CN109877511B - 一种抢修塔塔段的组装设备 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种抢修塔塔段的组装设备，包括立柱焊接工装和横竖板焊接工装；所述立柱焊接工装用于固定立柱，并将连接耳焊接固定于角钢部上；所述立柱焊接工装包括夹具、顶块和操作手柄；所述横竖板焊接工装用于固定所述立柱、竖板和横板，并将三者进行焊接固定；所述横竖板焊接工装包括固定法兰、固定连杆、定位螺栓和定位片。具有高精度，高效率，高强度的优点。

Description

一种抢修塔塔段的组装设备

技术领域

本发明涉及工作领域，具体涉及抢修塔塔段的工装。

背景技术

输电线路是重要的生命线工程，其安全性直接关系到国家经济建设和人民生活，保障电网输电线路正常可靠运行至关重要。输电线路塔线体系具有杆塔高、跨距大、柔性强等特点，导地线和绝缘子串的几何非线性以及塔线之间的耦合作用使得输电线路塔线体系对台风等环境激振的作用非常敏感，容易发生机械振动、疲劳损伤和动态倒塌等破坏现象。

我国东南沿海没每年都会遭受台风侵袭，遇上较大的台风登陆时，常会造成倒塔断线等事故，在供电线路发生倒塔事故时，由于修建供电塔需要较长时间，为快速恢复供电，需要在原供电塔附近修建抢修塔。

现有的抢修塔是由多个塔段通过组装连接而成。每个塔段包括立柱、斜杆和法兰，立柱为四根，法兰通过铆钉固定在立柱两端，斜杆通过铆钉固定在两相邻立柱之间。塔段之间通过在法兰中穿过螺栓进行组装固定。

但是，在塔段运送至事故地点的过程中，尤其是运送至交通运输不方便地区（如高山、农田等），由于塔段体积较大，往往需要通过人力在地面上拖拽进行运送。此时，铆钉由于碰撞、震动等因素，很容易发生松动、脱落，使得通过塔段组装的抢修塔存在安全隐患。另外，现有的抢修塔塔段还存在组装误差大、组装效率低、结构不合理等问题。

因此，如何对现有的抢修塔塔段进行改进，使其克服上述问题，是本领域技术人员亟待解决的一个问题。

另外，如何对抢修塔塔段的工装设备及组装方法进行设计、改进，也是本领域技术人员亟待解决的一个问题。

发明内容

本发明的目的在于提供的一种高精度，高效率，且装配的塔段强度高的抢修塔塔段的组装设备。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种抢修塔塔段的组装设备，其特征在于：包括立柱焊接工装和横竖板焊接工装；

所述立柱焊接工装用于固定立柱，并将连接耳焊接固定于角钢部上；所述立柱焊接工装包括夹具、顶块和操作手柄，所述夹具内开设有容纳腔，所述容纳腔内壁和所述立柱外形契合，所述容纳腔用于放置待焊接的所述立柱，所述顶块设置于所述容纳腔内，所述操作手柄螺纹连接于所述夹具上并抵紧所述顶块，所述操作手柄转动，用于将所述顶块抵触所述立柱，所述顶块和所述夹具配合将所述立柱固定于所述容纳腔内；

所述横竖板焊接工装用于固定所述立柱、竖板和横板，并将三者进行焊接固定；所述横竖板焊接工装包括固定法兰、固定连杆、定位螺栓和定位片，所述固定法兰为两个，所述固定连杆为四根，两个所述固定法兰固定设置于四根所述固定连杆两端构成矩形柱状结构，上述矩形柱状结构用于容纳待焊接的所述立柱、所述竖板和所述横板，所述定位螺栓穿过所述连接耳，将四根所述立柱固定于所述固定法兰上，所述定位片前端开设有卡槽，所述定位片穿过所述竖板的第一定位槽，使所述卡槽卡设于所述横板的第二定位槽，将所述竖板和所述横板相互固定。

作为改进，所述组装设备还包括耐压测试装备，所述耐压测试装备用于测试焊接好的抢修塔塔段的最大耐压；所述耐压测试装备包括测试固定板，测试固定杆、压力机和压板，所述测试固定板两个，所述测试固定杆为四根，两个所述测试固定板固定设置于四根所述测试固定杆两端构成矩形柱状结构，上述矩形柱状结构用于容纳待测试的抢修塔塔段，所述压力机固定设置于其中一个所述测试固定板上，所述压板连接所述压力机并滑动设置于所述测试固定杆上，抢修塔塔段位于所述压板和另一端的所述测试固定板之间；所述压力机动作，使所述压板挤压抢修塔塔段进行耐压测试。本方案的耐压测试装备也是针对抢修塔塔段的专用设备，用于测试抢修塔塔段的耐压能力，通过测试的才算合格产品，保证产品质量。

作为优选，所述容纳腔包括角钢部腔、导轨部腔和连接耳腔，所述角钢部腔用于熔融所述角钢部，所述导轨部腔位于所述角钢部腔背面，用于容纳导轨部，所述连接耳腔位于所述角钢部腔两侧，用于容纳所述连接耳，所述顶块呈三角形，并契合所述角钢部内侧，且所述顶块对准所述导轨部腔。上述结构固定简单、可靠。

作为改进，所述夹具包括第一夹板和第二夹板，所述第一夹板和所述第二夹板之间设置有螺栓组件。由于焊接会产生高温，会使连接耳发生膨胀，如果夹具为一体的，立柱将很难从夹具上取下；因此，本方案的夹具为可分离结构，方便焊接好的立柱从工装上取下。

作为改进，所述定位片尾部开设有操作孔。操作孔用于穿过螺丝刀等工具，方便定位片从横板和竖板上取下。

一种抢修塔塔段的组装方法，包括以下步骤：

S1：通过钢材成型工艺，一体成型角钢部和导轨部，成型连接耳，成型竖板，以及成型横板；

S2：利用立柱焊接工装，固定角钢部、导轨部和连接耳，并通过焊接将连接耳固定于角钢部上，形成立柱；

S3：利用横竖板焊接工装，分别将立柱、竖板和横板进行固定，并通过焊接将三者进行固定连接，形成抢修塔塔段。

具体的，上述S2中包括以下步骤：

S21：将一体成型的角钢部和导轨部放置在夹具的容纳腔对应位置，并将连接耳放置在夹具的容纳腔对应位置；

S22：转动操作手柄，使顶块抵紧角钢部，将角钢部、导轨部和连接耳固定在立柱焊接工装上；

S23：在连接耳上下端，分别用点焊进行焊接固定；

S24：将螺栓组件松开，使第一夹板和第二夹板分离，取出焊接完成的立柱。

具体的，上述S3中包括以下步骤：

S31：将定位螺栓穿过连接耳，使得四根立柱固定在固定法兰上；

S32：将竖板放置在两根立柱之间，并通过双面间隔焊，依次将四块竖板固定在立柱上，形成矩形柱状结构

S33：依次将横板放置在矩形柱状结构内，使第一定位槽对准第二定位槽，并插入定位片；

S34：通过双面间隔焊，将横板固定在竖板上；

S35：拔出定位片，松开定位螺栓，拆除固定法兰和固定连杆，将焊接好的抢修塔塔段取下。

作为改进，上述S3之后还包括以下步骤：

S4：对抢修塔塔段两端进行打磨，使得抢修塔塔段两端平滑。打磨可以采用手工打磨，也可采用专用设备打磨。打磨的好处在于，使得塔段之间的连接更加紧密，提高抢修塔的可靠性。

作为改进，上述S4之后还包括以下步骤：

S5：利用耐压测试装备，将抢修塔塔段放置在压板和测试固定板之间，启动压力机，对抢修塔塔段进行耐压测试。

与现有技术相比，本发明的优点在于：由于本发明人设计的抢修塔塔段是通过焊接组装而成，故本发明人组设计了这套专门用于该抢修塔塔段的组装设备。

本方案的组装设备可以对各个零部件进行精确定位，提高了装配精度。另外，本方案采用立柱焊接工装和横竖板焊接工装两套独立的设备，分步对塔段进行焊接固定，操作更加简单，组装更加方便。而且，成型后各零部件之间连接可靠，使得塔段具有更高的强度，可以随意在地面上拖拽，而不发生散架或零部件脱落等情况。

附图说明

图1是根据本发明的一个优选实施例中抢修塔塔段的立体结构示意图；

图2是根据本发明的一个优选实施例中抢修塔塔段的爆炸视图；

图3是根据本发明的一个优选实施例中立柱的截面视图；

图4是根据本发明的一个优选实施例中竖板的局部视图；

图5是根据本发明的一个优选实施例中横板的结构视图；

图6是根据本发明的一个优选实施例中连接耳的立体结构示意图；

图7是根据本发明的一个优选实施例中立柱焊接工装的立体结构示意图；

图8是根据本发明的一个优选实施例中立柱焊接工装的俯视图；

图9是根据本发明的一个优选实施例中立柱焊接工装的爆炸视图；

图10是根据本发明的一个优选实施例中立柱利用立柱焊接工装进行焊接的立体结构示意图；

图11是根据本发明的一个优选实施例中立柱利用立柱焊接工装进行焊接的俯视图；

图12是根据本发明的一个优选实施例中横竖板焊接工装的立体结构示意图，并显示了定位板的放大视图；

图13是根据本发明的一个优选实施例中竖板、横板利用横竖板焊接工装进行焊接的立体结构示意图；

图14是根据本发明的一个优选实施例中竖板、横板利用横竖板焊接工装进行焊接的俯视图；

图15是根据本发明的一个优选实施例中定位片和立柱固定螺栓的安装示意图；

图16是根据本发明的一个优选实施例中耐压测试装置的立体结构示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”， “横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、 “前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。

如图1~6所示，本发明的一个优选实施例中的抢修塔塔段包括立柱100、竖板200和横板300，其中，立柱100包括角钢部101、导轨部102和连接耳103，导轨部102固定设置于角钢部101的拐角处，且导轨部102从角钢部101一端延伸至另一端，连接耳103固定设置于角钢部101的至少一条边上，且连接耳位于角钢部101两端；立柱100为四根，竖板200为四块，且立柱100和竖板200等长，立柱100和竖板200交替固定连接构成矩形柱状结构；横板300为多块，横板300沿竖直方向间隔固定设置于上述矩形柱状结构内，且横板300垂直于竖板200。

本实施例中，立柱100一端的连接耳103为两个，且两个连接耳103相对导轨部102，对称设置于角钢部101的两条边上。竖板200上开设有第一轻质孔201，横板300上开设有第二轻质孔301。

本实施例另一关键之处在于，立柱100和竖板200通过焊接进行固定连接，横板300通过焊接固定于竖板200上。角钢部101和导轨部102通过压轧一体成型，连接耳103通过焊接固定于角钢部101上。

另外，作为工装要求，本实施例还设计了如下结构：角钢部101两端开设有连接槽1011，竖板200嵌合于连接槽1011内；竖板200上开设有第一定位槽202，横板300上开设有第二定位槽302，第一定位槽202和第二定位槽302一一对应排列呈十字结构，十字结构用于插入定位片24，定位片24用于将横板300固定于竖板200上进行焊接。第二定位槽302两侧开设置有开口倒角3021，开口倒角3021便于定位片24进入第二定位槽302。连接耳103的焊接面向内形成焊接倒角1031。

为了保证焊接强度，立柱100和竖板200之间的焊接采用双面间隔焊；竖板200和横板300之间的焊接采用双面间隔焊。

如图7至16所示，针对上述结构的抢修塔塔段，本实施例设计了以下专用组装设备，具体的：

组装设备包括立柱焊接工装1、横竖板焊接工装2和耐压测试装备3。

立柱焊接工装1用于固定立柱100，并将连接耳103焊接固定于角钢部101上；立柱焊接工装1包括夹具11、顶块12和操作手柄13，夹具11内开设有容纳腔14，容纳腔内壁14和立柱100外形契合，容纳腔14用于放置待焊接的立柱100，顶块12设置于容纳腔14内，操作手柄13螺纹连接于夹具11上并抵紧顶块13，操作手柄13转动，用于将顶块12抵触立柱100，顶块12和夹具11配合将立柱100固定于容纳腔14内。

横竖板焊接工装2用于固定立柱100、竖板200和横板300，并将三者进行焊接固定；横竖板焊接工装2包括固定法兰21、固定连杆22、定位螺栓23和定位片24，固定法兰21为两个，固定连杆22为四根，两个固定法兰21固定设置于四根固定连杆22两端构成矩形柱状结构，上述矩形柱状结构用于容纳待焊接的立柱100、竖板200和横板300，定位螺栓23穿过连接耳103，将四根立柱100固定于固定法兰21上，定位片24前端开设有卡槽241，定位片24穿过竖板200的第一定位槽202，使卡槽241卡设于横板300的第二定位槽302，将竖板200和横板300相互固定。

耐压测试装备3用于测试焊接好的抢修塔塔段的最大耐压；耐压测试装备3包括测试固定板31，测试固定杆32、压力机33和压板34，测试固定板31两个，测试固定杆32为四根，两个测试固定板31固定设置于四根测试固定杆32两端构成矩形柱状结构，上述矩形柱状结构用于容纳待测试的抢修塔塔段，压力机33固定设置于其中一个测试固定板31上，压板34连接压力机33并滑动设置于测试固定杆32上，抢修塔塔段位于压板34和另一端的测试固定板31之间；压力机动作，使压板34挤压抢修塔塔段进行耐压测试。

其中，容纳腔14包括角钢部腔141、导轨部腔142和连接耳腔143，角钢部腔141用于熔融角钢部101，导轨部腔142位于角钢部腔141背面，用于容纳导轨部102，连接耳腔143位于角钢部腔141两侧，用于容纳连接耳104，顶块13呈三角形，并契合角钢部101内侧，且顶块13对准导轨部腔142。夹具11包括第一夹板111和第二夹板112，第一夹板111和第二夹板112之间设置有螺栓组件113，连接耳腔143由第一夹板111和第二夹板112共同构成。定位片24尾部开设有操作孔242。

利用上述组装设备，用于组装本实施例抢修塔塔段的组装方法，包括以下步骤：

步骤一：通过钢材成型工艺，一体成型角钢部和导轨部，成型连接耳，成型竖板，以及成型横板。

步骤二：利用立柱焊接工装，固定角钢部、导轨部和连接耳，并通过焊接将连接耳固定于角钢部上，形成立柱。具体包括以下过程：1、将一体成型的角钢部和导轨部放置在夹具的容纳腔对应位置，并将连接耳放置在夹具的容纳腔对应位置；2、转动操作手柄，使顶块抵紧角钢部，将角钢部、导轨部和连接耳固定在立柱焊接工装上；3、在连接耳上下端，分别用点焊进行焊接固定；4、将螺栓组件松开，使第一夹板和第二夹板分离，取出焊接完成的立柱。

步骤三：利用横竖板焊接工装，分别将立柱、竖板和横板进行固定，并通过焊接将三者进行固定连接，形成抢修塔塔段。具体包括以下过程：1、将定位螺栓穿过连接耳，使得四根立柱固定在固定法兰上；2、将竖板放置在两根立柱之间，并通过双面间隔焊，依次将四块竖板固定在立柱上，形成矩形柱状结构；3、依次将横板放置在矩形柱状结构内，使第一定位槽对准第二定位槽，并插入定位片；4、通过双面间隔焊，将横板固定在竖板上；5、拔出定位片，松开定位螺栓，拆除固定法兰和固定连杆，将焊接好的抢修塔塔段取下。

步骤四：对抢修塔塔段两端进行打磨，使得抢修塔塔段两端平滑。

步骤五：利用耐压测试装备，将抢修塔塔段放置在压板和测试固定板之间，启动压力机，对抢修塔塔段进行耐压测试。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (5)

1.一种抢修塔塔段的组装设备，其特征在于：包括立柱焊接工装和横竖板焊接工装；

所述立柱焊接工装用于固定立柱，并将连接耳焊接固定于角钢部上；所述立柱焊接工装包括夹具、顶块和操作手柄，所述夹具内开设有容纳腔，所述容纳腔内壁和所述立柱外形契合，所述容纳腔用于放置待焊接的所述立柱，所述顶块设置于所述容纳腔内，所述操作手柄螺纹连接于所述夹具上并抵紧所述顶块，所述操作手柄转动，用于将所述顶块抵触所述立柱，所述顶块和所述夹具配合将所述立柱固定于所述容纳腔内；

所述横竖板焊接工装用于固定所述立柱、竖板和横板，并将三者进行焊接固定；所述横竖板焊接工装包括固定法兰、固定连杆、定位螺栓和定位片，所述固定法兰为两个，所述固定连杆为四根，两个所述固定法兰固定设置于四根所述固定连杆两端构成矩形柱状结构，上述矩形柱状结构用于容纳待焊接的所述立柱、所述竖板和所述横板，所述定位螺栓穿过所述连接耳，将四根所述立柱固定于所述固定法兰上，所述定位片前端开设有卡槽，所述定位片穿过所述竖板的第一定位槽，使所述卡槽卡设于所述横板的第二定位槽，将所述竖板和所述横板相互固定。

2.根据权利要求1所述的一种抢修塔塔段的组装设备，其特征在于：所述组装设备还包括耐压测试装备，所述耐压测试装备用于测试焊接好的抢修塔塔段的最大耐压；所述耐压测试装备包括测试固定板，测试固定杆、压力机和压板，所述测试固定板两个，所述测试固定杆为四根，两个所述测试固定板固定设置于四根所述测试固定杆两端构成矩形柱状结构，上述矩形柱状结构用于容纳待测试的抢修塔塔段，所述压力机固定设置于其中一个所述测试固定板上，所述压板连接所述压力机并滑动设置于所述测试固定杆上，抢修塔塔段位于所述压板和另一端的所述测试固定板之间；所述压力机动作，使所述压板挤压抢修塔塔段进行耐压测试。

3.根据权利要求1所述的一种抢修塔塔段的组装设备，其特征在于：所述容纳腔包括角钢部腔、导轨部腔和连接耳腔，所述角钢部腔用于熔融所述角钢部，所述导轨部腔位于所述角钢部腔背面，用于容纳导轨部，所述连接耳腔位于所述角钢部腔两侧，用于容纳所述连接耳，所述顶块呈三角形，并契合所述角钢部内侧，且所述顶块对准所述导轨部腔。

4.根据权利要求1所述的一种抢修塔塔段的组装设备，其特征在于：所述夹具包括第一夹板和第二夹板，所述第一夹板和所述第二夹板之间设置有螺栓组件。

5.根据权利要求1所述的一种抢修塔塔段的组装设备，其特征在于：所述定位片尾部开设有操作孔。

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