.       将要用到的各部件先进行部装。本实施例的待安装设备具有四个模块，故应部装的部件包括4个底盘20和16个螺旋升降装置30。

2.       每个底盘20的4个安装孔上各焊接一个螺旋升降装置30。

3.       将各底盘—螺旋升降装置组合体安装到对应的各个模块下方。如无特殊说明，本实施例的后续描述中，底盘即指底盘—模块组合体，模块即指模块—底盘—螺旋升降装置组合体。（上述步骤既可在生产厂家进行，也可在使用现场进行）

4.       （下述步骤均在使用现场进行）在预订地点，按照一定的间距铺设一对平行轨道40。

5.       将第一模块11用叉车铲运或者行车起吊到铺好的轨道40上方。将第一模块11沿竖直方向放下，直至万向轮31落入轨道40的凹槽中。此时，万向轮31起支撑作用,底盘20处于悬空状态（该状态如图7（a）所示）。

6.       将第一模块11沿着轨道推到适当位置后，同步旋转第一模块11下的四个旋杆34，使底盘20下降，直至底盘20的铲板21刚好接触地面。此时，万向轮31与铲板21共同起支撑作用（该状态如图7（b）所示）。

7.       延长轨道。在第一对轨道40的末端（凸端）插入第二对轨道40的首端（凹端）。两对轨道的凸端和凹端进行配合，首尾相接，实现轨道40的延长。

8.       将第二模块12用叉车铲运或者行车起吊到延长的轨道40上方。将第二模块12沿竖直方向放下，直至万向轮31落入轨道40的凹槽中。同样地，此时第二模块12的万向轮31起支撑作用, 第二模块12的底盘20处于悬空状态。

9.       将第二模块12沿着轨道40推向第一模块11，直至第二模块与第一模块接触。同步调节第二模块12的四个旋杆34，使第二模块12下降至其底盘20的铲板21刚好接触地面。同样地，此时第二模块12的万向轮31与铲板21共同起支撑作用。

10.   用模块连接结构15连接第一模块11和第二模块12。

11.   调节第一模块11的四个旋杆34，使第一模块11的万向轮31上升直至完全脱离轨道40，此时，第一模块11完全由其底盘20支撑（该状态如图7（c）所示）。再抽出第一模块11下的第一对轨道40，准备后续步骤中重复使用。

12.   重复第7步至第11步，依次安装完成第三模块13和第四模块14。

13.   调节第四模块14的四个旋杆34，使第四模块14的万向轮31上升直至完全脱离轨道40，此时，第四模块14完全由其底盘20支撑。再抽出第四模块14下的轨道40。至此，所有模块全部安装完毕。

上述安装步骤从第4步起，可由图8简略表示。其中，图8（1）表示第4步，图8（2）表示第5、6步，图8（3）表示第7步，图8（4）表示第8步，图8（5）表示第9、10步，图8（6）表示第11步，图8（7）表示第12步，图8（8）表示第13步。

机械生产线安装完成后，若需对其进行转移，可将模块连接结构15拆除，然后旋动旋杆34将各个模块升起，以万向轮31接触地面支撑整个模块，即可沿任意方向推动模块（该状态如图7（d）所示）。

以上结合附图和实施例详细描述了本发明的具体实施方式，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种大型设备模块化安装装置，包括：轨道、底盘和螺旋升降装置；其特征在于，

所述底盘包括四块铲板、加强板和短立柱，四块铲板两两焊接，构成矩形框架；每块铲板上按一定间距焊接有两对短立柱，每对短立柱为两个，每对短立柱之间的空间组成铲孔，所述铲孔用于叉车铲运；在与设备长度方向平行的两块铲板上，每块铲板上分别留有两个安装孔，用于安装螺旋升降装置；所述加强板呈 “井”字型结构，其八个末端分别焊接于短立柱顶端；每个底盘上方均固定有一个待安装模块；

所述螺旋升降装置包括旋杆、旋杆套筒、螺母、螺杆和万向轮或万向轮组，所述万向轮或万向轮组焊接于螺杆底部，所述螺杆穿过底盘铲板上的安装孔，并与螺母采用T型传力螺纹配合，所述螺母与底盘铲板上的安装孔同轴心，并焊接于底盘铲盘的上表面；通过螺杆的旋转运动转化为螺母的垂直升降运动；所述螺杆顶部设有一通孔，所述旋杆穿过该通孔并焊接于螺杆顶部，与螺杆构成“T”字型，用于手动旋转螺杆；对于每一个所述底盘，分别在四个安装孔处各安装一个螺旋升降装置；

所述轨道成对使用，按照一定间距平行铺设，其底面置于平整的地面上，工作时轨道凹槽的底面与万向轮或万向轮组圆周面接触，轨道凹槽的两侧面与万向轮或万向轮组两侧面接触；所述轨道两端分别加工为凹端结构和凸端结构，一对轨道的凸端可插入另一对轨道的凹端，进行轨道的连接；所述轨道上部具有V型结构，便于万向轮或万向轮组自适应落入轨道的凹槽内，降低叉车或行车等搬运设备的控制精度要求。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述轨道的长度一般应大于等于待安装模块的最大长度。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述待安装模块之间通过模块连接结构相连。