CN110102940B - 插销油缸支架的加工工装和加工方法 - Google Patents

插销油缸支架的加工工装和加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种插销油缸支架的加工工装和加工方法，涉及机械加工领域。该工装包括铅锤、安装架、两个支撑腿，两个支撑腿与安装架连接，铅锤通过柔性绳连接在安装架上，安装架具有间隔的两个支架卡槽，两个支架卡槽关于柔性绳与安装架的连接点中心对称，支架卡槽的宽度与插销油缸支架的安装法兰的宽度相同，两个支架卡槽的最小距离与插销油缸支架的两个安装法兰的最小间距相同，由于两个支架卡槽关于柔性绳与安装架的连接点中心对称，在加工时，通过铅锤可以使两个支架卡槽的对称中心与两个耳板的对称中心在同一水平面的正投影重合，使两个支腿上的安装法兰与两个耳板之间的位置关系满足设计要求，从而提高插销油缸支架的制作精度。

Description

插销油缸支架的加工工装和加工方法
技术领域
本发明涉及机械加工领域，特别涉及一种插销油缸支架的加工工装和加工方法。
背景技术
海洋平台是应用非常广泛的海洋钻井设备，它主要包括平台主体、桩腿、升降系统，其中升降系统用于实现平台主体的升降。
现有的海洋平台的升降系统通常是插销升降系统，插销升降系统主要包括上环梁、下环梁、提升油缸、插销以及插销油缸。上下环梁环抱桩腿，下环梁固定连接在平台主体上，上环梁与下环梁之间通过提升油缸连接，上环梁与下环梁上均设置有多个插销和插销油缸。通过插销油缸控制上环梁和下环梁上的插销交替插入到桩腿上的插销孔中，从而控制平台主体的连续升降。
插销油缸通过插销油缸支架安装在上环梁上或下环梁上。插销油缸支架包括安装梁、两个耳板和两个支腿，两个支腿的一端间隔设置在安装梁上，两个耳板也设置在安装梁上，且两个耳板位于两个支腿之间。两个支腿的另一端具有安装法兰，在制作插销油缸支架时，两个支腿上的安装法兰与两个耳板之间的位置关系有较高的精度要求，如果偏差过大，插销油缸支架安装到上环梁或下环梁上后，插销油缸的安装精度会达不到要求。
发明内容
本发明实施例提供了一种插销油缸支架的加工工装和加工方法，能够提高插销油缸支架的制作精度。所述技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种插销油缸支架的加工工装，包括铅锤、安装架、两个支撑腿，所述两个支撑腿与所述安装架可拆卸连接，所述两个支撑腿位于所述安装架的同一侧，所述两个支撑腿和所述安装架围成用于容纳插销油缸支架的容纳空间，所述铅锤通过柔性绳连接在所述安装架上，所述安装架具有间隔的两个支架卡槽，所述两个支架卡槽位于所述容纳空间中，所述两个支架卡槽关于所述柔性绳与所述安装架的连接点中心对称，所述两个支架卡槽相互平行，所述支架卡槽的宽度与插销油缸支架的安装法兰的宽度相同，所述两个支架卡槽的最小距离与插销油缸支架的两个安装法兰的最小间距相同。
可选地，所述支架卡槽中具有用于与插销油缸支架的安装法兰连接的连接孔。
第二方面，本发明实施例提供了一种插销油缸支架的加工方法，所述方法用于第一方面所述的插销油缸支架的加工工装，所述方法包括：
提供插销油缸支架的安装梁，所述安装梁的中部设置有用于安装插销油缸的平行布置的两个耳板；
提供插销油缸支架的两个支腿，所述支腿的一端点焊有安装法兰；
将所述两个支腿的安装法兰分别安装在两个支架卡槽中；
将所述安装梁置于水平工作台上，将所述两个支腿的另一端支撑在所述安装梁上；
水平调整所述加工工装的位置，使所述铅锤正对所述两个耳板的对称中心；
焊接所述两个支腿与所述安装梁；
将所述支腿与所述安装法兰满焊。
可选地，所述两个支腿包括第一支腿和第二支腿，所述将所述支腿与所述安装法兰满焊，包括：
在所述第一支腿的第一侧焊接所述安装法兰；
在所述第二支腿的第一侧焊接所述安装法兰；
在所述第一支腿的第二侧焊接所述安装法兰；
在所述第二支腿的第二侧焊接所述安装法兰，所述第一侧为所述两个支腿相互远离的一侧，所述第二侧为所述两个支腿相互靠近的一侧。
可选地，在将所述支腿与所述安装法兰满焊时，焊接过程中的层间温度为80℃～100℃。
可选地，在将所述支腿与所述安装法兰满焊时，焊接电流为220A ～240A，焊接电压为24V～26V，焊接速度为30cm/min～40cm/min，保护气流量为20L/min～25L/min。
可选地，所述提供插销油缸支架的安装梁，包括：
提供安装板；
在所述安装板上焊接所述两个耳板；
对所述两个耳板进行加工，使所述两个耳板的最小间距、所述两个耳板的厚度满足设计要求；
将所述安装板点焊到所述安装梁上。
可选地，所述将所述安装板点焊到所述安装梁上，包括：
在所述安装板上画第一十字中心线，所述两个耳板关于所述第一十字中心线的中心点中心对称，且所述两个耳板的轴线与所述第一十字中心线中的一条线平行；
在所述安装梁上画第二十字中心线，所述第二十字中心线中的一条线沿所述安装梁的长度方向，所述安装梁关于所述第二十字中心线中的另一条线对称；
将所述安装板置于所述安装梁上点焊，所述第一十字中心线在所述安装梁上的正投影与所述第二十字中心线重合。
可选地，所述方法还包括：
在将所述支腿与所述安装法兰满焊后，满焊所述安装板与所述安装梁。
可选地，所述方法还包括：
在将所述支腿与所述安装法兰满焊之前，采用丙酮清洁所述支腿与所述安装法兰之间的待焊接部位。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：通过在安装架上设置两个支撑腿，使加工工装可以通过支撑腿固定在工作台上，通过在安装架上设置两个支架卡槽，使得可以将插销油缸支架的两个支腿的安装法兰分别卡到两个支架卡槽中。由于支架卡槽的宽度与插销油缸支架的安装法兰的宽度相同，两个支架卡槽的最小距离与插销油缸支架的两个安装法兰的最小间距相同，从而能够较好地限制两个支腿的安装法兰之间的位置关系。通过在安装架上连接铅锤，由于两个支架卡槽关于柔性绳与安装架的连接点中心对称，在加工时，通过铅锤可以使两个支架卡槽的对称中心与两个耳板的对称中心在同一水平面的正投影重合，使两个支腿上的安装法兰与两个耳板之间的位置关系满足设计要求，从而提高插销油缸支架的制作精度。
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一种插销油缸支架结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种插销油缸支架的加工工装的结构示意图；
图3是图2的俯视图；
图4是本发明实施例提供的一种加工方法的流程图；
图5是本发明实施例提供的另一种加工方法的流程图；
图6～图8是本发明实施例提供的一种插销油缸支架的加工过程示意图。
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。
图1是本发明实施例提供的一种插销油缸支架结构示意图。如图1所示，该插销油缸支架包括安装梁11、两个耳板12和两个支腿13。安装梁11具有一个矩形表面11a，两个耳板12和两个支撑腿13均连接在该矩形表面11a上。两个耳板12位于两个支腿13之间，每个支腿13的一端与安装梁11连接，每个支腿13的另一端连接有一安装法兰14。两个安装法兰14和两个耳板12均关于垂直于该矩形表面11a的同一条直线m中心对称。
安装梁11的矩形表面11a上还设置有一块安装板121，两个耳板12均连接在安装板121上，通过设置安装板121来安装耳板12，就可以先将耳板12与安装板121连接后对耳板12进行加工，使耳板12的厚度H以及最小间距d满足设计要求，再将安装板121固定到安装梁11上完成耳板12与安装梁11的连接，便于耳板12的加工，有利于提高精度。
图2是本发明实施例提供的一种插销油缸支架的加工工装的结构示意图。该插销油缸支架的加工工装用于加工图1的插销油缸支架。如图4所示，该插销油缸支架的加工工装包括铅锤23、安装架21和两个支撑腿22。
两个支撑腿22与安装架21可拆卸连接，两个支撑腿22位于安装架21的同一侧，两个支撑腿22和安装架21围成用于容纳插销油缸支架的容纳空间A。
铅锤23通过柔性绳连接在安装架21上。
安装架21具有间隔的两个支架卡槽21a，两个支架卡槽21a位于容纳空间A中，两个支架卡槽21a关于柔性绳与安装架21的连接点中心对称。两个支架卡槽21a相互平行，支架卡槽21a的宽度K1与插销油缸支架的安装法兰的宽度K2相同，两个支架卡槽21a的最小距离M1与插销油缸支架的两个安装法兰的最小间距M2相同。
通过在安装架上设置两个支撑腿，使加工工装可以通过支撑腿固定在工作台上，通过在安装架上设置两个支架卡槽，使得可以将插销油缸支架的两个支腿的安装法兰分别固定到两个支架卡槽中。由于支架卡槽的宽度与插销油缸支架的安装法兰的宽度相同，两个支架卡槽的最小距离与插销油缸支架的两个安装法兰的最小间距相同，从而能够较好地限制两个支腿的安装法兰之间的位置关系。通过在安装架上连接铅锤，由于两个支架卡槽关于柔性绳与安装架的连接点中心对称，在加工时，通过铅锤可以使两个支架卡槽的对称中心与两个耳板的对称中心在同一水平面的正投影重合，使两个支腿上的安装法兰与两个耳板之间的位置关系满足设计要求，从而提高插销油缸支架的制作精度。
可选地，支架卡槽21a中具有用于与插销油缸支架的安装法兰连接的连接孔21b，这样还可以在将安装法兰卡到支架卡槽21a后，通过螺栓进行固定，避免安装法兰松动。
支撑腿22可以具有固定结构，以便于将支撑腿22固定到工作台上。图3是图2的俯视图。如图3所示，支撑腿22的一端可以连接有U型铁221，这样就能通过螺栓将支撑腿22固定到工作台上，操作方便。
图4是本发明实施例提供的一种加工方法的流程图。该方法用于图2～3所示的插销油缸支架的加工工装。如图4所示，该方法包括：
S11：提供插销油缸支架的安装梁。
安装梁的中部设置有用于安装插销油缸的平行布置的两个耳板。
S12：提供插销油缸支架的两个支腿。
支腿的一端点焊有安装法兰。
安装梁和支腿的结构可以参照图1所示。
S13：将安装梁置于水平工作台上，将两个支腿的另一端支撑在安装梁上。
S14：水平调整加工工装的位置，使铅锤正对两个耳板的对称中心。
S15：焊接两个支腿与安装梁。
S16：将支腿与安装法兰满焊。
通过在安装架上设置两个支撑腿，使加工工装可以通过支撑腿固定在工作台上，通过在安装架上设置两个支架卡槽，使得可以将插销油缸支架的两个支腿的安装法兰分别固定到两个支架卡槽中。由于支架卡槽的宽度与插销油缸支架的安装法兰的宽度相同，两个支架卡槽的最小距离与插销油缸支架的两个安装法兰的最小间距相同，从而能够较好地限制两个支腿的安装法兰之间的位置关系。通过在安装架上连接铅锤，由于两个支架卡槽关于柔性绳与安装架的连接点中心对称，在加工时，通过铅锤可以使两个支架卡槽的对称中心与两个耳板的对称中心在同一水平面的正投影重合，使两个支腿上的安装法兰与两个耳板之间的位置关系满足设计要求，从而提高插销油缸支架的制作精度。
图5是本发明实施例提供的另一种加工方法的流程图。该方法用于图2～3所示的插销油缸支架的加工工装。如图5所示，该方法包括：
S21：提供安装板。
安装板可以是一块矩形的钢板。
S22：在安装板上焊接两个耳板。
两个耳板在焊接到安装板上之前可以通过粗加工。
粗加工后的耳板12焊接到安装板121上后，两个耳板12之间的最小间距d可以为43mm～47mm，两个耳板12之间的最大间距D可以为93mm～97mm。耳板厚度H的设计要求为19.5mm～20.5mm，这里预留了5mm的加工余量以便于对耳板12进行进一步加工。
S23：对两个耳板进行加工，使两个耳板的最小间距、两个耳板的厚度满足设计要求。
可以对耳板12进行铣加工，包括加工耳板12的表面以及内孔，使两个耳板12之间的最小间距d扩大到49.5mm～50.5mm，两个耳板12之间的最大间距D缩小到89.5mm～90.5mm。从而使耳板12的最小间距d以及厚度H能够满足设计要求。
S24：将安装板点焊到安装梁上。
可选地，可以采用以下方式将安装板点焊到安装梁上：
在安装板上画第一十字中心线，两个耳板关于第一十字中心线的中心点中心对称，且两个耳板的轴线与第一十字中心线中的一条线平行。
在安装梁上画第二十字中心线，第二十字中心线中的一条线沿安装梁的长度方向，安装梁关于第二十字中心线中的另一条线对称。
将安装板置于安装梁上点焊，第一十字中心线在安装梁上的正投影与第二十字中心线重合。
如图6所示，安装板121上画有第一十字中心线12a，安装梁上画有第二十字中心线11b，通过十字中心线辅助，可以将耳板12准确地安装到安装梁上。
安装梁的截面可以为矩形，安装梁可以通过六块矩形钢板焊接而成。
S25：提供插销油缸支架的两个支腿。
如图7所示，支腿13包括立板131和两块侧板132。支腿13可以采用以下方式进行加工：
将立板131的中部进行弯折，弯折后的两个部分之间的夹角θ可以为150°，再在立板131的两侧各焊接一块侧板132，得到支腿13。之后可以在支腿13的一端点焊安装法兰14，安装法兰14与立板131和侧板132垂直。
S26：将两个支腿的安装法兰分别安装在两个支架卡槽中。
安装法兰14呈矩形，支架卡槽21a的宽度K1与插销油缸支架的安装法兰14的宽度K2相同，可以将安装法兰14卡到支架卡槽21a中。
安装法兰14上具有安装孔14a，若支架卡槽21a中具有连接孔21b，将安装法兰14置于支架卡槽21a中后，安装孔14a与连接孔21b对齐，则还可以通过螺栓对安装法兰14进行固定，避免安装法兰14松动。
S27：将安装梁置于水平工作台上，将两个支腿的另一端支撑在安装梁上。
安装法兰14固定到支架卡槽21a中后，两个支腿13与加工工装连为一体。将安装梁11置于水平工作台上时，可以在安装梁11与水平工作台之间放置垫板，以调节安装梁11的水平高度，使两个支腿13可以支撑在安装梁11上。垫板可以为具有一定厚度的钢板。
S28：水平调整加工工装的位置，使铅锤正对两个耳板的对称中心。
铅锤23通过柔性绳连接在安装架21上，由于两个支架卡槽21a关于柔性绳与安装架21的连接点中心对称，在铅锤23正对两个耳板12的对称中心后，就可以使两个支架卡槽21a的对称中心与两个耳板12的对称中心在同一水平面的正投影重合。即使得两个耳板12和两个安装法兰14的对称中心位于同一竖线上。可以通过移动加工工装或是安装梁11，使铅锤23正对第一十字中心线12a的中心。
S29：焊接两个支腿与安装梁。
在通过铅锤23调整安装法兰14与耳板12的相对位置后，可以先点焊支腿13与安装梁11，使支腿13与安装梁11连接为一体，后续步骤中再满焊。
S30：将支腿与安装法兰满焊。
如图8所示，可以采用以下方式满焊：
在第一支腿的第一侧焊接安装法兰。
在第二支腿的第一侧焊接安装法兰。
在第一支腿的第二侧焊接安装法兰。
在第二支腿的第二侧焊接安装法兰，第一侧为两个支腿相互远离的一侧，第二侧为两个支腿相互靠近的一侧。即按照图8所示，先焊接第Ⅰ区域，再焊接第Ⅳ区域，再焊接第Ⅱ区域，最后焊接第Ⅲ区域。在焊接不同区域时的变形可以相互抵消一部分，有利于减小焊接变形。
可选地，在将支腿与安装法兰满焊之前，可以采用丙酮清洁支腿与安装法兰之间的待焊接部位。通过丙酮可以清除支腿和安装法兰表面的油、水等污物，通过丙酮进行清洁，直至露出金属光泽，清洁后焊接质量更好。清洁的范围可以是待焊接的部位及其周围20mm～30mm范围。
在将支腿与安装法兰满焊时，焊接过程中的层间温度可以为80℃～100℃。层间温度过高会引起焊接热影响区的晶粒粗大，使焊缝强度及低温冲击韧性下降，层间温度过低则可能在焊接过程中产生裂纹。
焊接时，所采用的焊材可以是YCJ501-1，直径为1.2mm。
示例性地，在将支腿与安装法兰满焊时，焊接电流可以为220A～240A，焊接电压可以为24V～26V，焊接速度可以为30cm/min～40cm/min，保护气流量可以为20L/min～25L/min。通过实际的对比测试，将焊接电流、焊接电压、焊接速度、保护气流量设置在上述范围内，形成的焊缝质量较好。可以采用直流反接的方式进行焊接。
S31：满焊所述安装板与所述安装梁。
在满焊安装板与所述安装后，可以对安装法兰与支腿之间的焊缝以及安装板与安装梁之间的焊缝进行探伤，以确保能够满足设计要求。
以上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 (4)

1.一种插销油缸支架的加工方法，其特征在于，使用插销油缸支架的加工工装，所述插销油缸支架包括安装梁、两个耳板和两个支腿，所述两个支腿的一端与所述安装梁相抵，所述两个耳板也设置在所述安装梁上，且所述两个耳板位于所述两个支腿之间，所述加工工装包括铅锤(23)、安装架(21)和两个支撑腿(22)，所述两个支撑腿(22)与所述安装架(21)可拆卸连接，所述两个支撑腿(22)位于所述安装架(21)的同一侧，所述两个支撑腿(22)和所述安装架(21)围成用于容纳插销油缸支架的容纳空间A，所述铅锤(23)通过柔性绳连接在所述安装架(21)上，所述铅锤用于正对所述两个耳板的对称中心，所述安装架(21)具有间隔的两个支架卡槽(21a)，所述两个支架卡槽(21a)位于所述容纳空间A中，所述两个支架卡槽(21a)关于所述柔性绳与所述安装架(21)的连接点中心对称，所述两个支架卡槽(21a)相互平行，所述支架卡槽(21a)的宽度与插销油缸支架的安装法兰的宽度相同，所述两个支架卡槽(21a)的最小距离与插销油缸支架的两个安装法兰的最小间距相同，所述支架卡槽(21a)中具有用于与插销油缸支架的安装法兰连接的连接孔(21b)，所述方法包括：
提供插销油缸支架的安装梁，所述安装梁的中部设置有用于安装插销油缸的平行布置的两个耳板；
提供插销油缸支架的两个支腿，所述支腿的一端点焊有安装法兰；
将所述两个支腿的安装法兰分别安装在两个支架卡槽中；
将所述安装梁置于水平工作台上，将所述两个支腿的另一端支撑在所述安装梁上；
水平调整所述加工工装的位置，使所述铅锤正对所述两个耳板的对称中心；
焊接所述两个支腿与所述安装梁；
将所述支腿与所述安装法兰满焊；
所述两个支腿包括第一支腿和第二支腿，所述将所述支腿与所述安装法兰满焊，包括：
在所述第一支腿的第一侧焊接所述安装法兰，
在所述第二支腿的第一侧焊接所述安装法兰，
在所述第一支腿的第二侧焊接所述安装法兰，
在所述第二支腿的第二侧焊接所述安装法兰，所述第一侧为所述两个支腿相互远离的一侧，所述第二侧为所述两个支腿相互靠近的一侧；
所述提供插销油缸支架的安装梁，包括：
提供安装板，
在所述安装板上焊接所述两个耳板，
对所述两个耳板进行加工，使所述两个耳板的最小间距、所述两个耳板的厚度满足设计要求，
将所述安装板点焊到所述安装梁上；
所述将所述安装板点焊到所述安装梁上，包括：
在所述安装板上画第一十字中心线，所述两个耳板关于所述第一十字中心线的中心点中心对称，且所述两个耳板的轴线与所述第一十字中心线中的一条线平行，
在所述安装梁上画第二十字中心线，所述第二十字中心线中的一条线沿所述安装梁的长度方向，所述安装梁关于所述第二十字中心线中的另一条线对称，
将所述安装板置于所述安装梁上点焊，所述第一十字中心线在所述安装梁上的正投影与所述第二十字中心线重合；
在将所述支腿与所述安装法兰满焊后，满焊所述安装板与所述安装梁。
2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，在将所述支腿与所述安装法兰满焊时，焊接过程中的层间温度为80℃～100℃。
3.根据权利要求2所述的加工方法，其特征在于，在将所述支腿与所述安装法兰满焊时，焊接电流为220A～240A，焊接电压为24V～26V，焊接速度为30cm/min～40cm/min，保护气流量为20L/min～25L/min。
4.根据权利要求1～3任一项所述的加工方法，其特征在于，所述方法还包括：
在将所述支腿与所述安装法兰满焊之前，采用丙酮清洁所述支腿与所述安装法兰之间的待焊接部位。
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