CN110203712A - 一种焊接型辊臂及其焊接定位工装 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种焊接型辊臂及其焊接定位工装，包括H形的中间段1，所述中间段1一端焊接有圆筒形的大头锻造件2，另一端焊接有横截面为“Ω”形结构的小头锻造件3。本发明相较于传统铸造型式辊臂，焊接型辊臂避免了铸造裂纹、组织疏松等缺陷，质量更容易保证，机械性能进一步提升，更能满足设备大型化重型化的要求，且定位工装装夹定位快速、准确，减少了辊臂加工过程中的加工余量，加快了加工速度，降低了劳动强度。
Description
技术领域：
本发明属于机械领域，尤其涉及一种焊接型辊臂及其焊接定位工装。
背景技术：
图1是一种烧结球团回转框架及台车(局部)，辊臂摆动可使台车翻转，实现卸矿。如图11所示，回转框架及台车，若干数量组装在一起形成一个完整的圆周，辊臂大头与台车轴联接，小头安装辊轮，回转框架及台车在水平面内作圆周运动，辊轮沿特定圆周的轨道在水平面内作圆周运动，仅在卸料时翻转卸料。工作时辊臂受力很大，一旦辊臂断裂台车就不能复位，将引起严重的设备运行事故，所以对辊臂要求很高。
同时由于辊轮沿特定的轨道运转，故要求辊轮安装位置比较准确，这就对辊臂的加工精度提出了较高的要求，对于防止辊轮跑偏、防止辊轮磨损，直至保证整台设备的安全运转都有好处。其中辊臂结构如图2-1和图2-2所示，由大、小头和中间段组成。大头圆柱孔含双键槽，与台车轴联接；小头圆柱孔沿母线割缝，用来安装滚轮轴。根据工状和设计要求，由图2可知，辊臂大、小头圆孔中心线位于同一平面，夹角为a，右侧大孔中心与小孔中心水平距离为A，左侧大孔中心与小孔中心距离为B，大、小头两侧面尺寸分别为C和D。辊臂通常采用铸坯，但是铸坯的机械性能较差，而随着设备大型化重型化的发展趋势，辊臂受到的载荷越来越大，对辊臂的机械性能要求越来越高，普通铸造质量难以满足使用要求，成品率较低，现有的铸坯辊臂已经逐渐不能适应现有的实际需求。
此外，辊臂采用焊接毛坯，如何保证毛坯尺寸是非常关键的，常规放地样做法方法原始，定位欠准确，效率不高，操作不方便，劳动强度较大。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种焊接型辊臂及其焊接定位工装，本发明相较于传统铸造型式辊臂，焊接型辊臂避免了铸造裂纹、组织疏松等缺陷，质量更容易保证，机械性能进一步提升，更能满足设备大型化重型化的要求，且定位工装装夹定位快速、准确，减少了辊臂加工过程中的加工余量，加快了加工速度，降低了劳动强度。
为解决上述问题，本发明的技术方案是：
一种焊接型辊臂，包括H形的中间段1，所述中间段1一端焊接有圆筒形的大头锻造件2，另一端焊接有横截面为“Ω”形结构的小头锻造件3。
进一步的改进，所述H形的中间段1包括中部钢板101；中部钢板101一侧焊接左部钢板102，另一侧焊接有右部钢板103。
进一步的改进，所述大头锻造件1的两端和孔以及小头锻造件2的两端和内孔均设置有加工余量。
一种上述焊接型辊臂的焊接定位工装，包括底板5，底板5一端固定有与大头锻造件2端面配合的第一放置面6，第一放置面6上成形有与大头锻造件2的内孔配合的第一定心块4；所述底板5另一端固定有与小头锻造件3配合的第二放置面7，第二放置面7上成形有与小头锻造件3内孔配合的第二定心块8；所述第二放置面7为斜面，第二放置面7与小头锻造件3的轴向垂直；第一放置面6和第二放置面7之间成形有分别与左部钢板102和右部钢板103配合的第一定位柱14和第二定位柱9。
进一步的改进，所述第一定位柱14和第二定位柱9之间固定有与中部钢板101配合的第三定位柱10。
进一步的改进，还包括样板11，样板11上凸起有分别与大头锻造件2和小头锻造件3内孔配合的插板12。
进一步的改进，所述底板5上成形有长圆孔13，螺栓或螺钉穿过长圆孔13分别将第一放置面6和第二放置面7可拆卸固定在底板5上。
进一步的改进，所述长圆孔13为台阶孔。
本发明的优点：
1、装夹定位快速、准确。
2、配合使用校验样板更精确控制定位尺寸。
3、提高了焊接生产效率、减轻劳动强度。
4、比较适用于批量生产，确保尺寸互换性、一致性。
5、工装实现原理简单，成本低廉，容易推广使用，效果很好。
6、产品合格率高，批量生产时减少检验时间。
7、较常规方法减少辊臂大、小头端面及内孔机加工余量，节省后续精加工成本。
8、相较于传统铸造型式辊臂，焊接型辊臂避免了铸造裂纹、组织疏松等缺陷，质量更容易保证，机械性能进一步提升，更能满足设备大型化重型化的要求。
附图说明：
图1为回转框架、台车和辊臂的连接结构立体示意图；
图2-1为辊臂的立体结构示意图；
图2-2为辊臂的侧面结构示意图；
图3为辊臂毛坯尺寸示意图；
图4-1为常规辊臂焊接定位方法的俯视结构示意图；
图4-2为常规辊臂焊接定位方法的侧视结构示意图；
图5-1为大头锻造件的立体结构示意图；
图5-2为小头锻造件的立体结构示意图；
图6为中间段的连接过程示意图；
图7为实施例2焊接型辊臂焊接定位工装的结构示意图；
图8为实施例2辊臂在辊臂焊接定位工装上通过样板校正的结构示意图；
图9为辊臂在辊臂焊接定位工装上的内部结构示意图；
图10-1为实施例3的底板仰视结构示意图；
图10-2为底板的侧向剖面结构示意图；
图11为回转框架、台车和辊臂的连接结构的俯视结构示意图。
具体实施方式：
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
为了克服铸件铸造质量难以保证的弊端，我公司开发出了一种焊接型式的辊臂，大头是圆筒形结构，小头是“Ω”形结构，中间段由三块钢板焊接成断面为“H”的结构，大、小头分别采用锻造毛坯，中间段采用板材下料，整体焊接成辊臂。
焊接前大、小头的两端面及内孔均已留合适的加工余量，见图5，中间段由三块钢板组焊而成，断面为“H”型，三块钢板采用数控下料，不留加工余量，见图6。为了保证加工出尺寸符合图2要求的辊臂产品，考虑焊接前各部分的加工余量，再计算出大、小头及中间段的位置尺寸，然后采用工装定位焊接，保证毛坯尺寸。如图3所示，大、小头的尺寸C′、D′和内孔均已留加工余量(阴影部分为加工余量)，由锻造工序确定，然后配合图2可换算得出尺寸a、A′、B′的理论值，以后通过焊接工装定位来保证a、A′、B′即可制造出合格的辊臂焊接毛坯。
为了焊接出尺寸合乎要求的辊臂毛坯，常规的做法是采用放地样的方法，如图4-1和图4-2所示，在平台上刻出四处基准点，分别对应于辊臂大、小头端面中心，同时在平台上焊接一处垫块垫高小头，使得大、小头中心线与平台平面平行。辊臂焊接前首先分别在大、小头端面画出十字中心线，焊接时使大、小端与平台垂直的中心线分别对准平面上刻画的基准点，然后放入中间段，整体焊接成辊臂毛坯。首件毛坯检验合格后，可在地样上加焊定位块方便后续辊臂焊接时确定辊臂各部分的位置。
实施例2
实施例1中的辊臂焊接方式定位欠准确，效率不高，操作不方便，劳动强度较大，且由于不够准确，需要设计较大的加工余量。因此重新设置一套焊接型辊臂焊接定位工装。
焊接型辊臂焊接定位工装设计思路：
设计一套工装和校验样板如图7所示，辊臂各部分按图8示意摆放、定位焊接。底模由底板、定心块和定位柱焊接组成一体，辊臂定位焊接时，工装定心块的凸台直径分别与辊臂大、小头内孔直径相配合，第一放置面6、第二放置面7分别与辊臂大、小头一侧端面贴合；四个短定位柱与中间段H型钢翼板102、103接触，两个长定位柱与中间段H型钢腹板101接触，如图9所示(为了清楚表达中间段H型钢的定位位置，省略了一侧的腹板及其定位柱)。由图3辊臂毛坯尺寸可计算出对应的底模相关尺寸。
第一定心块是标准的凸台形状，第二定心块是底面铣成了斜面的标准凸台或第二放置面设置成斜面如图10-2所示。如图10为某项目定心块的具体尺寸，依据图3和图9要求而确定，焊前单独精加工成型，然后画出十字中心线，按照图9布置，焊成一体。
由于定心块是焊前单独加工，因此可以根据不同尺寸的辊臂配备不同尺寸的定心块，制作非常方便；
辊臂定位焊接步骤：将大头内孔与第一定心块的凸台配合，大头一侧端面与工装第一放置面贴紧；按同样的方法将小头定位于工装上；再将中间段H型钢腹板放入大、小头之间，同时利用图9中长定位柱定位，将腹板与大、小头点焊；然后将中间段H型钢翼板放入，利用图9中短定位柱定位，将腹板与大、小头及翼板定位焊接。大、小头及中间段定位焊后，将校验样板突出部分分别插入大、小头内孔，进一步校验定位的准确性，确定定位准确无误后将各部分焊接成一体。其中，焊接前锻件毛坯、板料需要经过无损检测合格，然后焊成整体，焊成整体后对各焊缝进行无损检测合格才能进行下步机械加工工序。
实施例3
实施例2的方案是将定位块焊接于底板上确定中心尺寸的，还可设计成将定心块装配于底板的可调节结构，如图10-1和10-2所示，第一定心块、第二定心块中心有螺纹孔，底板背面开有台阶狭槽，用内六角螺钉将第一定心块、第二定心块与底板紧固，由于是螺钉紧固，故定位块之间的中心距L可调。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种焊接型辊臂，包括H形的中间段(1)，其特征在于，所述中间段(1)一端焊接有圆筒形的大头锻造件(2)，另一端焊接有横截面为“Ω”形结构的小头锻造件(3)。
2.如权利要求1所述的焊接型辊臂，其特征在于，所述H形的中间段(1)包括中部钢板(101)；中部钢板(101)一侧焊接左部钢板(102)，另一侧焊接有右部钢板(103)。
3.如权利要求1所述的焊接型辊臂，其特征在于，所述大头锻造件(1)的两端和孔以及小头锻造件(2)的两端和内孔均设置有加工余量。
4.一种权利要求1-3任一所述焊接型辊臂的焊接定位工装，其特征在于，包括底板(5)，底板(5)一端固定有与大头锻造件(2)端面配合的第一放置面(6)，第一放置面(6)上成形有与大头锻造件(2)的内孔配合的第一定心块(4)；所述底板(5)另一端固定有与小头锻造件(3)配合的第二放置面(7)，第二放置面(7)上成形有与小头锻造件(3)内孔配合的第二定心块(8)；所述第二放置面(7)为斜面，第二放置面(7)与小头锻造件(3)的轴向垂直；第一放置面(6)和第二放置面(7)之间成形有分别与左部钢板(102)和右部钢板(103)配合的第一定位柱(14)和第二定位柱(9)。
5.如权利要求4所述的焊接型辊臂的焊接定位工装，其特征在于，所述第一定位柱(14)和第二定位柱(9)之间固定有与中部钢板(101)配合的第三定位柱(10)。
6.如权利要求4所述的焊接型辊臂的焊接定位工装，其特征在于，还包括样板(11)，样板(11)上凸起有分别与大头锻造件(2)和小头锻造件(3)内孔配合的插板(12)。
7.如权利要求4所述的焊接型辊臂的焊接定位工装，其特征在于,所述底板(5)上成形有长圆孔(13)，螺栓或螺钉穿过长圆孔(13)分别将第一放置面(6)和第二放置面(7)可拆卸固定在底板(5)上。
8.如权利要求7所述的焊接型辊臂的焊接定位工装，其特征在于,所述长圆孔(13)为台阶孔。
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