CN111250919B - 一种非标h型钢组装定位夹具及定位方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种非标H型钢组装定位夹具及定位方法，包括平台，所述平台的上表面沿设定直线方向依次安装有多个夹紧组件，每个夹紧组件包括相对设置的两个支座，每个支座中正对于其他支座的侧面为定位面；定位面处设有竖直方向的滑槽，所述滑槽的上端贯穿夹紧组件的上端面，每个滑槽中设有一个定位板，定位板与夹紧组件的延伸方向垂直；两个定位板之间具有第一设定间隙，以完成腹板的夹持；同一夹紧组件中两个支座的定位面之间具有第二设定间隙，以完成翼板的夹持；所述第一支座与第二支座之间的距离可以调节以适应不同宽度的翼板。本公开能够解决现有大型H型钢不便焊接定位的问题。

Description

一种非标H型钢组装定位夹具及定位方法

技术领域

本公开属于定位夹具技术领域，具体涉及一种非标H型钢组装定位夹具及定位方法。

背景技术

在一些大型制造设备中，常采用H型钢作为设备底座的主体部分，因为设备体积及重量都较大，因此作为支撑的H型钢的结构尺寸也非常大。

例如发明人了解到的一种美国GE公司生产的汽轮机，其底座的主体部分全部采用美标大型H型钢，尺寸为：719.1*267.8*25.4*15.6*21000mm，在H型钢长度尺寸方向不允许拼接的情况时，由三块等长的钢板焊接形成，属于大型超长H型钢。

发明人认为，在采用轧制方法制作H型钢时，虽然其整体性更强，但是需要配备专用的轧制设备，在H型钢的尺寸较大，需求数量达不到大批量生产的情况下，设置专用轧机轧制的性价比较差。而利用焊接方法焊接得到H型钢的过程中，按照传统的定位方式，靠人扶着腹板，拿角尺找正，翼板与腹板之间的角度和其它尺寸均无法保证，对于20米以上长度的H型钢直线度更加难于控制。

发明内容

本公开的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种非标H型钢组装定位夹具，能够解决现有大型H型钢在焊接前各部件(即腹板与翼板)的快速定位，以便于点焊实现部件之间的固定。

为实现上述目的，本公开采用下述技术方案：一种非标H型钢组装定位夹具，包括平台，所述平台的上表面沿设定直线方向依次安装有多个夹紧组件，每个夹紧组件包括相对设置的两个支座，同一夹紧组件中两支座相对的侧面为定位面；

定位面处设有竖直方向的滑槽，所述滑槽的上端贯穿夹紧组件的上端面，每个滑槽中设有一个定位板，定位板与夹紧组件的直线布置方向垂直；

同一夹紧组件中两个定位板之间具有第一设定间隙，以完成腹板的夹持；同一夹紧组件中两个定位面之间具有第二设定间隙，以完成翼板的夹持；两个支座之间的距离能够调节以适应不同宽度的翼板。

作为第一方面的进一步改进，每个夹紧组件中两个支座之间设有压紧装置，所述压紧装置能够在竖直方向下压上翼板，以实现上翼板、腹板与下翼板的紧密接触。

作为第一方面的进一步改进，所述压紧装置包括轴线水平的摆杆，摆杆中部设有竖直方向的螺孔，螺孔中设有螺杆，螺孔与螺杆通过螺纹配合；摆杆的两端设有方形凸起，方形凸起的侧面为粗糙面，支座的定位面处设有竖直方向的T型槽，所述方形凸起设置在T型槽中，并能够沿T型槽竖直滑动；

所述摆杆在不受力的状态下，方形凸起中各外表面与T型槽中相邻侧面间形成定位间隙；

在螺杆底端接触上翼板的情况下，螺杆沿设定方向的转动能够带动摆杆的中部向上运动，进而使得摆杆呈中部凸起的拱形结构，摆杆两端的方形凸起紧压T型槽中垂直摆杆轴线的侧壁，以实现摆杆与支座的固定。

本公开的第二方面提供一种非标H型钢组装定位方法，利用了所述非标H型钢组装定位夹具，包括以下步骤，

在平台上固定安装一列支座，使得同列支座的定位面处于同一平面；

将下翼板放置在平台上表面，下翼板的侧面与已安装支座的定位面贴合；

在平台上固定安装另外一列支座，新安装的支座的定位面与下翼板的另一个侧面贴合；

在滑槽中安装定位板，定位板的下端通过下翼板支撑，定位板之间的间隙处插接待组装的腹板，使得腹板垂直下翼板：

在定位板上部安装上翼板，上翼板通过腹板支撑；

使得上翼板、下翼板和腹板的端部平齐，点焊上翼板、下翼板与腹板的连接位置，实现H型钢的定位；

第一支座从平台拆除，取出组装定位后的H型钢，进入后续工序。

以上一个或多个技术方案的有益效果：

1)本装置能够将翼板与腹板之间的垂直设置，腹板处于翼板中心轴线处的要求转化成同一定位夹具中定位板与定位面垂直，滑槽中分别设置定位板的问题，通过预先加工及安装保证本装置的形位要求，既可以满足定位后翼板的形位要求，又减少了利用直尺、角度尺进行测量定位时浪费时间且定位精度受限于操作者经验的缺点。

2)采用压紧装置，能够在H型钢组装完成后从竖直方向挤压H型钢，消除翼板与腹板之间的间隙；避免翼板与腹板不能紧密接触而形成焊接缝隙。

3)采用定位夹具与压紧夹具之间距离可调，定位板与滑槽之间可拆卸连接，夹紧组件数量不受限制的情况，使得本装置适应的H型钢的尺寸可以自行调整。

4)本方案提供的H型钢定位方法，定位操作时不需要进行尺寸测，减少了测量工序的时间浪费，以及因操作人员经验不足造成的误差。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本公开实施例1中本装置的使用状态轴测图；

图2为本公开实施例1中本装置的使用状态侧视图；

图3为本公开实施例1中压紧装置的结构示意图；

图4为本公开实施例1中压紧装置的剖视图；

图5为本公开实施例1中压紧装置与支座配合的示意图；

图6为本公开实施例1中底座的局部剖视图；

图7为本公开实施例1中压紧装置在底座处的局部轴测图；

图8为本公开实施例2中安装第一支座的示意图；

图9为本公开实施例2中安装下翼板的示意图；

图10为本公开实施例2中安装第二支座的示意图；

图11为本公开实施例2中安装定位板及腹板的示意图；

图12为本公开实施例2中安装上翼板的示意图。

图中：1、第一支座；2、筋板；3、底座；4、第二支座；5、定位板；7、平台；8、压紧装置；801、螺杆；802、圆筒；803、摆杆；804、方形凸起；805、底座板；806、调节板；807、调节螺栓；808、内槽；809、定位间隙；810、滑槽；811、T型槽；9、上翼板；10、腹板；11、下翼板。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征；步骤；操作；器件；组件和/或它们的组合。

实施例1

如图1-7所示，一种非标H型钢组装定位夹具，包括平台7，所述平台7的上表面沿设定直线方向依次安装有多个夹紧组件，每个夹紧组件包括相对设置的第一支座1和第二支座4，所述第一支座1与第二支座4相对的侧面为定位面，所述定位面与平台7的上表面垂直。

定位面处设有竖直方向的滑槽810，所述滑槽810的上端贯穿夹紧组件的上端面，每个滑槽810中设有一个定位板5，定位板5与夹紧组件的延伸方向垂直，两个定位板5之间具有第一设定间隙，第一支座1与第二支座4中两定位面之间具有第二设定间隙。

多个第一支座1的定位面处于同一平面中，多个第二支座4的定位面处于同一平面中；所述定位板5的高度与所要组装的H型钢中腹板10的高度数值相同，所述第一支座1与第二支座4之间的距离可以调节以适应不同宽度的翼板。

第一设定间隙的间隙数值与所要组装的H型钢中腹板10的厚度数值相同。第二设定间隙的间隙数值与翼板的宽度相同。

所述第一支座1和第二支座4之间设有压紧装置8，所述压紧装置8包括水平布置的摆杆803，所述摆杆803中部设有竖直方向的螺孔，所述螺孔中穿设有螺杆801，所述螺孔与螺杆801通过螺纹配合；

所述摆杆803的两端设有方形凸起804，方形凸起804的侧面为粗糙面，同一组夹紧组件中两定位面分别设有竖直布置的T型槽811，所述T型槽811中设有所述方形凸起804。

所述摆杆803在不受力的状态下，方形凸起804中各外表面与T型槽811中相邻侧面间形成定位间隙809，所述定位间隙809小于0.5mm。

所述螺杆801的底端插入压紧座中，所述压紧座包括底座板805，所述底座板中设有内槽808，所述螺杆801的底端插入内槽808中，螺杆801的底部设有环状凹槽，所述环状凹槽外部套设有调节板806，所述调节板806与底座板的上端面固定连接；

在本实施例中，螺杆上端设置有用于插接钢筋的圆筒802。

所述调节板806的数量为多个，多个调节板806拼接形成圆环形结构，所述调节板806与底座板的上端面之间通过调节螺栓807连接，每个调节板806与底座板之间的距离能够通过调节螺栓807进行调节。

所述第二支座4和第一支座1分别包括底座3，每个底座3均与一个夹板固定连接，同一夹紧组件中两夹板相互平行，所述夹板垂直平台7布置。

底座3与夹板之间设置有筋板2，用于加强结构稳定性。

所述第二支座4通过螺栓孔、螺栓与平台7固定连接，所述第一支座1上设有长条形孔，所述长条形孔的延伸方向定位面垂直，所述长条形孔中设有螺栓，所述第一支座1可以沿长条形孔的延伸方向辅导滑动至设定距离并通过螺栓固定。

实施例2

如图8-12所示，本实施例还提供一种非标H型钢组装定位方法，利用了所述的非标H型钢组装定位夹具，包括以下步骤，

步骤1，在平台7上固定安装一列第二支座4，多个第二支座4的定位面处于同一平面；

步骤2，将待组装的H型钢的下翼板11放置在平台7上表面，所述下翼板11的侧面与第二支座4的定位面贴合；

步骤3，在平台7上固定安装一列第一支座1，使得第一支座1的定位面与下翼板11的另一个侧面贴合；

步骤4，在滑槽810中安装定位板5，定位板一竖向侧边插入滑槽中，使定位板分别与定位面和平台垂直，且与夹紧组件的直线布置方向垂直；定位板5的下端通过下翼板11支撑，定位板5之间的间隙处插接待组装H型钢的腹板10，使得腹板10垂直下翼板11：

步骤5，在定位板5上部安装上翼板9，上翼板9通过腹板10支撑；

步骤6，使得上翼板9、下翼板11和腹板10的端部平齐，点焊上翼板9、下翼板11与腹板10的连接位置，实现H型钢的定位。

步骤7，第一支座1从平台7拆除，取出组装定位后的H型钢，进入后续工序。

所述定位板为矩形面板，所述定位板5的大小规格、同一夹紧组件中两定位面之间的距离、所述夹紧组件的数量以及夹紧组件沿设定直线布置的长度由所要组装的H型钢确定。

具体的，定位板的高度与腹板高度相同；定位板的宽度满足：同一夹紧组件中两个定位板之间具有第一设定间隙，第一设定间隙的间隙数值与所要夹持的腹板的厚度数值相同，以完成腹板的夹持；当使用本装置的压紧装置8进行上翼板9的压紧时，螺杆801底端的压紧座紧贴在上翼板9的上表面，方形凸起804设置在T型槽811中，此时上下拉动螺杆801，整体的压紧装置8能够在竖直方向自由运动。

沿设定方向转动螺杆801，使得螺杆801相对于摆杆803有朝下运动的趋势，因为螺杆801的高度受到上翼板9限位，摆杆803受到竖直朝上的推力，使得摆杆803有沿T型槽811竖直向上滑动的趋势。但是螺杆801受到力矩驱动发生一定角度范围内的转动，摆杆803承受螺杆801传递的扭矩，使得摆杆803两端的方形凸起804侧面紧压在T型槽811中垂直定位面的侧面，摆杆803受到支座提供的摩擦力，限制方形凸起804向上运动。此时摆杆803的中部受力拱起，方形凸起804挤压T型槽811中平行定位面的侧面，完成摆杆803与支座的挤压固定。

继续旋转螺杆801，在摆杆803固定的情况下，上翼板9、腹板10与下翼板11被压紧。

反方向旋转螺杆801能够使得摆杆803反向变形，直至为平直杆件的状态，摆杆803与支座脱离固定。

可以理解的是，T型槽811侧面与方形凸起804侧面之间的间隙值应足够小，本实施例中公开的间隙数值为0.5mm。T型槽811侧面与方形凸起804之间的摩擦力能够阻挡罗杆转动初期，方形凸起804朝上的运动；当摆杆803发生微小的上拱变形时，因为间隙数值较小，方形凸起804即可以挤压T型槽811中平行定位面的侧壁，完成固定。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种非标H型钢组装定位夹具，其特征在于，包括平台，所述平台的上表面沿设定直线方向依次安装有多个夹紧组件，每个夹紧组件包括相对设置的两个支座，同一夹紧组件中两支座相对的侧面为定位面；

定位面处设有竖直方向的滑槽，所述滑槽的上端贯穿夹紧组件的上端面，每个滑槽中设有一个定位板，定位板一竖向侧边插入滑槽中，使定位板分别与定位面和平台垂直，且与夹紧组件的直线布置方向垂直；

所述定位板为矩形面板，定位板的尺寸规格根据H型钢的尺寸规格设置，定位板的高度与腹板高度相同；定位板的宽度满足：同一夹紧组件中两个定位板之间具有第一设定间隙，第一设定间隙的间隙数值与所要夹持的腹板的厚度数值相同，以完成腹板的夹持，使腹板垂直于翼板并且使腹板处于翼板的中心轴线处；同一夹紧组件中两个定位面之间具有第二设定间隙，第二设定间隙的间隙数值与所要夹持的翼板的宽度相同，以完成翼板的夹持；两个支座之间的距离能够调节以适应不同宽度的翼板；

每个夹紧组件中两个支座之间设有压紧装置，所述压紧装置能够在竖直方向下压上翼板，以实现上翼板、腹板与下翼板的紧密接触；

所述压紧装置包括轴线水平的摆杆，摆杆中部设有竖直方向的螺孔，螺孔中设有螺杆，螺孔与螺杆通过螺纹配合；摆杆的两端设有方形凸起，方形凸起的侧面为粗糙面，支座的定位面处设有竖直方向的T型槽，所述方形凸起设置在T型槽中，并能够沿T型槽竖直滑动；

所述摆杆在不受力的状态下，方形凸起中各外表面与T型槽中相邻侧面间形成定位间隙；

在螺杆底端接触上翼板的情况下，螺杆沿设定方向的转动能够带动摆杆的中部向上运动，进而使得摆杆呈中部凸起的拱形结构，摆杆两端的方形凸起紧压T型槽中垂直摆杆轴线的侧壁，以实现摆杆与支座的固定。

2.根据权利要求1所述的非标H型钢组装定位夹具，其特征在于，支座分别成两列设置，同一列支座的定位面处于同一平面。

3.根据权利要求1所述的非标H型钢组装定位夹具，其特征在于，每个夹紧组件中两个支座之间设有压紧装置，所述压紧装置能够在竖直方向下压上翼板，以实现上翼板、腹板与下翼板的紧密接触。

4.根据权利要求3所述的非标H型钢组装定位夹具，其特征在于，所述压紧装置包括轴线水平的摆杆，摆杆中部设有竖直方向的螺孔，螺孔中设有螺杆，螺孔与螺杆通过螺纹配合；摆杆的两端设有方形凸起，方形凸起的侧面为粗糙面，支座的定位面处设有竖直方向的T型槽，所述方形凸起设置在T型槽中，并能够沿T型槽竖直滑动；

所述摆杆在不受力的状态下，方形凸起中各外表面与T型槽中相邻侧面间形成定位间隙；

在螺杆底端接触上翼板的情况下，螺杆沿设定方向的转动能够带动摆杆的中部向上运动，进而使得摆杆呈中部凸起的拱形结构，摆杆两端的方形凸起紧压T型槽中垂直摆杆轴线的侧壁，以实现摆杆与支座的固定。

5.根据权利要求4所述的非标H型钢组装定位夹具，其特征在于，所述螺杆的底端设置有压紧座，压紧座与螺杆转动连接；

所述压紧座包括底座板，所述螺杆的底端插入底座板的内槽中，螺杆的底部设有环状凹槽，所述环状凹槽外部套设有调节板，所述调节板与底座板的上端面固定连接；

所述调节板的数量为多个，多个调节板拼接形成圆环形结构，所述调节板与底座板的上端面之间通过调节螺栓连接，每个调节板与底座板之间的距离能够通过调节螺栓进行调节。

6.根据权利要求1所述的非标H型钢组装定位夹具，其特征在于，所述支座包括底座，每个底座均与一个夹板固定连接，同一夹紧组件中两夹板相互平行，所述夹板垂直平台布置。

7.根据权利要求1所述的非标H型钢组装定位夹具，其特征在于，每个夹紧组件中的两个支座分别为第一支座和第二支座，第一支座底部设有长条形孔，所述长条形孔的延伸方向与定位面垂直，所述长条形孔中设有螺栓，螺栓固定在平台的螺孔中。

8.一种非标H型钢组装定位方法，其特征在于，利用了权利要求1-7中任意一项所述非标H型钢组装定位夹具，包括以下步骤，

在平台上固定安装一列支座，使得同列支座的定位面处于同一平面；

将下翼板放置在平台上表面，下翼板的侧面与已安装支座的定位面贴合；

在平台上固定安装另外一列支座，新安装的支座的定位面与下翼板的另一个侧面贴合；

在滑槽中安装定位板，定位板的下端通过下翼板支撑，定位板之间的间隙处插接待组装的腹板，使得腹板垂直下翼板：

在定位板上部安装上翼板，上翼板通过腹板支撑；

使得上翼板、下翼板和腹板的端部平齐，点焊上翼板、下翼板与腹板的连接位置，实现H型钢的定位；

第一支座从平台拆除，取出组装定位后的H型钢，进入后续工序。

9.根据权利要求8所述的非标H型钢组装定位方法，其特征在于，将组装定位后的H型钢取出后，继续添加新的下翼板，以完成后续H型钢的组装定位。

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