CN1053409A - 精密装配大型机械部件的装置和方法 - Google Patents

Abstract

在用于起重和对物体施加转矩的装置中，包括， 固定到起重环(102)上的壳体(112)，施加转矩的传 动装置(116)，可脱开地连接壳体(112)和传动装置 (116)的套筒保持装置(114)，支承物体的支承装置 (122)，和连接传动装置(116)和支承装置(122)的本 体部分(104)，设置平衡结构(110)以便弹性地连接 套筒保持装置(114)和壳体(112)。从而，在待装配 位置物体重量所产生的力被减小。施加到传动装置 (116)的转矩经本体部分(104)传递到物体。

Description

本发明涉及用于装配大型机械部件的装置，特别是涉及以可控制的方式提升和扭转汽轮机节流阀套的装置。

虽然像蒸汽轮机这样的大型机械设备是由较小的分部件和通过使用如螺纹连接这样的传统紧固件所组成的部件来构成的，但是，这些部件的尺寸和体积使得装配工作极为困难。例如，拧入节流阀帽的汽轮机节流阀套重大约54公斤。该阀套有5.50-12UN螺纹，在该螺纹下面有3个紧密配合面。要把该阀套装在该阀帽中，必须小心地将其降低;对准螺纹并拧紧到适当的力矩。

不幸，通过吊车和其它一般用于操作这样部件的装置很难进行这种精密的装配工作。当阀套降低时，它会接触阀帽的螺纹部分。就这一点而言，很难充分精确地控制大多数部件操作设备，以防止阀套的全部重量压在阀帽的螺纹上。由于各种原因，这种情况是不利的。首先，部件会以导致螺纹损坏的方式相互接触。特别是当螺纹部分不能清楚地看见和部件的尺寸使得难以“感觉”到是否开始产生错扣时，部件也会以导致错扣的方式结合在一起。此外，虽然部件最初适当对准地被装配，但是，部件重量所产生的摩擦力会导致紧固或其它困难，这些困难使得精确的转矩测量难于进行。

因此，本发明的主要目的是提供一种装置。借助该装置，部件能以可控制的方式被引导就位，以避免碰撞和不精确操作所产生的问题;同时，可以有效的方式顺序地最终装配达到规定的力矩。

根据这一目的，本发明属于一种用于起重和对物体施加转矩的装置。它包括用于该装置与起重装置连接的起重环装置、固定到该起重环装置上的壳体装置、连接施加转矩的装置的传动装置、可拆卸地连接该壳体装置和该转动装置的套筒保持装置、支承物体的支承装置以及连接该传动装置和该支承装置的本体部分。该本体部分适于与该物体接合。本发明的特征在于，平衡装置弹性地连接该套筒保持装置和壳体装置，这样，当物体被提升到其待装配的位置时，物体重量所产生的力被减小，而施加到传动装置的转矩经本体部分传递到物体。

本发明的目的还可以通过以下途径达到：

上述平衡装置包括一个与上述壳体滑动配合的承压板、和置于该承压板与该平衡装置之间的弹簧装置，当由上述支承装置固定物体时该弹簧产生力。

用于接受直接给上述本体部分施加转矩的装置的装置。连接螺栓在上述承压板和上述套筒保持装置间延伸，以便把承压板的提升力传递到该套筒保持装置。

上述套筒保持装置是个锁定销。该锁定销是球头锁定销。

当物体被提升到将被扭转的位置时，平衡装置减小了由物体重量所产生的力。施加到传动装置的转矩通过本体部分传递到物体。这样，有关操作大型部件的问题被基本解决，因为，拧螺纹是在减力的情况下开始实现的。本发明的装置在部件操作装置和待装配部件间实现了“柔性”或“浮动”连接。在最佳实施例中，弹性装置是被压缩设置的弹簧。该装置最好还包括在平衡装置和本体部分间可脱开的连接部分。通过脱开这一连接部分，一部件的全部重量可压在另一部件上。脱开弹性装置后，本体部分保留;同时，露出适于接受转矩扳手或其它装配工具的部分。

在最佳实施例中，公开了一种在节流阀帽上安装节流阀套的装置。该装配装置包括一个具有第一端部和第二端部的本体部分。第一端部形成有操纵紧固件的承接座。第二端部适于接受给该装置提供转矩的装置。一杆件在其至少一部分上具有螺纹。它可拆卸地连接到本体部分的第一端部。而支承节流阀套的支承装置被固定到该杆的末端。

弹簧平衡装置可减小节流阀套和节流阀帽之间的力。该平衡装置最好包括一个具有第一端和第二端的壳体部分。第一端有与起重装置接合的起重环装置。而第二端可拆卸地连接到本体部分的第二端。弹性装置设置在该壳体的第一和第二端之间。它可使第一端相对于第二端弹性移动。因此，阀套重量所产生的垂直力被弹性装置的移动所产生的力减小。

还公开装配机械部件的方法。设置有螺纹连接部的第一和第二部件。第一部件被装到第二部件和并有施加转矩的装置。装配装置有第一端和第二端。第一端适于同给第一部件提供转矩的装置相合作。第二端适于连接到部件操作装置上。在一开始，该装配装置被固定到第一部件上。装配装置在部件操作装置和第一部件间设有可脱开的弹性连接。尔后，装配装置连接到部件操作装置上。第一部件被移动到将要安装到第二部件的位置上。然后，第一部件降低到装配位置上。部件的螺纹部开始啮合。然而，第一部件由装配装置弹性地支承。这样，其全部重量没有压在第二部件上。尔后，脱开部件操作装置和第一端间的可脱开的弹性连接并给装配装置的第二端提供转矩。装配装置从第一部件拆除，从而完成装配过程。

结合附图，从下面仅以示例方式所表示的实施例的说明中，本发明将更加容易理解。在附图中：

图1是本发明起重和扭转装置最佳实施例的整体侧视图。

图2是图1的装置的局部侧面剖视图，以表示优选的弹簧平衡装置。

本发明所公开的起重和扭转的装置可允许大而笨重的部件由吊车或起重机吊起并且可将其引导到待装配或待安装的位置上。参考图1，表示出本发明的整体侧视图。在本发明装置100的本体部分104的第一端设有安全起重环102。起重环102可提升和操纵本发明装置100和部件200。该部件通过吊车或如图1所示的其它起重装置固定到本发明装置上。起重环102可单独使用，或者，与物体或待装配部件200上设置的另外的起重接点210结合使用。如图所示，在笨重或轻的大型部件200的情况下，最好包括一个以上的其它辅助点210。另外，缆绳或其它引导装置可连在到这些辅助点210并可在物体被提升时用来引导、调整或固定操纵物体。

起重环102被固定到弹簧平衡装置110（下面详细说明）。弹簧平衡装置100在吊车或起重机和部件200间提供弹性或“柔性”连接。因此，从广义上讲，本发明可使提升物体的装置如吊车和待提升物体间弹性地连接。所公开的装置的优点之一是本发明可以传统有效的方式安装部件200并可顺序地把其扭转，完成最终的装配。

如图1所示，弹簧平衡装置110由可拆卸连接装置116可拆卸地连接到该装置本体部分104。可拆卸连接装置最好设有一个单独作用的球头锁定销106。该锁定销插在穿过弹簧平衡装置110和本体部分104的孔中。最好还设有通孔105。这可使杆插入本体104，以便操作部件。当移开锁定销106时，弹簧平衡装置可从本体104的支架中拆除。余下的装置借助插入通孔105的杆操纵。另外，当拆除了弹簧平衡装置110时，给本体部分104提供转矩的装置117暴露出来。由此，部件可被转动实现最终的装配。在相反于弹簧平衡装置的本体部分104的一端，设有用于与待装配物体啮合连接的承接装置108。例如，在上述汽轮机节流阀套的条件下，可设置120mm六方连接部以便将阀套200拧入节流阀帽。因此，在最佳实施例中，120mm承接装置108被固定到或形成在本体部分104的末端。

为了提升物体200，必须在物体200和承接装置108间提供连接。这样的连接导致本发明装置100和待装物体200成为一个单一件。因此，物体200和装置100能够一起操纵，直至完成装配和从物体200上拆除本发明装置100。在最佳实施例中，设有连接到本体部分104和承接装置108的螺杆120。螺杆120的邻近端最好是刚性的并可拆卸地连接到本体部分104。最好在承接装置108上设置一个孔或其它接合装置以及止动螺丝109。该止动螺丝与螺杆120垂直并可防止它从承接装置108退出。在螺杆120的末端设有导向或支承装置122。如图所示，支承装置直接拧到螺杆120上。最好设置滚花部分123以便支承装置相对物体200紧固。如图1所示，螺杆120通过物体200延伸并由支承装置122终止于其末端。支承装置122紧靠物体200拧紧以相对物体200牢固夹持本发明装置100。可以理解，支承装置122的设计将由物体200的几何形状所确定。如图1所示，如果螺杆120延伸通过物体的这部分是相对的小直径孔，支承装置可由一略大些的元件构成。该元件具有紧靠物体200的表面。要使用其它物体，最好支承装置122设有较大的表面面积。总之，应设计支承装置122以便它可从本体部分104上拆卸并且可使本发明装置100从待装物体或部件200上拆除。

图2表示弹簧平衡装置110的最佳实施例的细节。起重环102被固定到平衡装置壳体112的第一端。平衡装置112相反的一端装到套筒保持装置114上。套筒保持装置114在平衡装置壳体和该装置本体部分104间有连接部。如上所述，套筒保持装置最好以可拆卸的方式连接到本体部分104。为此目的，设置销106。该销106穿过套筒保持装置和用于给本体部分104提供转矩的传动装置116。在最佳实施例中，传动装置116包括一个25mm方形驱动头。传动装置116最好是57mm承接头117的传动端部。承接头117的外径大约是82mm。因此，它可装到具有大约82mm内径的管子的一部分上并在适当位置焊接。在相反的一端，承接装置108可类似地在适当位置焊接。这样，如图1所示，本体部分104由具有方形驱动头的承接头117和另一承接装置108的管状部分构成。承接头117被焊接到第一端以便传动部分116被暴露出来。承接装置108被焊接到第二端以便承接部分被暴露出来。

参考图2，在平衡装置外壳112内部，表示出弹性装置。该弹性装置实现本发明提升情况下的“浮动”效果。设有滑动地装到平衡装置外壳112内部的承压板150。承压板被设计成可滑动地套装在连接螺栓160上并避免与其干涉。如图所示，连接螺栓160的头部162紧靠套筒保持装置114的内表面。连接螺栓160的螺栓部分向上延伸到平衡装置外壳112中。连接螺栓160的末端与螺母161或其它螺纹连接件配合。其它的螺纹连接件有比螺栓160的外径稍大的直径。如图所示，垫圈还可放在螺母161和承压板150之间。因此，承压板150上的孔径必须略微大于螺栓160的外径并且略小于螺母161的直径，以便使承压板150紧靠螺母161而不脱出。

固定到平衡装置壳体112上的是一个或多个导向杆152。该导向杆通过承压板150上的孔延伸。这些孔被加工成在承压板150和导向杆152上的动配合的尺寸。压缩弹簧154围绕导向杆152并置于承压板150和平衡装置壳体112的底部之间。弹簧154的数量和位置取决于各种因素，如将承受的负载和可获得的弹簧的弹簧常数。然而，尽管如图示压缩弹簧部件是本发明的最佳实施例，但是，也可设置其它弹性装置，如拉伸弹簧，弹性件或液压缸。在大多数应用的场合，该装置被设计成，该装置上所放的负载使套筒保持装置114自弹性平衡装置110少量地位移。这一位移在操作和装配时可使该装置和所连接的部件弹性地沿任一方向移动。

在使用时，首先，将本发明装置固定到待装配的部件上。通过把承接装置108放在部件适于接受它的部分并把支承装置122拧到螺杆120上，这一工作可以完成。在其它的实例中，例如，当没有螺杆120通过的适当的孔时，其它的固定装置也是必须的。在这种情况下，该装置的设计将通过增加适当的紧固板、支撑杆、伸出部分或其它可拆卸地固定部件的装置211得到改进，在部件上安装该装置后，开始使用普通的部件操作设备进行装配。

在该装置上安全起重环102的设置可允许至少一个点与吊车或其它起重装置连接。在某些情况下，最好其供其它的点与待操作的物体连接以便可以稳定地操作。然后，部件被大约移动到配装的位置。部件的全部重量大体上由安全起重环102承受，因而，它也由本发明装置承受。如上所述，就这一点而言，套筒保持装置114将自弹簧平衡装置110位移。现在，待装的部件开始下降。

由于吊车的作用部件降低时，螺纹和/或部件的其它部分在待装配的位置开始接触。然而，与普通的装置不同，接触力将不是由部件的全部重量所产生的。相反，本发明装置通过上述弹簧平衡装置110的作用提供平衡力，这样形成“柔性”组装。当部件降低并开始接触时和在螺纹最初啮合时，由于本发明装置所提供的弹性可更精确地操作部件。如图示，设有穿过本体部分104的孔105。该孔可使一根杆通过装置插入。该杆可用于使螺纹稳妥地移动到适当的位置上并开始彼此转动两部件，而且几乎可消除错扣的可能性。

部件开始拧到适当的位置后，部件操作装置脱开连接或者将拉力放松，这样该装置上没有向上的力。销106可被拉出并除去弹簧平衡装置110。由此，传动装置116被暴露出来。这时，因为部件已被拧到适当的位置上，所以，可把适当的转矩扳手用于该传动装置。现在，部件可被装配到其最终的力矩。

部件完全到位后，可通过拧松开支承122并退出带有螺杆120的装置，这样可拆除本发明装置;或者，通过拆卸保持螺杆120就位的止动螺丝109使螺杆120被拆除，这样也可以拆除本发明装置后者的操作可从与扭转操作相同的一侧进行。在进出受限制的一定场合，这种操作是理想的。如熟悉本领域的普通技术人员所理解的那样，如果用另外的方法把装置连接固定到部件上，那么也必须提供另外的拆卸方法。

Claims (6)

1、用于起重和对物体施加转矩的装置，它包括用于该装置与起重装置相连接的起重环装置(102)，一个固定到该起重环装置的壳体装置(112)，连接施加转矩装置的传动装置(116)，可拆卸地连接该壳体装置(112)和该传动装置(116)的套筒保持装置(114)，支承物体的支承装置(122)，和连接该传动装置(116)和该支承装置(122)的本体部分(104)，该本体部分(104)适于与上述物体部分相接合，其特征在于，弹性地连接该套筒保持装置(114)和该壳体装置(112)的平衡装置(110)，当上述物体被提升到其待装配的位置时，由物体重量所产生的力被减小，施加到该传动装置(116)的转矩经该本体部分(104)传递到上述物体。

2、按权利要求1所述的装置，其特征在于，上述平衡装置（110），包括一个与上述壳体（112）滑动配合的承压板（150）、和置于该承压板（150）与该平衡装置（110）之间的弹簧装置（154），当由上述支承装置（122）固定物体时该弹簧产生力。

3、按权利要求1或2所述的装置，其特征在于，用于接受直接给上述本体部分（104）施加转矩的装置的装置（105）。

4、按权利要求2所述的装置，其特征在于，连接螺栓（160）在上述承压板（150）和上述套筒保持装置（114）间延伸，以便把承压板（150）的提升力传递到该套筒保持装置（114）。

5、按权利要求1至4的任何权利要求所述的装置，其特征在于，上述套筒保持装置是个锁定销（106）。

6、按权利要求5所述的装置，其特征在于，该锁定销（106）是球头锁定销。

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