CN111515273B

CN111515273B - 一种环肋圆柱壳耐压结构的撑圆工装及其撑圆方法

Info

Publication number: CN111515273B
Application number: CN202010332475.6A
Authority: CN
Inventors: 徐强; 皇甫文珠; 陈薇; 陈凤林; 侯春明; 陈沛
Original assignee: 702th Research Institute of CSIC
Current assignee: 702th Research Institute of CSIC
Priority date: 2020-04-24
Filing date: 2020-04-24
Publication date: 2022-03-29
Anticipated expiration: 2040-04-24
Also published as: CN111515273A

Abstract

本发明涉及一种环肋圆柱壳耐压结构的撑圆工装及其撑圆方法，包括支撑环，支撑环上间隔均匀套装偶数组外撑组件，支撑环中部安装顶撑机构，位于同一直径方向的两组外撑组件在顶撑机构作用下同时外撑并施力于圆柱壳内壁面；还包括与顶撑机构固装的转动机构，转动机构带动顶撑机构以支撑环的圆心为中心转动；工作时，撑圆工装由外部升降平台支撑至圆柱壳内部某一高度处，顶撑机构驱动相对的两组外撑组件外撑施力于圆柱壳内壁面并锁止，顶撑机构在转动机构带动下依次转至其余外撑组件处并驱动其外撑，在圆柱壳外壁面该高度处焊装环肋；重复其余高度处的撑圆、焊装环肋。本发明大大提高了圆柱壳的撑圆效率，适用于不同尺寸的圆柱壳，并且可靠性高。

Description

一种环肋圆柱壳耐压结构的撑圆工装及其撑圆方法

技术领域

本发明涉及圆柱壳撑圆装置技术领域，尤其是一种环肋圆柱壳耐压结构的撑圆工装及其撑圆方法。

背景技术

环肋圆柱壳结构作为一种较理想的耐压结构形式，被广泛用于潜艇、潜水器等水下结构物中。环肋圆柱壳由圆柱壳和环形肋骨两部分组成，二者先独立加工，再装配焊接成一个整体结构。圆柱壳的圆度是一个至关重要的技术指标，它既关系到静水外压工况下的结构承载能力，又关系到圆柱壳与肋骨的可装配性。在工程实际中，受限于技术水平，圆柱壳结构总是存在不圆度问题，即结构的实际形状与理想圆之间存在一定偏差，一方面降低了结构的安全性，另一方面由于圆柱壳与肋骨的可装配性变差而导致了额外的残余应力和变形问题，进一步恶化结构安全性。

为了保证圆柱壳耐压结构的圆度，现有技术中，主要有两种撑圆方法：

1)利用固定式刚性工装和液压设备从圆柱壳内部进行撑圆，常见的固定式刚性工装形式为“米”字型结构；

2)利用带螺杆的刚性工装从圆柱壳内部进行撑圆，通过螺杆支撑圆柱壳并调节尺寸。

上述撑圆方法均存在较明显的缺陷，第一种撑圆工装通常是一次性的，不能重复使用，经济性差；第二种撑圆工装通过螺纹提供支撑力，当圆柱壳撑圆的反力较大时，螺纹容易失效，可靠性差。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的环肋圆柱壳耐压结构的撑圆工装及其撑圆方法，从而大大提高撑圆效率，有效助力于提升耐压结构安全性和可靠性，并且可重复使用，适用于不同尺寸的圆柱壳。

本发明所采用的技术方案如下：

一种环肋圆柱壳耐压结构的撑圆工装，包括支撑环，支撑环上间隔均匀套装有偶数组外撑组件，所述支撑环中部安装有顶撑机构，位于同一直径方向的两组外撑组件在顶撑机构作用下同时外撑并施力于圆柱壳内壁面；还包括与顶撑机构固装的转动机构，顶撑机构在转动机构带动下以支撑环的圆心为中心转动。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述外撑组件的结构为：包括主楔块，主楔块一侧安装有反C型结构的侧楔块一，主楔块另一侧安装有C型结构的侧楔块二，侧楔块一两臂端部容纳于侧楔块二两臂之间，所述主楔块容纳于侧楔块一和侧楔块二形成的空间内，主楔块两侧面分别与对应的侧楔块一内侧面、侧楔块二内侧面斜面配合；所述侧楔块一上下两臂端部分别向外延伸形成外翻边，侧楔块二上下两臂端部分别向内延伸形成内翻边，对应外翻边和内翻边之间共同斜面配合安装有楔条，楔条与侧楔块二之间安装有拉伸状态的大弹簧；从左至右依次贯穿侧楔块二、主楔块和侧楔块一开有套装于支撑环的通孔。

所述外翻边和内翻边相对的侧面分别设置为外斜面和内斜面，外斜面和内斜面共同与楔条两侧斜面配合；所述楔条沿着支撑环的径向布置，楔条的宽度向着支撑环的中心增宽；所述楔条上沿着支撑环的径向开有容纳大弹簧的容纳槽，所述侧楔块二顶部和底部均开有滑槽，贯穿单个滑槽容置有小滑块，位于侧楔块二内部的小滑块端部开有卡槽，所述大弹簧内端头与楔条固装，大弹簧外端头绕装于卡槽内。

所述楔条内端部设置有小斜面，与小斜面相对应的侧楔块二顶部或底部还开有多个螺纹孔，其中一个螺纹孔内锁装有锁止螺栓，锁止螺栓内端头与小斜面贴合压紧。

所述主楔块的结构为：包括楔块本体，楔块本体两侧设置为对称的斜面结构，左右贯穿楔块本体的中部开有横向通孔，所述主楔块通过横向通孔套装于支撑环上；上下贯穿楔块本体的中部开有纵向通孔，纵向通孔与支撑环上的凸筋卡装并相对移动；所述纵向通孔端部内侧壁上安装有销轴一，所述主楔块通过销轴一与支撑环之间安装有复位弹簧；所述主楔块内端头中部开有盲孔。

所述顶撑机构的结构为：包括与转动机构固装的两个小立柱一，两个小立柱一顶部均安装有卡箍，贯穿两个卡箍安装有油缸，油缸相对于两个卡箍轴向移动；所述油缸的缸体底端和输出端分别安装有端板，两侧端板的侧面均安装有顶杆，两个顶杆端头同时施力于同一直径方向的两组外撑组件。

所述转动机构的结构为：包括与支撑环同心并水平放置的环形件，环形件上平面沿着周向均匀固装有多个相互平行的小立柱二，环形件通过小立柱二与支撑环间隔固装；位于相邻两个小立柱二之间的环形件底面上均固装有锁止机构，所述锁止机构与外撑组件一一对应；所述环形件底平面上沿着周向开有T型槽；还包括支杆，支杆沿着环形件径向布置，支杆两端端部均安装有销轴二，销轴二端头均安装有小轴承，小轴承卡装于T型槽内。

所述锁止机构的结构为：包括固装于环形件底面的U型座，U型座开口向着环形件的中心，贯穿U型座向着其开口的方向安装有销轴三，位于U型座内部的销轴三端头安装有U型结构的锁止件，位于U型座与锁止件之间的销轴三上套装有小弹簧；所述锁止件的开口端朝向环形件的中心，销轴二卡装于锁止件内部，锁止件两侧壁的外侧面均设置有倒角。

所述支撑环的结构为：包括间隔布置的多个平直部，相邻平直部之间通过弧形部连接，平直部和弧形部共同构成环形结构的支撑环；单个平直部的上表面中部和下表面中部均向外延伸有凸筋，凸筋沿着支撑环的径向布置，单个平直部上均套装有外撑组件；位于凸筋端头处的平直部外壁面上均开有凹口，凹口内安装有销轴四。

一种所述的环肋圆柱壳耐压结构的撑圆工装的撑圆方法，包括如下步骤：

第一步：将待撑圆的圆柱壳竖直放置，将撑圆工装水平放置于圆柱壳内部，通过外部升降平台将撑圆工装提升至圆柱壳内部的预设高度处；此时，顶撑机构的顶杆与外撑组件脱离，复位弹簧和大弹簧均处于拉伸状态，支撑环与各个外撑组件之间均处于力平衡状态；

第二步：施力于支杆，经支杆端部的销轴二施力于小轴承，使得小轴承沿着环形件底面的T型槽转动，支杆带动顶撑机构以环形件的中心为圆心转动；

第三步：当销轴二接触并挤压锁止件外侧面的倒角时，小弹簧收缩，锁止件相对于U型座沿着环形件径向向外移动；当销轴二滑至锁止件开口内部时，锁止件在小弹簧的弹性作用下复位，完成支杆相对于环形件的固定，此时，顶撑机构两端的顶杆分别正对着同一径向上的两组外撑组件；

第四步：油缸工作，其输出端伸出并经端板带动顶杆伸至对应外撑组件主楔块内端头的盲孔中，并反作用于油缸，使得油缸缸体相对于卡箍轴向移动，缸体底部端板侧面的顶杆伸至对应的另一外撑组件主楔块内端头的盲孔中；

第五步：油缸继续工作，经端板、顶杆向主楔块施加径向向外的力，使得主楔块以凸筋为导向外张，直至主楔块外端头移动至预设圆周面处，主楔块两侧的斜面结构脱离侧楔块一和侧楔块二；在大弹簧的拉伸作用下，楔条向外张开，进而挤压外翻边上的外斜面和内翻边上的内斜面，使得侧楔块一和侧楔块二相向移动，直至侧楔块一和侧楔块二分别与主楔块侧面对应的斜面结构贴合，此时，楔条内端部的小斜面运动至侧楔块二内部；在此过程中，小滑块相对于侧楔块二上的滑槽移动，主楔块与支撑环之间的复位弹簧处于拉伸状态；

第六步：贯穿侧楔块二上的一个螺纹孔安装锁止螺栓，锁止螺栓内端头与楔条的小斜面贴合压紧，实现楔条的锁止；

第七步：油缸反向工作，经端板带动顶杆缩回，顶杆脱离外撑组件主楔块内端头的盲孔；

第八步：施力于销轴三外端头，拉动锁止件向着U型座的方向移动，销轴二脱离锁止件，重复第二步至第七步，完成撑圆工装所在高度处其余位置外撑组件的外撑，所有外撑组件共同在该高度处将圆柱壳撑圆；

第九步：在圆柱壳外壁面上套装环肋，将环肋移动至与撑圆工装同等高度处，通过焊接将环肋焊装于圆柱壳外壁面上；松开所有外撑组件上的锁止螺栓，楔条、主楔块、侧楔块一、侧楔块二在复位弹簧和大弹簧的回位作用下复位至第一步中的力平衡状态；

第十步：通过外部升降平台将撑圆工装提升至圆柱壳的其余肋位高度，重复第二步至第九步，直至完成圆柱壳所有肋位高度处的撑圆，即在圆柱壳外壁面所有肋位高度处均焊装上环肋。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过外部升降平台将撑圆工装支撑至圆柱壳内部某一高度处，顶撑机构驱动相对的两组外撑组件外撑施力于圆柱壳内壁面并锁止，顶撑机构在转动机构带动下依次转至其余外撑组件处并驱动其外撑，在圆柱壳外壁面该高度处焊装环肋；重复其余高度处的撑圆、焊装环肋，从而完成圆柱壳的撑圆以及与环肋焊装构成耐压结构，大大提高并保证了圆柱壳的撑圆效率，有效助力于耐压结构安全性和可靠性的提升，并且可重复使用，适用于不同尺寸圆柱壳的撑圆，经济性好。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明外撑组件的结构示意图。

图3为图2的爆炸图。

图4为图3中A部的局部放大图。

图5为本发明主楔块的结构示意图。

图6为本发明顶撑机构的结构示意图。

图7为本发明转动机构的结构示意图。

图8为图7中B部的局部放大图。

图9为本发明锁止机构的结构示意图。

图10为本发明支撑环的结构示意图。

图11为图10中C部的局部放大图。

图12为本发明外撑组件外撑前的状态示意图。

图13为图12中D部的局部放大图。

图14为本发明外撑组件外撑时的状态示意图。

图15为本发明主楔块的受力示意图。

图16为本发明侧楔块一的受力示意图。

图17为本发明侧楔块二的受力示意图。

图18为本发明楔条的受力示意图。

其中：1、支撑环；2、外撑组件；3、顶撑机构；4、转动机构；5、圆柱壳；6、环肋；

11、弧形部；12、平直部；13、凸筋；14、凹口；15、销轴四；

21、主楔块；22、侧楔块一；23、楔条；24、侧楔块二；25、复位弹簧；26、大弹簧；27、小滑块；28、锁止螺栓；211、楔块本体；212、横向通孔；213、斜面结构；214、纵向通孔；215、销轴一；216、盲孔；221、外斜面；222、外翻边；231、小斜面；241、内斜面；242、滑槽；243、螺纹孔；244、内翻边；271、卡槽；

31、小立柱一；32、卡箍；33、油缸；34、端板；35、顶杆；

41、环形件；42、支杆；43、小立柱二；44、锁止机构；45、销轴二；46、小轴承；411、T型槽；441、U型座；442、小弹簧；443、销轴三；444、锁止件。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本实施例的一种环肋圆柱壳耐压结构的撑圆工装，包括支撑环1，支撑环1上间隔均匀套装有偶数组外撑组件2，支撑环1中部安装有顶撑机构3，位于同一直径方向的两组外撑组件2在顶撑机构3作用下同时外撑并施力于圆柱壳5内壁面；还包括与顶撑机构3固装的转动机构4，顶撑机构3在转动机构4带动下以支撑环1的圆心为中心转动。

如图2和图3所示，外撑组件2的结构为：包括主楔块21，主楔块21一侧安装有反C型结构的侧楔块一22，主楔块21另一侧安装有C型结构的侧楔块二24，侧楔块一22两臂端部容纳于侧楔块二24两臂之间，主楔块21容纳于侧楔块一22和侧楔块二24形成的空间内，主楔块21两侧面分别与对应的侧楔块一22内侧面、侧楔块二24内侧面斜面配合；侧楔块一22上下两臂端部分别向外延伸形成外翻边222，侧楔块二24上下两臂端部分别向内延伸形成内翻边244，对应外翻边222和内翻边244之间共同斜面配合安装有楔条23，楔条23与侧楔块二24之间安装有拉伸状态的大弹簧26；从左至右依次贯穿侧楔块二24、主楔块21和侧楔块一22开有套装于支撑环1的通孔。

外翻边222和内翻边244相对的侧面分别设置为外斜面221和内斜面241，外斜面221和内斜面241共同与楔条23两侧斜面配合；楔条23沿着支撑环1的径向布置，楔条23的宽度向着支撑环1的中心增宽；楔条23上沿着支撑环1的径向开有容纳大弹簧26的容纳槽，侧楔块二24顶部和底部均开有滑槽242，贯穿单个滑槽242容置有小滑块27，位于侧楔块二24内部的小滑块27端部开有卡槽271，大弹簧26内端头与楔条23固装，大弹簧26外端头绕装于卡槽271内，如图4所示。

楔条23内端部设置有小斜面231，与小斜面231相对应的侧楔块二24顶部或底部还开有多个螺纹孔243，其中一个螺纹孔243内锁装有锁止螺栓28，锁止螺栓28内端头与小斜面231贴合压紧。

如图5所示，主楔块21的结构为：包括楔块本体211，楔块本体211两侧设置为对称的斜面结构213，左右贯穿楔块本体211的中部开有横向通孔212，主楔块21通过横向通孔212套装于支撑环1上；上下贯穿楔块本体211的中部开有纵向通孔214，纵向通孔214与支撑环1上的凸筋13卡装并相对移动；纵向通孔214端部内侧壁上安装有销轴一215，主楔块21通过销轴一215与支撑环1的销轴四(15)之间安装有复位弹簧25；主楔块21内端头中部开有盲孔216。

如图6所示，顶撑机构3的结构为：包括与转动机构4固装的两个小立柱一31，两个小立柱一31顶部均安装有卡箍32，贯穿两个卡箍32安装有油缸33，油缸33相对于两个卡箍32轴向移动；油缸33的缸体底端和输出端分别安装有端板34，两侧端板34的侧面均安装有顶杆35，两个顶杆35端头同时施力于同一直径方向的两组外撑组件2。

如图7和图8所示，转动机构4的结构为：包括与支撑环1同心并水平放置的环形件41，环形件41上平面沿着周向均匀固装有多个相互平行的小立柱二43，环形件41通过小立柱二43与支撑环1间隔固装；位于相邻两个小立柱二43之间的环形件41底面上均固装有锁止机构44，锁止机构44与外撑组件2一一对应；环形件41底平面上沿着周向开有T型槽411；还包括支杆42，支杆42沿着环形件41径向布置，支杆42两端端部均安装有销轴二45，销轴二45端头均安装有小轴承46，小轴承46卡装于T型槽411内。

如图9所示，锁止机构44的结构为：包括固装于环形件41底面的U型座441，U型座441开口向着环形件41的中心，贯穿U型座441向着其开口的方向安装有销轴三443，位于U型座441内部的销轴三443端头安装有U型结构的锁止件444，位于U型座441与锁止件444之间的销轴三443上套装有小弹簧442；锁止件444的开口端朝向环形件41的中心，销轴二45卡装于锁止件444内部，锁止件444两侧壁的外侧面均设置有倒角。

如图10和图11所示，支撑环1的结构为：包括间隔布置的多个平直部12，相邻平直部12之间通过弧形部11连接，平直部12和弧形部11共同构成环形结构的支撑环1；单个平直部12的上表面中部和下表面中部均向外延伸有凸筋13，凸筋13沿着支撑环1的径向布置，单个平直部12上均套装有外撑组件2，凸筋13为对应的外撑组件2的外撑提供导向，凸筋13卡装于主楔块21的纵向通孔214中；位于凸筋13端头处的平直部12外壁面上均开有凹口14，凹口14内安装有销轴四15。

本实施例撑圆工装在装配过程中，为便于加工和装配，将主楔块21沿着横向通孔212靠近内端部的侧面分为大、小两个分块独立加工。

本实施例的环肋圆柱壳耐压结构的撑圆工装的撑圆方法，包括如下步骤：

第一步：将待撑圆的圆柱壳5竖直放置，将撑圆工装水平放置于圆柱壳5内部，通过外部升降平台将撑圆工装提升至圆柱壳5内部的预设高度处；此时，顶撑机构3的顶杆35与外撑组件2脱离，复位弹簧25和大弹簧26均处于拉伸状态，支撑环1与各个外撑组件2之间均处于力平衡状态；

第二步：施力于支杆42，经支杆42端部的销轴二45施力于小轴承46，使得小轴承46沿着环形件41底面的T型槽411转动，支杆42带动顶撑机构3以环形件41的中心为圆心转动；

第三步：当销轴二45接触并挤压锁止件444外侧面的倒角时，小弹簧442收缩，锁止件444相对于U型座441沿着环形件41径向向外移动；当销轴二45滑至锁止件444开口内部时，锁止件444在小弹簧442的弹性作用下复位，完成支杆42相对于环形件41的固定，此时，顶撑机构3两端的顶杆35分别正对着同一径向上的两组外撑组件2；

第四步：油缸33工作，其输出端伸出并经端板34带动顶杆35伸至对应外撑组件2主楔块21内端头的盲孔216中，并反作用于油缸33，使得油缸33缸体相对于卡箍32轴向移动，缸体底部端板34侧面的顶杆35伸至对应的另一外撑组件2主楔块21内端头的盲孔216中，如图12和图13所示；

第五步：油缸33继续工作，经端板34、顶杆35向主楔块21施加径向向外的力，使得主楔块21以凸筋13为导向外张，如图14所示，直至主楔块21外端头移动至预设圆周面处，主楔块21两侧的斜面结构213脱离侧楔块一22和侧楔块二24；在大弹簧26的拉伸作用下，楔条23向外张开，进而挤压外翻边222上的外斜面221和内翻边244上的内斜面241，使得侧楔块一22和侧楔块二24相向移动，直至侧楔块一22和侧楔块二24分别与主楔块21侧面对应的斜面结构213贴合，此时，楔条23内端部的小斜面231运动至侧楔块二24内部；在此过程中，小滑块27相对于侧楔块二24上的滑槽242移动，主楔块21与支撑环1之间的复位弹簧25处于拉伸状态；

主楔块21外张的距离，即其外端头移动至预设圆周面处，使得该外端头与圆柱壳5圆心之间的半径距离等于圆柱壳5的预设半径；若该位置处圆柱壳5实际半径小于预设半径，则主楔块21外端头将贴合并外撑圆柱壳5内壁面至指定位置，若该位置处圆柱壳5实际半径大于预设半径，则主楔块21外端头与圆柱壳5内壁面之间存在间隔；

第六步：贯穿侧楔块二24上的一个螺纹孔243安装锁止螺栓28，锁止螺栓28内端头与楔条23的小斜面231贴合压紧，实现楔条23的锁止；

第七步：油缸33反向工作，经端板34带动顶杆35缩回，顶杆35脱离外撑组件2主楔块21内端头的盲孔216；

第八步：施力于销轴三443外端头，拉动锁止件444向着U型座441的方向移动，销轴二45脱离锁止件444，重复第二步至第七步，完成撑圆工装所在高度处其余位置外撑组件2的外撑，所有外撑组件2共同在该高度处将圆柱壳5撑圆；

第九步：在圆柱壳5外壁面上套装环肋6，将环肋6移动至与撑圆工装同等高度处，通过焊接将环肋6焊装于圆柱壳5外壁面上；松开所有外撑组件2上的锁止螺栓28，楔条23、主楔块21、侧楔块一22、侧楔块二24在复位弹簧25和大弹簧26的回位作用下复位至第一步中的力平衡状态；

第十步：通过外部升降平台将撑圆工装提升至圆柱壳5的其余肋位高度，重复第二步至第九步，直至完成圆柱壳5所有肋位高度处的撑圆，即在圆柱壳5外壁面所有肋位高度处均焊装上环肋6。

第九步中，当外撑组件2不受顶撑机构3的驱动力，外撑组件2仅凭锁止螺栓28与楔条23小斜面231间的锁止而处于静止平衡状态时，圆柱壳5撑圆的径向反力通过外撑组件2作用于支撑环1上。

如图15、图16、图17和图18所示，分别为外撑组件2中主楔块21、侧楔块一22、楔条23、侧楔块二24的受力示意图，摩擦力和弹簧力相对于圆柱壳5的反力来说属于小量，忽略不计。

根据受力平衡原理，如图15所示，主楔块21受到来自圆柱壳5的径向反力为F₁，受到侧楔块一22和侧楔块二24斜面配合处的力，均转换为径向力F₁/2和周向力F₂；

如图16所示，侧楔块一22受到主楔块21的径向力F₁/2和周向力F₂，受到楔条23侧面斜面配合处的力，转换为径向力F₃和周向力F₂，受到支撑环1平直部12的径向力F₁/2-F₃；

如图17所示，侧楔块二24受到主楔块21的径向力F₁/2和周向力F₂，受到楔条23侧面斜面配合处的力，转换为径向力F₃和周向力F₂，受到锁止螺栓28的径向力2F₃，受到支撑环1平直部12的径向力F₁/2+F₃；

如图18所示，楔条23受到侧楔块一22的作用力转换为径向力F₃和周向力F₂，受到侧楔块二24的作用力转换为径向力F₃和周向力F₂，受到锁止螺栓28的径向力2F₃；

设主楔块21与侧楔块一22、侧楔块二24之间配合的斜面结构的斜面角度为ɑ，楔条23与侧楔块一22、侧楔块二24之间配合的斜面结构的斜面角度为β，则由力的正交分解原理：

F₂＝F₁/(2tanα)；

F₃＝F₂·tanβ＝F₁·tanβ/(2tanα)；

F₃即为单个锁止螺栓28所受的径向力。

本实施例中，β＝1.5度，α＝10度，可得F₃≈0.074F₁，即单个锁止螺栓28所承受的径向力比圆柱壳5的径向反力降低了10倍以上；在考虑摩擦的情况下，由于摩擦力克服了部分径向反力，因此会进一步降低锁止螺栓28所承受的径向力，大幅提升了安全性和可靠性。

本发明结构巧妙合理，极大地助力于耐压结构成型时的撑圆，可靠性高，经济性好，大大提高了工作效率。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims

1.一种环肋圆柱壳耐压结构的撑圆工装，其特征在于：包括支撑环（1），支撑环（1）上间隔均匀套装有偶数组外撑组件（2），所述支撑环（1）中部安装有顶撑机构（3），位于同一直径方向的两组外撑组件（2）在顶撑机构（3）作用下同时外撑并施力于圆柱壳（5）内壁面；还包括与顶撑机构（3）固装的转动机构（4），顶撑机构（3）在转动机构（4）带动下以支撑环（1）的圆心为中心转动；

所述外撑组件（2）的结构为：包括主楔块（21），主楔块（21）一侧安装有反C型结构的侧楔块一（22），主楔块（21）另一侧安装有C型结构的侧楔块二（24），侧楔块一（22）两臂端部容纳于侧楔块二（24）两臂之间，所述主楔块（21）容纳于侧楔块一（22）和侧楔块二（24）形成的空间内，主楔块（21）两侧面分别与对应的侧楔块一（22）内侧面、侧楔块二（24）内侧面斜面配合；所述侧楔块一（22）上下两臂端部分别向外延伸形成外翻边（222），侧楔块二（24）上下两臂端部分别向内延伸形成内翻边（244），对应外翻边（222）和内翻边（244）之间共同斜面配合安装有楔条（23），楔条（23）与侧楔块二（24）之间安装有拉伸状态的大弹簧（26）；从左至右依次贯穿侧楔块二（24）、主楔块（21）和侧楔块一（22）开有套装于支撑环（1）的通孔；

所述外翻边（222）和内翻边（244）相对的侧面分别设置为外斜面（221）和内斜面（241），外斜面（221）和内斜面（241）共同与楔条（23）两侧斜面配合；所述楔条（23）沿着支撑环（1）的径向布置，楔条（23）的宽度向着支撑环（1）的中心增宽；所述楔条（23）上沿着支撑环（1）的径向开有容纳大弹簧（26）的容纳槽，所述侧楔块二（24）顶部和底部均开有滑槽（242），贯穿单个滑槽（242）容置有小滑块（27），位于侧楔块二（24）内部的小滑块（27）端部开有卡槽（271），所述大弹簧（26）内端头与楔条（23）固装，大弹簧（26）外端头绕装于卡槽（271）内；

所述楔条（23）内端部设置有小斜面（231），与小斜面（231）相对应的侧楔块二（24）顶部或底部还开有多个螺纹孔（243），其中一个螺纹孔（243）内锁装有锁止螺栓（28），锁止螺栓（28）内端头与小斜面（231）贴合压紧。

2.如权利要求1所述的一种环肋圆柱壳耐压结构的撑圆工装，其特征在于：所述主楔块（21）的结构为：包括楔块本体（211），楔块本体（211）两侧设置为对称的斜面结构（213），左右贯穿楔块本体（211）的中部开有横向通孔（212），所述主楔块（21）通过横向通孔（212）套装于支撑环（1）上；上下贯穿楔块本体（211）的中部开有纵向通孔（214），纵向通孔（214）与支撑环（1）上的凸筋（13）卡装并相对移动；所述纵向通孔（214）端部内侧壁上安装有销轴一（215），所述主楔块（21）通过销轴一（215）与支撑环（1）之间安装有复位弹簧（25）；所述主楔块（21）内端头中部开有盲孔（216）。

3.如权利要求1所述的一种环肋圆柱壳耐压结构的撑圆工装，其特征在于：所述顶撑机构（3）的结构为：包括与转动机构（4）固装的两个小立柱一（31），两个小立柱一（31）顶部均安装有卡箍（32），贯穿两个卡箍（32）安装有油缸（33），油缸（33）相对于两个卡箍（32）轴向移动；所述油缸（33）的缸体底端和输出端分别安装有端板（34），两侧端板（34）的侧面均安装有顶杆（35），两个顶杆（35）端头同时施力于同一直径方向的两组外撑组件（2）。

4.如权利要求1所述的一种环肋圆柱壳耐压结构的撑圆工装，其特征在于：所述转动机构（4）的结构为：包括与支撑环（1）同心并水平放置的环形件（41），环形件（41）上平面沿着周向均匀固装有多个相互平行的小立柱二（43），环形件（41）通过小立柱二（43）与支撑环（1）间隔固装；位于相邻两个小立柱二（43）之间的环形件（41）底面上均固装有锁止机构（44），所述锁止机构（44）与外撑组件（2）一一对应；所述环形件（41）底平面上沿着周向开有T型槽（411）；还包括支杆（42），支杆（42）沿着环形件（41）径向布置，支杆（42）两端端部均安装有销轴二（45），销轴二（45）端头均安装有小轴承（46），小轴承（46）卡装于T型槽（411）内。

5.如权利要求4所述的一种环肋圆柱壳耐压结构的撑圆工装，其特征在于：所述锁止机构（44）的结构为：包括固装于环形件（41）底面的U型座（441），U型座（441）开口向着环形件（41）的中心，贯穿U型座（441）向着其开口的方向安装有销轴三（443），位于U型座（441）内部的销轴三（443）端头安装有U型结构的锁止件（444），位于U型座（441）与锁止件（444）之间的销轴三（443）上套装有小弹簧（442）；所述锁止件（444）的开口端朝向环形件（41）的中心，销轴二（45）卡装于锁止件（444）内部，锁止件（444）两侧壁的外侧面均设置有倒角。

6.如权利要求1所述的一种环肋圆柱壳耐压结构的撑圆工装，其特征在于：所述支撑环（1）的结构为：包括间隔布置的多个平直部（12），相邻平直部（12）之间通过弧形部（11）连接，平直部（12）和弧形部（11）共同构成环形结构的支撑环（1）；单个平直部（12）的上表面中部和下表面中部均向外延伸有凸筋（13），凸筋（13）沿着支撑环（1）的径向布置，单个平直部（12）上均套装有外撑组件（2）；位于凸筋（13）端头处的平直部（12）外壁面上均开有凹口（14），凹口（14）内安装有销轴四（15）。