CN105729024A - 复合板焊接对接柔性支撑平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种复合板焊接对接柔性支撑平台，其由基座、限位板、支撑台及弹性可调柔性支撑单元组成，支撑台通过25个呈5×5阵列分布的弹性可调柔性支撑单元安装在基座上，弹性可调柔性支撑单元包括两组法兰盘和压盖，压缩、拉伸球头轴，压缩、拉伸套筒，压缩、拉伸挡圈，压缩、拉伸调节环，压套等。本发明利用弹性可调柔性支撑单元在可控范围内降低复合板焊件对接支撑的刚性，释放部分自由度，实现对接过程对两块复合板焊件在竖直方向的相对位置进行调整，以及对侧面对齐度和坡口间隙大小进行精确修正，提高其对接精度和焊接质量，有效控制焊缝错边和复合板变形。本发明安装简单，使用灵活方便，适应性强，能够显著提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种焊接辅助工具，具体涉及一种复合板焊接对接柔性支撑平台。
技术背景
复合板由于具有良好的综合性能和价格优势，在机械、化工、电力、船舶等领域得到日益广泛的应用，而如何保证其焊接质量也成为一项重要的课题。复合板对接焊接时，为了不失去原有的性能，需要对基层、过渡层和复层分别焊接，其对接的方式和精度将直接影响到两块复合板焊件的焊接质量。通常情况下，复合板焊件的对接方式是将两块复合板焊件置于同一刚性平台上对接，这样很难在竖直方向上对其进行调整，也很难对侧面对齐度和坡口间隙进行精确修正，无法获得最佳的焊接位置，很容易造成焊接完成后出现焊缝错边、复合板翘曲变形等质量问题，同时也不适应厚度不同(或复材厚度不同，或基材厚度不同，或两者均不同)的复合板焊件的对接。
经检索发现，公告号CN103381531A的中国专利公开了一种钢板对接焊接定位装置及对位方法，该发明可满足任何方位的钢板之间的对接定位连接，能够提高钢板坡口之间组对间隙的精度和两块钢板的共面度，对钢板的焊接变形能进行有效控制。但该发明不仅需要将抗剪键焊接于对接的两块钢板上，破坏了钢板的完整性，而且在对两块钢板的共面度进行调整时，易使钢板发生倾斜。
经检索还发现，公开号CN101885126A的中国专利申请公开了一种钢板焊接对正调整机构，但该发明只能实现钢板前后左右侧立面的对正和调整，并且结构复杂，制造成本较高。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种复合板焊接对接柔性支撑平台，能够在两块复合板焊件对接时在竖直方向上对其进行调整，并对侧面对齐度和坡口间隙进行精确修正，使其达到最佳焊接位置，有效控制复合板焊接后的焊缝错边和变形问题，保证焊接质量，增加焊接设备的适应性。
本发明目的通过下述技术方案实现：一种复合板焊接对接柔性支撑平台，包括基座、限位板、支撑台、弹性可调柔性支撑单元，所述支撑台通过25个呈5×5阵列分布的弹性可调柔性支撑单元安装在基座上，每个弹性可调柔性支撑单元下端通过螺栓与基座固定连接，上端通过螺栓与支撑台固定连接，所述的限位板固定安装在基座和支撑台四角。
所述弹性可调柔性支撑单元包括：两组法兰盘和压盖，压缩、拉伸球头轴，压缩、拉伸套筒，压缩、拉伸挡圈，压缩、拉伸调节环，压套，所述法兰盘通过螺钉与压盖固定连接，所述两组法兰盘和压盖之间连接有压缩、拉伸球头轴，所述压缩球头轴设有内螺纹与方头螺栓的外螺纹配合，所述方头螺栓穿过压缩调节环、压缩挡圈与压缩球头轴旋合，所述压缩挡圈下方固定四根弹簧芯轴，所述弹簧芯轴上设有弹簧，所述拉伸球头轴穿过压套、拉伸调节环、拉伸挡圈与螺母旋合，所述拉伸挡圈下方固定四根弹簧芯轴，所述弹簧芯轴上设有弹簧，所述压缩调节环、拉伸调节环分别嵌套在各自的套筒上，可沿各自套筒轴线方向滑动，所述压缩套筒通过螺钉与拉伸套筒固定连接。所述法兰盘和压盖与压缩球头轴、拉伸球头轴的连接采用球窝结构，所述压缩球头轴和拉伸球头轴的球头端分别置于法兰盘和压盖之间，可使支撑台在浮动支撑时获得良好的自调心性能，同时可实现支撑台水平偏移。
所述压缩套筒和拉伸套筒的表面均标有刻度，用于显示压缩调节环和拉伸调节环的位移，从而精确设定弹性可调柔性支撑单元的工作力。
所述压缩套筒、拉伸套筒上各开设有四个矩形长槽，所述压缩调节环、拉伸调节环分别通过矩形长槽与压缩套筒、拉伸套筒嵌套在一起；所述方头螺栓的方头端卡合在压缩调节环中心的方形凹槽内，所述压缩挡圈、拉伸挡圈分别抵紧各自套筒的内端面。
本发明通过调节弹簧的预紧力，设定弹性可调柔性支撑单元的工作力，当弹性可调柔性支撑单元承受的力(拉力或压力)大于设定的工作力时，整个机构是柔性的，当弹性可调柔性支撑单元承受的力(拉力或压力)小于设定的工作力时，整个机构是刚性的。
本发明的有益效果在于：利用弹性可调柔性支撑单元在可控范围内降低复合板焊件对接支撑的刚性，释放部分自由度，实现对接过程对两块复合板焊件在竖直方向的相对位置进行调整，以及对侧面对齐度和坡口间隙大小进行精确修正，提高其对接精度和焊接质量，有效控制焊缝错边和复合板变形。
本发明安装简单，使用灵活方便，适应性强，能够显著提高生产效率。
附图说明
图1是本发明三维结构示意图。
图2是本发明主视图。
图3是本发明的弹性可调柔性支撑单元主视图。
图4是图3的A-A剖视图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明予以详细说明。
本发明实施例的一种复合板焊接对接柔性支撑平台，参照图1和图2，由基座1、限位板2、支撑台3及弹性可调柔性支撑单元4组成。支撑台3通过25个弹性可调柔性支撑单元4安装于基座1上，25个弹性可调柔性支撑单元4呈5×5阵列分布，且弹性可调柔性支撑单元4的底端通过内六角螺栓与基座1固连，其顶端通过内六角螺栓与支撑台3固连。限位板2固定在基座1和支撑台3四角。
参照图3和图4，本发明的弹性可调柔性支撑单元由法兰盘5、压盖6、压缩球头轴7、拉伸球头轴8、压缩套筒10、拉伸套筒11、压缩挡圈12、拉伸挡圈13、弹簧芯轴14、弹簧15、压缩调节环17、拉伸调节环18、压套22等组成。弹性可调柔性支撑单元的上端和下端各具有一个用于外部连接的法兰盘5，法兰盘5与压盖6通过螺钉固定连接。压缩球头轴7和拉伸球头轴8的球头端分别置于两组法兰盘和压盖之间。压缩球头轴设有内螺纹，其与方头螺栓16的外螺纹配合。压缩挡圈12和压缩调节环17套装在方头螺栓上，三者同轴配合。压缩挡圈下方固定四根弹簧芯轴14，弹簧芯轴上设有弹簧15，方头螺栓的方头端卡合在压缩调节环中心的方形凹槽内。拉伸球头轴穿过压套22、拉伸调节环18、拉伸挡圈13与螺母19旋合，拉伸球头轴、拉伸挡圈、压套和拉伸调节环四者同轴配合。拉伸挡圈下方固定四根弹簧芯轴14，弹簧芯轴上设有弹簧15。压缩挡圈12、拉伸挡圈13分别抵紧各自套筒的内端面。压缩套筒10和拉伸套筒11上各开设有四个矩形长槽，压缩调节环和拉伸调节环分别通过矩形长槽与各自套筒卡合在一起，并可沿各自套筒轴线方向滑动，压缩套筒10和拉伸套筒11通过螺钉固连，上面标有刻度，可准确控制弹簧压缩长度，显示压缩调节环和拉伸调节环的位移，从而准确设定弹性可调柔性支撑单元的工作力。
弹性可调柔性支撑单元4的主要功能为：通过设定所述的弹性可调柔性支撑单元4的工作力，实现复合板焊件对接过程中的柔性支撑和位置调整。转动压缩球头轴7，使方头螺栓16旋入压缩球头轴7，带动压缩调节环17轴向移动并用紧定螺钉将其固定，完成压缩预紧力设定。转动螺母19，带动压套22和拉伸调节环18轴向移动，用紧定螺钉固定拉伸调节环18，完成拉伸预紧力设定。当弹性可调柔性支撑单元4受到的压力大于设定力时，拉伸挡圈13抵紧拉伸套筒11，下四根弹簧不工作，压缩挡圈12与压缩套筒10间距增大，上四根弹簧压缩；同理，当弹性可调柔性支撑单元4受到的拉力大于设定力时，压缩挡圈12抵紧压缩套筒10，上四根弹簧不工作，拉伸挡圈13与拉伸套筒11间距增大，下四根弹簧压缩。
参照图1和图2，本发明工作时，首先根据实际生产情况设定所述的弹性可调柔性支撑单元4的工作力。设定完成后，将复合板焊件A放置在基座1上，将复合板焊件B放置在支撑台3上，此时支撑台3处于刚性与柔性的临界状态。由于限位板2的作用，两块复合板焊件A和B在侧面方向上基本对齐。在外力作用下，支撑台3可上下浮动，从而可对两块复合板焊件A和B在竖直方向的相对位置进行调整。另外由于所述的弹性可调柔性支撑单元4两端采用球窝结构，可使支撑台在浮动支撑时获得良好的自调心性能，在外力作用下，支撑台3可水平偏移，从而可对两块复合板焊件A和B的侧面对齐度和坡口间隙大小进行修正。
本发明的保护范围并不局限于以上内容，相关技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案进行的变更和修改，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种复合板焊接对接柔性支撑平台，包括基座、限位板、支撑台、弹性可调柔性支撑单元，其特征在于：所述支撑台通过25个呈5×5阵列分布的弹性可调柔性支撑单元安装在基座上，每个弹性可调柔性支撑单元下端通过螺栓与基座固定连接，上端通过螺栓与支撑台固定连接，所述的限位板固定安装在基座和支撑台四角。
2.根据权利要求1所述的一种复合板焊接对接柔性支撑平台，其特征在于：所述弹性可调柔性支撑单元包括：两组法兰盘和压盖，压缩、拉伸球头轴，压缩、拉伸套筒，压缩、拉伸挡圈，压缩、拉伸调节环，压套，所述法兰盘通过螺钉与压盖固定连接，所述两组法兰盘和压盖之间连接有压缩、拉伸球头轴，所述压缩球头轴设有内螺纹与方头螺栓的外螺纹配合，所述方头螺栓穿过压缩调节环、压缩挡圈与压缩球头轴旋合，所述压缩挡圈下方固定四根弹簧芯轴，所述弹簧芯轴上设有弹簧，所述拉伸球头轴穿过压套、拉伸调节环、拉伸挡圈与螺母旋合，所述拉伸挡圈下方固定四根弹簧芯轴，所述弹簧芯轴上设有弹簧，所述压缩调节环、拉伸调节环分别嵌套在各自的套筒上，可沿各自套筒轴线方向滑动，所述压缩套筒通过螺钉与拉伸套筒固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种复合板焊接对接柔性支撑平台，其特征在于：所述法兰盘和压盖与压缩球头轴、拉伸球头轴的连接采用球窝结构，所述压缩球头轴和拉伸球头轴的球头端分别置于法兰盘和压盖之间，可使支撑台在浮动支撑时获得良好的自调心性能，同时可实现支撑台水平偏移。
4.根据权利要求2所述的一种复合板焊接对接柔性支撑平台，其特征在于：所述压缩套筒和拉伸套筒的表面均标有刻度，用于显示压缩调节环和拉伸调节环的位移，从而精确设定弹性可调柔性支撑单元的工作力。
5.根据权利要求2所述的一种复合板焊接对接柔性支撑平台，其特征在于：所述压缩套筒、拉伸套筒上各开设有四个矩形长槽，所述压缩调节环、拉伸调节环分别通过矩形长槽与压缩套筒、拉伸套筒嵌套在一起；所述方头螺栓的方头端卡合在压缩调节环中心的方形凹槽内，所述压缩挡圈、拉伸挡圈分别抵紧各自套筒的内端面。
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