CN105234619A - 一种用于涡轮泵焊接的多向定位夹具 - Google Patents

Abstract

一种用于涡轮泵焊接的多向定位夹具，它涉及一种多向定位夹具。为解决现有涡轮泵结构主体部分的各个构件之间在焊接过程中因存在缝隙而严重影响焊接质量的问题。本发明包括L形操作板、竖向定位组件、横向定位组件和喷嘴定位组件，所述L形操作板包括水平板和竖直板，水平板和竖直板垂直设置且二者固接制为一体，竖向定位组件和横向定位组件均设置在水平板上且横向定位组件位于竖向定位组件的前方，喷嘴定位组件设在竖直板上，芯轴上从上到下依次套装有涡轮泵的泵壳体、导流外壳和泵底座，压紧压块紧贴在涡轮泵的泵壳体上，压紧压片固接在横向定位块靠近芯轴的一端面上，压紧压片与涡轮泵的进气法兰相贴紧。本发明用于涡轮泵焊接过程中。

Description

一种用于涡轮泵焊接的多向定位夹具

技术领域

本发明涉及一种多向定位夹具，属于机械加工领域。

背景技术

需要焊接的涡轮泵结构主要包括泵壳体、导流外壳、泵底座、进气法兰以及喷嘴环。根据该涡轮泵结构的特点，要求实现结构的一体化焊接，要求被连接部位的紧密贴合及被连接端面的平齐。而涡轮泵结构主体部分的各个构件之间在焊接过程中因存在缝隙而严重影响焊接质量，而目前尚没有针对此类带有法兰及喷嘴等组件的泵类结构的焊接夹具。

发明内容

本发明为解决现有涡轮泵结构主体部分的各个构件之间在焊接过程中因存在缝隙而严重影响焊接质量的问题，进而提出一种用于涡轮泵焊接的多向定位夹具。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种用于涡轮泵焊接的多向定位夹具，它包括L形操作板、竖向定位组件、横向定位组件和喷嘴定位组件，所述L形操作板包括水平板和竖直板，所述水平板和竖直板垂直设置且二者固定连接制为一体，所述竖向定位组件和横向定位组件均设置在水平板上且横向定位组件位于竖向定位组件的前方，所述喷嘴定位组件设置在竖直板上；

所述竖向定位组件包括芯轴、压紧压块、底座和至少两个第一固定螺栓，所述底座固定连接在水平板上，所述压紧压块位于底座的正上方且二者之间设置有芯轴，所述芯轴上从上到下依次套装有涡轮泵的泵壳体、导流外壳和泵底座，所述压紧压块紧贴在涡轮泵的泵壳体上，所述至少两个第一固定螺栓与泵底座相配合均布在底座的周围；

所述横向定位组件包括横向定位块、压紧压片和主滑轨，所述水平板上设置有主滑轨，所述主滑轨位于竖向定位组件的前方，所述主滑轨的滑动方向与芯轴的轴向方向正对设置，所述横向定位块位于主滑轨上且与主滑轨滑动配合，所述压紧压片固定连接在横向定位块靠近芯轴的一端面上，所述压紧压片与涡轮泵的进气法兰相贴紧；

所述喷嘴定位组件包括定位销和定位销用定位块，所述定位销用定位块设置在竖直板的外壁上，所述竖直板上加工有第一定位销通过孔，所述定位销用定位块上加工有第二定位销通过孔，所述定位销的一端依次穿过涡轮泵的喷嘴环和喷嘴口，所述定位销的另一端依次穿过第一定位销通过孔和第二定位销通过孔且该端分别与第一定位销通过孔和第二定位销通过孔间隙设置。

本发明与现有技术相比的有益效果：

1、利用本发明对涡轮泵结构进行装夹时，涡轮泵结构的焊接定位依靠分布在L形操作板上的竖向定位组件、横向定位组件和喷嘴定位组件共同作用对涡轮泵结构进行多方向的定位，不但实现涡轮泵主壳体结构紧密贴合及一体化焊接，还能够对进气法兰与泵主体导流外壳的精确定位以及喷嘴口和喷嘴环的焊接装夹定位。

2、竖向定位组件实现涡轮泵中泵壳体、导流外壳和泵底座的定位，通过L形操作板上的固定螺栓对涡轮泵的泵底座进行定位，实现涡轮泵的轴向定位，通过芯轴、压紧压块和底座之间的配合设置实现涡轮泵的泵壳体和导流外壳之间的定位；横向定位组件中通过横向定位块、压紧压片和主滑轨之间的相互配合实现涡轮泵的进气法兰焊接装夹定位；喷嘴定位组件实现喷嘴环结构的焊接装夹定位。

3、本发明实现带有法兰和喷嘴等组件的泵类结构的一体化焊接装夹，提高了整个焊接过程的效率。实现泵主体结构多组件的一体化装夹。针对法兰组件与泵体结构连接端面装夹精度的要求，保证了焊接的质量，横向定位块与主滑轨滑动配合增强横向定位组件的灵活性，根据泵体实际尺寸实现装夹位置的灵活调节。定位销能够在第一定位销通过孔和第二定位销通过孔内做出往复滑动和扭摆的动作，增强喷嘴定位组件的灵活性。

4、本发明设计新颖合理，制造成本低廉，适于普遍推广使用。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是竖向定位组件2与L形操作板1之间的连接关系示意图；

图3是横向定位组件3与L形操作板1之间的第一连接关系示意图；

图4是横向定位组件3与L形操作板1之间的第二连接关系示意图；

图5是喷嘴定位组件4与L形操作板1之间的连接关系示意图；

图6是涡轮泵的立体结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1、图2、图3、图4、图5和图6说明本实施方式，本实施方式包括L形操作板1、竖向定位组件2、横向定位组件3和喷嘴定位组件4，所述L形操作板1包括水平板1-1和竖直板1-2，所述水平板1-1和竖直板1-2垂直设置且二者固定连接制为一体，所述竖向定位组件2和横向定位组件3均设置在水平板1-1上且横向定位组件3位于竖向定位组件2的前方，所述喷嘴定位组件4设置在竖直板1-2上；

所述竖向定位组件2包括芯轴2-1、压紧压块2-2、底座2-4和至少两个第一固定螺栓2-3，所述底座2-4固定连接在水平板1-1上，所述压紧压块2-2位于底座2-4的正上方且二者之间设置有芯轴2-1，所述芯轴2-1上从上到下依次套装有涡轮泵的泵壳体5-1、导流外壳5-2和泵底座5-3，所述压紧压块2-2紧贴在涡轮泵的泵壳体5-1上，所述至少两个第一固定螺栓2-3与泵底座5-3相配合均布在底座2-4的周围；

所述横向定位组件3包括横向定位块3-2、压紧压片3-4和主滑轨3-6，所述水平板1-1上设置有主滑轨3-6，所述主滑轨3-6位于竖向定位组件2的前方，所述主滑轨3-6的滑动方向与芯轴2-1的轴向方向正对设置，所述横向定位块3-2位于主滑轨3-6上且与主滑轨3-6滑动配合，所述压紧压片3-4固定连接在横向定位块3-2靠近芯轴2-1的一端面上，所述压紧压片3-4与涡轮泵的进气法兰5-4相贴紧；

所述喷嘴定位组件4包括定位销4-1和定位销用定位块4-2，所述定位销用定位块4-2设置在竖直板1-2的外壁上，所述竖直板1-2上加工有第一定位销通过孔1-2-1，所述定位销用定位块4-2上加工有第二定位销通过孔4-2-1，所述定位销4-1的一端依次穿过涡轮泵的喷嘴环5-5和喷嘴口5-6，所述定位销4-1的另一端依次穿过第一定位销通过孔1-2-1和第二定位销通过孔4-2-1且该端分别与第一定位销通过孔1-2-1和第二定位销通过孔4-2-1间隙设置。

本实施方式中所述横向定位组件3中主滑轨3-6的设置增强横向定位块3-2的灵活性，主滑轨3-6的滑动方向与芯轴2-1的轴向方向正对设置是为了使横向定位块3-2沿着主滑轨3-6的长度方向运动到芯轴2-1所装夹的涡轮泵的进气法兰5-4处，从而便于横向定位块3-2和压紧压片3-4对涡轮泵的进气法兰5-4进行装夹。所述竖向定位组件2中第一固定螺栓2-3的个数设置为三个为最佳，三点定位效果稳定且装配步骤简单。

具体实施方式二：结合图1、图3、图4和图6说明本实施方式，本实施方式中所述横向定位组件3还包括两个定位螺栓3-1、两条分滑轨3-3和两个拉耳3-7，所述水平板1-1上设置有两条分滑轨3-3，两条分滑轨3-3分别位于主滑轨3-6的两侧，每个条分滑轨3-3均与主滑轨3-6平行，每个条分滑轨3-3内设置有一个定位螺栓3-1，所述横向定位块3-2的两侧各固定连接有一个拉耳3-7，拉耳3-7与定位螺栓3-1一一对应设置，每个拉耳3-7通过其对应的定位螺栓3-1与该定位螺栓3-1所在的分滑轨3-3滑动配合。

本实施方式中两个定位螺栓3-1、两条分滑轨3-3和两个拉耳3-7的设置是为了辅助横向定位块3-2和压紧压片3-4对进气法兰5-4更加稳定且牢固的定位。分滑轨3-3和主滑轨3-6可通过安装轨道或加工凹槽的方式得到。其他未提及的结构及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1、图4和图6说明本实施方式，本实施方式中所述压紧压块2-2和底座2-4均为圆盘形且同轴设置。本实施方式圆盘形的压紧压块2-2与泵壳体5-1的形状相对应，如此设置更有利于其与泵壳体5-1紧密贴紧。圆盘形的底座2-4与泵底座5-3的形状相对应，如此设置更有利于其与泵底座5-3紧密贴紧。其他未提及的结构及连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图1、图3、图4和图6说明本实施方式，本实施方式中所述压紧压片3-4的外形与涡轮泵的进气法兰5-4的外形相同，所述压紧压片3-4为椭圆形空心环片，所述压紧压片3-4套装在横向定位块3-2靠近芯轴2-1的一端面上，所述压紧压片3-4上加工有与涡轮泵的进气法兰5-4的多个连接孔相配合设置的多个通孔3-5。

本实施方式中所述压紧压片3-4的外形与涡轮泵的进气法兰5-4的外形相同，但二者尺寸不同，所述压紧压片3-4为椭圆形空心环片，其内环的尺寸要小于进气法兰5-4，二者之间的间隙为1至2毫米，如此设置使进气法兰5-4和导流外壳5-2顺利焊接，如果二者尺寸一致，压紧压片3-4的外沿则会遮挡住进气法兰5-4和导流外壳5-2连接的焊缝，无法实施焊接。

本发明在装夹工件时，两个定位螺栓3-1带动定位块3-2沿着滑轨3-3滑动，通过螺母固定定位螺栓3-1的位置。定位块3-2靠近芯轴2-1的端面上加工有第一凸台3-2-1第一凸台3-2-1与压紧压片3-4上加工的第二凸台3-4-1配合，压紧压片3-4与涡轮泵的进气法兰5-4通过螺栓固定，压紧压片3-4上加工通孔3-5与进气法兰5-4上孔配合，可通过螺栓固定实现进气法兰5-4的轴向定位。压紧压片上设计的凸台结构3-4-1可实现进气法兰5-4与导流外壳5-2连接部位处端面的平齐，以保证焊缝的质量。其他未提及的结构及连接关系与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：结合图1、图5和图6说明本实施方式，本实施方式中所述定位销4-1包括第一销杆4-1-1和第二销杆4-1-2，所述第一销杆4-1-1与第二销杆4-1-2顺次固定连接制为一体，所述第一销杆4-1-1穿设在喷嘴口5-6内且其外径与喷嘴口5-6的内径相配合设置，所述第二销杆4-1-2位于喷嘴环5-5外且其靠近喷嘴环5-5的一端面与喷嘴环5-5的外端面相贴紧。本实施方式中的定位销4-1的结构能够实现与喷嘴口5-6、喷嘴环5-5无缝贴合的效果。其他未提及的结构及连接关系与具体实施方式一或四相同。

具体实施方式六：结合图3、图4和图6说明本实施方式，本实施方式中所述竖直板1-2上的第一定位销通过孔1-2-1为腰孔，该腰孔沿竖直板1-2的长度方向设置，定位销用定位块4-2带动定位销4-1在腰孔内往复移动。

本实施方式中第一定位销通过孔1-2-1为腰孔使定位销4-1的灵活性增强，当喷嘴口5-6位置为微动时，也能够实现无缝准确的定位和固定效果。其他未提及的结构及连接关系与具体实施方式五相同。

具体实施方式七：结合图1、图5和图6说明本实施方式，本实施方式中所述喷嘴定位组件4还包括多个第二固定螺栓，所述定位销用定位块4-2通过多个第二固定螺栓与竖直板1-2可拆卸连接。当定位销用定位块4-2沿第一定位销通过孔1-2-1的长度方向在竖直板1-2上滑动时，可使定位销4-1找到定位喷嘴口5-6、喷嘴环5-5的最佳位置，当最佳位置确定后，利用多个第二固定螺栓固定定位销4-1的位置即可。其他未提及的结构及连接关系与具体实施方式六相同。

具体实施方式八：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式中所述芯轴2-1的底端与底座1之间螺纹连接，芯轴2-1的顶端与压紧压块2-2可拆卸连接。

本实施方式中芯轴2-1与底座1间通过螺纹连接，芯轴2-1顶端固定压紧压块2-2，通过调节芯轴2-1的高度以保证压块2-2对涡轮泵壳体5-1结构压紧，以保证主壳体部分的配合紧密。其他未提及的结构及连接关系与具体实施方式一或七相同。

工作过程

结合说明书附图1至6具体介绍涡轮泵结构的焊接流程，具体过程如下：

首先进行焊前准备阶段，包括焊前清洗以及夹具的定位。

焊前采用丙酮溶液去除产品表面的各种油污和杂质，清洗完成后的产品搬运过程中操作人员均需戴干净的手套操作。之后进行L形操作板1的定位，将L形操作板1置于水平的焊接工作台上，保证整个焊接过程定位的准确性。

焊接过程首先进行涡轮泵结构主体部分的焊接，将泵底座5-3通过第一固定螺栓2-3与底座2-4相连，使其不在底座2-4上滑动。导流外壳5-2、泵壳体5-1以及泵底座5-3配合，芯轴2-1与压紧压块2-2固连，调整压紧压块2-2的高度，从而保证对于泵壳体5-1的压紧，使其在焊接过程中不会出现移动，之后，分别进行泵壳体5-1与泵底座5-3、泵壳体5-1与顶盖之间的两道环缝的焊接，至此完成了涡轮泵主壳体部分的环缝焊接。

完成涡轮泵主壳体部分的焊接后，进行进气法兰部分的焊接定位，首先固定进气法兰5-4与压紧压片3-4，压紧压片3-4上加工通孔3-5与进气法兰5-4上的连接孔配合，并通过螺栓固定，压紧压片3-4上的凸台结构3-4-1可以卡住导流外壳5-2上与进气法兰5-4连接的端面，保证进气法兰5-4不沿轴向向内滑动，从而保证进气法兰5-4与导流外壳5-2上焊接端面的平齐。定位螺栓3-1带动横向定位块3-2沿着主滑轨3-6滑动，横向定位块3-2的凸台结构3-2-1与将压紧压片3-4上的凸台3-4-1配合，固定定位螺栓3-1上的螺母从而保证进气法兰不沿轴向向外滑动，至此完成了涡轮泵结构进气法兰部分的焊接装夹定位。首先对进气法兰部分两侧的弧状焊缝进行焊接，实现进气法兰部分的焊接固定。完成之后将横向定位组件3拆除，再进行两道水平焊缝的焊接，至此完成了进气法兰部分的焊接。

最后进行涡轮泵喷嘴部分的焊接。喷嘴口5-6与主壳体部分的喷嘴环5-5结构配合，实现与涡轮泵主体部分的连接。定位销4-1通过定位销用定位块4-2实现角度调整，定位销用定位块4-2通过第一定位销通过孔1-2-1在竖直板1-2上滑动，与喷嘴口5-6紧密配合后通过第二固定螺栓将定位销用定位块4-2与竖直板1-2固定，定位销4-1沿定位销用定位块4-2中的第二定位销通过孔4-2-1的轴向方向对喷嘴部分进行压紧，保证喷嘴环5-5和喷嘴口5-6在焊接过程中不会发生滑动。至此完成了涡轮泵结构喷嘴部分的焊接装夹定位。

至此完成整个涡轮泵结构的焊接。

Claims (8)

1.一种用于涡轮泵焊接的多向定位夹具，其特征在于：它包括L形操作板(1)、竖向定位组件(2)、横向定位组件(3)和喷嘴定位组件(4)，所述L形操作板(1)包括水平板(1-1)和竖直板(1-2)，所述水平板(1-1)和竖直板(1-2)垂直设置且二者固定连接制为一体，所述竖向定位组件(2)和横向定位组件(3)均设置在水平板(1-1)上且横向定位组件(3)位于竖向定位组件(2)的前方，所述喷嘴定位组件(4)设置在竖直板(1-2)上；

所述竖向定位组件(2)包括芯轴(2-1)、压紧压块(2-2)、底座(2-4)和至少两个第一固定螺栓(2-3)，所述底座(2-4)固定连接在水平板(1-1)上，所述压紧压块(2-2)位于底座(2-4)的正上方且二者之间设置有芯轴(2-1)，所述芯轴(2-1)上从上到下依次套装有涡轮泵的泵壳体(5-1)、导流外壳(5-2)和泵底座(5-3)，所述压紧压块(2-2)紧贴在涡轮泵的泵壳体(5-1)上，所述至少两个第一固定螺栓(2-3)与泵底座(5-3)相配合均布在底座(2-4)的周围；

所述横向定位组件(3)包括横向定位块(3-2)、压紧压片(3-4)和主滑轨(3-6)，所述水平板(1-1)上设置有主滑轨(3-6)，所述主滑轨(3-6)位于竖向定位组件(2)的前方，所述主滑轨(3-6)的滑动方向与芯轴(2-1)的轴向方向正对设置，所述横向定位块(3-2)位于主滑轨(3-6)上且与主滑轨(3-6)滑动配合，所述压紧压片(3-4)固定连接在横向定位块(3-2)靠近芯轴(2-1)的一端面上，所述压紧压片(3-4)与涡轮泵的进气法兰(5-4)相贴紧；

所述喷嘴定位组件(4)包括定位销(4-1)和定位销用定位块(4-2)，所述定位销用定位块(4-2)设置在竖直板(1-2)的外壁上，所述竖直板(1-2)上加工有第一定位销通过孔(1-2-1)，所述定位销用定位块(4-2)上加工有第二定位销通过孔(4-2-1)，所述定位销(4-1)的一端依次穿过涡轮泵的喷嘴环(5-5)和喷嘴口(5-6)，所述定位销(4-1)的另一端依次穿过第一定位销通过孔(1-2-1)和第二定位销通过孔(4-2-1)且该端分别与第一定位销通过孔(1-2-1)和第二定位销通过孔(4-2-1)间隙设置。

2.根据权利要求1所述的一种用于涡轮泵焊接的多向定位夹具，其特征在于：所述横向定位组件(3)还包括两个定位螺栓(3-1)、两条分滑轨(3-3)和两个拉耳(3-7)，所述水平板(1-1)上设置有两条分滑轨(3-3)，两条分滑轨(3-3)分别位于主滑轨(3-6)的两侧，每个条分滑轨(3-3)均与主滑轨(3-6)平行，每个条分滑轨(3-3)内设置有一个定位螺栓(3-1)，所述横向定位块(3-2)的两侧各固定连接有一个拉耳(3-7)，拉耳(3-7)与定位螺栓(3-1)一一对应设置，每个拉耳(3-7)通过其对应的定位螺栓(3-1)与该定位螺栓(3-1)所在的分滑轨(3-3)滑动配合。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于涡轮泵焊接的多向定位夹具，其特征在于：所述压紧压块(2-2)和底座(2-4)均为圆盘形且同轴设置。

4.根据权利要求3所述的一种用于涡轮泵焊接的多向定位夹具，其特征在于：所述压紧压片(3-4)的外形与涡轮泵的进气法兰(5-4)的外形相同，所述压紧压片(3-4)为椭圆形空心环片，所述压紧压片(3-4)套装在横向定位块(3-2)靠近芯轴(2-1)的一端面上，所述压紧压片(3-4)上加工有与涡轮泵的进气法兰(5-4)的多个连接孔相配合设置的多个通孔(3-5)。

5.根据权利要求1或4或所述的一种用于涡轮泵焊接的多向定位夹具，其特征在于：所述定位销(4-1)包括第一销杆(4-1-1)和第二销杆(4-1-2)，所述第一销杆(4-1-1)与第二销杆(4-1-2)顺次固定连接制为一体，所述第一销杆(4-1-1)穿设在喷嘴口(5-6)内且其外径与喷嘴口(5-6)的内径相配合设置，所述第二销杆(4-1-2)位于喷嘴环(5-5)外且其靠近喷嘴环(5-5)的一端面与喷嘴环(5-5)的外端面相贴紧。

6.根据权利要求5或所述的一种用于涡轮泵焊接的多向定位夹具，其特征在于：所述竖直板(1-2)上的第一定位销通过孔(1-2-1)为腰孔，该腰孔沿竖直板(1-2)的长度方向设置，定位销用定位块(4-2)带动定位销(4-1)在腰孔内往复移动。

7.根据权利要求6所述的一种用于涡轮泵焊接的多向定位夹具，其特征在于：所述喷嘴定位组件(4)还包括多个第二固定螺栓，所述定位销用定位块(4-2)通过多个第二固定螺栓与竖直板(1-2)可拆卸连接。

8.根据权利要求1或7所述的一种用于涡轮泵焊接的多向定位夹具，其特征在于：所述芯轴(2-1)的底端与底座(1)之间螺纹连接，芯轴(2-1)的顶端与压紧压块(2-2)可拆卸连接。