CN110000446B - 筒体零件的剖分方法及工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种筒体零件的剖分方法及工装，属于工装领域。筒体零件包括筒体，筒体的两端分别设有开口，剖分工装包括竖板、第一限位支撑机构和横板，竖板设有弧形开口，弧形开口与筒体的外壁相配合，且弧形开口的最大高度小于筒体横截面的半径，第一限位支撑机构包括第一斜支撑臂、第一水平悬臂、和第一限位部件，第一斜支撑臂的一端固定于竖板，第一斜支撑臂的另一端伸出与弧形开口相对、且与第一水平悬臂的一端固定连接，第一水平悬臂垂直于弧形开口所在平面、且第一水平悬臂在弧形开口所在平面的投影位于弧形开口内，第一水平悬臂的另一端与横板固定连接且用于伸入到筒体一端的开口内，横板用于卡接在筒体一端的开口的内壁上。

Description

筒体零件的剖分方法及工装

技术领域

本发明涉及工装领域，特别涉及一种筒体零件的剖分方法及工装。

背景技术

筒体零件一般由高强合金钢材料卷制而成。目前，在采用火焰切割的方式将其剖分成两个半环时，剖分方式包括：先将筒体零件水平放置并固定，防止翻转，然后采用火焰枪在自由状态下直接剖分，其中，一条剖分线处于筒体对接焊缝处，另一条剖分线与之对称。由于筒体零件是卷制而成，内部存在较大内应力，这样剖分的结果会造成应力自由释放，产生较大的变形，影响零件后续的装配尺寸。

发明内容

本发明实施例提供了一种筒体零件的剖分方法及工装，能够对剖分筒体零件时产生的变形起到很大的控制作用。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种筒体零件的剖分工装，所述筒体零件包括筒体，所述筒体的两端分别设有开口，

所述剖分工装包括竖板、第一限位支撑机构和横板，所述竖板设有弧形开口，所述弧形开口与所述筒体的外壁相配合，且所述弧形开口的最大高度小于所述筒体横截面的半径，

所述第一限位支撑机构包括第一斜支撑臂、第一水平悬臂、和第一限位部件，所述第一斜支撑臂的一端固定于所述竖板，所述第一斜支撑臂的另一端伸出与所述弧形开口相对、且与所述第一水平悬臂的一端固定连接，所述第一水平悬臂垂直于所述弧形开口所在平面、且所述第一水平悬臂在所述弧形开口所在平面的投影位于所述弧形开口内，所述第一水平悬臂的另一端与所述横板固定连接且用于伸入到所述筒体一端的开口内，

所述横板用于卡接在所述筒体一端的开口的内壁上，所述横板的长度小于或等于所述筒体的横截面的直径，所述第一限位部件位于所述第一限位支撑机构上且用于限制所述第一水平悬臂伸入所述筒体一端的开口内的长度。

可选地，所述横板的长度方向与所述竖板所在平面平行。

可选地，所述横板与所述竖板在同一平面。

可选地，所述第一限位部件为第一限位块，所述第一限位块固定于所述第一斜支撑臂上、且与所述竖板相对。

可选地，所述第一限位部件为第一限位杆，所述第一限位杆与所述竖板相对，所述第一限位杆的一端固定于所述第一斜支撑臂上，所述第一限位杆的另一端固定于所述第一水平悬臂上。

可选地，所述竖板上设有吊装孔，所述吊装孔与所述弧形开口相对。

可选地，所述横板、所述第一水平悬臂、以及所述第一斜支撑臂均为槽钢。

可选地，所述筒体零件还包括第二限位支撑机构，

所述第二限位支撑机构包括第二斜支撑臂、第二水平悬臂、和第二限位部件，所述第二斜支撑臂的一端固定于所述竖板，所述第二斜支撑臂的另一端伸出与所述弧形开口相对、且与所述第二水平悬臂的一端固定连接，所述第二水平悬臂垂直于所述弧形开口所在平面、且所述第二水平悬臂在所述弧形开口所在平面的投影位于所述弧形开口内，所述第二水平悬臂的另一端与所述横板固定连接且用于伸入到所述筒体一端的开口内，

所述第二限位部件位于所述第二限位支撑机构上且用于限制所述第二水平悬臂伸入所述筒体一端的开口内的长度。

另一方面，提供了一种筒体零件的剖分方法，所述方法包括：

提供第一至第四剖分工装，所述第一至第四剖分工装均为前述筒体零件的剖分工装；

将目标筒体零件横向放置，并装配所述目标筒体零件和所述第一至第四剖分工装，其中，所述目标筒体零件包括第一开口和第二开口，所述第一开口和所述第二开口均包括位于所述目标筒体零件的目标纵切面的两侧的上半开口和下半开口，所述第一剖分工装的竖板通过所述弧形开口套设在所述第一开口的上半开口上，所述第一剖分工装的横板卡接在所述第一开口的上半开口的内壁上，所述第二剖分工装的竖板通过所述弧形开口套设在所述第二开口的上半开口上，所述第二剖分工装的横板卡接在所述第二开口的上半开口的内壁上，所述第三剖分工装的竖板通过所述弧形开口套设在所述第一开口的下半开口上，所述第三剖分工装的横板卡接在所述第一开口的下半开口的内壁上，所述第四剖分工装的竖板通过所述弧形开口套设在所述第二开口的下半开口上，所述第四剖分工装的横板卡接在所述第二开口的下半开口的内壁上；

采用点焊的方式固定所述目标筒体零件的内壁与所述第一至第四剖分工装中各个剖分工装的横板、以及所述目标筒体零件的外壁与所述第一至第四剖分工装中各个剖分工装的竖板；

以所述目标纵切面为剖分面，对所述目标筒体零件进行剖分。

可选地，所述第一至第四剖分工装中的第一水平悬臂距离所述剖分面的长度为100-150mm。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过竖板上的弧形开口与筒体的外壁相配合，可以在剖分时限制筒体零件产生张开变形；由于第一水平悬臂垂直于弧形开口所在平面、且第一水平悬臂在弧形开口所在平面的投影位于弧形开口内，而第一水平悬臂的另一端与横板固定连接，横板用于卡接在筒体一端的开口的内壁上，因此，通过横板可以在剖分时限制筒体零件产生的紧缩变形；这样，结合竖板与横板的作用，能够减少甚至消除剖分时筒体零件产生的变形。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的筒体零件的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种筒体零件的剖分工装的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种筒体零件的剖分工装的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种筒体零件的剖分方法的流程图；

图5是本发明实施例提供的剖分工装与目标筒体零件的装配示意图；

图6是本发明实施例提供的剖分工装与目标筒体零件的装配示意图；

图7是本发明实施例提供的半环的开口尺寸的示意图。

附图中，100筒体、开口101、1竖板、2第一限位支撑机构、3横板、11弧形开口、21第一斜支撑臂、22第一水平悬臂、23第一限位部件、12吊装孔、4第二限位支撑机构、41第二斜支撑臂、42第二水平悬臂、43第二限位部件、A第一剖分工装、B第二剖分工装、C第三剖分工装、D第四剖分工装、P目标纵切面、L开口尺寸。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

为便于理解本发明实施例提供的技术方案，首先介绍一下筒体零件的结构。参见图1，筒体零件包括筒体100，筒体100的两端分别设有开口101。筒体零件可以由高强合金钢材料卷制而成。示例性地，筒体100外径为900mm，板厚为50mm，长度为600mm。在采用火焰切割的方式将其剖分成两个半环时，一条剖分线可以处于筒体100对接焊缝处，另一条剖分线与之对称。

图2示出了本发明实施例提供的一种筒体零件的剖分工装。参见图2，该剖分工装包括竖板1、第一限位支撑机构2和横板3。参见图3，竖板1设有弧形开口11，弧形开口11与筒体100的外壁相配合，且弧形开口11的最大高度小于筒体100横截面的半径。参见图2，第一限位支撑机构2包括第一斜支撑臂21、第一水平悬臂22、和第一限位部件23，第一斜支撑臂21的一端固定于竖板1，第一斜支撑臂21的另一端伸出与弧形开口11相对、且与第一水平悬臂22的一端固定连接，第一水平悬臂22垂直于弧形开口11所在平面、且第一水平悬臂22在弧形开口11所在平面的投影位于弧形开口11内，第一水平悬臂22的另一端与横板3固定连接且用于伸入到筒体100一端的开口101内。

参见图3，横板3用于卡接在筒体100一端的开口101的内壁上，横板3的长度小于或等于筒体100的横截面的直径，第一限位部件23位于第一限位支撑机构2上且用于限制第一水平悬臂22伸入筒体100一端的开口101内的长度。

通过竖板1上的弧形开口11与筒体100的外壁相配合，可以在剖分时限制筒体零件产生张开变形；由于第一水平悬臂22垂直于弧形开口11所在平面、且第一水平悬臂22在弧形开口11所在平面的投影位于弧形开口11内，而第一水平悬臂22的另一端与横板3固定连接，横板3用于卡接在筒体100一端的开口101的内壁上，因此，通过横板3可以在剖分时限制筒体零件产生的紧缩变形；这样，结合竖板1与横板3的作用，能够减少甚至消除剖分时筒体零件产生的变形。

示例性地，横板3的长度方向与竖板1所在平面平行。这样，限制筒体零件张开变形的力与限制筒体零件紧缩变形的力是平行的，能够更好地抑制变形。在其他实施方式中，横板3的长度方向与竖板1所在平面不平行。

示例性地，横板3与竖板1在同一平面。这样，限制筒体零件张开变形的力与限制筒体零件紧缩变形的力在同一个平面，能够更好地抑制变形。在其他实施方式中，横板3可以与竖板1异面。

优选地，横板3的长度方向与竖板1所在平面平行、且横板3与竖板1在同一平面。这样，限制筒体零件张开变形的力与限制筒体零件紧缩变形的力是平行且在同一个平面，能够较佳地抑制变形。

其中，第一限位部件23可以与筒体100接触，以此控制横板3与筒体100内壁的连接位置。

一示例性地，参见图2，第一限位部件23为第一限位块，第一限位块固定于第一斜支撑臂21上、且与竖板1相对。

另一示例性地，第一限位部件23为第一限位杆(图未示出)，第一限位杆与竖板1相对，第一限位杆的一端固定于第一斜支撑臂21上，第一限位杆的另一端固定于第一水平悬臂22上。

示例性地，参见图3，竖板1上设有吊装孔12，该吊装孔12与弧形开口11相对。吊装孔12的用途是方便工装的起吊和工装与目标筒体零件装配。

示例性地，横板3、第一水平悬臂22、以及第一斜支撑臂21均为槽钢。

示例性地，参见图3，筒体零件还包括第二限位支撑机构4。第二限位支撑机构4包括第二斜支撑臂41、第二水平悬臂42、和第二限位部件43，第二斜支撑臂41的一端固定于竖板1，第二斜支撑臂41的另一端伸出与弧形开口11相对、且与第二水平悬臂42的一端固定连接，第二水平悬臂42垂直于弧形开口11所在平面、且第二水平悬臂42在弧形开口11所在平面的投影位于弧形开口11内，第二水平悬臂42的另一端与横板3固定连接且用于伸入到筒体100一端的开口101内。第二限位部件43位于第二限位支撑机构4上且用于限制第二水平悬臂42伸入筒体100一端的开口101内的长度。通过设置两套限位支撑机构，能够增强抗变形的能力。

图4示出了本发明实施例提供的一种筒体零件的剖分方法，参见图4，该方法流程包括如下步骤。

步骤101、提供第一至第四剖分工装。

其中，第一至第四剖分工装包括第一剖分工装、第二剖分工装、第三剖分工装和第四剖分工装。第一至第四剖分工装均为图2或图3示出的筒体零件的剖分工装。

步骤102、将目标筒体零件横向放置，并装配目标筒体零件和第一至第四剖分工装。

其中，目标筒体零件包括第一开口和第二开口，第一开口和第二开口均包括位于目标筒体零件的目标纵切面的两侧的上半开口和下半开口，第一剖分工装的竖板通过弧形开口套设在第一开口的上半开口上，第一剖分工装的横板卡接在第一开口的上半开口的内壁上，第二剖分工装的竖板通过弧形开口套设在第二开口的上半开口上，第二剖分工装的横板卡接在第二开口的上半开口的内壁上，第三剖分工装的竖板通过弧形开口套设在第一开口的下半开口上，第三剖分工装的横板卡接在第一开口的下半开口的内壁上，第四剖分工装的竖板通过弧形开口套设在第二开口的下半开口上，第四剖分工装的横板卡接在第二开口的下半开口的内壁上。

步骤103、采用点焊的方式固定目标筒体零件的内壁与第一至第四剖分工装中各个剖分工装的横板、以及目标筒体零件的外壁与第一至第四剖分工装中各个剖分工装的竖板。

步骤104、以目标纵切面为剖分面，对目标筒体零件进行剖分。

下面将具体介绍上述步骤。

步骤101中，第一至第四剖分工装的结构相同，具体请参见图2或图3示出的剖分工装，在此不再赘述。

步骤102中，目标纵切面可以是，经过目标筒体零件对接焊缝的纵切面。图6中示出了目标纵切面P。

步骤102可以包括如下步骤。

第一步、在将目标筒体零件水平放置后，通过起吊孔起吊第一剖分工装。

第二步、装配第一剖分工装与目标筒体零件。

具体地，装配示意图如图5所示，起吊第一剖分工装A后按图5箭头示出的装配方向将第一剖分工装A插入到筒体100内。当第一限位部件和/或第二限位部件与筒体100接触时，第一剖分工装A到达设计的装配位置。

第三步、顺次装配第二至第四剖分工装与目标筒体零件。

由于整个装配过程需要4套剖分工装，可以先装配2套(第一和第二剖分工装)后，将工装与目标筒体零件整体翻转，再装配余下2套(第三和第四剖分工装)。整体装配完成的示意图如图6所示，其中B、C、D分别表示第二至第四剖分工装。其中，第一和第二剖分工装A、B位于目标纵切面P的一侧，第三和第四剖分工装C、D位于目标纵切面P的另一侧。

步骤103中，横板与筒体内壁采用点焊固定，固定之后，第一至第四剖分工装中的第一水平悬臂距离剖分面的长度可以为100-150mm。而竖板与筒体零件外壁可以采用间断焊连接。

步骤104中，完成筒体零件的剖分后，将得到两个半环。

在执行步骤104后，还可以测量半环的开口尺寸L(如图7所示)。经过实践表明，L与筒体零件外圆基本一致，很大程度降低了筒体零件的剖分变形量，达到设计要求。

在执行步骤104后，还可以将半环带工装与其他零件装配，工装能够在半环装配过程中起到固定和防止变形的作用。在装配后，再拆除工装。拆除方式可以是采用砂轮机切割半环与工装之间的焊点，以将工装拆除。

本发明实施例中，通过竖板上的弧形开口与筒体的外壁相配合，可以在剖分时限制筒体零件产生张开变形；由于第一水平悬臂垂直于弧形开口所在平面、且第一水平悬臂在弧形开口所在平面的投影位于弧形开口内，而第一水平悬臂的另一端与横板固定连接，横板用于卡接在筒体一端的开口的内壁上，因此，通过横板可以在剖分时限制筒体零件产生的紧缩变形；这样，结合竖板与横板的作用，能够减少甚至消除剖分时筒体零件产生的变形。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种筒体零件的剖分方法，其特征在于，所述筒体零件包括筒体（100），所述筒体（100）的两端分别设有开口（101），

所述方法包括：

提供第一至第四剖分工装，所述第一至第四剖分工装均为剖分工装，所述剖分工装包括竖板（1）、第一限位支撑机构（2）和横板（3），所述竖板（1）设有弧形开口（11），所述弧形开口（11）与所述筒体（100）的外壁相配合，且所述弧形开口（11）的最大高度小于所述筒体（100）横截面的半径，所述第一限位支撑机构（2）包括第一斜支撑臂（21）、第一水平悬臂（22）、和第一限位部件（23），所述第一斜支撑臂（21）的一端固定于所述竖板（1），所述第一斜支撑臂（21）的另一端伸出与所述弧形开口（11）相对、且与所述第一水平悬臂（22）的一端固定连接，所述第一水平悬臂（22）垂直于所述弧形开口（11）所在平面、且所述第一水平悬臂（22）在所述弧形开口（11）所在平面的投影位于所述弧形开口（11）内，所述第一水平悬臂（22）的另一端与所述横板（3）固定连接且用于伸入到所述筒体（100）一端的开口（101）内，所述横板（3）用于卡接在所述筒体（100）一端的开口（101）的内壁上，所述横板（3）的长度小于或等于所述筒体（100）的横截面的直径，所述第一限位部件（23）位于所述第一限位支撑机构（2）上且用于限制所述第一水平悬臂（22）伸入所述筒体（100）一端的开口（101）内的长度；

将目标筒体零件横向放置，并装配所述目标筒体零件和所述第一至第四剖分工装，其中，所述目标筒体零件包括第一开口和第二开口，所述第一开口和所述第二开口均包括位于所述目标筒体零件的目标纵切面的两侧的上半开口和下半开口，所述第一剖分工装的竖板通过所述弧形开口套设在所述第一开口的上半开口上，所述第一剖分工装的横板卡接在所述第一开口的上半开口的内壁上，所述第二剖分工装的竖板通过所述弧形开口套设在所述第二开口的上半开口上，所述第二剖分工装的横板卡接在所述第二开口的上半开口的内壁上，所述第三剖分工装的竖板通过所述弧形开口套设在所述第一开口的下半开口上，所述第三剖分工装的横板卡接在所述第一开口的下半开口的内壁上，所述第四剖分工装的竖板通过所述弧形开口套设在所述第二开口的下半开口上，所述第四剖分工装的横板卡接在所述第二开口的下半开口的内壁上；

采用点焊的方式固定所述目标筒体零件的内壁与所述第一至第四剖分工装中各个剖分工装的横板、以及所述目标筒体零件的外壁与所述第一至第四剖分工装中各个剖分工装的竖板；

以所述目标纵切面为剖分面，对所述目标筒体零件进行剖分。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一至第四剖分工装中的第一水平悬臂距离所述剖分面的长度为100-150mm。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述横板（3）的长度方向与所述竖板（1）所在平面平行。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述横板（3）与所述竖板（1）在同一平面。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一限位部件（23）为第一限位块，所述第一限位块固定于所述第一斜支撑臂（21）上、且与所述竖板（1）相对。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一限位部件（23）为第一限位杆，所述第一限位杆与所述竖板（1）相对，所述第一限位杆的一端固定于所述第一斜支撑臂（21）上，所述第一限位杆的另一端固定于所述第一水平悬臂（22）上。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述竖板（1）上设有吊装孔（12），所述吊装孔（12）与所述弧形开口（11）相对。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述横板（3）、所述第一水平悬臂（22）、以及所述第一斜支撑臂（21）均为槽钢。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述剖分工装还包括第二限位支撑机构（4），

所述第二限位支撑机构（4）包括第二斜支撑臂（41）、第二水平悬臂（42）、和第二限位部件（43），所述第二斜支撑臂（41）的一端固定于所述竖板（1），所述第二斜支撑臂（41）的另一端伸出与所述弧形开口（11）相对、且与所述第二水平悬臂（42）的一端固定连接，所述第二水平悬臂（42）垂直于所述弧形开口（11）所在平面、且所述第二水平悬臂（42）在所述弧形开口（11）所在平面的投影位于所述弧形开口（11）内，所述第二水平悬臂（42）的另一端与所述横板（3）固定连接且用于伸入到所述筒体（100）一端的开口（101）内，

所述第二限位部件（43）位于所述第二限位支撑机构（4）上且用于限制所述第二水平悬臂（42）伸入所述筒体（100）一端的开口（101）内的长度。

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