CN105127654A - 一种施工升降机驱动架的焊接工装及其焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及施工升降机技术领域，尤其是一种升降机驱动架的焊接工装及其焊接方法。本发明通过预变形消除或减少焊接变形，同时改变焊接顺序后，先焊接主槽钢和主联板及矩管的焊缝，使其先变形，再焊接其他部件，减少了由于上述焊缝的焊接应力和变形对其余需要精确定位部件尺寸的影响。同时利用快速夹具实施压紧和定位，提高了工作效率和劳动强度，轴承的使用也使工件的装卸更加方便快捷。

Description

一种施工升降机驱动架的焊接工装及其焊接方法

技术领域

本发明涉及施工升降机技术领域，尤其是一种升降机驱动架的焊接工装及其焊接方法。

背景技术

施工升降机是建筑施工中经常使用的载人载货施工机械，主要起到向高空输送建筑工人和建筑材料和的作用，其主要由导轨架、吊笼、驱动装置组成，施工升降机的垂直上下运动主要是通过电机驱动齿轮与齿条的配合实现的，带驱动齿轮的电机是通过螺栓固定在一块特制的驱动板上的，该驱动板通过螺栓连接在特制的驱动架上，驱动架还包括与吊笼连接的耳板，以及用于安装在导轨架上滚动的滚轮的支架等结构，如图9所示。驱动架结构的制作精度关系到驱动齿轮和齿条的啮合好坏，影响到整个驱动装置的运行，进而对吊笼运行的平稳性，乘坐的舒适性，以及设备的寿命都有重要影响。

驱动架由两个冷弯槽钢通过矩管和主联板焊接后作为主支撑架，与吊笼连接的耳板、滚轮支架和安装板，以及用于安装驱动板的连接板均焊接在该主支撑架上。

目前，焊接驱动架的主要方法为利用刚性工装按照设计尺寸对上述各部件进行定位和夹紧，在工装上完成点焊，点焊后产品从所述工装上取出完成各部件焊接。此种方法由于焊接过程的热变形，加上结构的不对称性，焊接完成并冷却后主支撑架的两主槽钢远离主联板和矩管一侧的背向间距变小，无法保证两侧主槽钢的平行度，进一步的，定位于冷弯槽钢上的各部件尺寸也随之变化，整个产品精度要求无法满足，即使焊后通过校正也无法保证连接的各定位件尺寸。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种升降机驱动架的焊接工装及其焊接方法，能实现在夹具内完成焊接，可减少焊接变形，或具备防变形能力的，可保证各定位部件尺寸。

为实现上述技术目的，本发明提供的方案是：一种施工升降机驱动架的焊接工装，包括支座和焊接平台，焊接平台是由包括槽钢和方管的型材焊接且经过时效处理的工装支撑装置；焊接平台的中心轴与支座上的轴承配合，使焊接平台可绕中心轴翻转；支座处设有与焊接平台的中心轴通过齿轮啮合的翻转驱动机构；焊接平台上分别设置耳板定位组件、承重滚轮定位组件、侧滚轮定位组件、驱动板安装板定位组件、主槽钢内部背向间距定位及预变形装置、槽钢夹紧装置，其中，耳板定位组件为焊接平台的一部分，处于焊接平台的端部；承重轮支架定位组件装配于焊接平台的两侧；侧滚轮定位组件通过定位销和螺栓装配于焊接平台的两侧；驱动板安装板定位组件包含定位座和压紧机构，定位座通过定位销和螺栓装配于焊接平台的两侧，压紧机构则装配在焊接平台上平面以便垂直压紧；主槽钢内部背向间距定位及预变形装置、槽钢夹紧装置均装配于焊接平台的两侧。

而且，所述耳板定位组件包括简支梁结构和定位销，简支梁结构是由焊接平台延伸出的上下两个耳板定位板构成，定位销穿过上下耳板定位板的同轴孔及上下耳板定位板之间的驱动架连接耳板实现定位，上下耳板定位板的同轴孔与定位销之间设置定位套，驱动架连接耳板之间设置供定位销穿过的隔套。

而且，所述承重滚轮定位组件包括快速推拉夹具、定位销轴、外部压紧销，定位销轴置于焊接平台上定位通孔内的定位套内，快速推拉夹具的连接销轴嵌入定位销轴一端的槽孔内，安装于定位套外侧的限位挡板与定位销轴上的台阶配合，外部压紧销的一端呈外螺纹形，其可依次穿过驱动架主槽钢、滚轮安装座后与定位销轴另一端的内螺纹孔螺纹连接。

而且，所述驱动板安装板定位组件的压紧机构是垂直式快速夹具，该垂直式快速夹具的压紧销压紧定位销的顶部，定位销的下部穿过安装板的螺纹孔后伸入定位座的定位孔中。由于利用定位板螺纹的小径进行定位，减少紧固螺纹的时间，提高效率。

而且，所述主槽钢内部背向间距定位及预变形装置包括轴承、轴承座、快速推拉夹具和预顶销轴，轴承通过轴承销安装于轴承座上，轴承座与焊接平台固定，快速推拉夹具固定于焊接平台内侧，与穿过焊接平台且用于将两侧主槽钢远离主联板和矩管一侧撑大2mm的预顶销轴连接，轴承与预顶销轴配合实现对驱动架主槽钢的定位及预变形。

而且，所述槽钢夹紧装置包括一端固定于焊接平台且另一端处于驱动架主槽钢外侧的夹紧机构支架、有梯形内螺纹的螺纹套、具有梯形外螺纹的压紧杆、通过安装套固定于压紧杆端部的压紧板，螺纹套焊接固定于驱动架主槽钢外侧的夹紧机构支架上，压紧杆与螺纹套通过梯形螺纹配合。所述槽钢夹紧装置通过含有外螺纹的螺杆带动压紧板在转动螺杆时前后运动实现对槽钢的压紧，为提高效率螺纹采用了螺距较大的梯形螺纹，梯形螺纹也使螺纹的使用寿命大大提高。

而且，所述压紧杆的一端为球头，该球头部分与安装套配合连接。

而且，所述翻转驱动机构采用刹车电机和减速机配合实现。

一种施工升降机驱动架的焊接方法，使用前述任一项所述的施工升降机驱动架的焊接工装，所述焊接方法包括如下步骤。

步骤一，将主槽钢和与其连接的主联板、矩管放置于焊接平台上的相应位置。

步骤二，根据焊接前后测量结果，考虑焊接变形量和变形方式，在焊接前将主槽钢远离主联板和矩管的一侧间距加大2mm。

步骤三，首先将主槽钢与主联板、主槽钢和矩管之间的焊缝焊完，松开预变形装置后，待工件冷却消除焊接应力并自然变形；再将连接耳板、承重滚轮定位套、侧滚轮定位座，驱动板安装板等部件装配到相应位置并用相应压紧装置压紧，然后焊接；焊接过程中利用翻转驱动机构驱动焊接平台翻转，保证最佳的焊接角度。

步骤四，焊接完成，充分冷却后，松开各压紧装置，取出定位销，取出产品

而且，焊接驱动板安装板时先焊接背面焊缝再焊接正面焊缝，以阻止其变形。

本发明的有益效果在于：通过预变形消除或减少焊接变形，同时改变焊接顺序后，先焊接焊接主槽钢和主联板及矩管的焊缝，使其先变形，再焊接其他部件，减少了由于上述焊缝的焊接应力和变形对其余需要精确定位部件尺寸的影响。同时利用快速夹具实施压紧和定位，提高了工作效率和劳动强度，轴承的使用也使工件的装卸更加方便快捷。

附图说明

图1为工装总体主视图。

图2为工装总体俯视图。

图3为图1中的A-A剖视图。

图4为图1中的B-B剖视图。

图5为图1中的C-C剖视图。

图6为图5中K处放大图。

图7为图5中H处放大图。

图8为图2中的D-D剖视图。

图9为驱动架结构示意图。

其中，1、焊接平台，2、驱动架主槽钢，3、驱动板安装板定位组件，4、支座，5、翻转驱动机构，6、耳板定位组件，7、槽钢夹紧装置，8、主槽钢内部背向间距定位及预变形装置，11、快速夹具，12、压紧销，13、驱动板安装板定位销，14、驱动板安装板，15、驱动板安装板定位座，21、耳板定位板，22、定位套，23、驱动架连接耳板，24、隔套，25、定位销，26、耳板定位板，31、快速推拉夹具，32、连接销轴，33、定位套，34、定位孔，35、定位销轴，36、限位挡板，37、滚轮安装座，38、外部压紧销，39、台阶，42、轴承，43、轴承座，44、预顶销轴，46、快速推拉夹具，51、压紧板，52、安装套，53、压紧杆，54、螺纹套，55、夹紧机构支架，72、矩管，76，主联板。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

本实施例提供一种施工升降机驱动架的焊接工装，如图1和图2所示，包括支座4和焊接平台1，焊接平台1是由包括槽钢和方管的型材焊接且经过时效处理的工装支撑装置；焊接平台1的中心轴与支座4上的轴承配合，使焊接平台1可绕中心轴翻转；支座4处设有与焊接平台1的中心轴通过齿轮啮合的翻转驱动机构5；焊接平台1上分别设置耳板定位组件6、承重滚轮定位组件、侧滚轮定位组件、驱动板安装板定位组件3、主槽钢内部背向间距定位及预变形装置8、槽钢夹紧装置7，其中，耳板定位组件6为焊接平台1的一部分，处于焊接平台1的端部；承重轮支架定位组件装配于焊接平台1的两侧；侧滚轮定位组件通过定位销和螺栓装配于焊接平台1的两侧；驱动板安装板定位组件3包含定位座15和压紧机构，定位座15通过定位销和螺栓装配于焊接平台1的两侧，压紧机构则装配在焊接平台1上平面以便垂直压紧；主槽钢内部背向间距定位及预变形装置8、槽钢夹紧装置7均装配于焊接平台1的两侧。

因焊接平台1采用截面模量较大的槽钢、方管等型材焊接而成，加之焊后的时效处理，消除焊接应力，因此该平台具有较强抗变形能力。

进一步的，如图8所示，所述耳板定位组件6包括简支梁结构和定位销25，简支梁结构是由焊接平台1延伸出的上耳板定位板21和下耳板定位板26构成，定位销25穿过下耳板定位板26和上耳板定位板21的同轴孔及上下耳板定位板之间的驱动架连接耳板23实现定位，上下耳板定位板的同轴孔与定位销25之间设置定位套22，驱动架连接耳板23之间设置供定位销25穿过的隔套24。由上耳板定位板21和下耳板定位板26构成的简支梁结构对定位销25实现了两点定位，提高了对驱动架连接耳板23定位时的同轴度。

进一步的，如图3所示，所述承重滚轮定位组件包括快速推拉夹具31、定位销轴35、外部压紧销38，定位销轴35置于焊接平台1上定位通孔34内的定位套33内，快速推拉夹具31的连接销轴32嵌入定位销轴35一端的槽孔内，通过快速推拉夹具31伸出来推动定位销轴35在定位套33中滑动，利用定位销轴35的端部外圆与滚轮安装座37的内孔配合实现对滚轮安装座37的定位。

安装于定位套33外侧的限位挡板36与定位销轴35上的台阶39配合，实现对定位销轴35的限位，防止其伸出过渡，影响定位。

外部压紧销38的一端呈外螺纹形，其可依次穿过驱动架主槽钢2、滚轮安装座37后与定位销轴35另一端的内螺纹孔螺纹连接，通过旋紧螺纹，实现对滚轮安装座37的定位和压紧。

定位销轴35的前后伸缩靠快速推拉夹具31带动连接销轴32实现，该定位销轴35尾部开槽方便连接销轴32的装配，同时连接销轴32可在槽中活动，以保证定位销轴35在定位套33中滑动自如，避免刚性连接而产生的过定位；同时为方便压紧，还增加了外部压紧销38对滚轮安装座37实施压紧，防止焊接过程中的变形。

进一步的，如图4所示，所述驱动板安装板定位组件3的压紧机构是垂直式快速夹具11，该垂直式快速夹具11的压紧销12压紧定位销13的顶部，定位销13的下部穿过安装板14的螺纹孔后伸入定位座15的定位孔中。由于利用定位板螺纹的小径进行定位，省去了利用螺纹进行压紧的步骤，减少紧固螺纹的时间，提高效率。

进一步的，如图5和图7所示，所述主槽钢内部背向间距定位及预变形装置8包括轴承42、轴承座43、快速推拉夹具46和预顶销轴44，轴承42通过轴承销安装于轴承座43上，轴承座43与焊接平台1固定，快速推拉夹具46固定于焊接平台1内侧，与穿过焊接平台1且用于将两侧驱动架主槽钢2远离主联板76和矩管72一侧撑大2mm的预顶销轴44连接，轴承42与预顶销轴44配合实现对驱动架主槽钢2的定位及预变形。

轴承42用于焊接时对驱动架主槽钢2的定位，并且在焊接完成后取出驱动架主槽钢2时，使驱动架主槽钢2夹具之间的滑动摩擦改为滚动摩擦，方便取出。

预顶销轴44由快速推拉夹具46控制伸缩量及定位，将驱动架主槽钢2的内部背向间距（即驱动架主槽钢2远离主联板76和矩管72一侧）比轴承42的支撑处要多撑大2mm，使驱动架主槽钢2在焊接时呈略微张开的状态，从而实现对驱动架主槽钢2的预变形，以使焊接完成后，驱动架主槽钢2冷却收缩形变后回归到正常位置，减小驱动架因焊接而发生的变形误差，提高驱动架上各组件安装位的精确度。

进一步的，如图5所示，所述槽钢夹紧装置7包括一端固定于焊接平台1且另一端处于驱动架主槽钢2外侧的夹紧机构支架55、具有梯形内螺纹的螺纹套54、具有梯形外螺纹的压紧杆53、通过安装套52固定于压紧杆53端部的压紧板51，螺纹套54焊接固定于驱动架主槽钢2外侧的夹紧机构支架55上，压紧杆53与螺纹套54通过梯形螺纹配合。所述槽钢夹紧装置7通过含有外螺纹的压紧杆53带动压紧板51在转动压紧杆53时前后运动实现对驱动架主槽钢2的压紧，为提高效率螺纹采用了螺距较大的梯形螺纹，梯形螺纹也使螺纹的使用寿命大大提高。

因为上述主槽钢预定销轴44在将主槽钢2远离主联板76和矩管72一侧撑大2mm后主槽钢2存在一定偏斜角度，为保证压紧板51与主槽钢2上下均能有效接触并压紧，故将压紧杆53端部设计为球头，如图6所示，通过安装套52将压紧杆53与压紧板51连接，球头部分的设计可使压紧板51有一定角度的旋转，安装套52内部空隙既能为球头提供旋转空间，又能保证压紧板51与压紧杆53有效连接。

进一步的，所述翻转驱动机构5采用刹车电机和减速机配合实现。

本实施例还提供一种施工升降机驱动架的焊接方法，使用前述任一项所述的施工升降机驱动架的焊接工装，所述焊接方法包括如下步骤。

步骤一，将主槽钢和与其连接的主联板、矩管放置于焊接平台1上的相应位置。

步骤二，根据焊接前后测量结果，考虑焊接变形量和变形方式，在焊接前将主槽钢远离主联板和矩管的一侧间距加大2mm。

步骤三，首先将主槽钢与主联板、主槽钢和矩管之间的焊缝焊完，松开预变形装置后，待工件冷却消除焊接应力并自然变形；再将连接耳板、承重滚轮定位套、侧滚轮定位座，驱动板安装板等部件装配到相应位置并用相应压紧装置压紧，然后焊接；焊接过程中利用翻转驱动机构5驱动焊接平台1翻转，保证最佳的焊接角度。

其中，驱动板连接耳板23通过定位销25定位，其内侧使用隔套24保证尺寸，注意定位销25应贯穿两侧耳板定位板（21、26），然后定位销25端部用螺母压紧；承重轮的定位销轴35通过快速推拉夹具31前推至前止点，将滚轮安装座37内孔套在定位销轴35端部，再用外部压紧销38将滚轮安装座37压紧在定位销轴35端部；侧滚轮定位座固定在侧滚轮定位装置9处，并夹紧；驱动板安装板14通过驱动板连接板定位销13和驱动板连接板定位座15定位，再利用垂直快速夹具11实施压紧。

步骤四，焊接完成，充分冷却后，松开各压紧装置，取出定位销，取出产品

进一步的，焊接驱动板安装板时先焊接背面焊缝再焊接正面焊缝，以阻止其变形。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进或变形，这些改进或变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种施工升降机驱动架的焊接工装，其特征在于：包括支座和焊接平台，焊接平台是由包括槽钢和方管的型材焊接且经过时效处理的工装支撑装置；焊接平台的中心轴与支座上的轴承配合，使焊接平台可绕中心轴翻转；支座处设有与焊接平台的中心轴通过齿轮啮合的翻转驱动机构；焊接平台上分别设置耳板定位组件、承重滚轮定位组件、侧滚轮定位组件、驱动板安装板定位组件、主槽钢内部背向间距定位及预变形装置、槽钢夹紧装置，其中，耳板定位组件为焊接平台的一部分，处于焊接平台的端部；承重轮支架定位组件装配于焊接平台的两侧；侧滚轮定位组件通过定位销和螺栓装配于焊接平台的两侧；驱动板安装板定位组件包含定位座和压紧机构，定位座通过定位销和螺栓装配于焊接平台的两侧，压紧机构则装配在焊接平台上平面以便垂直压紧；主槽钢内部背向间距定位及预变形装置、槽钢夹紧装置均装配于焊接平台的两侧。

2.根据权利要求1所述的一种施工升降机驱动架的焊接工装，其特征在于：所述耳板定位组件包括简支梁结构和定位销，简支梁结构是由焊接平台延伸出的上下两个耳板定位板构成，定位销穿过上下耳板定位板的同轴孔及上下耳板定位板之间的驱动架连接耳板实现定位，上下耳板定位板的同轴孔与定位销之间设置定位套，驱动架连接耳板之间设置供定位销穿过的隔套。

3.根据权利要求1所述的一种施工升降机驱动架的焊接工装，其特征在于：所述承重滚轮定位组件包括快速推拉夹具、定位销轴、外部压紧销，定位销轴置于焊接平台上定位通孔内的定位套内，快速推拉夹具的连接销轴嵌入定位销轴一端的槽孔内，安装于定位套外侧的限位挡板与定位销轴上的台阶配合，外部压紧销的一端呈外螺纹形，其可依次穿过驱动架主槽钢、滚轮安装座后与定位销轴另一端的内螺纹孔螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的一种施工升降机驱动架的焊接工装，其特征在于：所述驱动板安装板定位组件的压紧机构是垂直式快速夹具，该垂直式快速夹具的压紧销压紧定位销的顶部，定位销的下部穿过安装板的螺纹孔后伸入定位座的定位孔中。

5.根据权利要求1所述的一种施工升降机驱动架的焊接工装，其特征在于：所述主槽钢内部背向间距定位及预变形装置包括轴承、轴承座、快速推拉夹具和预顶销轴，轴承通过轴承销安装于轴承座上，轴承座与焊接平台固定，快速推拉夹具固定于焊接平台内侧，与穿过焊接平台且用于将两侧主槽钢远离主联板和矩管一侧撑大2mm的预顶销轴连接，轴承与预顶销轴配合实现对驱动架主槽钢的定位及预变形。

6.根据权利要求5所述的一种施工升降机驱动架的焊接工装，其特征在于：所述槽钢夹紧装置包括一端固定于焊接平台且另一端处于驱动架主槽钢外侧的夹紧机构支架、具有梯形内螺纹的螺纹套、具有梯形外螺纹的压紧杆、通过安装套固定于压紧杆端部的压紧板，螺纹套焊接固定于驱动架主槽钢外侧的夹紧机构支架上，压紧杆与螺纹套通过梯形螺纹配合。

7.根据权利要求6所述的一种施工升降机驱动架的焊接工装，其特征在于：所述压紧杆的一端为球头，该球头部分与安装套配合连接。

8.根据权利要求1所述的一种施工升降机驱动架的焊接工装，其特征在于：所述翻转驱动机构采用刹车电机和减速机配合实现。

9.一种施工升降机驱动架的焊接方法，使用如权利要求1~8中任一项所述的施工升降机驱动架的焊接工装，所述焊接方法包括如下步骤：

步骤一，将主槽钢和与其连接的主联板、矩管放置于焊接平台上的相应位置；

步骤二，根据焊接前后测量结果，考虑焊接变形量和变形方式，在焊接前将主槽钢远离主联板和矩管的一侧间距加大2mm；

步骤三，首先将主槽钢与主联板、主槽钢和矩管之间的焊缝焊完，松开预变形装置后，待工件冷却消除焊接应力并自然变形；再将连接耳板、承重滚轮定位套、侧滚轮定位座，驱动板安装板等部件装配到相应位置并用相应压紧装置压紧，然后焊接；焊接过程中利用翻转驱动机构驱动焊接平台翻转，保证最佳的焊接角度；

步骤四，焊接完成，充分冷却后，松开各压紧装置，取出定位销，取出产品。

10.根据权利要求9所述的一种施工升降机驱动架的焊接方法，其特征在于：焊接驱动板安装板时先焊接靠近定位座一侧的焊缝再焊接远离定位座一侧的焊缝，通过定位座的固定，以阻止其变形。