CN112272597A - 用于组装力矩连接部件的方法和设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种梁端部部件焊接夹具，包括具有中央水平轴机构和壳体的支架。手柄安装在轴机构的第一端部部分上，并且可旋转板结构安装在轴机构的第二端部部分上。柱连接模拟器附接到板结构，并被配置为支撑梁端部部件。

Description

用于组装力矩连接部件的方法和设备

交叉引用

本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求于2018年2月9日提交的序列号为62/628,823的美国临时专利申请，和于2018年2月9日提交的序列号为62/628,807的美国临时专利申请的优先权权益，出于所有目的，这些美国临时专利申请的全部内容据此通过引用并入。出于所有目的，美国专利第7,941,985 B2号也通过引用以其整体并入本文。

引言

全力矩套环梁安装件为用于钢框架建筑构造的现场焊接技术提供了有价值的改进。焊接可以在受控条件下在场外进行，并且在施工现场以适当的空间定向连接梁安装件的座框架构件。

美国专利第7,941,985号公开了一种示例性的全力矩套环梁安装件，其被描述为晕圈/星形连接件。套环拐角组件焊接在柱的四个拐角中的每一个上。在柱的每个面上，由腹板插入件连接的上凸缘和下凸缘构成的凸缘子组件容纳在锥形通道(该锥形通道在相邻的拐角处的套环拐角组件之间形成)中。在梁和柱连接的地方，凸缘子组件被焊接到梁的端部。柱的所有面上的连接件一起形成全力矩套环。

该梁连接件允许精确的建筑框架构造，但也需要精确的制造。沿着建筑框架的长度，许多梁和柱连接件排列起来，连接件的公差或不精确性可能叠加或翻倍。这可能导致不期望的总体规格的偏差。需要制造工具和方法来在制造过程中促进对梁连接部件的精确定位和焊接。

套环制造过程的一个重要部分是将套环凸缘组件(collar flange assemblies)焊接到梁的端部。在焊接过程中，组件和梁必须牢固地相对于彼此支撑在精确的空间配置中，并且焊接通道必须安全且易于工人使用。

概述

本公开提供了与梁端部部件焊接系统和夹具(fixtures)相关的系统、设备和方法。在一些示例中，一种焊接夹具可以包括具有中央水平轴机构和壳体的支架。手柄可以安装在轴机构的第一端部部分上，并且可旋转板结构可以安装在轴机构的第二端部部分上。柱连接模拟器可以附接到板结构，并被配置成支撑梁端部部件。

在一些示例中，一种焊接系统可以包括具有轨道的基座(base)，以及可滑动地安装在轨道上的第一套环凸缘组件焊接夹具和第二套环凸缘组件焊接夹具。每个焊接夹具可以包括具有中央水平轴机构和壳体的支架。手柄可以安装在轴机构的第一端部上，并且可旋转板结构可以安装在轴机构的第二端部上。一对套环拐角模拟器可以附接到板结构，并被配置成支撑套环凸缘组件。

在一些示例中，一种将梁端部部件焊接到梁的方法可以包括将第一焊接夹具沿着轨道定位在距第二焊接夹具选定的距离处。该方法还可以包括将可旋转板结构安装到第一焊接夹具的水平轴机构的第一端部，并将柱连接模拟器定位在可旋转板结构上。该方法可以进一步包括将梁端部部件接合在柱连接模拟器中，并且将梁支撑在第一焊接夹具和第二焊接夹具之间，使得梁的端部邻近梁端部部件。该方法还可以包括利用安装到第一焊接夹具和第二焊接夹具中的每一个的水平轴机构的第二端部的手柄旋转梁端部部件和梁，并将梁端部部件焊接到梁的端部。

特征、功能和优点可以在本公开的各种示例中独立地实现，或者可以在另外的示例中进行组合，参考以下描述和附图可以看到其另外的细节。

附图说明

图1是根据本公开的方面的说明性梁安装台的等距视图，梁安装台包括梁，该梁具有夹在每一个端部上的套环凸缘组件。

图2是图1的梁安装台的旋转器的等距视图，其中套环凸缘组件中的一个被固定。

图3是图2的旋转器的等距视图。

图4是图2的旋转器的面板(faceplate)的等距正视图。

图5是图2的旋转器的支撑组件的等距正视图。

图6是图5的支撑组件的套环拐角模拟器的顶部区段的等距视图。

图7是图2的旋转器的支架的等距视图，其中省略了主壳体的一个壁板(panel)。

图8是图2的旋转器的安全闩锁的等距后视图。

图9是另一个示意性旋转器的等距视图，其中省略了主壳体的一个壁板。

图10是图9的旋转器的后平面视图。

图11是图9的旋转器的轴组件的沿线11-11截取的截面视图。

图12是描绘了根据本发明教导的用于将套环凸缘组件焊接到梁的示意性的方法的步骤流程图。

详细描述

包括轨道和焊接夹具的梁端部部件焊接系统的各个方面和示例在下面描述，并在相关附图中示出。除非另有规定，否则根据本教导的焊接系统和/或其各个部件可以但并非必需地包含本文中所描述的、示出的和/或包含的结构、部件、功能和/或变型中的至少一个。此外，除非明确排除，否则本文中结合本教导所描述的、示出的和/或所包含的过程步骤、结构、部件、功能和/或变型可以被包括在其他类似的装置和方法中，包括在所公开的示例之间可互换。各示例的以下描述本质上仅仅是示例性的，而绝非意图限制本公开、本公开的应用或用途。另外，如下面描述的示例提供的优点本质上是说明性的，并且不是所有的示例都提供相同的优点或相同程度的优点。

本详细说明包括以下小节，如下所示：(1)概述；(2)示例、部件和可选方案；(3)示例性组合和附加示例；(4)优点、特征和益处；以及(5)结论。示例、部件和可选方案的小节进一步分为A至C子节，每个子节都有相应的标签。

概述

通常，根据本教导的梁端部部件焊接系统可以包括第一焊接夹具和第二焊接夹具以及至少一个梁支撑件。焊接夹具和梁支撑件可被构造成以精确的空间关系协同支撑梁端部连接部件和梁，同时执行焊接或其他操作，从而将梁和部件暂时或永久地固定在该空间关系中。

每个焊接夹具可以包括支撑结构，该支撑结构被配置成支撑和固定梁端部连接部件。例如，焊接夹具中的一个或两个可以包括套环凸缘组件支撑结构，该套环凸缘组件支撑结构被配置成模拟柱的表面(该表面准备通过全力矩套环与梁连接)。焊接夹具因此可以在精确的位置和定向上支撑套环凸缘组件或其他连接部件。焊接夹具可以被配置成接合相同或不同类型的梁连接器。

每个焊接夹具可以包括具有壳体和水平轴机构的支架，其中手柄安装在轴机构的第一端部上。支撑结构可以安装到轴机构的第二端部。支撑结构可以与轴机构一起旋转，进而旋转被支撑的套环凸缘组件和梁。旋转梁和凸缘组件可以允许接近连接部件和梁的不同表面或部分，用于焊接或其他工艺。

焊接夹具和梁支撑件可以安装在长形基座上。焊接夹具可滑动地安装在基座的轨道上，并可选择地固定在沿着轨道的离散或连续的多个位置处。梁支撑件可以是可调节的，以允许被支撑的梁的竖直位置相对于焊接夹具被调节，和/或允许不同深度的梁被支撑在相对于焊接夹具的适当位置。梁支撑件也可以是可移除的、可收缩的或可调节成足够小的高度的，以便为梁的旋转提供间隙。

焊接系统可以被配置成便于实现两个焊接夹具的精确间距。例如，一个或两个焊接夹具可以包括激光测距工具。作为另一个示例，基座可以包括关于沿着轨道的离散位置的导向标记，该离散位置对应于选定的夹具间距。

示例、部件和可选方案

以下小节描述了示例性焊接系统的选定方面以及相关的设备和/或方法。这些小节中的示例旨在用于说明，并且不应被解释为限制本公开的整个范围。每个小节可以包括一个或更多个不同的示例，和/或上下文的或相关的信息、功能和/或结构。

A.示例性梁安装台

如图1-图8中所示，本小节描述了示例性的套环凸缘组件梁安装台20。如上所述，台20是梁端部部件焊接系统的示例。

图1示出了被装载到台20中的工字梁22。套环凸缘组件24被夹紧到梁22的各个端部，梁22由梁安装台上方的起重机支撑。台20包括两个旋转器110，该旋转器可滑动地安装在基座30上。靠近每个旋转器，可调节的梁支撑件40附接到基座。在图示的示例中，支撑件是螺旋千斤顶。

旋转器110可滑动地安装在基座30的一对轨道32中。一个或两个旋转器沿着轨道是可以调节的，以实现旋转器之间的精确间距。该间距可以对应于梁和已连接的套环凸缘组件的期望的总长度。允许旋转器在轨道上精确定位并且相对于彼此精确定位的特征可以被包括在梁安装台中。例如，导向标记可以被包括在基座上，和/或激光测距设备可以被包括在旋转器上。旋转器可以选择性地固定在沿着轨道的离散或连续的多个位置处。例如，一个或更多个紧固件(例如销)可用于通过基座中的孔使旋转器固定，和/或旋转器的夹紧螺栓可摩擦接合轨道。

为了将梁22装载到梁安装台中，梁可以降低，使得每个套环凸缘组件24被旋转器110接收，并且梁搁置在可调节支撑件40上。将套环凸缘组件24固定到梁上的夹钳可以被移除和/或松开，从而允许相对于套环凸缘组件调整梁的竖直位置。可调节支撑件40可用于实现梁的期望竖直位置。

在套环凸缘组件被连接到梁的同时，梁安装台可以以精确的空间关系支撑梁22和套环凸缘组件24。旋转器可以在旋转梁的同时将部件保持在这种精确的空间关系中，以为了焊接或其他连接工艺，提供对套环凸缘组件和梁的不同表面或部分的接近。

一般而言，每个旋转器被配置为模仿柱的准备连接到梁的一个面。图2示出了由旋转器110接收的一个套环凸缘组件24。套环凸缘组件24由安装到支架112前侧的凸缘支撑件116支撑。邻近的梁22的端部由可调节支撑件40支撑。套环凸缘组件已用螺栓连接到凸缘支撑件，以将组件在任何定向上固定。可以使用任何数量或类型的紧固件，但是在图示的示例中，在套环凸缘组件的四个拐角中的每一个拐角处的一个螺栓就足以固定该组件。

位于支架112后侧的圆形手柄114允许手动旋转凸缘支撑件116和所固定的套环凸缘组件。一旦套环凸缘组件24被点焊到梁22，梁也可以通过使用手柄114而被旋转。手柄114可以设置在旋转器110上的任何位置，但是将手柄定位在支架的与所支撑的梁相对的一侧可以提高用户在旋转沉重的梁时的安全性。

条形手柄172从支架112的侧面伸出。手柄172可以控制凸缘支撑件的旋转，既可以允许旋转凸缘支撑件又可以固定凸缘支撑件，以为了焊接或者其他操作稳定被支撑的套环凸缘组件。圆形手柄114、条形手柄172和接地系统174全都可以从旋转器110的任一侧接近。在操作过程中，在梁被装载的情况下，从旋转器的一侧移动到另一侧可能非常耗时或危险。在任何一侧可接近可以允许工作人员在不改变所处的侧面的情况下运用旋转器的所有功能。

旋转器110和/或梁支撑件40可以从基座30移除。一旦梁22被点焊到套环凸缘组件24，梁支撑件40可以被折叠和/或移除，以允许梁自由旋转。旋转器110可被移除以进行维修、修理、部件升级或与另一种类型的旋转器交换。

在图3中，旋转器110被示为与台分开。凸缘支撑件116安装在支架112的中央轴118的第一端部，使得支撑件可以相对于支架旋转。手柄114安装在中央轴的第二端，允许手动旋转凸缘支撑件116。中央轴限定了旋转轴线RR，手柄114和凸缘支撑件116两者都围绕该旋转轴线旋转。

旋转器110可以用X轴线、Y轴线和Z轴线来描述，通常分别用XX、YY和ZZ表示。Y轴线是与中央轴118的旋转轴线RR重合的水平轴线。Z轴线是垂直于中央轴的竖直轴线。X轴线是垂直于中央轴的水平轴线。

在图示的示例中，手柄114是方向盘(steering wheel)，设置在支架112的与凸缘支撑件116相对的一侧。当旋转升降梁时，手柄114的尺寸可以允许机械效益(mechanicaladvantage)，并且该位置可以提高操作者的安全性。在其他示例中，任何有效尺寸或形状的手柄可以安装在支架或凸缘支撑件上不妨碍使用旋转器110的任何点上，或者凸缘支撑件116可以通过其他方式旋转，例如通过容纳在支架中的电控制器旋转。

凸缘支撑件116被构造成支撑用于特定全力矩套环的各种尺寸的套环凸缘组件。旋转器110或台20可以包括一个或更多个附加的和/或替代的支撑结构和/或适配器，其被配置成模拟不同的套环，被配置成支撑其他套环部件，和/或被配置成支撑任何需要焊接的梁端部部件。在装载梁和梁端部部件之前，适当的一个支撑结构可以被紧固到中央轴118。在本示例中，凸缘支撑件116包括面板120，两个套环拐角模拟器122附接到面板120。位于面板120上的两个套环拐角模拟器一起形成锥形通道，该锥形通道被配置成接收套环凸缘组件。

图4示出了面板120的更详细的视图，面板120形状上大致为矩形，具有中央孔124，中央孔124的尺寸设定成容纳支架的中央轴。面板具有正面121、背面127和相对的侧边缘131。背面可以是大致平坦的，而正面沿着两个相对的侧面凹进，以部分地配合和引导套环拐角模拟器的正确放置。面板具有中心线133和纵向轴线125。

如图2和图3所示，当凸缘支撑件116安装到支架112时，面板120被定向成使得正面垂直于中央轴118和旋转轴线RR。面板可以被描述为具有与中央轴118对齐的中央轴线。面板120在平行于板的正面和背面的平面内旋转。

面板120的定向也可以依照旋转器110的X轴线、Y轴线和Z轴线来描述。当安装到中央轴118上时，面板120的纵向轴线125平行于Z轴线，并且中心线133平行于X轴线。面板在平行于X-Z平面的平面内旋转。凸缘支撑件116的特征可以被描述为在如图2所示的面板120的直立位置的情况下具有X轴线、Y轴线或Z轴线位置。

面板120中也还可以包括提升点或连接器。在本示例中，孔123形成在板的顶部端部处，适于连接到诸如起重机的提升装置。凸缘支撑件116因此可被提升就位以紧固到中央轴118和/或从该轴上移除，并被替换为另一种类型的板或支撑件，从而允许旋转器110用于连接各种梁安装部件。

再次参考图4，面板120包括圆形孔和长形孔的阵列135，用于将套环拐角模拟器固定到面板。延伸到面板120正面中的多个第一圆形螺纹孔126被排列成两条平行线。孔126的线对称设置，每条线靠近面板的侧边缘131。面板120的正面121中的多个横向长形狭槽128类似地排列成两条平行线，每条线靠近面板的侧边缘131。每一排圆形孔或长形孔平行于面板120的纵向轴线125。每个长形狭槽128限定了横向轴线129，该横向轴线垂直于面板120的纵向轴线125。

多个第二圆形螺纹孔130正交于多个第一螺纹孔延伸到面板120的侧边缘131中。在每个侧边缘上孔130平行于纵向轴线125线性排列。多个孔126、128、130中的每一个都定位成与套环拐角模拟器的特征相对应，如下文进一步描述的。一般来说，任何或所有的孔都可以螺纹化或成形为配合任何类型的紧固件。面板120中可以包括任何数量的孔，以适合于连接套环拐角模拟器的任何方式排列。

面板120被构造成允许连接多种构型的套环拐角模拟器。也就是说，每个套环拐角模拟器可以根据当前构型连接到孔阵列135的不同子集。面板120包括正面121上的多个导向标记，这些标记指示每种构型的套环拐角模拟器的正确位置。每种构型可以对应一个套环凸缘组件长度。在每种构型中，模拟器可以相对于中心线133对称，并且导向标记相应地关于中心线成镜像。

在一些示例中，面板120可以被构造成允许连接多种类型的模拟器和/或适配器。例如，面板120可以包括额外的孔，这些额外的孔被定位成允许重力锁扣(gravity catch)模拟器被紧固到面板上。

图5示出了凸缘支撑件116，其中套环拐角模拟器122附接到面板120。每个套环拐角模拟器122包括顶部区段136和底部区段138。通过调整顶部区段和底部区段的竖直放置，凸缘支撑件可以被配置为用于不同长度的套环凸缘组件。顶部区段136和底部区段138可以根据面板的导向标记连接到面板。

在一些示例中，在顶部区段136和底部区段138之间还可以包括中部区段。相同的顶部区段136和底部区段138可用于所有构型，而具有不同长度的中部区段或多种中部区段可以被用于不同的构型。

每个套环拐角具有两个突起或支脚132，彼此正交延伸，并被配置成平放在面板120的正面和相邻的边缘上。换句话说，两个支脚骑跨在面板的拐角上，并紧密贴合到面板的拐角。两个支脚可以具有相同或不同的长度或厚度。L形主体134从支脚的相交处以平行于两个支脚之间形成的直角的平分线的角度延伸。也就是说，在主体134和每个支脚132之间形成大约135度的角度。在一些示例中，主体134可以具有如下面参考图6所讨论的矩形形状。

在套环拐角模拟器122的底部端部，安装有止动结构158。止动结构模拟在全力矩套环的套环拐角组件上形成的对准结构。止动结构158可调节地紧固到每个套环拐角模拟器122的底部区段138的朝前的支脚132。止动结构包括平坦的上表面和倾斜的或弯曲的侧表面，其被构造成接触底部凸缘构件的互补的底部表面。

止动结构158用作重力锁扣，支撑套环凸缘组件的底部凸缘，并在竖直方向上精确定位底部凸缘。止动结构还可以用来将底部凸缘引导到正确的横向位置，沿着X轴线精确定位底部凸缘。在一些示例中，止动结构可以包括可选的垫片，以产生适于容纳镀锌套环凸缘组件的间隙。

顶部区段136和底部区段138各自从顶部到底部逐渐锥化，以接收套环凸缘组件的锥形形状。如果包括中部区段的话，中部区段可以具有恒定的宽度，匹配顶部区段136的最窄端部和底部区段138的最宽端部，使得三个区段对齐以形成没有突起的平滑通道。顶部区段136和底部区段138各自具有一对螺栓孔，其设定尺寸和定位成对应于套环梁安装件的套环拐角的螺栓孔，并与套环凸缘组件的螺栓孔对准。

图6示出了套环拐角模拟器的顶部区段136的支脚132的内部表面。底部区段138可以被类似地构造。第一支脚包括多个竖直延伸的孔142，这些孔被设置成与面板120的孔130(见图4)的子集对准。孔的延伸可以限定轴线143，轴线143垂直于面板120的纵向轴线125。孔142的延伸的长形形状可以允许孔与多种构型中的孔130的相同子集对准，减少所需的孔130的数量。第二支脚包括两对销144和圆形孔146。每个销144被定位成与狭槽128对齐，并且每个圆形孔146被定位成与面板120的螺纹孔126(见图4)对准。

为了将套环拐角模拟器连接到面板，每个区段可以定位在面板的对应于凸缘支撑结构的期望构型的孔和狭槽附近。每个销144可以插入到面板的多个狭槽128的选定子集的相应的一个中。所选定的狭槽可以对应于期望构型，并且可以使用正面121上的导向标记来选择。销可以在竖直方向或沿Z轴线相对于面板精确定位模拟器区段，而不会在水平面内限制模拟器区段。

螺栓可以穿过每个长形孔142插入，并拧入面板的多个孔126的选定的子集中的相应一个孔中。所选定的孔可以对应于期望构型，并且可以使用正面121上的导向标记来选择。这些螺栓可以在第一水平方向上或沿着Y轴线相对于面板精确地定位套环拐角的区段，而不会进一步沿着Z轴线约束模拟器区段。这些螺栓可以暂时松开，以避免在第二水平方向或沿X轴线约束模拟器区段。

螺栓可以穿过每个圆形孔146插入，并拧入面板的多个孔130的选定子集中的相应一个孔中。所选定的孔可以对应于期望构型，并且可以使用正面121上的导向标记来选择。这些螺栓可以被拧紧，以沿着X轴线相对于面板精确地定位套环拐角的区段。然后，穿过孔142而插入的螺栓也可以被拧紧。在其他示例中，其他拧紧顺序可以被使用。可以使用任何有效的方法将套环拐角模拟器精确地连接到面板，而没有过度约束。

图6中还示出主体部分134的支腿部分137。在一些示例中，支腿部分137可以是可移除的。当被移除时，主体134可以具有矩形形状。在一些示例中，支腿部分137可以被省略，并且套环拐角模拟器122可以仅包括矩形主体，而没有可移除部分。

移除支腿部分137或从主体部分134省略支腿部分，可有助于防止套环拐角模拟器中的部件楔入或卡住。当完成的梁(completed beam)从焊接系统中移除时，如果套环凸缘组件变得不对齐并因此被模拟器卡住，桥式起重机可能会损坏凸缘支撑件和/或旋转器。

在一些示例中，支腿部分137可以被设计成用能够失效。也就是说，支腿部分可以被设计成当受到选定水平的力时脱离。这种脱离式设计可以允许支腿部分137引导套环凸缘组件正确地对准，但是限制由于组件未对准或卡住而对套环拐角模拟器造成的损坏。

再次参考图5，凸缘支撑结构116还包括带有安全键156的安全闩锁154。闩锁安装在套环拐角模拟器122中的一个的底部区段138上，其中键156延伸通过该区段以接合闩锁机构。将安全闩锁安装在套环拐角模拟器上，可以允许将同一闩锁用于多种尺寸的套环凸缘组件。

安全键156被定位成防止所装载的套环凸缘组件被移除，并且足够强以支撑套环凸缘组件的全部重量和梁的至少大约一半重量。如果凸缘支撑结构116在没有凸缘螺栓就位的情况下被无意中颠倒，安全键将套环凸缘组件支撑和保持在凸缘支撑结构中，从而支撑所连接的梁。移除安全键可能会接合安全闩锁。闩锁的接合可以防止凸缘支撑结构116的旋转。这可以确保当凸缘支撑结构不直立时，键处于适当位置。下面参考图8进一步详细描述安全闩锁154。

图7示出了没有凸缘支撑结构116的旋转器110。其他支撑结构可以安装到支架112上，并且旋转器可以用于将其他结构连接到梁，或者作为其他制造过程的一部分。支架112包括矩形主壳体160，矩形主壳体160由5个壁板组成并被附接到基板(base plate)162。基板被配置成接合梁安装台的轨道，并且可以包括用于将支架相对于轨道或另一旋转器精确定位的特征。

轴壳体164延伸穿过主壳体160，与中央轴118同心。套环轴承可以在壳体的第一端部和第二端部处安装在轴壳体内，以允许中央轴在壳体内自由旋转。壳体可以相对于主壳体160固定。

提升点166安装在主壳体160的顶部壁板上。提升点包括主延伸部，该主延伸部用螺栓连接到顶部壁板的下侧，并设置在主壳体内。带有孔的突起延伸穿过顶部壁板，以便可从壳体的外部接近。起重机或其他提升装置可以附接到提升点166以运输该旋转器。这种几何形状可以使旋转器的负载得到分配，以便安全运输。如图7所示，孔也位于提升点的主延伸部的中心的前方。这可以抵消旋转器中的重量不均匀分布的影响，使旋转器通常竖直悬挂或直接从起重机上垂下。

支架112包括缓冲器168，缓冲器168安装在轴壳体164并环绕中央轴118。在一些示例中，缓冲器可以在壳体和面板120之间安装到主壳体160的外表面。在一些示例中，缓冲器可以安装到面板120和/或中央轴118，并且可以与凸缘支撑件116一起旋转。缓冲器168可以由可变形材料或一次性材料构成。在意外或误用而导致对凸缘支撑件施加过大的力的情况下，可能是缓冲器发生变形，而不是支撑件或中央轴发生变形。如果凸缘支撑件的面板因使用或环境因素而变得扭曲，缓冲器可能会摩擦或粘在壳体或面板上，并显示出旋转器的用户本来不可见的畸形。

旋转器110具有固定模式和旋转模式。支架112包括可手动操作的旋转释放器170，该旋转释放器170用于将旋转器在固定模式和旋转模式之间转换。固定模式可以允许旋转之间的稳定装载、卸载和/或焊接。在一些示例中，支撑中央轴118的旋转机构可以进一步包括旋转止动件，以防止旋转超过预定范围。任何有效的机构都可以用来固定旋转器。

在本示例中，旋转释放器170包括两个手柄172，它们从中央条形件176横向延伸。手柄延伸穿过主壳体160的侧壁板，以允许从支架112的任一侧手动操作旋转释放器170。这可能是有利的，因为由于被支撑的梁和梁连接台轨道的存在，从旋转器的一侧移动到另一侧可能不方便或危险。

旋转释放器170的中央条形件176可滑动地安装在支架112的主壳体160中。也就是说，手柄172可用于平行于中央轴118并在有限的运动范围内前后滑动该中央条形件。在向前到最大程度时，中央条形件可以延伸到凸缘支撑件的面板的背面上的凹部中。中央条形件和面板之间的接合可以防止凸缘支撑件相对于支架112旋转。中央条形件的这个位置可以被描述为旋转器110的固定模式。如图8所示，多个凹部173可以设置在面板120的背面上，以允许旋转器110被固定，其中凸缘支撑件处于多个定向。

在向后到最大程度时，中央条形件可能不会与凸缘支撑件接合。中央条形件也可以不接合手柄114，以允许凸缘支撑件旋转。这个位置可以被描述为旋转器的旋转模式。

回到图7，支架112还包括接地系统174。在本示例中，该系统包括安装在中央轴118上的导电材料环178，以及安装在轴壳体164上的导电条形件，该导电条形件在中央轴的旋转过程中与该环保持接触。导电条形件电连接到接地板180，该接地板180可从主壳体160的任一侧通过壳体中的孔接近。接地板和导电条形件安装到轴壳体164，但不与壳体电连通。接地线或引线可以在焊接期间连接到接地板180，以允许中央轴118中的合成电压安全接地，不对支架的轴承造成损坏。

图8示出了包括安全闩锁154的凸缘支撑件116的一部分的后视图。安全闩锁被配置成与闩锁板182对接，闩锁板182被包括在支架112中，并且可以在图7中看到。安全闩锁154包括可绕螺栓186枢转的臂184。螺栓和释放销188安装在托架190上。释放销188延伸到臂184中的孔192中，以选择性地防止臂枢转。用户可以提起该释放销以允许臂184枢转，并且该释放销可以被偏置以朝向臂184返回。在第一端部，臂184包括凹部194。在第二端部，臂184包括突出部196。凹部194被成形为接合安全键156，并且突出部196的尺寸被设定为接合闩锁板中的狭槽。臂184的尺寸被设计成与面板120的背面127中的狭槽198接合。

托架190被安装到套环拐角模拟器122的底部区段138。因此，托架190和安全闩锁154的臂184可以相对于闩锁板定位在不同的高度，这取决于套环拐角模拟器122的构型。因此，闩锁板182包括多个狭槽，并且面板120包括多个狭槽198，对应于套环拐角模拟器122的每个可能的构型。在一些示例中，闩锁板可以包括额外的狭槽，该额外的狭槽定位成接合其他支撑组件的安全闩锁。

图8中描绘的安全闩锁154的位置可以被称为解闩位置或脱离位置。在突出部196被接收在闩锁板的狭槽中的安全闩锁的位置可以被称为闩定位置或接合位置。在解闩位置，释放销188与臂184中的孔192对准，并且可以延伸到该孔中，从而防止臂枢转。凹部194与安全键156接合，并且防止键被移除，除非臂184能够枢转。为了将安全闩锁154从解闩位置转换到闩定位置，用户可以提起该释放销188并移除安全键156。

在闩定位置，突出部196接合闩锁板并防止支撑组件旋转。臂184被弹簧偏置以枢转到闩定位置，除非被释放销188阻止。为了将安全闩锁154从闩定位置返回到解闩位置，用户可以插入安全键156。安全键的插入可以枢转臂184，使得释放销188与孔192对准并延伸到该孔中。

B.示例性旋转器

如图9-图11中所示，本小节描述了示例性的旋转器210。如上所述，旋转器210是套环凸缘组件焊接夹具的另一个示例。许多部件与示例A中描述的旋转器110的部件相似。因此，相似的部件可以用相似的附图标记来标记。

在图9中，旋转器210被示出为没有凸缘支撑结构，但是被配置为与支撑结构(例如上述的凸缘支撑结构116)一起使用。旋转器210包括具有主壳体260和轴壳体264的支架212。中央轴218穿过支架从主壳体260前侧的安装点213延伸到壳体的后侧处的手柄214。

提升结构266被安装到主壳体260的顶部壁板。提升结构包括主延伸部，该主延伸部用螺栓连接到顶部壁板的下侧，并设置在主壳体内。多个提升点267被螺栓连接到该主延伸部。在本示例中，提升结构266包括两个提升点267。在一些示例中，提升结构可以包括额外的提升点和/或额外的螺纹孔，额外的螺纹孔允许提升点267沿着主延伸部的长度被重新定位。多个提升点和/或可调节的提升点可以允许提升结构266根据旋转器210的重心进行配置。例如，当凸缘支撑结构被紧固到安装点213时，旋转器的重心可能会改变。将提升点定位在重心上方可以更安全且更稳定地提升旋转器。

主壳体260被附接到基板262。测距块263安装在基板上。该块可以与激光测量器或其他测距工具一起使用，以精确地确定两个旋转器之间的距离。这种精确间距可以允许梁和所附接的套环凸缘组件的精确的总长度，而与梁和/或套环凸缘组件的变化无关。在所描绘的示例中，块263通过定位销可移除地安装到基板262，并且可以在两个定向之间快速翻转。

通过这种重新定向，块263的面向前的表面可以移动被校准的距离。该距离可以对应于将被镀锌的梁的长度差。对于在套环凸缘组件附接后将被镀锌的梁，该组件可被加工以允许在镀锌过程中沉积材料。块263因此可以促进这种梁的快速过渡和/或简化焊接系统的设置。

旋转器210还包括接地系统274。导电杆275安装在轴壳体264上，并穿过孔延伸到壳体中。孔277没有在图9中示出，但是可以在图11中看到孔277，同时还有弹簧278。杆275因此被弹簧偏置以接触中央轴118。回到图9，导电连接器279通过主壳体260的侧壁板安装。杆275可以通过电线或任何有效的方式电连接到连接器279。

如图10所示，第二连接器279安装在主壳体260的相对的壁板上。每个连接器包括接口，该接口适合于连接接地引线，例如引线280。焊接操作产生的电压因此可以安全接地，而不会损坏旋转器210。连接器279可以使从旋转器210的每一侧都能够容易地接近接地系统274，而不需要进入主壳体260的内部。

手柄214包括通过四根辐条219连接到中央板217的外环或外圈215。手柄214的强度、刚度和尺寸对于重型结构梁的平稳和安全旋转是重要的。辐条219相应地用三个螺栓紧固到中央板217，以三角形的方式排列以提高连接强度。四个肩部螺栓221和一个中心螺栓223将中央板217紧固到中央轴218，以消除间隙并提高连接强度。

图11是旋转器210的轴机构的沿图9中的线11-11截取的截面图。还可以看到中心螺栓223和两个肩部螺栓221连接到中央轴218的后端部。安装点213设置在轴的前端部。在本示例中，轴118和安装点213是整体式轴结构，这可以增加强度、简化制造并消除由内部焊缝断裂引起的任何风险。

手柄、中央板217、中央轴118和任何所安装的支撑结构可以固定在一起并一起移动。然而，中央轴118可以被允许在平行于旋转轴线的有限运动范围内运动。柔性机构265安装在中央板217和轴壳体264之间。在本示例中，柔性机构265包括Belleville垫圈。在一些示例中，该机构可以包括弹簧、可压缩材料和/或任何合适的结构。

该轴可以被柔性机构偏置以返回到默认的、标称的、中立的或搁置位置(restingposition)。随着套环凸缘组件和梁之间的焊缝冷却和收缩，轴218可以克服弹簧偏置被向前拉动。一旦梁被移除，轴可以返回到搁置位置。在一些示例中，搁置位置对应的长度可以稍微大于期望的最终梁长度，以解决这种收缩。

C.将套环凸缘组件焊接到梁的示例性方法

本小节描述了用于将套环凸缘组件焊接到梁的示例性方法的步骤；参见图12。在下面所描述的方法步骤中可以使用上面描述的焊接系统、安装台、焊接夹具和/或旋转器的各方面。在适当的情况下，可以参考可用于执行每个步骤的部件和系统。这些参考是说明性的，并不意图限制执行该方法的任何特定步骤的可能方式。

图12是示出在示例性方法中执行的步骤的流程图，并且可能未列举该完整过程或该方法的所有步骤。尽管方法300的各种步骤在下面被描述并在图12中被描绘，但是这些步骤不一定需要都被执行，并且在一些情况下可以同时执行或以与所示顺序不同的顺序执行。

该方法的可选步骤310包括将旋转器和梁千斤顶安装到轨道上。轨道可以是包括一个或更多个通道的基座结构，被配置成允许两个旋转器和两个梁千斤顶相对于彼此滑动。旋转器可以根据全力矩套环的类型、梁的类别和/或制造项目的任何相关方面而互换。旋转器也可以出于维护目的被互换，和/或利用升级的旋转器替换。每个旋转器可以包括静态和/或可调节的提升点，以允许用桥式起重机或其他提升设备运输旋转器。

在一些示例中，一个旋转器和一个梁千斤顶可以永久地固定到轨道，而另一个旋转器和梁千斤顶可以调节到期望的位置。在一些示例中，附加的和/或替代的结构，例如测距设备和/或其他梁支撑件也可以安装在轨道上。

该方法的可选步骤312包括将第一套环拐角模拟器和第二套环拐角模拟器附接到每个旋转器的面板。面板可以连接到旋转器的中央轴，并旋转到默认的、直立的、12点钟或0度的位置，如图1所示。旋转器的释放手柄可以与面板接合，以防止模拟器在附接期间旋转。

套环拐角模拟器可以被选择和/或配置成其长度对应于待焊接的梁和套环凸缘组件的深度。套环拐角模拟器可以紧固到面板，使得它们沿着X、Y和Z轴线相对于面板以及相对于彼此精确定位。可以对每个模拟器和/或模拟器区段执行子步骤314至318，以将模拟器紧固到面板。

子步骤314包括将模拟器的销插入面板的狭槽中。模拟器可以包括多个销，并且每个销可以插入面板的多个狭槽的选定子集中的相应一个中。所选定的狭槽可以对应于模拟器的期望构型，并且可以使用面板上的导向标记来选择。销可以在竖直方向或沿Z轴线相对于面板精确定位模拟器，而不会在水平面内限制该模拟器区段。

子步骤316包括将螺栓穿过模拟器的长形孔紧固到面板的第一螺纹孔中。螺栓可以穿过模拟器的多个长形孔中的每一个插入，并拧入面板的多个螺纹孔的选定子集中的相应一个中。所选定的孔可以对应于模拟器的期望构型，并且可以使用面板上的导向标记来选择。这些螺栓可以在第一水平方向上或沿着Y轴线相对于面板精确地定位模拟器，而不会进一步沿着Z轴线约束模拟器区段。这些螺栓可以暂时松开，以避免在第二水平方向或沿X轴线约束模拟器区段。

子步骤318包括将第二螺栓穿过模拟器的圆形孔紧固到面板的第二螺纹孔中。圆形孔可以在垂直于模拟器的长形孔的延伸部的方向上延伸穿过模拟器。类似地，面板的第二螺纹孔可以垂直于面板的第一螺纹孔延伸。

螺栓可以穿过模拟器的多个圆形孔中的每一个插入，并拧入面板的多个螺纹孔的选定子集中的相应一个中。所选定的孔可以对应于模拟器的期望构型，并且可以使用面板上的导向标记来选择。这些螺栓可以被拧紧，以沿着X轴线相对于面板精确地定位套环拐角的区段。通过模拟器的长形孔插入的螺栓随后也可以被拧紧。在一些示例中，可以使用其他紧固顺序或紧固件的组合。可以使用任何有效的方法将套环拐角模拟器精确地连接到面板，而没有过度约束。

方法300的可选步骤320包括使旋转器沿着轨道精确地间隔开。旋转器可以彼此固定在选定的距离处，该距离对应于梁长度。一个或两个旋转器可以包括距离测量装置，例如激光距离测量仪。附加地或替代地，轨道可以包括指示多个一般距离的导引标记。

在一些示例中，旋转器可以固定在沿着轨道对应于选定距离的离散的多个位置。例如，销可以通过旋转器的壳体被接收到轨道的孔中。在一些示例中，旋转器可以固定在连续的多个位置，以允许实现任何期望的间距。例如，旋转器的夹紧螺栓可以被配置为摩擦地接合轨道。

在一些示例中，可选的步骤310、312和/或320可以被省略。例如，旋转器可用于将套环凸缘组件焊接到具有相同规格的多个梁上。在这样的示例中，焊接系统可以通过将步骤310、312和/或320执行一次来准备，并且方法300可以随后在没有一些可选步骤或所有可选步骤的情况下被重复执行。

该方法的步骤322包括降低附接有套环凸缘组件的梁，该梁由旋转器和梁千斤顶支撑。套环凸缘组件可被夹紧或以其他方式暂时固定在梁的每一个端部处。梁可以被降低到安装台中，使得套环凸缘组件被旋转器的凸缘支撑结构接收，并且梁被支撑在梁千斤顶上。在一些示例中，每个套环凸缘组件可以单独地装载到旋转器的凸缘支撑结构中，并且梁可以单独地降低到梁千斤顶上。通过套环凸缘组件和旋转器的凸缘支撑结构的相互作用，将梁和套环凸缘组件装载在一起可以将梁精确地定位在水平面内。

步骤324包括将套环凸缘组件紧固到凸缘支撑结构的模拟器。每个凸缘支撑件的竖直止动件可将套环凸缘组件保持在适当位置，同时螺栓和/或定位销穿过套环凸缘组件和套环拐角模拟器中对齐的孔插入。在一些示例中，可以固定所有的孔或可以固定孔的一些子集。还可以将键插入每个旋转器上的安全闩锁机构中，以进一步固定套环凸缘组件。

一旦套环凸缘组件被固定，凸缘组件和梁之间的夹钳和/或其他连接件可以被移除。步骤326包括竖直对准梁。梁千斤顶可以根据需要升高或降低，以相对于套环凸缘组件正确定位梁。对准的梁和套环凸缘组件可以点焊在一起，使得梁由凸缘组件支撑。然后，千斤顶可以从轨道上移除和/或降低，以为梁的旋转提供间隙。

在步骤328，旋转梁和套环凸缘组件以允许焊接。梁和套环凸缘组件可以永久彼此焊接在一起。在焊接过程中，可以拉动旋转器的释放手柄，以允许凸缘支撑件旋转。可能需要两个工人来旋转梁，每个工人控制一个旋转器。梁可以旋转到0、45、90、135、180、225、270和/或315度的位置。定向的改变可以允许更好地接近需要焊接的结合处和/或水平放置焊接表面以获得最佳效果。两个焊工之间的配合可以使两个套环凸缘组件同时附接，从而提高效率。

在旋转过程中，特别是在6点钟位置，每个凸缘支撑结构的竖直止动件不能将套环凸缘组件以及梁保持在适当位置。而是，穿过凸缘组件和套环拐角模拟器的螺栓在整个任何旋转过程中牢牢保持住梁。此外，在凸缘支撑件的所有定向上，每个套环凸缘组件的底部凸缘都固定在安全键、竖直止动件和套环拐角模拟器之间。因此，点焊到套环凸缘组件上的梁即使在倒置和未栓接时也是安全的，从而降低了旋转过程中发生事故的可能性。

在焊接完成后，梁和凸缘支撑结构返回到12点钟位置。然后可以移除安全键，并且步骤330包括从凸缘支撑结构上松开套环凸缘组件。

该方法的步骤332包括从梁安装台提升当下已经完成的梁和所附接的套环凸缘组件。梁千斤顶可以首先被重新安装或立起，然后可以用于以受控和精确的方式将梁提升一小段距离。例如，梁可以被提升一英寸和/或提升到每个套环凸缘组件的顶部边缘越过每个套环拐角模拟器的顶部边缘。这种提升可确保套环凸缘组件不会因套环拐角模拟器错位和楔入或卡住而造成损坏。如果由高功率起重机拉动，被楔入的套环凸缘组件可能会损坏旋转器。

一旦套环凸缘组件足够远离套环拐角模拟器，则可使用桥式起重机将梁完全吊离焊接系统。梁可以被传输到仓库和/或施工现场。

示例性组合和附加示例

本小节描述了全力矩套环凸缘组件焊接系统的附加方面和特征，这些方面和特征非限制性地以一系列段落呈现，为了清晰和高效，其中一些段落或全部段落可以用字母数字标示。这些段落中的每一个可以以任何合适的方式与一个或更多个其他段落和/或与本申请中其他部分的公开内容(包括在交叉引用中以引用方式并入的材料)组合。以下段落中的一些明确参考并且进一步限制其他段落，从而非限制地提供一些合适组合中的示例。

A.一种用于支撑焊接到梁端部的套环凸缘组件的设备，包括：

面板，以及

附接到所述面板的一对套环拐角模拟器，所述一对套环拐角模拟器被配置为支撑顶部套环凸缘构件和底部套环凸缘构件，其中每个套环拐角模拟器具有装配到所述面板中的第一狭槽中的销，所述第一狭槽的长轴线与所述面板的长轴线正交。

A1.根据A所述的设备，其中每个套环拐角模拟器还具有水平邻近所述销的孔，用于接收螺栓以将所述模拟器紧固到所述基板。

A2.根据A或A1所述的设备，其中每个套环拐角模拟器具有第二狭槽，所述第二狭槽被配置为接收用于将所述模拟器紧固到所述面板的螺栓，所述第二狭槽的长轴线与所述第一狭槽的长轴线正交。

B.一种用于支撑焊接到梁的端部的套环凸缘组件的设备，包括：

面板，其具有用于附接套环拐角模拟器的销和狭槽的阵列，所述套环拐角模拟器具有从下部端部部分向外延伸的止动构件，用于设定下部凸缘构件的适当的Z轴线位置。

C.一种将套环拐角模拟器定位在可旋转基础板上的方法，包括：

通过将所述模拟器上的销插入所述基础板中的长圆形孔中来设定套环拐角模拟器的Z轴线位置，所述长圆形孔的长轴线与所述基础板的长轴线正交，

C1.根据C所述的方法，还包括：

通过将螺栓穿过所述模拟器中的圆形孔紧固到所述基础板中的螺纹孔来设定所述套环拐角模拟器的X轴线位置或Y轴线位置。

C2.根据C或C1所述的方法，还包括：

通过将螺栓穿过所述模拟器中的长圆形孔紧固到所述基础板中的螺纹孔来设定所述套环拐角模拟器的X轴线位置或Y轴线位置，所述模拟器中的长圆形孔的长轴线平行于所述基础板的长轴线。

D.一种用于支撑焊接到梁的端部的套环凸缘组件的设备，包括：

基座壳体，其包括水平轴机构，

面板，其被配置为附接到轴机构，以及

一对套环拐角模拟器，其附接到面板，所述面部被配置为支撑顶部套环凸缘构件和底部套环凸缘构件，其中所述壳体包含能够从所述壳体的相对的两侧接近的接地导体，用于在焊接过程中提供接地。

D1.根据D所述的设备，其中所述接地导体包括电连接到所述面板的板，并且所述壳体在相对的两侧中的每一侧上具有用于接近所述接地导体的所述板的进入孔。

E.一种用于支撑焊接到梁端部的套环凸缘组件的设备，包括：

基座壳体，其包括水平轴机构，

面板，其被配置为附接到所述轴机构，以及

一对套环拐角模拟器，其附接到所述面板，所述一对套环拐角模拟器被配置成支撑顶部套环凸缘构件和底部套环凸缘构件，其中所述壳体在所述壳体和所述面板之间的外表面上具有缓冲器。

F.一种用于支撑焊接到梁端部的套环凸缘组件的设备，包括：

基座壳体，其包括水平轴机构，

面板，其被配置为附接到所述轴机构，以及

一对套环拐角模拟器，其附接到所述面板，所述一对套环拐角模拟器被配置为支撑顶部套环凸缘构件和底部套环凸缘构件，其中所述面板能够从所述轴机构移除，并且具有用于连接到提升设备的连接特征。

G.一种用于支撑焊接到梁端部的套环凸缘组件的设备，包括：

基座壳体，其包括水平轴机构，

面板，其被配置为附接到所述轴机构，

一对套环拐角模拟器，其附接到所述面板，所述一对套环拐角模拟器被配置为支撑顶部套环凸缘构件和底部套环凸缘构件，以及

手柄，其连接到所述轴机构，所述手柄安装在所述壳体的与所述面板相对的一侧上。

H.一种用于支撑焊接到梁端部的套环凸缘组件的设备，包括：

基座壳体，其包括水平轴机构，

面板，其被配置为附接到所述轴机构，

一对套环拐角模拟器，其附接到所述面板，所述一对套环拐角模拟器被配置为支撑顶部套环凸缘构件和底部套环凸缘构件，以及

安全闩锁，其安装在所述套环拐角模拟器中的一个上，所述套环拐角模拟器被配置成在锁定模式和自由旋转模式之间交替，所述轴机构在所述锁定模式下被防止旋转，并且在所述自由旋转模式下自由旋转。

H1.根据H所述的设备，其中所述安全闩锁需要键插入来启用所述自由旋转模式。

H2.根据H1所述的设备，其中当所述轴机构处于所述自由旋转模式时，所述键不能被移除。

J.一种梁端部部件焊接夹具，包括：

支架，其包括中央水平轴机构和壳体；

手柄，其安装在所述轴机构的第一端部部分上；

可旋转板结构，其安装在所述轴机构的第二端部部分上；以及

柱连接模拟器，其附接到所述板结构并被配置为支撑梁端部部件。

J1.根据J所述的焊接夹具，其中所述板结构和所述手柄设置在所述壳体的相对侧。

J2.根据J或J1所述的焊接夹具，其中所述手柄包括轮，所述轮通过辐条结构连接到所述轴机构。

J3.根据J-J2中任一项所述的焊接夹具，其中所述梁端部部件是套环凸缘组件，并且所述柱连接模拟器包括一对套环拐角模拟器。

J4.根据J3所述的焊接夹具，其中至少一个所述模拟器具有孔和可移除的止动构件，所述可移除的止动构件接合所述孔以防止套环凸缘组件从所述模拟器上意外移除。

J5.根据J4所述的焊接夹具，其中当所述止动构件没有接合在所述孔中时，所述板结构被防止旋转。

J6.根据J5所述的焊接夹具，还包括：

备用锁定装置，用于防止所述板结构旋转，以及防止从所述孔中移除所述止动构件，直到所述备用锁定装置被解锁。

J7.根据J3-J6中任一项所述的焊接夹具，还包括安装在所述一对套环拐角模拟器中的一个上的安全闩锁机构，所述闩锁机构被配置成接合所述壳体的闩锁板，以防止所述轴机构旋转。

J8.根据J7所述的焊接夹具，其中所述安全闩锁机构包括键，所述键被配置为将所述闩锁机构从所述闩锁板脱离并允许所述轴机构旋转，并且当所述键与所述安全闩锁机构接合时，所述键充当止动件以防止套环凸缘组件从所述模拟器移除。

J9.根据J3-J8中任一项所述的焊接夹具，其中所述板结构包括圆形孔和长形狭槽的阵列，用于将所述一对套环拐角模拟器紧固到所述板结构。

J10.根据J9所述的焊接夹具，其中每个圆形孔是被配置为接收螺栓的螺纹孔，并且每个长形孔是被配置为接收套环拐角模拟器的销的狭槽。

J11.根据J3-J10中任一项所述的焊接夹具，其中每个套环拐角模拟器包括从下部端部部分向外延伸的止动构件，用于设定套环凸缘组件的精确竖直位置。

J12.根据J11所述的焊接夹具，其中所述止动构件包括引导肩部表面，所述引导肩部表面用于设定所述套环凸缘组件的精确水平位置。

J13.根据J-J12中任一项所述的焊接夹具，还包括设置在所述壳体和所板结构之间的缓冲器。

J14.根据J-J13中任一项所述的焊接夹具，其中所述壳体包括提升凸缘，所述提升凸缘具有被配置为用于连接提升设备的孔。

J15.根据J-J14中任一项所述的焊接夹具，其中所述板结构包括被配置用于连接到提升设备的孔。

J16.根据J-J15中任一项所述的焊接夹具，还包括接地导体，所述接地导体能够从所述壳体的相对的第一侧和第二侧接近，用于在焊接过程中远离所述轴机构提供接地。

J17.根据J-J16中任一项所述的焊接夹具，其中所述轴机构允许所述板结构的有限的水平位移，并且被弹簧偏置以将所述板结构返回到搁置位置。

J18.根据J-J17中任一项所述的焊接夹具，其中所述轴机构包括直接连接到所述板结构的整体式轮轴(axle shaft)。

K.一种套环凸缘组件焊接系统，包括：

基座，其包括轨道；以及

第一套环凸缘组件焊接夹具和第二套环凸缘组件焊接夹具，其可滑动地安装在所述轨道上，每个焊接夹具包括：

支架，其包括中央水平轴机构和壳体；

手柄，其安装在所述轴机构的第一端部上；

可旋转板结构，其安装在所述轴机构的第二端部上；

一对套环拐角模拟器，其附接到所板结构，并被配置成支撑套环凸缘组件。

K1.根据K所述的焊接系统，其中所述焊接夹具中的至少一个包括激光测距工具，所述激光测距工具被配置为测量所述第一焊接夹具和所述第二焊接夹具之间的距离。

K2.根据K或K1所述的焊接系统，其中所述手柄包括圆形抓握结构，所述圆形抓握结构的直径至少近似等于所述壳体的高度。

K3.根据K-K2中任一项所述的焊接系统，其中每个焊接夹具的壳体包括提升凸缘，所述提升凸缘被配置为连接到提升设备。

K4.根据K-K3中任一项所述的焊接系统，其中每个焊接夹具的板结构和手柄设置在所述壳体的相对侧。

L.一种将梁端部部件焊接到梁的端部的方法，包括：

将第一焊接夹具沿着轨道定位在距第二焊接夹具选定的距离处；

将可旋转板结构安装到所述第一焊接夹具的水平轴机构的第一端部；

将柱连接模拟器定位在所述可旋转板结构上；

将梁端部部件接合在所述模拟器中；

将梁支撑在所述第一焊接夹具和所述第二焊接夹具之间，使得所述梁的端部邻近所述梁端部部件；

利用安装到所述第一焊接夹具和所述第二焊接夹具中的每一个的水平轴机构的第二端部的手柄旋转所述梁端部部件和所述梁；

将所述梁端部部件焊接到所述梁的端部。

L1.根据L所述的方法，其中所述梁端部部件是套环凸缘组件，并且所述柱连接模拟器包括一对套环拐角模拟器。

L2.根据L1所述的方法，其中定位所述一对套环拐角模拟器包括通过将所述模拟器上的销插入所述板结构中的长圆形孔中来设置每个套环拐角模拟器的Z轴线位置，所述长圆形孔的长轴线与所述板结构的长轴线正交。

L3.根据L2所述的方法，其中定位所述一对套环拐角模拟器包括通过将螺栓穿过所述模拟器中的圆形孔紧固到所述板结构中的第一螺纹孔来设定每个套环拐角模拟器的X轴线位置。

L4.根据L3所述的方法，其中定位所述一对套环拐角模拟器包括通过将螺栓穿过所述模拟器中的长圆形孔紧固到所述板结构中的第二螺纹孔来设定每个套环拐角模拟器的Y轴线位置，所述模拟器中的长圆形孔的长轴线平行于所述板结构的长轴线。

优点、特征和益处

本文描述的套环凸缘组件焊接夹具的不同示例提供了优于将套环凸缘组件焊接到梁的已知解决方案的若干优点。例如，本文描述的说明性示例允许在整个焊接过程中套环凸缘组件相对于梁精确定位。

此外，除了其他益处之外，本文描述的说明性示例允许套环凸缘组件和梁的旋转，以改善焊接通道，同时保持定位。

此外，除了其他益处之外，本文描述的说明性示例包括冗余安全闩锁(redundantsafety latch)，以防止未固定的套环凸缘组件意外旋转。

此外，除了其他益处之外，本文描述的说明性示例允许重新配置以用于制造各种样式和尺寸的套环凸缘组件。

此外，除了其他益处之外，本文描述的说明性示例包括允许从安全位置操作的旋转手柄。

此外，除了其他益处之外，本文描述的说明性示例降低了由于在移除期间梁的卡住而损坏系统部件的风险。

此外，除了其他益处之外，本文描述的说明性示例考虑了由于热收缩引起的长度变化。

没有已知的系统或装置能够实现这些功能，尤其是在如此安全和易于使用的情况下。因此，本文描述的说明性示例对于全力矩套环的大规模精密制造特别有用。然而，并非本文描述的所有示例都提供相同的优点或相同程度的优点。

结论

以上所阐述的公开内容可涵盖具有独立实用性的多个不同示例。虽然这些中的每一个都已经以其优选形式公开，但是在本文所公开和例示的其具体示例不应以限制的意义来理解，因为许多变化是可能的。就本公开中使用章节标题的范围来说，此类标题仅用于组织目的。本公开的主题包括本文公开的各种元件、特征、功能和/或性能的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。所附权利要求特别指出被视为新颖和非显而易见的某些组合和子组合。特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可在要求该申请或相关申请的优先权的申请中来要求保护。无论在范围上比原始权利要求更宽、更窄、等同或不同，此类权利要求还被视为被包括在本公开的主题内。

Claims (21)

1.一种梁端部部件焊接夹具，包括：

支架，所述支架包括中央水平轴机构和壳体；

手柄，所述手柄安装在所述轴机构的第一端部部分上；

可旋转板结构，所述可旋转板结构安装在所述轴机构的第二端部部分上；以及

柱连接模拟器，所述柱连接模拟器附接到所述板结构并被配置为支撑梁端部部件。

2.根据权利要求1所述的焊接夹具，其中，所述板结构和所述手柄设置在所述壳体的相对侧。

3.根据权利要求1所述的焊接夹具，其中，所述手柄包括轮，所述轮通过辐条结构连接到所述轴机构。

4.根据权利要求1所述的焊接夹具，其中，所述梁端部部件是凸缘组件，并且所述柱连接模拟器包括一对套环拐角模拟器。

5.根据权利要求4所述的焊接夹具，其中，所述模拟器中的至少一个具有孔和可移除的止动构件，所述止动构件接合所述孔以防止套环凸缘组件从所述模拟器意外移除。

6.根据权利要求5所述的焊接夹具，其中，当所述止动构件没有接合在所述孔中时，所述板结构被防止旋转。

7.根据权利要求6所述的焊接夹具，还包括：

备用锁定装置，所述备用锁定装置用于防止所述板结构旋转，以及防止所述止动构件从所述孔移除，直到所述备用锁定装置被解锁。

8.根据权利要求4所述的焊接夹具，还包括安装在所述一对套环拐角模拟器中的一个上的安全闩锁机构，所述闩锁机构被配置成接合所述壳体的闩锁板，以防止所述轴机构旋转。

9.根据权利要求8所述的焊接夹具，其中，所述安全闩锁机构包括键，所述键被配置为将所述闩锁机构从所述闩锁板脱离并允许所述轴机构旋转，并且当所述键与所述安全闩锁机构接合时，所述键充当止动件以防止套环凸缘组件从所述模拟器移除。

10.根据权利要求4所述的焊接夹具，其中，所述板结构包括圆形孔和长形狭槽的阵列，用于将所述一对套环拐角模拟器紧固到所述板结构。

11.根据权利要求10所述的焊接夹具，其中，每个圆形孔是被配置为接收螺栓的螺纹孔，并且每个长形孔是被配置为接收套环拐角模拟器的销的狭槽。

12.根据权利要求4所述的焊接夹具，其中，每个套环拐角模拟器包括从下部端部部分向外延伸的止动构件，用于设定套环凸缘组件的精确竖直位置。

13.根据权利要求12所述的焊接夹具，其中，所述止动构件包括引导肩部表面，所述引导肩部表面用于设定所述套环凸缘组件的精确水平位置。

14.根据权利要求1所述的焊接夹具，还包括接地导体，所述接地导体能够从所述壳体的相对的第一侧和第二侧接近，用于在焊接过程中远离所述轴机构提供接地。

15.根据权利要求1所述的焊接夹具，其中，所述轴机构允许所述板结构的有限的水平位移，并且被弹簧偏置以将所述板结构返回到搁置位置。

16.一种套环凸缘组件焊接系统，包括：

基座，所述基座包括轨道；和

第一套环凸缘组件焊接夹具和第二套环凸缘组件焊接夹具，所述第一套环凸缘组件焊接夹具和所述第二套环凸缘组件焊接夹具可滑动地安装在所述轨道上，每个焊接夹具包括：

支架，所述支架包括中央水平轴机构和壳体；

手柄，所述手柄安装在所述轴机构的第一端部上；

可旋转板结构，所述可旋转板结构安装在所述轴机构的第二端部上；以及

一对套环拐角模拟器，所述一对套环拐角模拟器附接到所述板结构，并被配置成支撑套环凸缘组件。

17.根据权利要求16所述的焊接系统，其中，所述焊接夹具中的至少一个包括激光测距工具，所述激光测距工具被配置为测量所述第一焊接夹具和所述第二焊接夹具之间的距离。

18.根据权利要求16所述的焊接系统，其中，所述手柄包括圆形抓握结构，所述圆形抓握结构的直径至少近似等于所述壳体的高度。

19.一种将梁端部部件焊接到梁的端部的方法，包括：

将第一焊接夹具沿着轨道定位在距第二焊接夹具选定的距离处；

将可旋转板结构安装到所述第一焊接夹具的水平轴机构的第一端部；

将柱连接模拟器定位在所述可旋转板结构上；

将梁端部部件接合到所述模拟器中；

将梁支撑在所述第一焊接夹具和所述第二焊接夹具之间，使得所述梁的端部邻近所述梁端部部件；

利用安装到所述第一焊接夹具和所述第二焊接夹具中的每一个的水平轴机构的第二端部的手柄旋转所述梁端部部件和所述梁；

将所述梁端部部件焊接到所述梁的端部。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述梁端部部件是套环凸缘组件，并且所述柱连接模拟器包括一对套环拐角模拟器。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，定位所述一对套环拐角模拟器包括：

通过将所述模拟器上的销插入所述板结构中的长圆形孔中来设定每个套环拐角模拟器的Z轴线位置，所述长圆形孔的长轴线与所述板结构的长轴线正交，

通过将螺栓穿过所述模拟器中的圆形孔紧固到所述板结构中的第一螺纹孔来设定每个套环拐角模拟器的X轴线位置，以及

通过将螺栓穿过所述模拟器中的长圆形孔紧固到所述板结构中的第二螺纹孔来设定每个套环拐角模拟器的Y轴线位置，所述模拟器中的长圆形孔的长轴线平行于所述板结构的长轴线。

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