CN112518212A - 小型筒体接管法兰定位及夹紧装置 - Google Patents

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杨洪才
霍玉双
张苹
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Shandong Jirong Thermal Engineering Technology Co ltd
Shandong Jianzhu University
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Abstract

小型筒体接管法兰定位及夹紧装置，属于焊接工装夹具领域，适用于封头安装有法兰的小型筒体上的接管法兰定位及夹紧。装置由筒体夹紧和接管法兰定位夹紧两部分组成。筒体夹紧部分为自定心卡盘8，接管法兰定位夹紧部分包括纵向水平滑轨1（两根）、纵向水平滑块4（两块）、垂直滑轨5（两根）、垂直滑块6（两块）、横向水平滑杆3、横向水平滑块2、接管法兰自定心卡盘7以及用于各部分之间连接的螺栓螺母。滑轨滑块可以是光杆滑轨滑块，也可以是滚珠丝杠滑轨滑块。滑轨滑块具有锁紧装置使滑块在滑轨上的位置固定。筒体封头法兰夹紧在卡盘8上，接管法兰夹紧在卡盘7上，通过移动各滑块位置可以使接管法兰定位，提高装配精度及效率，减小焊接变形。

Description

小型筒体接管法兰定位及夹紧装置
技术领域
本发明属于焊接工装夹具领域，提供一种小型筒体接管法兰定位及夹紧装置，对于小型筒体上接管法兰进行焊前定位及夹紧，提高装配精度及效率，减小焊接变形。
背景技术
锅炉压力容器行业很多小型容器及其附件，比如换热器管箱等，都需要在筒体上焊接大小不一的带法兰接管，为了便于设备后续装配，对于接管法兰定位、焊接的精度要求非常高。现有接管法兰的组对多为人工组对，需要工人进行反复的测量和调整，增大了工人工作量，浪费大量时间，并且存在组对精度不高的缺点，影响了产品质量和工期。也有采用简单工装进行接管法兰组对的，但现有的工装仅适用于单一方向或单一规格的接管，工装的适用面窄。
为了提高接管法兰的装配精度和装配效率，需要设计一种能够适应多方向、多位置、多规格接管法兰的工装夹具，提高产品质量，缩短产品制造周期。
发明内容
本发明提供一种小型筒体接管法兰定位及夹紧装置，用于筒体上接管法兰焊接前的定位及夹紧。适用于封头安装有法兰的小型筒体上的接管法兰定位及夹紧，该装置由筒体夹紧和接管法兰定位夹紧两部分组成。筒体夹紧部分为自定心卡盘8，卡盘8一般为三爪卡盘或四爪卡盘，转动卡盘转柄8-1可以使各个卡爪8-2同步撑开或收紧，卡爪可以为正爪，也可以为反爪，分别用于通过撑开夹紧法兰内孔和通过收紧夹紧法兰外圆面。卡盘8固定于工作台9上，各个卡爪8-2的支撑面位于同一水平面内，安放筒体时，筒体封头上的法兰结合面放于卡爪上并贴合卡爪支撑面，转动转柄8-2夹紧法兰并使封头法兰中心即筒体轴线与卡盘中心轴重合。
接管法兰定位夹紧部分包括纵向水平滑轨1（两根）、纵向水平滑块4（两块）、垂直滑轨5（两根）、垂直滑块6（两块）、横向水平滑杆3、横向水平滑块2、接管法兰自定心卡盘7以及用于各部分之间连接的螺栓螺母。滑轨滑块可以是光杆滑轨滑块，也可以是滚珠丝杠滑轨滑块。如果是光杆滑轨滑块，在各个滑块上安装有顶紧螺钉，用于固定滑块在滑轨（或滑杆）上的位置，如果是滚珠丝杠滑轨滑块，在丝杠一端设有锁紧装置，用于锁紧丝杠，使滑块位置固定。对于滚珠丝杠滑轨滑块，在丝杠一端安装手轮或步进电机，手动或电动驱动丝杠转动，带动滑块在滑轨上移动。
两根纵向水平滑轨1平行放置于自定心卡盘8两侧，固定在工作台9上，并且卡盘8的中心距离两根纵向水平滑轨1中心的距离相等（b1=b2），两块纵向水平滑块4分别在两根纵向水平滑轨1上滑动，两根纵向水平滑轨1上标有长度刻度，指示沿滑轨方向距离卡盘8中心的距离L。两根垂直滑轨5分别安装于两块纵向水平滑块4的上表面，随纵向水平滑块4一起纵向移动，垂直滑轨5的中心线与工作台面垂直，并与纵向水平滑轨1及纵向水平滑块4的中心线垂直相交，两块垂直滑块6可分别在两根垂直滑轨5上滑动，垂直滑轨5上标有长度刻度，指示距离卡盘8的卡爪支撑面的垂直距离h，横向水平滑杆3的两端分别与两块垂直滑块6连接，随垂直滑块6一起上下移动，并且保持水平且与两根纵向水平滑轨1垂直，横向水平滑杆3的中心线与两根垂直滑轨5的中心线垂直相交，横向水平滑块2可在横向水平滑杆3上滑动，并能绕横向水平滑杆3的轴线转动，横向水平滑杆3上标有长度刻度，指示距离卡盘8中心的距离△b；接管法兰自定心卡盘7安装在横向水平滑块2上，其结构同自定心卡盘8，自定心卡盘7的轴线与横向水平滑杆3的轴线垂直相交，卡盘7的卡爪支撑面距横向水平滑杆3中心线的距离为c，并且横向水平滑块2绕横向水平滑杆3转动时c保持不变。
附图说明
图1为小型筒体接管法兰定位及夹紧装置的俯视图，图中1为纵向水平滑轨，2为横向水平滑块，3位横向水平滑杆，8为筒体夹紧自定心卡盘，8-1为卡盘的转动手柄，8-2为卡盘的卡爪（图示为三爪卡盘，有三个卡爪）。
图2为附图1中的A-A视图，图中1为纵向水平滑轨，4为纵向水平滑块，5为垂直滑轨，6为垂直滑块，7为接管法兰夹紧自定心卡盘，8为筒体夹紧自定心卡盘，9为工作台。
附图3为一个筒体示例，筒体上设有法兰结合面平行于筒体轴线的水平直接管，接管轴线通过筒体中心。
附图4为一个筒体示例，筒体上设有法兰结合面垂直于筒体轴线的90°弯接管，接管轴线所在面通过筒体中心线。
附图5为一个筒体示例，筒体上设有法兰结合面平行于筒体轴线的90°弯接管，接管轴线所在面垂直于筒体中心线。
具体实施方式
本发明装置可用于不同方向、不同规格接管法兰的定位及夹紧。
实施例1：
对于附图3所示筒体，接管为直管，其轴线与筒体轴线垂直相交，法兰结合面平行于筒体轴线，即接管法兰结合面与筒体封头法兰结合面垂直，安装要求接管法兰中心线与筒体中心线垂直相交、保证接管法兰中心线距筒体封头结合面的距离、接管法兰结合面距筒体中心线的距离。
将筒体封头法兰结合面朝下放在自定心卡盘8的卡爪支撑面上，筒体开孔朝向接管法兰定位夹紧装置，转动卡盘手柄8-1使卡爪夹紧封头法兰，法兰中心与卡盘8中心重合。
把横向水平滑块2移动到横向水平滑杆3的中间位置，即使△b=0，并转动横向水平滑块2使卡盘7轴线处于水平位置，拧紧横向水平滑块2的顶紧螺钉（或者锁紧滚珠丝杠），将接管法兰结合面贴紧自定心卡盘7的卡爪支撑面并转动手柄夹紧法兰；移动垂直滑块6使接管法兰中心距封头法兰结合面的距离（h）满足要求；移动纵向水平滑块4使接管靠近筒体，并将接管插入筒体上的开孔，如果接管没有对正开孔，可以松开卡盘8 的卡爪，轻微转动筒体使开孔对准接管，并使接管与开孔四周的间隙均匀，然后再转动手柄8-2夹紧封头法兰；调整纵向水平滑块4位置使接管法兰结合面距筒体中心的距离（L-c）满足要求；拧紧各滑块上的顶紧螺钉（或锁紧滚珠丝杠），使各滑块位置固定。此时便完成了接管法兰的定位和夹紧，随后便可以进行接管与筒体的焊接工作。
实施例2：
对于附图4所示筒体，接管为90°弯管，连接筒体段接管的轴线与筒体轴线垂直相交，法兰轴线平行于筒体轴线，安装要求接管法兰结合面与筒体封头法兰结合面平行，保证接管法兰中心线距筒体中心线的距离、接管法兰结合面距筒体封头法兰结合面的距离。
将筒体封头法兰结合面朝下放在自定心卡盘8的卡爪支撑面上，筒体开孔朝向接管法兰定位夹紧装置，转动卡盘手柄8-1使卡爪夹紧封头法兰，法兰中心与卡盘8中心重合。
把横向水平滑块2移动到横向水平滑杆3的中间位置，即使△b=0，并转动横向水平滑块2使卡盘7朝下并且轴线处于垂直位置，拧紧横向水平滑块2的顶紧螺钉，将接管法兰结合面贴紧自定心卡盘7的卡爪支撑面，接管指向筒体一侧，转动手柄夹紧法兰；移动垂直滑块6使接管法兰结合面距封头法兰结合面的距离（h-c）满足要求；移动纵向水平滑块4使接管靠近筒体，并将接管插入筒体上的开孔，如果接管没有对正开孔，可以轻微松开卡盘7和卡盘8 的卡爪，轻微转动接管和筒体使接管对准开孔，并使接管与开孔四周的间隙均匀，然后再转动手柄夹紧接管法兰和封头法兰。调整纵向水平滑块4位置使接管法兰中心线距筒体中心的距离（L）满足要求。拧紧各滑块上的顶紧螺钉（或锁紧滚珠丝杠），使各滑块位置固定，此时便完成了接管法兰的定位和夹紧，随后便可以进行接管与筒体的焊接工作。
实施例3：
对于附图5所示筒体，接管为90°弯管，弯管轴线所在面垂直于筒体中心线，连接筒体段接管的轴线通过筒体中心，法兰结合面平行于筒体轴线，安装要求接管法兰结合面与筒体封头法兰结合面垂直，保证接管法兰中心线距筒体中心线和筒体封头法兰结合面的距离。
将筒体封头法兰结合面朝下放在自定心卡盘8的卡爪支撑面上，筒体开孔朝向侧面，即开孔朝向与横向水平滑杆3平行，转动卡盘手柄8-1使卡爪夹紧封头法兰，法兰中心与卡盘8中心重合。
把横向水平滑块2向筒体开孔一测移动到横向水平滑杆的一端，转动横向水平滑块2使卡盘7轴线处于水平位置，将接管法兰结合面贴紧自定心卡盘7的卡爪支撑面，弯接管轴线处于水平面位置，弯管接口指向筒体一侧，转动手柄夹紧接管法兰；移动垂直滑块6使接管法兰中心线距封头法兰结合面的距离（h）满足要求；移动纵向水平滑块4使接管法兰结合面距筒体中心的距离（L-c）满足要求；移动横向水平滑块2，并将接管插入筒体上的开孔，如果接管没有对正开孔，可以轻微松开卡盘7和卡盘8 的卡爪，轻微转动接管和筒体使接管对准开孔，并使接管与开孔四周的间隙均匀，然后再转动手柄夹紧接管法兰和封头法兰，调整水平横向滑块2使△b满足要求。拧紧各滑块上的顶紧螺钉（或锁紧滚珠丝杠），使各滑块位置固定，此时便完成了接管法兰的定位和夹紧，随后便可以进行接管与筒体的焊接工作。

Claims (2)

1.小型筒体接管法兰定位及夹紧装置，其特征在于,由筒体夹紧和接管法兰定位夹紧两部分组成；筒体夹紧部分为自定心卡盘8，固定于工作台9水平面上，各个卡爪的支撑面位于同一水平面；接管法兰定位夹紧部分包括纵向水平滑轨1、纵向水平滑块4、垂直滑轨5、垂直滑块6、横向水平滑杆3、横向水平滑块2、接管法兰自定心卡盘7以及用于各部分之间连接的螺栓螺母；滑轨滑块设有锁紧装置，用于固定滑块在滑轨上的位置。
2.根据权利要求1所述装置，接管法兰自定心卡盘7和筒体夹紧卡盘8为三爪卡盘或四爪卡盘，纵向水平滑轨1固定在工作台9上，纵向水平滑块4在纵向水平滑轨1上滑动，远离或靠近卡盘8；纵向水平滑轨1上标有长度刻度，指示沿滑轨方向距离卡盘8中心的距离；垂直滑轨5安装于纵向水平滑块4的上表面，随纵向水平滑块4一起移动，垂直滑轨5的中心线与工作台面垂直，并与纵向水平滑轨1的中心线垂直相交，垂直滑块6可在垂直滑轨5上滑动，垂直滑轨5上标有长度刻度，指示距离卡盘8的卡爪支撑面的垂直距离；横向水平滑杆3的两端分别与两块垂直滑块6连接，随垂直滑块6一起上下移动，并且保持水平且与两根纵向水平滑轨1垂直，横向水平滑杆3的中心线与两根垂直滑轨5的中心线垂直相交，横向水平滑块2可在横向水平滑杆3上滑动，并能绕横向水平滑杆3的轴线转动，横向水平滑杆3上标有长度刻度，指示距离卡盘8中心的横向距离；接管法兰自定心卡盘7安装在横向水平滑块2上，接管法兰自定心卡盘7的轴线与横向水平滑杆3的轴线垂直相交，横向水平滑块2绕横向水平滑杆3转动时，接管法兰自定心卡盘7的卡爪支撑面距横向水平滑杆3中心线的距离保持不变。
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