CN112077509A - 一种非标弯管法兰焊接定位工装 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工装夹具技术领域，公开了一种非标弯管法兰焊接定位工装，包括底板，底板的底部设有若干可调节高度的支撑脚，底板的顶面上方设有平行分布的弯管定位板，弯管定位板的中间两侧设有支撑柱，支撑柱的下端与底板固定连接，支撑柱的上端与弯管定位板转动连接，弯管定位板的左端与底板之间设有用于调节弯管定位板角度的角度调节机构，弯管定位板上设有弯管夹紧机构、弯管对中机构；底板的两端设有支架，支架的上端之间设有与底板平行的滑杆，滑杆之间设有滑动座，滑动座上设有法兰定位调节机构；底板上还设有水平仪。本发明能实现法兰与弯管的高精度定位，确保法兰与弯管的焊接一致性好、焊接质量高。

Description

一种非标弯管法兰焊接定位工装

技术领域

本发明涉及工装夹具技术领域，尤其涉及一种非标弯管法兰焊接定位工装。

背景技术

法兰连接是管道之间常用的一种连接方式，很多锅炉上设置很多连接管，连接管的外端需要焊接法兰用于外部管路的连接，由于连接管中通常用于输送液体或者气体介质，因此对法兰连接处的密封性要求很高，这就要求法兰与连接管端部的焊接精度要求很高。虽然常见的连接管是直管或者90°弯管，这种连接管与法兰焊接定位较方便，一般的夹持定位工装均能对连接管、法兰定位。然而很多连接管为非标的弯管，例如弯头角度为120°、135°、150°甚至其他各种角度，该种弯管与法兰焊接时，目前常用的定位工装难以对连接管、法兰准确定位，需要凭主观经验反复调整法兰与弯管端部的位置，而且焊接后的法兰与弯管之间的一致性差、精度较低，严重影响整体质量。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的非标弯管与法兰焊接存在的上述问题，提供了一种非标弯管法兰焊接定位工装，通过该定位工装能对弯管、法兰精确定位，极大的提高了法兰与弯管的焊接精度和焊接质量。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种非标弯管法兰焊接定位工装，包括底板，所述底板的底部设有若干可调节高度的支撑脚，所述底板的顶面上方设有平行分布的弯管定位板，所述弯管定位板的中间两侧设有支撑柱，所述支撑柱的下端与底板固定连接，支撑柱的上端与弯管定位板转动连接，所述弯管定位板的左端与底板之间设有用于调节弯管定位板角度的角度调节机构，所述弯管定位板上设有弯管夹紧机构、弯管对中机构；所述底板的两端设有支架，所述支架的上端之间设有与底板平行的滑杆，所述滑杆之间设有滑动座，所述滑动座上设有法兰定位调节机构；所述底板上还设有水平仪。

使用时，先调节支撑脚的高度，参考水平仪将底板调节至水平状态，弯管的一端（不需要焊接法兰的一端）通过弯管夹紧机构预夹紧，再通过弯管对中机构使得弯管的两端弯曲部分处于竖直平面内，通过弯管夹紧机构完全夹紧弯管，将水平仪扣合在弯管的另一端（待焊接法兰的一端），通过角度调节机构调节弯管定位板的角度，将水平仪调节至水平状态，此时弯管上待焊接法兰的的端面处于水平状态，法兰安装在法兰定位调节机构，通过法兰定位调节机构将法兰调节至与与弯管的端部配合处，通过焊枪对法兰、弯管处进行点焊，此时法兰与弯管已经焊接定位，将法兰与法兰定位调节机构分离，最后将法兰与弯管进行完全焊接；通过该种焊接定位工装能够准确的实现法兰、弯管的对齐、焊接，极大的提高了法兰的焊接精度、焊接质量。

作为优选，所述的角度调节机构包括螺杆架、竖直螺杆，所述竖直螺杆与底板垂直分布，竖直螺杆的两端与螺杆架转动连接，所述底板的底部固定有蜗轮蜗杆组件，竖直螺杆的下端与蜗轮的中心固定连接，蜗杆的外端固定有第一手轮；所述弯管定位板的左端设有避让槽，弯管定位板的底部位于避让槽的两侧均设有滑轨，所述滑轨上均设有滑块，两个滑块之间的部位设有升降座，所述升降座的中心固定有与竖直螺杆螺纹连接的螺套，所述升降座的两侧均固定同轴分布的连接轴，所述连接轴的外端与两个滑块一一对应转动连接。通过转动第一手轮，第一手轮带动蜗杆、蜗轮转动，蜗轮带动竖直螺杆转动，从而使得弯管定位板绕着支撑柱转动以调整角度，直至水平仪处于水平状态时，停止转动第一手柄，螺杆在蜗轮蜗杆的作用下处于自锁状态。

作为优选，所述滑轨的两端均设有限位螺栓。限位螺钉能防止滑块脱离滑轨。

作为优选，所述的弯管夹紧机构包括夹持座，所述夹持座的顶面中心设有V形定位槽，所述夹持座的上侧设有压块导向座，所述压块导向座内设有水平压块，所述水平压块的两侧与压块导向座的内侧滑动连接，所述压块导向座的上端设有调节螺杆，所述调节螺杆的下端与压块转动连接，所述调节螺杆的上端设有调节手柄。弯管的一端伸入V形定位槽内，转动调节手柄使得水平压块压紧弯管的端部，从而对弯管定位。

作为优选，所述的弯管对中机构包括两块平行分布的竖直压板，所述竖直压板与弯管定位板垂直，竖直压板的下端之间设有两根平行分布的水平滑杆，水平滑杆的两端分别通过连接座与弯管定位板固定连接，两根水平滑杆之间的部位设有双螺旋螺杆，所述双螺旋螺杆上设有两段旋向相反的螺纹，两段螺纹分别与两块压板一一对应螺纹连接，所述双螺旋螺杆的一端固定有第二手轮。弯管的中间弯曲部位处于两块竖直压板之间的位置，转动第二手轮使得两块竖直压板同步向中间靠拢，从而使得弯管处于竖直平面内，即对弯管端面（需焊接法兰的端面）的一个方向进行限位；这样后续仅通过调节弯管定位板的角度就能调节弯管端面另一个方向，直至水平仪处于水平状态。

作为优选，所述滑动座的侧面设有锁止手柄，所述滑动座的中间位置设有与底板垂直分布的升降柱，所述升降柱穿过滑动座与滑动座螺纹连接，所述升降柱的上端固定有转动盘，所述升降柱的下端设有法兰定位支架；所述的法兰定位支架包括连接板、与连接板平行的法兰连接环，所述连接板的顶面中心设有连接套，所述连接套与升降柱的下端螺栓连接，所述法兰连接环通过三根连接柱与连接板固定连接，所述法兰连接盘上设有若干用于法兰连接的弧形槽孔；所述的锁止手柄、升降柱、转动盘、法兰定位支架构成所述的法兰定位调节机构。弯管上待焊接的一端的端面调节至水平状态后，取下水平仪，将法兰通过螺栓连接在法兰连接环上，法兰定位支架通过连接套、螺栓与升降柱连接，拆卸、更换均非常方便，根据法兰定位需求选择对应的法兰定位支架；锁止手柄处于公开的状态下，滑动座沿着滑杆滑动，通过转动盘转动升降柱使得升降柱下端的法兰下降，将法兰套入弯管端部后，锁止手柄锁止，此时法兰与弯管完成对接、配合，然后进行点焊。

作为优选，所述升降柱的中心设有中心孔，所述中心孔内设有定位柱，所述定位柱与中心孔滑动连接，所述定位柱的下端设有锥形定位块，所述锥形定位块与定位柱可拆卸连接，所述定位柱的上端设有压柄，所述定位柱上位于转动盘与压柄之间的部位设有复位弹簧。由于法兰与弯管的端部为间隙配合，直接将法兰套入弯管端部难以保证两者的同轴度；本结构中，将滑动座移动至弯管的上端位置时，将压柄下压，使得压柄下端的锥形定位块插入弯管的孔中，此时定位柱、法兰与弯管的上端轴线同轴，然后将锁止手柄锁紧，松开压柄，定位柱在复位弹簧的作用下复位，转动盘转动使得法兰下降至套入弯管的端部，法兰套入弯管端部的深度可以通过转动盘调节，最后通过点焊的方式将法兰与弯管焊接，实现法兰与弯管的固定，将法兰与法兰定位支架分离、滑动座移开，再对法兰进行完全焊接，焊接后取下弯管。

作为优选，所述的水平仪为圆形气泡水平仪，所述水平仪的底部固定有限位套，所述底板上设水平仪卡接定位凸块。

因此，本发明能实现法兰与弯管的高精度定位，确保法兰与弯管的焊接一致性好、焊接质量高。

附图说明

图1为本发明中弯管定位状态示意图。

图2为水平仪与弯管上端连接示意图。

图3 为弯管定位板调节弯管端部处于水平状态示意图。

图4为弯管夹紧机构的结构示意图。

图5为弯管定位板的底面示意图。

图6为法兰定位调节机构的结构示意图。

图7为锥形定位块与弯管的内孔定位状态示意图。

图8为法兰与弯管上端配合定位状态示意图。

图9为法兰连接环的结构示意图。

图10为图1中A处局部放大示意图。

图11为水平仪的俯视图。

图中：底板1、支撑脚2、弯管定位板3、避让槽30、支撑柱4、角度调节机构5、螺杆架50、竖直螺杆51、蜗轮蜗杆组件52、第一手轮53、滑轨54、滑块55、升降座56、螺套57、连接轴58、限位螺栓59、弯管夹紧机构6、夹持座60、V形定位槽61、压块导向座62、水平压块63、调节螺杆64、调节手柄65、弯管对中机构7、竖直压板70、水平滑杆71、连接座72、双螺旋螺杆73、第二手轮74、支架8、滑杆9、滑动座10、法兰定位调节机构11、锁止手柄110、升降柱111、转动盘112、法兰定位支架113、连接板114、法兰连接环115、连接柱116、弧形槽孔117、定位柱118、锥形定位块119、压柄120、复位弹簧121、连接套122、水平仪12、限位套13、水平仪卡接定位凸块14、弯管15、法兰16。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

如图1、图2、图3、图5和图6所示的一种非标弯管法兰焊接定位工装，包括底板1，底板1的底部设有三个可调节高度的支撑脚2，底板1的顶面上方设有平行分布的弯管定位板3，弯管定位板3的中间两侧设有支撑柱4，支撑柱4的下端与底板固定连接，支撑柱4的上端与弯管定位板3转动连接，弯管定位板3的左端与底板之间设有用于调节弯管定位板角度的角度调节机构5，弯管定位板3上设有弯管夹紧机构6、弯管对中机构7；底板1的两端设有支架8，支架8的上端之间设有与底板平行的滑杆9，滑杆有两根，两根滑杆相互平行，两根滑杆之间设有滑动座10，滑动座上设有法兰定位调节机构11；如图10和图11所示，底板1上还设有水平仪12，水平仪为圆形气泡水平仪，水平仪12的底部固定有限位套13，底板1上设水平仪卡接定位凸块14。

如图1和图5所示，角度调节机构5包括螺杆架50、竖直螺杆51，竖直螺杆51与底板1垂直分布，竖直螺杆51的两端与螺杆架50转动连接，底板1的底部固定有蜗轮蜗杆组件52，竖直螺杆的下端与蜗轮的中心固定连接，蜗杆的外端固定有第一手轮53；弯管定位板3的左端设有避让槽30，弯管定位板3的底部位于避让槽的两侧均设有滑轨54，滑轨上均设有滑块55，两个滑块55之间的部位设有升降座56，升降座56的中心固定有与竖直螺杆螺纹连接的螺套57，升降座56的两侧均固定同轴分布的连接轴58，连接轴的外端与两个滑块一一对应转动连接，滑轨54的两端均设有限位螺栓59；通过第一手轮的正转、反转以实现弯管定位板3的角度调节。

如图4所示，弯管夹紧机构6包括夹持座60，夹持座的顶面中心设有V形定位槽61，夹持座的上侧设有压块导向座62，压块导向座内设有水平压块63，水平压块的两侧与压块导向座的内侧滑动连接，压块导向座62的上端设有调节螺杆64，调节螺杆64的下端与压块转动连接，调节螺杆的上端设有调节手柄65；弯管的一端置于V形定位槽内，通过转动调节手柄以实现水平压块的下降，从而将弯管的一端夹持定位。

如图1和图5所示，弯管对中机构7包括两块平行分布的竖直压板70，竖直压板70与弯管定位板垂直，竖直压板70的下端之间设有两根平行分布的水平滑杆71，水平滑杆71的两端分别通过连接座72与弯管定位板3固定连接，两根水平滑杆71之间的部位设有双螺旋螺杆73，双螺旋螺杆73上设有两段旋向相反的螺纹，两段螺纹分别与两块压板一一对应螺纹连接，双螺旋螺杆73的一端固定有第二手轮74；两块竖直压板70的中心面与V形定位槽61的中心面共面。

如图6、图7和图8所示，滑动座10的侧面设有锁止手柄110，滑动座10的中间位置设有与底板垂直分布的升降柱111，升降柱111穿过滑动座与滑动座螺纹连接，升降柱111的上端固定有转动盘112，升降柱111的下端设有法兰定位支架113；法兰定位支架113包括连接板114、与连接板平行的法兰连接环115，连接板114的顶面中心设有连接套122，连接套与升降柱的下端螺栓连接，法兰连接环115通过三根连接柱116与连接板固定连接，法兰连接盘115上设有若干用于法兰连接的弧形槽孔117，锁止手柄、升降柱、转动盘、法兰定位支架构成所述的法兰定位调节机构11；升降柱111的中心设有中心孔，中心孔内设有定位柱118，定位柱与中心孔滑动连接，定位柱118的下端设有锥形定位块119，锥形定位块与定位柱可拆卸连接，定位柱118的上端设有压柄120，定位柱118上位于转动盘与压柄之间的部位设有复位弹簧121。

结合附图，本发明的原理如下：如图1所示，水平仪12底部的限位套13套在水平仪卡接定位凸块14上，调节支撑脚的高度，参考水平仪将底板调节至水平状态，水平仪调节至图11所示的状态，即水平仪中的气泡处于中心位置，此时底板处于水平状态；弯管15的一端（图中左端）伸入弯管夹紧机构6中的V形定位槽内，转动调节压柄使得水平压块压住弯管（此时并没有压紧弯管，弯管仍然可以转动），将弯管预定位，再通过弯管对中机构7将弯管的弯曲部分夹紧，使得弯管的轴线处于竖直平面内，通过弯管夹紧机构6完全夹紧弯管；如图2所示，将水平仪12扣合在弯管的另一端（图中的上端，即需要焊接法兰的一端），通过角度调节机构5调节弯管定位板的角度，将水平仪调节至图11所示的水平状态，此时整体状态如图3所示，取下水平仪；如图6所示，将法兰16通过螺栓连接在法兰连接环上，法兰定位支架通过连接套、螺栓与升降柱连接，拆卸、更换均非常方便，根据法兰型号需求选择对应的法兰定位支架，根据弯管的内径小小选择对应的锥形定位块；锁止手柄110处于公开的状态下，滑动座沿着滑杆滑动，将滑动座移动至弯管的上端位置时，将压柄下压，使得压柄下端的锥形定位119块插入弯管的孔中，此时定位柱、法兰与弯管的上端轴线同轴，然后将锁止手柄110锁紧，松开压柄，定位柱在复位弹簧的作用下复位，转动盘转动使得法兰下降至套入弯管的端部，法兰套入弯管端部的深度可以通过转动盘调节，最后通过点焊的方式将法兰与弯管焊接，实现法兰与弯管的固定，将法兰与法兰定位支架分离、滑动座移开，再对法兰进行完全焊接，焊接后取下弯管。通过该种焊接定位工装能够准确的实现法兰、弯管的对齐、焊接，极大的提高了法兰的焊接精度、焊接质量，而且具有较大的通用性，能适合多种不同角度的弯管法兰定位、焊接。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种非标弯管法兰焊接定位工装，包括底板，其特征是，所述底板的底部设有若干可调节高度的支撑脚，所述底板的顶面上方设有平行分布的弯管定位板，所述弯管定位板的中间两侧设有支撑柱，所述支撑柱的下端与底板固定连接，支撑柱的上端与弯管定位板转动连接，所述弯管定位板的左端与底板之间设有用于调节弯管定位板角度的角度调节机构，所述弯管定位板上设有弯管夹紧机构、弯管对中机构；所述底板的两端设有支架，所述支架的上端之间设有与底板平行的滑杆，所述滑杆之间设有滑动座，所述滑动座上设有法兰定位调节机构；所述底板上还设有水平仪。

2.根据权利要求1所述的一种非标弯管法兰焊接定位工装，其特征是，所述的角度调节机构包括螺杆架、竖直螺杆，所述竖直螺杆与底板垂直分布，竖直螺杆的两端与螺杆架转动连接，所述底板的底部固定有蜗轮蜗杆组件，竖直螺杆的下端与蜗轮的中心固定连接，蜗杆的外端固定有第一手轮；所述弯管定位板的左端设有避让槽，弯管定位板的底部位于避让槽的两侧均设有滑轨，所述滑轨上均设有滑块，两个滑块之间的部位设有升降座，所述升降座的中心固定有与竖直螺杆螺纹连接的螺套，所述升降座的两侧均固定同轴分布的连接轴，所述连接轴的外端与两个滑块一一对应转动连接。

3.根据权利要求2所述的一种非标弯管法兰焊接定位工装，其特征是，所述滑轨的两端均设有限位螺栓。

4.根据权利要求1所述的一种非标弯管法兰焊接定位工装，其特征是，所述的弯管夹紧机构包括夹持座，所述夹持座的顶面中心设有V形定位槽，所述夹持座的上侧设有压块导向座，所述压块导向座内设有水平压块，所述水平压块的两侧与压块导向座的内侧滑动连接，所述压块导向座的上端设有调节螺杆，所述调节螺杆的下端与压块转动连接，所述调节螺杆的上端设有调节手柄。

5.根据权利要求4所述的一种非标弯管法兰焊接定位工装，其特征是，所述的弯管对中机构包括两块平行分布的竖直压板，所述竖直压板与弯管定位板垂直，竖直压板的下端之间设有两根平行分布的水平滑杆，水平滑杆的两端分别通过连接座与弯管定位板固定连接，两根水平滑杆之间的部位设有双螺旋螺杆，所述双螺旋螺杆上设有两段旋向相反的螺纹，两段螺纹分别与两块压板一一对应螺纹连接，所述双螺旋螺杆的一端固定有第二手轮。

6.根据权利要求1所述的一种非标弯管法兰焊接定位工装，其特征是，所述滑动座的侧面设有锁止手柄，所述滑动座的中间位置设有与底板垂直分布的升降柱，所述升降柱穿过滑动座与滑动座螺纹连接，所述升降柱的上端固定有转动盘，所述升降柱的下端设有法兰定位支架；所述的法兰定位支架包括连接板、与连接板平行的法兰连接环，所述连接板的顶面中心设有连接套，所述连接套与升降柱的下端螺栓连接，所述法兰连接环通过三根连接柱与连接板固定连接，所述法兰连接盘上设有若干用于法兰连接的弧形槽孔；所述的锁止手柄、升降柱、转动盘、法兰定位支架构成所述的法兰定位调节机构。

7.根据权利要求6所述的一种非标弯管法兰焊接定位工装，其特征是，所述升降柱的中心设有中心孔，所述中心孔内设有定位柱，所述定位柱与中心孔滑动连接，所述定位柱的下端设有锥形定位块，所述锥形定位块与定位柱可拆卸连接，所述定位柱的上端设有压柄，所述定位柱上位于转动盘与压柄之间的部位设有复位弹簧。

8.根据权利要求1所述的一种非标弯管法兰焊接定位工装，其特征是，所述的水平仪为圆形气泡水平仪，所述水平仪的底部固定有限位套，所述底板上设水平仪卡接定位凸块。

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