CN109570894B - 法兰管座焊接辅助工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种法兰管座焊接辅助工装，包括：中心杆、横梁和中心螺纹把手，所述的横梁为沿横梁中心分别向四周延伸有至少三条伸展臂的多臂横梁，在横梁中心开设有连接通孔，横梁通过连接通孔套设于中心杆上，在横梁上设置有将横梁支撑于罐体上方的支撑装置，在中心杆上段设置有与中心螺纹把手的内螺纹段相配合的连接螺纹段；活动滑套活动套设于中心杆上，在中心杆底部固定设置有固定连接套，在活动滑套与固定连接套之间设置有连杆结构。该工装便于携带，使用方便，在制造生产中可随用随取，安全、经济、高效，且避免了法兰的密封面需要二次加工的缺陷。

Description

法兰管座焊接辅助工装

技术领域

本发明涉及焊接辅助工装，尤其涉及一种法兰管座焊接辅助工装。

背景技术

法兰是机械设备中一种十分常见的连接零件，可用于二根轴之间的连接、二根管道之间的连接、二个设备之间的连接等，如搅拌设备中的罐体搅拌口就是通过法兰与外部部件连接的，法兰通过法兰底部的管座焊接连接于罐体搅拌口处。由于搅拌设备对罐体搅拌口处的法兰的密封面的平面度要求很高，常规的焊接又容易破坏法兰的密封面的平面度，导致密封面的平面度要求不达标。目前法兰焊接完成后通常采用二次加工密封面的方式来保证法兰的密封面的平面度，但费时费工。而且随着设备越来越大型化的发展趋势，当封头直径越大时，对车床的加工能力的要求也越高。如果仅仅为了加工大直径封头上的法兰的密封面而采购一台大型车床，对普通的制造厂来说代价十分昂贵。

发明内容

本发明所需解决的技术问题是：提供一种能稳固支撑法兰、及固定法兰的密封面的法兰管座焊接辅助工装，该法兰管座焊接辅助工装可以有效避免管座在安装、焊接时的变形量，从而保证调整合格的法兰在焊接后、法兰的密封面的平面度的合格率达到了100%，因而法兰的密封面无需再进行二次加工处理。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：所述的法兰管座焊接辅助工装，包括：中心杆、横梁和中心螺纹把手，所述的横梁为沿横梁中心分别向四周延伸有至少三条伸展臂的多臂横梁，在横梁中心开设有连接通孔，横梁通过连接通孔套设于中心杆上时，各伸展臂的下底面位于与中心杆轴心线垂直的同一平面上，在横梁上设置有将横梁支撑于罐体上方的支撑装置，在中心杆上段设置有与中心螺纹把手的内螺纹段相配合的连接螺纹段，横梁通过支撑装置支撑于罐体上方后，旋于连接螺纹段上的中心螺纹把手锁定中心杆、使中心杆悬于横梁上；活动滑套活动套设于连接螺纹段下方的中心杆上，在中心杆底部固定设置有固定连接套，在活动滑套与固定连接套之间设置有连杆结构，所述的连杆结构由至少三组连杆组构成，每组连杆组均沿中心杆圆周方向间隔分布；每组连杆组均由上连杆和下连杆构成，且上连杆的中心线、下连杆的中心线与中心杆的中心线位于同一平面内；上连杆顶部铰接于活动滑套上，下连杆底部铰接于固定连接套上，在上连杆底面中部向内开设有一个连接槽，连接槽两端贯穿上连杆两侧侧面，下连杆顶面两侧对称向内切割、形成能卡嵌于连接槽的长槽块，长槽块铰接于连接槽中。此时长槽块位于下连杆顶面正中位置，而长槽块两侧切割处的外轮廓分别与下连杆外轮廓之间形成台阶面。

进一步地，前述的法兰管座焊接辅助工装，其中，所述的支撑装置的结构为：在每个伸展臂上分别开设有一个调节孔，各调节孔以连接通孔为中心径向分布，在每个调节孔中均活动穿插设置有一根调节螺纹杆，各调节螺纹杆的轴心线与中心杆的轴心线平行，在每根调节螺纹杆上均设置有一个调节螺纹把手，各调节螺纹把手分别旋于横梁下方的各调节螺纹杆上。

进一步地，前述的法兰管座焊接辅助工装，其中，所述的横梁为沿横梁中心分别向四周延伸有四条伸展臂的十字横梁。

进一步地，前述的法兰管座焊接辅助工装，其中，在横梁下方设置有矩形形状的定位框，定位框将各调节螺纹杆合围于定位框中，定位框的四个边角均为与调节螺纹杆外轮廓匹配的圆角，各调节螺纹杆分别紧贴于定位框的四个圆角上；在每个圆角上均设置有一个将对应调节螺纹杆周向锁定的锁定装置。

进一步地，前述的法兰管座焊接辅助工装，其中，每个锁定装置的结构为：在圆角上开设有一个销孔，在与销孔相对的调节螺纹杆外轮廓上设置有向内凹进的定位盲孔，定位销轴一端穿过销孔后伸入定位盲孔中。

进一步地，前述的法兰管座焊接辅助工装，其中，在活动滑套上设置有至少三根上固定杆，各上固定杆沿活动滑套圆周方向间隔分布，且各上固定杆与各组连杆组中的上连杆一一对应，每组连杆组中的上连杆顶部分别与对应上固定杆铰连接；在固定连接套上设置有至少三根下固定杆，各下固定杆沿固定连接套圆周方向间隔分布，且各下固定杆与各组连杆组中的下连杆一一对应，每组连杆组中的下连杆底部分别与对应下固定杆铰连接。

进一步地，前述的法兰管座焊接辅助工装，其中，各上固定杆顶部固定连接于活动滑套上，各上固定杆底部向下倾斜设置，每组连杆组中的上连杆顶部分别与对应上固定杆底部铰连接；各下固定杆底部固定连接于固定连接套上，各下固定杆顶部向上倾斜设置，每组连杆组中的下连杆底部分别与对应下固定杆顶部铰连接。

进一步地，前述的法兰管座焊接辅助工装，其中，每组连杆组均沿中心杆圆周方向间隔均匀分布。

进一步地，前述的法兰管座焊接辅助工装，其中，在活动滑套与固定连接套之间设置有四组连杆组，每组连杆组均沿中心杆圆周方向间隔均匀分布。

本发明的有益效果是：①便于携带，使用方便，在制造生产中可随用随取，安全、经济、高效；②能将法兰稳固支撑定位于搅拌设备中的罐体搅拌口处，有效避免管座在安装、焊接时的变形量，从而保证调整合格的法兰在焊接后、法兰的密封面的平面度的合格率达到了100%，因而法兰的密封面无需再进行二次加工处理。

附图说明

图1是本发明所述的法兰管座焊接辅助工装的立体结构示意图。

图2是本发明所述的法兰管座焊接辅助工装的结构示意图。

图3是图2中连杆结构处于展开状态的结构示意图。

图4是图3中连杆结构的立体结构示意图。

图5是连杆结构处于收缩状态的结构示意图。

图6是图1中锁定装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及优选实施例对本发明所述的技术方案作进一步详细的说明。

法兰10由法兰凸缘盘101和位于法兰凸缘盘101底部的管座102一体成型构成，法兰凸缘盘101的上表面为法兰10的密封面。法兰10焊接于搅拌设备中的罐体9搅拌口处时，是通过将管座102与罐体9搅拌口两者焊接连接为一体来实现的。本实施例中设计了一种法兰管座焊接辅助工装，用于稳固支撑、定位法兰10、以及及法兰10的密封面，从而确保法兰10安装、焊接过程中不会引起管座102的任何变形，通过法兰管座焊接辅助工装调节至合格位置的法兰10的密封面的平面度不会受焊接的影响，因而能百分之百保证法兰10的密封面的平面度，避免了法兰10的密封面需要二次加工的缺陷。

如图1和图2所示，本实施例所述的法兰管座焊接辅助工装，包括：中心杆1、横梁2和中心螺纹把手11，所述的横梁2为沿横梁中心分别向四周延伸有至少三条伸展臂21的多臂横梁，在横梁2中心开设有连接通孔，横梁2通过连接通孔套设于中心杆1上时，各伸展臂21的下底面位于同一平面上，且该平面与中心杆1的轴心线垂直。在横梁2上设置有将横梁2支撑于罐体9上方的支撑装置，所述的支撑装置的结构为：在每个伸展臂21上分别开设有一个调节孔，各调节孔以连接通孔为中心径向分布，在每个调节孔中均活动穿插设置有一根调节螺纹杆3，各调节螺纹杆3的轴心线与中心杆1的轴心线平行。本实施例中以横梁2为沿横梁中心分别向四周延伸有四条伸展臂21的十字横梁为例进行说明，此方案为最优方案，十字横梁的四条伸展臂21长度相同，此时沿连接通孔为中心径向分布有四根调节螺纹杆3。如图1和图3所示，在每根调节螺纹杆3上均设置有一个调节螺纹把手31，各调节螺纹把手31分别旋于横梁2下方的各调节螺纹杆3上。使用时，四根调节螺纹杆3的底部分别抵于罐体9搅拌口周围的罐体9表面上。此时，横梁的四个伸展臂21分别搁置于对应调节螺纹把手31上。

在中心杆1上段设置有与中心螺纹把手11的内螺纹段相配合的连接螺纹段12。横梁2通过连接通孔套设于中心杆1上、并通过各调节螺纹杆3支撑于罐体9上方时，中心螺纹把手11旋于连接螺纹段12上后将中心杆1的位置锁住、使中心杆1悬于横梁2上。

中心杆1上段为连接螺纹段12，中心杆其他位置则为光杆结构，如图1、图3和图4所示，活动滑套4活动套设于中心杆1的光杆上，在中心杆1底部固定设置有固定连接套5，在活动滑套4与固定连接套5之间设置有连杆结构6，所述的连杆结构6由至少三组连杆组构成，每组连杆组均沿中心杆1圆周方向间隔分布。本实施例中最优方案为每组连杆组均沿中心杆1圆周方向间隔均匀分布。如图4所示，每组连杆组均由上连杆61和下连杆62构成，且上连杆61的中心线、下连杆62的中心线与中心杆1的中心线位于同一平面内。上连杆61顶部铰接于活动滑套4上，下连杆62底部铰接于固定连接套5上，在上连杆61底面中部向内开设有一个连接槽611，连接槽611两端贯穿上连杆61两侧侧面，下连杆62顶面两侧对称向内切割、形成能卡嵌于连接槽611的长槽块621，长槽块621铰接于连接槽611中。此时长槽块621位于下连杆62顶面正中位置，而长槽块621两侧切割处的外轮廓分别与下连杆62外轮廓之间形成台阶面620。

法兰管座焊接辅助工装的工作原理如下：

将法兰10底部的管座102伸入搅拌设备中的罐体9搅拌口中，由于法兰凸缘盘101的外径大于罐体9搅拌口的口径，所以，此时法兰10通过法兰凸缘盘101悬空搁置于罐体9搅拌口中。

将处于收缩状态的连杆结构6伸入管座102中，处于收缩状态的连接结构6参见图5所示。推动活动滑套4沿中心杆1向固定连接套5逐渐靠近，逐渐将连杆结构6展开，连杆结构6在展开过程中，上连杆61顶部绕上连杆61和下连杆62之间的铰接点A向下转动，下连杆62底部绕上连杆61和下连杆62之间的铰接点A向上转动，此时上连杆61顶部和下连杆62底部逐渐靠近，当上连杆61和下连杆62运动至上连接杆61底部抵靠于下连杆62顶部台阶面620时，台阶面620阻挡上连杆61顶部继续绕上连杆61和下连杆62之间的铰接点A向下转动，同时也阻挡了下连杆62底部继续绕上连杆61和下连杆62之间的铰接点A向上转动，此时连杆结构6处于最大展开位置，连杆结构6处于最大展开位置的状态参见图3和图4所示，此时展开的连杆结构6为两个菱形十字交叉结构。最大展开的连接结构6的最大外圆直径大于管座口径，向上提拉中心杆1，使处于最大展开位置的连杆结构6向上移动至卡于管座102下表面，此时各上连杆61与管座102底部管口边缘贴紧，将连杆结构6最大展开位置锁定，而中心杆1则自动处于管座102的中心位置。

将横梁2通过连接通孔套设于中心杆1上后旋紧中心螺纹把手11，使横梁2的各伸展臂下底面贴于法兰10的密封面上。此时，横梁2和连杆结构6将法兰10稳固固定于横梁2和连杆结构6之间。

分别旋转四个调节螺纹杆3上的调节螺纹把手31、调节四根调节螺纹杆3伸出横梁2下方的长度，当四根调节螺纹杆3的底面均接触罐体9表面后，随着伸出横梁2下方的各调节螺纹杆3的长度变长，法兰10逐渐上升，当法兰10即将上升至设定高度时停止旋转四个调节螺纹把手31。旋松中心螺纹把手11，微调整个法兰10位于法兰管座焊接辅助工装以及罐体9搅拌口中的位置、使法兰10处于罐体9搅拌口中心位置后旋紧中心螺纹把手11，然后继续微调四个调节螺纹把手31，使法兰10上升至设定高度，即完成法兰10位置的定位调整、法兰10的密封面的定位调整，以及将法兰10稳固支撑于搅拌设备中的罐体9搅拌口处的任务。此时就可以对管座102与罐体9搅拌口两者进行焊接连接了，焊接完成后如需进行热处理，则热处理合格完毕后再将法兰管座焊接辅助工装拆除。在焊接过程中，由于四根调节螺纹杆3底部支撑于罐体9表面的四个支承点远离焊接区域，因而支撑装置不受焊接影响，支承装置对法兰10的支撑十分稳靠，通过这四根调节螺纹杆3、横梁2、连杆结构6配合固定的法兰10的密封面也不会受焊接影响。此外横梁2和连杆结构6将法兰10上、下包围，此时法兰管座焊接辅助工装与法兰相当于固定为一体，所以安装、焊接时不会引起管座102的变形，因而通过法兰管座焊接辅助工装调节至合格位置的法兰10的密封面的平面度不会受到焊接的影响，避免了法兰10的密封面需要二次加工的缺陷。

实施例二

如图1和图2所示，本实施例与实施例一的不同之处在于：在横梁2下方设置有矩形形状的定位框7，定位框7将各调节螺纹杆3合围于定位框7中，定位框7的四个边角均为与调节螺纹杆3外轮廓匹配的圆角71，各调节螺纹杆3分别紧贴于定位框7的四个圆角71内侧；在每个圆角71上均设置有一个将对应调节螺纹杆3周向锁定的锁定装置8。

如图6所示，每个锁定装置8的结构为：在圆角71上开设有一个销孔，在与销孔相对的调节螺纹杆3外轮廓上设置有向内凹进的定位盲孔，定位销轴81一端穿过销孔后伸入定位盲孔中，从而将圆角71与调节螺纹杆3之间的相对位置固定，防止在调节螺纹把手31时调节螺纹杆3沿自身中心线转动。

其余结构和使用方式与实施例一相同，不再赘述。

实施例三

如图4所示，本实施例与实施例一或实施例二的不同之处在于：本实施例中在活动滑套4上设置有至少三根上固定杆41，各上固定杆41沿活动滑套4圆周方向间隔分布，且各上固定杆41与各组连杆组中的上连杆61一一对应，各上固定杆41顶部固定连接于活动滑套4上，各上固定杆41底部向下倾斜设置；每组连杆组中的上连杆61顶部分别与对应上固定杆41底部铰连接。在固定连接套5上设置有至少三根下固定杆51，各下固定杆51沿固定连接套5圆周方向间隔分布，且各下固定杆51与各组连杆组中的下连杆62一一对应，各下固定杆51底部固定连接于固定连接套5上，各下固定杆51顶部向上倾斜设置，每组连杆组中的下连杆62底部分别与对应下固定杆51顶部铰连接。

本实施例中最优方案为在活动滑套4与固定连接套5之间设置有四组连杆组，每组连杆组均沿中心杆1圆周方向间隔均匀分布。此时在活动滑套4上设置有四根上固定杆41，四根上固定杆41沿活动滑套圆周方向间隔均匀分布。在固定连接套5上设置有四根下固定杆51，四根下固定杆51沿固定连接套5圆周方向间隔均匀分布。

其余结构和使用方式与实施例一或实施例二相同，不再赘述。

以上所述仅是本发明的较佳实施例，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明要求保护的范围。

本发明的优点是：①便于携带，使用方便，在制造生产中可随用随取，安全、经济、高效；②能将法兰10稳固支撑定位于搅拌设备中的罐体9搅拌口处，有效避免管座102在安装、焊接时的变形量，从而保证调整合格的法兰10在焊接后、法兰10的密封面的平面度的合格率达到了100%，因而法兰10的密封面无需再进行二次加工处理。

Claims (6)

1.法兰管座焊接辅助工装，其特征在于：包括：中心杆、横梁和中心螺纹把手，所述的横梁为沿横梁中心分别向四周延伸有四条伸展臂的十字横梁，在横梁中心开设有连接通孔，横梁通过连接通孔套设于中心杆上时，各伸展臂的下底面位于与中心杆轴心线垂直的同一平面上，在横梁上设置有将横梁支撑于罐体上方的支撑装置，在中心杆上段设置有与中心螺纹把手的内螺纹段相配合的连接螺纹段，横梁通过支撑装置支撑于罐体上方后，旋于连接螺纹段上的中心螺纹把手锁定中心杆、使中心杆悬于横梁上；活动滑套活动套设于连接螺纹段下方的中心杆上，在中心杆底部固定设置有固定连接套，在活动滑套与固定连接套之间设置有连杆结构，所述的连杆结构由至少三组连杆组构成，每组连杆组均沿中心杆圆周方向间隔分布；每组连杆组均由上连杆和下连杆构成，且上连杆的中心线、下连杆的中心线与中心杆的中心线位于同一平面内；上连杆顶部铰接于活动滑套上，下连杆底部铰接于固定连接套上，在上连杆底面中部向内开设有一个连接槽，连接槽两端贯穿上连杆两侧侧面，下连杆顶面两侧对称向内切割、形成能卡嵌于连接槽的长槽块，长槽块铰接于连接槽中；

所述的支撑装置的结构为：在每个伸展臂上分别开设有一个调节孔，各调节孔以连接通孔为中心径向分布，在每个调节孔中均活动穿插设置有一根调节螺纹杆，各调节螺纹杆的轴心线与中心杆的轴心线平行，在每根调节螺纹杆上均设置有一个调节螺纹把手，各调节螺纹把手分别旋于横梁下方的各调节螺纹杆上；

在活动滑套上设置有至少三根上固定杆，各上固定杆沿活动滑套圆周方向间隔分布，且各上固定杆与各组连杆组中的上连杆一一对应，每组连杆组中的上连杆顶部分别与对应上固定杆铰连接；在固定连接套上设置有至少三根下固定杆，各下固定杆沿固定连接套圆周方向间隔分布，且各下固定杆与各组连杆组中的下连杆一一对应，每组连杆组中的下连杆底部分别与对应下固定杆铰连接。

2.根据权利要求1所述的法兰管座焊接辅助工装，其特征在于：在横梁下方设置有矩形形状的定位框，定位框将各调节螺纹杆合围于定位框中，定位框的四个边角均为与调节螺纹杆外轮廓匹配的圆角，各调节螺纹杆分别紧贴于定位框的四个圆角上；在每个圆角上均设置有一个将对应调节螺纹杆周向锁定的锁定装置。

3.根据权利要求2所述的法兰管座焊接辅助工装，其特征在于：每个锁定装置的结构为：在圆角上开设有一个销孔，在与销孔相对的调节螺纹杆外轮廓上设置有向内凹进的定位盲孔，定位销轴一端穿过销孔后伸入定位盲孔中。

4.根据权利要求1所述的法兰管座焊接辅助工装，其特征在于：各上固定杆顶部固定连接于活动滑套上，各上固定杆底部向下倾斜设置，每组连杆组中的上连杆顶部分别与对应上固定杆底部铰连接；各下固定杆底部固定连接于固定连接套上，各下固定杆顶部向上倾斜设置，每组连杆组中的下连杆底部分别与对应下固定杆顶部铰连接。

5.根据权利要求1或4所述的法兰管座焊接辅助工装，其特征在于：每组连杆组均沿中心杆圆周方向间隔均匀分布。

6.根据权利要求1或4所述的法兰管座焊接辅助工装，其特征在于：在活动滑套与固定连接套之间设置有四组连杆组，每组连杆组均沿中心杆圆周方向间隔均匀分布。