CN108188772B - 筒体密集开孔防变形工装 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种内撑工装，具体说是一种筒体密集开孔防变形工装。它的特点是包括圆环形的支架，该支架的上下面沿周向都均布有扇形的支撑板，且上下面的支撑板呈两两一组对应布置。所述支撑板的外边缘均伸出在支架外，且每组支撑板的外伸部之间均有扇形的滑块，每组支撑板对应的支架上均有径向螺纹孔，径向螺纹孔内均有顶紧螺栓，顶紧螺栓的外端均与对应的滑块内缘相抵。采用该工装能够对筒体内侧进行周向全支撑，防变形效果好，可保证焊接作业质量；且能够与筒体内加强圈相配合，加强圈腹板不易失稳变形；同时，该工装无需焊接，能够确保工件母材不受损伤。
Description
技术领域
本发明涉及一种内撑工装，具体说是一种筒体密集开孔防变形工装，尤其适用于带有内加强圈的大直径筒体的密集大开孔作业。
背景技术
在机械加工行业内都知道，对于很多圆筒形设备，其圆筒形的外壳都需要进行开孔并安装满焊加厚板，外壳圆周上的开孔比例有些要达到70%左右，而加工后的外壳筒体圆度合格标准为不大于4mm。
现有技术中，为防止筒体局部开孔焊接时出现变形，常规的做法是在筒体内部加8~16个支撑腿，然后进行开孔焊接。采用该方法，筒体内侧的支撑为点状支撑，其有效防变形区域为支撑点附近很小的范围，防变形的效果较差。且当筒体轴向开孔间的间距较小时，只能利用开孔间的部位作为支撑腿的支点，支撑腿安装后焊接作业区域狭小，焊接质量无法保证。对于大直径的筒体（如直径2800mm）而言，其轴向大开孔（开孔弧长1200mm、轴向宽度340mm）间的内壁往往还设置有加强圈，加强圈会进一步缩小支撑腿的可用支撑部位。如果直接将支撑腿安装在加强圈上，则加强圈的腹板容易失稳变形。而最大的问题在于，支撑腿在对筒体工件进行安装支撑时，为防止两者间的移位或松脱，支撑腿与工件间都需要进行点焊，这在加工完成后拆除支撑腿时，容易损伤工件母材。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种筒体密集开孔防变形工装。采用该工装能够对筒体内侧进行周向全支撑，防变形效果好，可保证焊接作业质量；且能够与筒体内加强圈相配合，加强圈腹板不易失稳变形；同时，该工装无需焊接，能够确保工件母材不受损伤。
为解决上述问题，采取以下技术方案：
本发明的筒体密集开孔防变形工装的特点是包括圆环形的支架，该支架的上下面沿周向都均布有扇形的支撑板，且上下面的支撑板呈两两一组对应布置。所述支撑板的外边缘均伸出在支架外，且每组支撑板的外伸部之间均有扇形的滑块，每组支撑板对应的支架上均有径向螺纹孔，径向螺纹孔内均有顶紧螺栓，顶紧螺栓的外端均与对应的滑块内缘相抵。
本发明的进一步改进方案是所述支撑板的两个直边的内侧均有相互平行的条形通孔，条形通孔内均有不少于两个压紧螺栓，每个压紧螺栓对应的支架上均有轴向螺纹孔，支撑板均通过压紧螺栓和轴向螺纹孔的配合被压紧在支架上。
每组支撑板对应的支架上均有不少于两个的径向螺纹孔，径向螺纹孔内均有顶紧螺栓，且每组支撑板对应的不少于两个的顶紧螺栓均与一块对应的滑块内缘相抵。
本发明的更进一步改进方案是每组支撑板间的支架外边缘均有扇形槽，所述滑块均位于对应的扇形槽内。
采取上述方案，具有以下优点：
本发明的筒体密集开孔防变形工装包括圆环形的支架，该支架的上下面沿周向都均布有扇形的支撑板，且上下面的支撑板呈两两一组对应布置；支撑板的外边缘均伸出在支架外，且每组支撑板的外伸部之间均有扇形的滑块，每组支撑板对应的支架上均有径向螺纹孔，径向螺纹孔内均有顶紧螺栓，顶紧螺栓的外端均与对应的滑块内缘相抵。使用时，将该工装放于筒体工件内，利用顶紧螺栓推动滑块向外滑动压紧筒体，从而达到对筒体内侧周向进行全面支撑的效果。该工装的支架为圆环形结构，不会占用筒体中部的空间，焊接作业不受干涉，质量得以保证。对于带有内加强圈的大直径筒体而言，该工装可利用上下对应的支撑板夹紧加强圈，再利用滑块压紧加强圈内缘进行内部支撑，从而确保加强圈腹板不易失稳变形。最重要的是，利用该工装对筒体进行内部支撑，工装与筒体工件间无需焊接，加工完成后只需松开顶紧螺栓就可轻松拆除工装，不会对工件母材造成任何损伤。
进一步地，支撑板与支架间采用压紧螺栓、条形通孔和轴向螺纹孔相配合的连接方式，使得支撑板可进行径向调节，针对带有内加强圈的大直径筒体而言，支撑板在夹紧加强圈的同时还可以支撑筒体内壁，与滑块压紧加强圈内缘相结合，能够使内部支撑更加稳固，加强圈腹板更加不易失稳变形。
采用一个滑块与不少于两个的顶紧螺栓相配合，能够确保滑块受力均匀，支撑稳定。
更进一步地，在支架外边缘设置扇形槽，能够限制滑块的周向移动，确保支撑筒体工件时，工件内侧受力均匀。
附图说明
图1是本发明的筒体密集开孔防变形工装的立体半剖结构示意图；
图2是图1的局部分解放大示意图；
图3是本发明的筒体密集开孔防变形工装的使用状态半剖图；
图4是图3中I部的放大示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步详细说明。
如图1和图2所示，本发明的筒体密集开孔防变形工装包括圆环形的支架1，该支架1的上下面沿周向都均布有扇形的支撑板4，且上下面的支撑板4呈两两一组对应布置。所述支撑板4的外边缘均伸出在支架1外，且每组支撑板4的外伸部之间均有扇形的滑块3，每组支撑板4对应的支架1上均有径向螺纹孔，径向螺纹孔内均有顶紧螺栓2，顶紧螺栓2的外端均与对应的滑块3内缘相抵。
所述支撑板4的两个直边的内侧均有相互平行的条形通孔5，条形通孔5内均有不少于两个压紧螺栓6，每个压紧螺栓6对应的支架1上均有轴向螺纹孔，支撑板4均通过压紧螺栓6和轴向螺纹孔的配合被压紧在支架1上。压紧螺栓6能够将支撑板4压紧在支架1上。而采用条形通孔5与压紧螺栓6相配合，使得支撑板4能够在支架1上进行径向伸缩调节。
为使滑块3受力均匀，支撑更加稳定，本实施例在每组支撑板4对应的支架1上均设置有不少于两个的径向螺纹孔，径向螺纹孔内均有顶紧螺栓2，且每组支撑板4对应的不少于两个的顶紧螺栓2均与一块对应的滑块3内缘相抵。本实施例中，每组支撑板4对应的径向螺纹孔及顶紧螺栓2的数量均为两个。
每组支撑板4间的支架1外边缘均有扇形槽，所述滑块3均位于对应的扇形槽内。扇形槽能够限制滑块3的周向移动，使得工件受力均匀。
使用时，如图3和图4所示，将本发明的筒体密集开孔防变形工装放于筒体工件7内，可根据筒体工件7轴向长度和加强圈8的个数设置相应数量的工装，每个工装对应一个加强圈8安装。首先，松开压紧螺栓6，使得支架1上下的支撑板4分别位于对应加强圈8的上下方。然后，向外推动支撑板4与筒体工件7内壁紧密接触，再拧紧压紧螺栓6。最后，逐步拧紧顶紧螺栓2，向外推动滑块3使其压紧加强圈8内缘，即可达到从内侧对筒体工件7进行周向全面支撑的目的。如果带加工的筒体工件7没有加强圈8，则只需依次旋动顶紧螺栓2，向外推动滑块3与筒体工件7内壁紧密接触，即可达到从内侧对筒体工件7进行周向全面支撑的目的。当然，仅使用支撑板4也可实现筒体工件7内部支撑的功能，但其支撑调整作业相对较为繁琐。
该工装中，每组支撑板4由上、下两块组成，且每块支撑板4的一侧与加强圈8接触，另一侧与筒体接触，此结构可以固定加强圈8，在顶紧螺栓2力比较大的情况下能够防止加强圈8腹板失稳变形。滑块3的顶紧力由顶紧螺栓2产生，力的大小可以调节，而且由于顶紧螺栓2的自锁作用，可以防止滑块3松动后退。支架1外缘周向均匀分布的多个滑块3组成一个完整的圆圈，在加强圈8圆度不理想的情况下，也能很好的与加强圈8内壁贴合，接触面积大，防变形效果好；而且，在筒体的圆度不好的情况下，分别调节各处的滑块3预紧力的大小，还可以撑圆筒体。该工装与筒体工件7装配作业时能够形成一个整体结构，在使用较少材料的情况下，也能达到很好的刚性。对于筒体内等间距设置多个加强圈8的情况，每个加强圈8都配备一个本发明的工装，整体刚性较好，可约束开孔处的焊接变形。
Claims (2)
1.筒体密集开孔防变形工装，其特征在于包括圆环形的支架（1），该支架（1）的上下面沿周向都均布有扇形的支撑板（4），且上下面的支撑板（4）呈两两一组对应布置；所述支撑板（4）的外边缘均伸出在支架（1）外，且每组支撑板（4）的外伸部之间均有扇形的滑块（3），每组支撑板（4）对应的支架（1）上均有径向螺纹孔，径向螺纹孔内均有顶紧螺栓（2），顶紧螺栓（2）的外端均与对应的滑块（3）内缘相抵；所述支撑板（4）的两个直边的内侧均有相互平行的条形通孔（5），条形通孔（5）内均有不少于两个压紧螺栓（6），每个压紧螺栓（6）对应的支架（1）上均有轴向螺纹孔，支撑板（4）均通过压紧螺栓（6）和轴向螺纹孔的配合被压紧在支架（1）上；每组支撑板（4）对应的支架（1）上均有不少于两个的径向螺纹孔，径向螺纹孔内均有顶紧螺栓（2），且每组支撑板（4）对应的不少于两个的顶紧螺栓（2）均与一块对应的滑块（3）内缘相抵。
2.如权利要求1所述的筒体密集开孔防变形工装，其特征在于每组支撑板（4）间的支架（1）外边缘均有扇形槽，所述滑块（3）均位于对应的扇形槽内。
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