CN112536520B - 端盘体外侧垫板的模拟工装及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及端盘体外侧垫板的模拟工装及其应用，端盘体的外围板表面均匀焊有n件垫板，垫板的中部设置有凹形的中间卡槽，环形轨道安装在中间卡槽内，模拟工装模拟真实的C型转子翻车机端盘体外侧的环形轨道，能够间接测量环形轨道的内侧与垫板的中间卡槽的距离，从而按照实际情况下料制造垫板，以保证环形轨道与垫板紧密贴合。本发明所述的端盘体外侧垫板的模拟工装采用普通材料制成，成本低廉。各部件之间采用焊接、螺栓连接，且滑块与方形槽滑道无需精密配合，制作难度小。端盘体外侧垫板的模拟工装的安装无需吊装、解体端盘体，降低安全隐患、降低制造成本、缩短工期并保证产品质量，整个过程安全隐患小、成本低、工序简洁、工期短。

Description

端盘体外侧垫板的模拟工装及其应用

技术领域

本发明涉及机械结构加工改造领域，具体来说涉及一种用于制作C型转子翻车机端盘体外侧垫板的模拟工装及其应用。

背景技术

端盘体是C型转子翻车机的重要部件，主要采用不封闭的C形箱形梁结构，直径可达7000mm以上，且为全焊接结构，端盘体内部安装有众多加强隔板，加强隔板在焊接过程中必然会造成C形箱形梁产生一定量变形，如果控制好，C形端盘体外形可近似于正圆，且外围板会产生小幅度焊接变形。在C形端盘体外围板上安装有大量垫板，环形轨道与垫板之间通过螺栓连接，在转子翻车机倾翻满载车皮时，环形轨道会承担低速重载碾压受力，并且由于翻车过程中车皮不断减速、加速，使得环形轨道会承受巨大摩擦力。如果按照图纸尺寸理论值制造垫板而不考虑实际焊接过程中外围板产生的小幅度焊接变形，不及时调整垫板厚度，在环形轨道与垫板安装好后，二者之间必然会存在或大或小的间隙，甚至还会出现环形轨道与垫板的一侧挤压接触而另一侧不接触出现间隙的情况。环形轨道在运行过程中会出现挤压变形，甚至向前窜动，窜动加剧会导致螺栓断裂，端盘体结构受损及发生安全事故。所以，在端盘体制造过程中，首先要尽可能减小端盘体焊接变形，另外，要根据环形轨道与端盘体外围板实际安装间隙下料制造垫板，从而保证环形轨道与垫板紧密贴合。

常见端盘体的外围板是正圆形，环形轨道与垫板依靠螺栓连接，但在制造过程中整体结构均依靠焊接完成，外围板会产生一定量的变形，这就造成安装环形轨道及垫板时两者之间产生间隙。现有技术方案未考虑外围板焊接变形，安装环形轨道时，如果环形轨道与垫板之间的间隙小，则依靠螺栓强行紧固来消除；间隙大则在两者之间加入一定厚度的垫片，但螺栓的扭矩不同会造成某些局部位置受力不均匀及垫片并不能将间隙全部填充，这也使环形轨道与垫板不能全部严密贴合，在环形轨道长期运行过程中，强行紧固的螺栓及垫片会发生一定量的松动，环形轨道与垫板之间的安装间隙由于应力的作用依然会产生，造成两者无法紧密贴合，这会导致环形轨道运行过程中稳定性差，出现挤压变形，向前窜动，甚至导致螺栓断裂，端盘体结构受损及发生安全事故。

根据端盘体外围板变形的情况，垫板要留有机加工余量，并按照图纸要求焊接在外围板上，若车间有10米立车，需设计吊耳，并将吊耳焊接于端盘体上盖板的某位置，利用吊车整体吊装到立车加工平台，以保证吊车吊起端盘体后，整体平衡，不会发生倾斜，超平并稳固后再加工垫板中间卡槽；若无10米立车，需要解体端盘体并制作连接法兰，将法兰与端盘体断口处焊接，然后将2段端盘体发运至外协厂家后并在连接法兰处用螺栓组装成一体，超平、稳固后再加工，加工好后再解体运会本厂，重新组装后安装其它部件。前者由于端盘体的体型巨大且超重，造成吊装困难，若吊装需要设计特殊吊耳并焊接于端盘体上再进行吊装，耗时、耗力、有安全隐患；后者则会造成严重增加成本的问题，工序繁琐、延误工期，若立车加工出现失误，轻者返修，重者造成产品报废。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于制作C型转子翻车机端盘体外侧垫板的模拟工装，使环形轨道与垫板在无10米立车的加工条件下得以牢固紧密贴合，有效保证环形轨道的安装强度、精度，缩短工期，节约成本。

为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

C型转子翻车机端盘体主要采用不封闭的C形箱形梁结构且为全焊接结构，内部安装众多加强隔板，隔板在焊接过程中必然会造成箱形梁产生一定量变形。如果按照图纸尺寸理论值制造垫板，而不考虑实际焊接过程中外围板产生的小幅度焊接变形、不及时调整中间卡槽的厚度，这样在环形轨道与垫板安装好以后，二者之间必然会存在或大或小的间隙，甚至还会出现环形轨道与垫板的一侧挤压接触而另一侧不接触出现间隙的情况，那么环形轨道在运行过程中会出现挤压变形，甚至向前窜动，窜动加剧会导致螺栓断裂，端盘体结构受损及发生安全事故。另外由于环形轨道外协制作周期较长且重量大，不易安装，所以，在端盘体制造完成后，要确保环形轨道与垫板紧密贴合且保证外形尺寸，可制作重量轻、易于移动的装置来模拟环形轨道，通过该模拟工装可测量端盘体外围板上垫板中间卡槽的实际厚度并根据测量结果制造垫板，从而保证后续环形轨道与垫板安装时达到紧密贴合。

端盘体的外围板表面均匀焊有n件垫板，n 为正整数，垫板的中部设置有凹形的中间卡槽，环形轨道安装在中间卡槽内，所述模拟工装模拟真实的 C型转子翻车机端盘体外侧的环形轨道能够模拟测量环形轨道的内侧与外围板之间的距离，从而按照实际情况下料制造垫板，以保证环形轨道与垫板紧密贴合；

所述模拟工装包括下部方板、槽钢、方形槽滑道、上部方板、方形螺母、滑块、右螺柱、弧形板、圆形螺母和左螺柱；

所述下部方板、槽钢焊接固定以组成整个工装的支撑部位，方形槽滑道焊接固定在工装的支撑部位上，滑块能够在方形槽滑道的内部滑动以调整弧形板的内侧与外围板之间的距离，上部方板和左螺柱分别焊接固定在滑块上，方形螺母焊接固定在上部方板上，圆形螺母设置在左螺柱上、右螺柱设置在方形螺母上，弧形板的水平度和高度通过协同旋转右螺柱、圆形螺母得以调整。

首先在外围板上分别划出中间卡槽位置线、垫板轮廓线；然后移动滑块，调整弧形板内侧与外围板之间的距离，在保证端盘体与弧形板同心的前提下，使弧形板在水平前提条件下移向外围板，在平移过程中不断测量端盘体中心到弧形板内侧的距离，直到测出二者间的距离为环形轨道的理论内径值；通过旋转圆形螺母、右螺柱以调整弧形板的水平度和高度，使弧形板与中间卡槽位置线的A端位置线平齐，再次测量端盘体中心到弧形板内侧的距离，以保证二者间的距离为环形轨道的理论内径值；B端同理；对同一对中间卡槽位置线A端、B端的实测数据进行分析，从而得出中间卡槽的实际厚度。

在中间卡槽位置线的A端宽度方向划线处上取左端点A1、中间点A2、右端点A3；分别测量A1、A2、A3与弧形板的垂直距离L1、L2、L3；旋转圆形螺母、右螺柱以调整弧形板的水平度和高度，使弧形板与中间卡槽位置线的B端位置线平齐，在保证二者间的距离为环形轨道的理论内径值的前提下，测量B端位置线的相应数据。

在A1、A2、A3、B1、B2、B3分别测量的垂直距离相差均＜1mm：中间卡槽的厚度为所述6个点的平均值。

在A1、A2、A3分别测量的垂直距离相差＜1mm，在B1、B2、B3分别测量的垂直距离相差＜1mm，但AB两端的平均值相差＞1mm：说明外围板在垫板的AB两端长度距离范围内的垂直度发生明显变形，则中间卡槽的厚度为AB两端各取平均值的不规则厚度。

在A1、A2、A3分别测量的垂直距离中有两个点的测量值相差＞1mm，或在B1、B2、B3分别测量的垂直距离中有两个点的测量值相差＞1mm：则中间卡槽的厚度为真实测量值的不规则厚度。

本发明的有益效果在于：

本发明所述的端盘体外侧垫板的模拟工装采用普通材料制成，可选用边角料进行加工，成本低廉。各部件之间采用焊接、螺栓连接，且滑块与方形槽滑道无需精密配合，制作难度小。安装模拟工装无需吊装、解体端盘体，降低安全隐患、降低制造成本、缩短工期并保证产品质量。在端盘体整体制作完成并校形后，利用该工装模拟真实端盘体外侧环形轨道，能够模拟测量环形轨道的内侧与外围板之间的距离从而按照实际情况下料制造垫板，能够保证环形轨道与垫板紧密贴合，模拟工装中只有弧形板要随着端盘体外围板和垫板整体直径变化而变化，其余条件如高低、左右行走均可自由调节，没有特殊情况可不必重新下料制作，整个过程安全隐患小、成本低、工序简洁、工期短。

附图说明

图1为端盘体外侧垫板的模拟工装的结构示意图；

图2为端盘体的结构示意图；

图3为端盘体的A处放大结构示意图；

图4为端盘体外侧垫板的模拟工装的工作示意图；

图5为垫板的结构示意图；

图6为中间卡槽的截面示意图；

图7为垫板结合环形轨道的截面示意图；

图8为部分垫板在外围板划线的示意图；

图9为中间卡槽AB端取点示意图；

图10为中间卡槽A端测量示意图；

图11为真实中间卡槽测量示意图；

图12为垫板制作工艺流程图；

其中，1-下部方板；2-槽钢；3-方形槽滑道；4-上部方板；5-方形螺母； 6-滑块；7-右螺柱；8-弧形板；9-圆形螺母；10-左螺柱；11-外围板；12-垫板； 13-中间卡槽；14-环形轨道；15-中间卡槽位置线；16-垫板轮廓线。

具体实施方式

下面将对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

如图1-7所示，端盘体的外围板11表面均匀焊有64件垫板12，垫板12 的中部设置有凹形的中间卡槽13，环形轨道14安装在中间卡槽13内，所述模拟工装模拟真实的C型转子翻车机端盘体外侧的环形轨道14，能够模拟测量环形轨道14 的内侧和外围板11 之间的距离，从而按照实际情况下料制造垫板12，以保证环形轨道14与垫板12紧密贴合；

模拟工装的下部方板1、槽钢2焊接固定以组成整个工装的支撑部位，方形槽滑道3焊接固定在工装的支撑部位上，滑块6能够在方形槽滑道3的内部滑动以调整弧形板8的内侧与外围板11之间的距离，上部方板4和左螺柱10分别焊接固定在滑块6上，方形螺母5焊接固定在上部方板4上，圆形螺母9设置在左螺柱10上、右螺柱7设置在方形螺母5上，弧形板8的水平度和高度通过协同旋转右螺柱7、圆形螺母9得以调整。

如图8-12所示，首先在外围板11上分别划出中间卡槽位置线15、垫板轮廓线16，检查中间卡槽位置线处区域是否有鼓包或凹坑，若存在必须校形去除；然后移动滑块6，调整弧形板8内侧与外围板11之间的距离，在保证端盘体与弧形板8同心的前提下，使弧形板8在水平前提条件下移向外围板 11，在平移过程中不断测量端盘体中心到弧形板8内侧的距离，直到测出二者间的距离为环形轨道14的理论内径值；通过旋转圆形螺母9、右螺柱7 以调整弧形板8的水平度和高度，使弧形板8与中间卡槽位置线15的A端位置线平齐，再次测量端盘体中心到弧形板8内侧的距离，以保证二者间的距离为环形轨道14的理论内径值；B端同理；对同一对中间卡槽位置线15 的AB端实测数据进行分析，从而得出中间卡槽13的实际厚度。

在中间卡槽位置线15的A端宽度方向划线处上取左端点A1、中间点 A2、右端点A3；分别测量A1、A2、A3与弧形板8的垂直距离L1、L2、 L3；旋转圆形螺母9、右螺柱7以调整弧形板8的水平度和高度，使弧形板 8与中间卡槽位置线15的B端位置线平齐，在保证二者间的距离为环形轨道14的理论内径值的前提下，测量B端位置线的相应数据。

在中间卡槽长度范围内，对AB端对应点测量值进行比较，分以下三种情况进行处理：

①在A1、A2、A3、B1、B2、B3分别测量的垂直距离相差均＜1mm：中间卡槽13的厚度为所述6个点的平均值。

②在A1、A2、A3分别测量的垂直距离相差＜1mm，在B1、B2、B3 分别测量的垂直距离相差＜1mm，但AB两端的平均值相差＞1mm：说明外围板11在垫板12的AB两端长度距离范围内的垂直度发生明显变形，则中间卡槽13的厚度为AB两端各取平均值，在保证中间卡槽上表面水平的前提下，下表面按照真实测量值并结合外围板的变形走势进行加工，从而得到不规则厚度。

③在A1、A2、A3分别测量的垂直距离中有两个点的测量值相差＞1mm，或在B1、B2、B3分别测量的垂直距离中有两个点的测量值相差＞1mm：说明外围板在垫板宽度距离范围内弧度发生明显变化，则中间卡槽13的厚度为真实测量值，在保证中间卡槽上表面水平的前提下，下表面按照真实测量值并结合外围板的变形走势进行加工，从而得到不规则厚度。

实施例1：端盘体的制造

在地面基础上放置工字钢支撑，工字钢支撑由20#B工字钢，长度为 300mm及与工字钢底部焊接的钢板规格为10×150×250mm组成，将端盘体下盖板放置于工字钢支撑上，在下盖板上划出加强隔板位置线，然后调整工字钢支撑，使其要与端盘体内部加强隔板对应，每处加强隔板位置放置2 件工字钢支撑，共12件。工字钢支撑与地面基础固定并超平下盖板。在超平下盖板的基础上组焊端盘体其余部件。

实施例2：模拟工装的制造

1-下部方板；2-槽钢；3-方形槽滑道；4-上部方板；5-方形螺母；6-滑块；7-右螺柱；8-弧形板；9-圆形螺母；10-左螺柱；

模拟装置由十个部件组成，其中下部方板1的规格为10×70×160mm；槽钢2的规格为

14a×420mm；方形槽滑道3规格为50×150×400mm，可采用50mm厚钢板数控切割下料，下料后采用机加工方式加工出内部方形槽，方形槽规格为40×130×400mm，光洁度6.3即可；上部方板4的规格为 10×70×190mm；滑块6的规格为39×140×400mm；右螺柱7的规格为M30×200mm；弧形板8的内径为3650mm，可用10mm厚钢板数控切割完成，允许拼接，焊后需要将焊缝余高打磨平整、光滑并校平；圆形螺母9的外径为70mm，内螺纹M40，可采用Ф75圆钢车削而成；左螺柱10的规格为M40×400mm。以上部件材质均可采用普通碳素结构钢制作，采用焊条电弧焊按照上图标明焊接处焊接完成。

实施例3：模拟工装的应用

制作模拟工装；将端盘体水平放置在生产胎架上，超平并固定，尽量保证端盘体外侧弧形板垂直度在1mm以内；在端盘体外侧弧形板上划出垫板安装位置线，特别是垫板中间卡槽AB端位置线；将模拟工装中的弧形板水平放在中间卡槽A端位置线，按照设计要求保证端盘体中心到环形轨道内测半径为3650mm，即端盘体中心到弧形板内侧半径为3650mm，同时保证端盘体与弧形板同心；固定工装，在垫板安装位置处测量弧形板内侧到A端位置线距离并记录，再将弧形板对准B端，保证同心度及3650mm尺寸，测量方法同上；对垫板同一位置中间卡槽AB端实测数据进行分析，按照分析数据机加工垫板中间卡槽厚度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.端盘体外侧垫板的模拟工装，其特征在于：

端盘体的外围板(11)表面均匀焊有n件垫板(12)，n为正整数，垫板(12)的中部设置有凹形的中间卡槽(13)，环形轨道(14)安装在中间卡槽(13)内，所述模拟工装模拟真实的C型转子翻车机端盘体外侧的环形轨道(14)，能够模拟测量环形轨道(14)的内侧与外围板(11)之间的距离，从而按照实际情况下料制造垫板(12)，以保证环形轨道(14)与垫板(12)紧密贴合；

所述模拟工装包括下部方板(1)、槽钢(2)、方形槽滑道(3)、上部方板(4)、方形螺母(5)、滑块(6)、右螺柱(7)、弧形板(8)、圆形螺母(9)和左螺柱(10)；

所述下部方板(1)、槽钢(2)焊接固定以组成整个工装的支撑部位，方形槽滑道(3)焊接固定在工装的支撑部位上，滑块(6)能够在方形槽滑道(3)的内部滑动以调整弧形板(8)的内侧与外围板(11)之间的距离，上部方板(4)和左螺柱(10)分别焊接固定在滑块(6)上，方形螺母(5)焊接固定在上部方板(4)上，圆形螺母(9)设置在左螺柱(10)上、右螺柱(7)设置在方形螺母(5)上，弧形板(8)的水平度和高度通过协同旋转右螺柱(7)、圆形螺母(9)得以调整。

2.根据权利要求1所述的端盘体外侧垫板的模拟工装的应用，其特征在于：

首先在外围板(11)上分别划出中间卡槽位置线(15)、垫板轮廓线(16)；然后移动滑块(6)，调整弧形板(8)内侧与外围板(11)之间的距离，在保证端盘体与弧形板(8)同心的前提下，使弧形板(8)在水平前提条件下移向外围板(11)，在平移过程中不断测量端盘体中心到弧形板(8)内侧的距离，直到测出二者间的距离为环形轨道(14)的理论内径值；通过旋转圆形螺母(9)、右螺柱(7)以调整弧形板(8)的水平度和高度，使弧形板(8)与中间卡槽位置线(15)的A端位置线平齐，再次测量端盘体中心到弧形板(8)内侧的距离，以保证二者间的距离为环形轨道(14)的理论内径值；B端同理；对同一对中间卡槽位置线(15)A端、B端的实测数据进行分析，从而得出中间卡槽(13)的实际厚度。

3.根据权利要求2所述的端盘体外侧垫板的模拟工装的应用，其特征在于：

在中间卡槽位置线(15)的A端宽度方向划线处上取左端点A1、中间点A2、右端点A3；分别测量A1、A2、A3与弧形板(8)的垂直距离L1、L2、L3；旋转圆形螺母(9)、右螺柱(7)以调整弧形板(8)的水平度和高度，使弧形板(8)与中间卡槽位置线(15)的B端位置线平齐，在保证二者间的距离为环形轨道(14)的理论内径值的前提下，测量B端位置线的相应数据。

4.根据权利要求3所述的端盘体外侧垫板的模拟工装的应用，其特征在于：

在A1、A2、A3、B1、B2、B3分别测量的垂直距离相差均＜1mm：中间卡槽(13)的厚度为所述6个点的平均值。

5.根据权利要求3所述的端盘体外侧垫板的模拟工装的应用，其特征在于：

在A1、A2、A3分别测量的垂直距离相差＜1mm，在B1、B2、B3分别测量的垂直距离相差＜1mm，但AB两端的平均值相差＞1mm：说明外围板(11)在垫板(12)的AB两端长度距离范围内的垂直度发生明显变形，则中间卡槽(13)的厚度为AB两端各取平均值的不规则厚度。

6.根据权利要求3所述的端盘体外侧垫板的模拟工装的应用，其特征在于：

在A1、A2、A3分别测量的垂直距离中有两个点的测量值相差＞1mm，或在B1、B2、B3分别测量的垂直距离中有两个点的测量值相差＞1mm：则中间卡槽(13)的厚度为真实测量值的不规则厚度。

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