CN112660323B - 一种大型耐压结构模型卧式自动装填装置及装填方法 - Google Patents

Abstract

一种大型耐压结构模型卧式自动装填装置，包括设备基础，所述设备基础的上表面通过地脚螺栓预埋有若干基础预埋板，基础预埋板上通过紧固件安装自动装填装置，所述自动装填装置与卧式压力筒筒体对接，自动装填装置上放置耐压结构模型，所述设备基础的上表面还通过滑移机构安装有筒帽托车，所述筒帽托车上安装有筒帽；还包括卡箍启闭机构，卡箍启闭机构安装在卧式压力筒筒体的端部，所述卡箍启闭机构控制筒帽与卧式压力筒筒体的贴合或分离。满足大型耐压结构试验模型尺度大，重量大、移送距离长特点，同时又具备较高自动化程度，工作可靠性好。

Description

一种大型耐压结构模型卧式自动装填装置及装填方法

技术领域

本发明涉及特种试验装置技术领域，尤其是一种大型耐压结构模型卧式自动装填装置及装填方法。

背景技术

传统的试验压力筒通常为立式布置，受厂房高度、地坑深度及地基承载等的约束，立式压力筒开口直径小、有效试验段短，可容纳的耐压结构模型尺度小，重量较轻。由于压力筒立式布置，模型垂直进出压力筒，通过起重机吊放，进出压力筒方便。

与立式压力筒相比较，卧式压力试验筒对厂房高度、地基、承载力等的要求较低，开口直径大、有效试验段长，可容纳的耐压结构模型尺度大，但模型需水平进出压力筒，距离长，同时模型尺度大(直径、长度等)、重量大，无法通过起重机吊放的方式进出压力筒。如何在既保证有效试验空间，又不增大压力筒开口直径的情况下，顺畅、便捷地将模型长距离的移入、移出压力试验筒是个难题。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种大型耐压结构模型卧式自动装填装置及装填方法，从而可以满足大型耐压结构试验模型尺度大，重量大、移送距离长特点，同时又具备较高自动化程度，工作可靠性好。

本发明所采用的技术方案如下：

一种大型耐压结构模型卧式自动装填装置，包括设备基础，所述设备基础的上表面通过地脚螺栓预埋有若干基础预埋板，基础预埋板上通过紧固件安装自动装填装置，所述自动装填装置与卧式压力筒筒体对接，自动装填装置上放置耐压结构模型，所述设备基础的上表面还通过滑移机构安装有筒帽托车，所述筒帽托车上安装有筒帽；

还包括卡箍启闭机构，卡箍启闭机构安装在卧式压力筒筒体的端部，所述卡箍启闭机构控制筒帽与卧式压力筒筒体的贴合或分离；

所述自动装填装置的结构为：包括安装在基础预埋板上的支撑模块，所述支撑模块的上表面设置有圆弧形内凹结构，所述圆弧形内凹结构上安装有滑板模块，所述滑板模块上配合安装有模型托车模块，所述模型托车模块上放置耐压结构模型，所述支撑模块上表面一端还安装有动力牵引模块，所述动力牵引模块上安装有软件控制模块。

其进一步技术方案在于：

所述模型托车模块的结构为：包括在长度方向互相连接的若干个托车车架，所述托车车架的左右两侧的上表面均焊接有内螺纹块，单个托车车架的一端间隔安装有多个周向重载低摩擦板，单个托车车架的一端的两侧分别安装有侧向重载低摩擦板；

位于首端和尾端的托车车架上布置有接合器托架，尾端的接合器托架外端面安装有艉部牵引座，艉部牵引座的两头设置有牵引插销。

所述托车车架按长度分为长、短两种规格。

所述周向重载低摩擦板和侧向重载低摩擦板采用增强纤维复合材料，并在增强纤维复合材料内充填聚四氟乙烯材料。

所述滑板模块间隔分布在支撑模块上，每个滑板模块通过若干个滑板本体连接而成，若干个滑板本体在长度方向连接成一长条形结构，相邻两个滑板本体之间通过滑板安装板固定。

所述支撑模块的结构为：包括通过紧固件连接在一起的筒体端支撑框架和地面支撑框架，所述筒体端支撑框架和地面支撑框架均成圆弧形桁架结构，与模型托车模块匹配，所述筒体端支撑框架和地面支撑框架的上表面安装有防坠蒙皮，防坠蒙皮上安装有反力轨道。

所述动力牵引模块的结构为：包括间隔布置的艏框架和艉框架，所述艏框架和艉框架之间的两侧通过牵引油缸连接，所述艏框架和艉框架之间还安装有牵引油缸托架，所述牵引油缸托架和艉框架之间安装有泵站安装框架，所述泵站安装框架的上部安装液压泵站，所述液压泵站的顶部安装操作平台和平台盖板；所述艏框架、牵引油缸托架和艉框架的截面均成半圆形结构，所述艏框架的上表面一侧设置有牵引油缸活塞杆插销，艏框架外侧安装有艏部插拔油缸，所述牵引油缸的外侧安装有牵引油缸缸体插销，艉框架的外侧安装有艉部插拔油缸。

牵引油缸、艏部插拔油缸、艉部插拔油缸内均设置有位移传感器。

软件控制模块是自动装填装置实现自动化的关键模块，通过设定的程序，控制动力牵引模块的运行方向和距离，实现试验模型的超长距离移入、移出。

一种大型耐压结构模型卧式自动装填装置的填方法，包括如下操作步骤：

步骤一：自动装填装置的工作区域清理、准备，

卡箍启闭机构开启，筒帽与卧式压力筒筒体分离，筒帽托车将筒帽移出卡箍启闭机构，至装填装置001工作区域外；

步骤二：装填装置吊装、安装，

将自动装填装置筒外所有模块组装成一体，整体吊装至基础预埋板上，通过高强螺栓将支撑框架固定在基础预埋板上，检查动力牵引模块的运行状态、检查自动装填装置各机构间的连接，完成作业前的全部安全检查工作；

步骤三：耐压结构模型吊放、就位，

将耐压结构模型吊放在自动装填装置的模型托车模块上，模型接合器摆放在接合器托架上；

步骤四：艉框架固定、模型托车模块向前滑移，

艏部插拔油缸回缩到底，艏框架为活动状态艉部插拔油缸伸出，插入反力轨道对应孔内，艉框架与反力轨道间为固定状态，牵引油缸伸出，推动艏框架向前运行，从而带动模型托车模块和耐压结构模型同步向前运移，直至牵引油缸完全伸出；

步骤五：模型托车模块固定、艉框架向前滑移，

艏部插拔油缸伸出，插入反力轨道对应孔内，艏框架与反力轨道间为固定状态，艉部插拔油缸回缩到底，艉框架为活动状态，牵引油缸回缩，带动艉框架向前运行，直至牵引油缸回缩到底；

步骤六：模型托车模块进入压力筒内，

重复步骤四、步骤五，直至模型托车模块及耐压结构模型部进入卧式压力筒筒体内；

步骤七：模型托车模块与动力牵引模块分离，

拆除模型托车模块与动力牵引模块之间的牵引插销；

步骤八：艏框架固定、艉框架向后滑移，

艏部插拔油缸伸出到底，艏框架与反力轨道之间为固定状态，艉部插拔油缸回缩到底，艉框架为活动状态，牵引油缸伸出，推动艉框架向后滑移，直至牵引油缸完全伸出；

步骤九：艉框架固定、艏框架向后滑移，

艉部插拔油缸伸出到底，艉框架与反力轨道间为固定状态，艏部插拔油缸回缩到底，艏框架为活动状态，牵引油缸回缩，带动艏框架向后滑移，直至牵引油缸回缩到底；

步骤十：动力牵引模块归位，

重复步骤七、步骤八，直至动力牵引模块后撤到底；

步骤十一：装填装置起吊、撤出工作区域，

解除支撑框架与基础预埋板间的高强螺栓，将自动装填装置整体吊离工作区域；

步骤十二：耐压结构模型移入过程全部结束后，筒帽托车开始工作，将筒帽移入卡箍启闭机构内，卡箍启闭机构闭合，筒帽与筒体完全贴合，进入耐压试验阶段；

步骤十二：耐压试验结束，耐压结构模型移出压力筒的步骤次序，与移入压力筒的步骤次序相反。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，针对大型卧式压力试验筒对模型装填的需求，采用滑动移送模式替代常规的滚动移送模式，由重载低摩擦板与不锈钢滑板两者组成滑动副。另外采用计算机控制的具备自行走功能的动力牵引模块。

本发明所述的自动装填装置具备：承载大，与压力筒对接方便，能够保证有效试验空间最大化，移送距离长，自动化程度高等特点，可顺畅、便捷地实现大型耐压试验模型的长距离送入与送出。

本发明通过采用重载低摩擦板替代滚动轴承，将常规的滚动移送模式，改为滑动移送模式，具有尺寸小、承载大、无需润滑等优点，最大限度地降低了模型托车模块对压力筒试验空间的占用，使有效试验空间、模型尺度、模型重量等最大化。动力牵引模块具备自行走功能，在软件控制模块的控制下，可实现试验模型的超长距离移入、移出，解决了大型耐压结构模型自动移入、移出卧式压力筒内的技术难题。

本发明应用于模拟深海环境的卧式大型外压试验系统(压力筒)，该装置可将试验模型自动移入和移出压力筒。

附图说明

图1为本发明自动装填装置在外压试验系统中安装位置图。

图2为本发明自动装填装置的结构示意图。

图3为本发明自动装填装置的爆炸图。

图4为本发明模型托车模块的结构示意图。

图5为本发明模型托车模块的爆炸图。

图6为本发明自动装填装置的侧视图。

图7为本发明滑板模块的结构示意图。

图8为本发明滑板模块的爆炸图。

图9为本发明滑板本体和滑板安装板的结构示意图。

图10为本发明支撑模块的结构示意图。

图11为本发明支撑模块的爆炸图。

图12为本发明动力牵引模块的结构示意图。

图13为本发明动力牵引模块的爆炸图。

图14为本发明装填方法步骤一的结构示意图。

图15为本发明装填方法步骤二的结构示意图。

图16为本发明装填方法步骤三的结构示意图。

图17为本发明装填方法步骤四的结构示意图。

图18为本发明装填方法步骤四进一步工作的结构示意图。

图19为本发明装填方法步骤五的结构示意图。

图20为本发明装填方法步骤五进一步结构示意图。

图21为本发明装填方法步骤六的结构示意图。

图22为本发明装填方法步骤七的结构示意图。

图23为本发明装填方法步骤八的结构示意图。

图24为本发明装填方法步骤九的结构示意图。

图25为本发明装填方法步骤十的结构示意图。

图26为本发明装填方法步骤十一的结构示意图。

图27为本发明装填方法步骤十二的结构示意图。

其中：001、自动装填装置；002、耐压结构模型；003、卧式压力筒筒体；004、卡箍启闭机构；005、筒帽；006、筒帽托车；007、基础预埋板；008、设备基础；

1、模型托车模块；2、滑板模块；3、支撑模块；4、动力牵引模块；5、软件控制模块；

101、托车车架；102、周向重载低摩擦板；103、侧向重载低摩擦板；104、牵引插销；105、艉部牵引座；106、接合器托架；107、内螺纹块；

201、滑板本体；202、滑板安装板；

301、筒体端支撑框架；302、地面支撑框架；303、反力轨道；304、防坠蒙皮；

401、艏框架；402、牵引油缸活塞杆插销；403、艏部插拔油缸；404、牵引油缸托架；405、牵引油缸；406、牵引油缸缸体插销；407、艉部插拔油缸；408、艉框架；409、泵站安装框架；410、液压泵站；411、平台盖板；412、操作平台。

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-图27所示，本实施例的大型耐压结构模型卧式自动装填装置，包括设备基础008，设备基础008的上表面通过地脚螺栓预埋有若干基础预埋板007，基础预埋板007上通过紧固件安装自动装填装置001，自动装填装置001与卧式压力筒筒体003对接，自动装填装置001上放置耐压结构模型002，设备基础008的上表面还通过滑移机构安装有筒帽托车006，筒帽托车006上安装有筒帽005；

还包括卡箍启闭机构004，卡箍启闭机构004安装在卧式压力筒筒体003的端部，卡箍启闭机构004控制筒帽005与卧式压力筒筒体003的贴合或分离；

自动装填装置001的结构为：包括安装在基础预埋板007上的支撑模块3，支撑模块3的上表面设置有圆弧形内凹结构，圆弧形内凹结构上安装有滑板模块2，滑板模块2上配合安装有模型托车模块1，模型托车模块1上放置耐压结构模型002，支撑模块3上表面一端还安装有动力牵引模块4，动力牵引模块4上安装有软件控制模块5。

模型托车模块1的结构为：包括在长度方向互相连接的若干个托车车架101，托车车架101的左右两侧的上表面均焊接有内螺纹块107，单个托车车架101的一端间隔安装有多个周向重载低摩擦板102，单个托车车架101的一端的两侧分别安装有侧向重载低摩擦板103；

位于首端和尾端的托车车架101上布置有接合器托架106，尾端的接合器托架106外端面安装有艉部牵引座105，艉部牵引座105的两头设置有牵引插销104。

托车车架101按长度分为长、短两种规格。

周向重载低摩擦板102和侧向重载低摩擦板103采用增强纤维复合材料，并在增强纤维复合材料内充填聚四氟乙烯材料。

滑板模块2间隔分布在支撑模块3上，每个滑板模块2通过若干个滑板本体201连接而成，若干个滑板本体201在长度方向连接成一长条形结构，相邻两个滑板本体201之间通过滑板安装板202固定。

支撑模块3的结构为：包括通过紧固件连接在一起的筒体端支撑框架301和地面支撑框架302，筒体端支撑框架301和地面支撑框架302均成圆弧形桁架结构，与模型托车模块1匹配，筒体端支撑框架301和地面支撑框架302的上表面安装有防坠蒙皮304，防坠蒙皮304上安装有反力轨道303。

动力牵引模块4的结构为：包括间隔布置的艏框架401和艉框架408，艏框架401和艉框架408之间的两侧通过牵引油缸405连接，艏框架401和艉框架408之间还安装有牵引油缸托架404，牵引油缸托架404和艉框架408之间安装有泵站安装框架409，泵站安装框架409的上部安装液压泵站410，液压泵站410的顶部安装操作平台412和平台盖板411；艏框架401、牵引油缸托架404和艉框架408的截面均成半圆形结构，艏框架401的上表面一侧设置有牵引油缸活塞杆插销402，艏框架401外侧安装有艏部插拔油缸403，牵引油缸405的外侧安装有牵引油缸缸体插销406，艉框架408的外侧安装有艉部插拔油缸407。

牵引油缸405、艏部插拔油缸403、艉部插拔油缸407内均设置有位移传感器。

软件控制模块5是自动装填装置001实现自动化的关键模块，通过设定的程序，控制动力牵引模块4的运行方向和距离，实现试验模型的超长距离移入、移出。

本实施例的大型耐压结构模型卧式自动装填装置的填方法，包括如下操作步骤：

步骤一：自动装填装置001的工作区域清理、准备，

卡箍启闭机构004开启，筒帽005与卧式压力筒筒体003分离，筒帽托车006将筒帽005移出卡箍启闭机构004，至装填装置001工作区域外；

步骤二：装填装置吊装、安装，

将自动装填装置001筒外所有模块组装成一体，整体吊装至基础预埋板007上，通过高强螺栓将支撑框架固定在基础预埋板007上，检查动力牵引模块4的运行状态、检查自动装填装置001各机构间的连接，完成作业前的全部安全检查工作；

步骤三：耐压结构模型002吊放、就位，

将耐压结构模型002吊放在自动装填装置001的模型托车模块1上，模型接合器摆放在接合器托架106上；

步骤四：艉框架408固定、模型托车模块1向前滑移，

艏部插拔油缸403回缩到底，艏框架401为活动状态艉部插拔油缸407伸出，插入反力轨道303对应孔内，艉框架408与反力轨道303间为固定状态，牵引油缸405伸出，推动艏框架401向前运行，从而带动模型托车模块1和耐压结构模型002同步向前运移，直至牵引油缸405完全伸出；

步骤五：模型托车模块1固定、艉框架408向前滑移，

艏部插拔油缸403伸出，插入反力轨道303对应孔内，艏框架401与反力轨道303间为固定状态，艉部插拔油缸407回缩到底，艉框架408为活动状态，牵引油缸405回缩，带动艉框架408向前运行，直至牵引油缸405回缩到底；

步骤六：模型托车模块1进入压力筒内，

重复步骤四、步骤五，直至模型托车模块1及耐压结构模型002部进入卧式压力筒筒体003内；

步骤七：模型托车模块1与动力牵引模块4分离，

拆除模型托车模块1与动力牵引模块4之间的牵引插销104；

步骤八：艏框架401固定、艉框架408向后滑移，

艏部插拔油缸403伸出到底，艏框架401与反力轨道303之间为固定状态，艉部插拔油缸407回缩到底，艉框架408为活动状态，牵引油缸405伸出，推动艉框架408向后滑移，直至牵引油缸405完全伸出；

步骤九：艉框架408固定、艏框架401向后滑移，

艉部插拔油缸407伸出到底，艉框架408与反力轨道303间为固定状态，艏部插拔油缸403回缩到底，艏框架401为活动状态，牵引油缸405回缩，带动艏框架401向后滑移，直至牵引油缸405回缩到底；

步骤十：动力牵引模块4归位，

重复步骤七、步骤八，直至动力牵引模块4后撤到底；

步骤十一：装填装置起吊、撤出工作区域，

解除支撑框架与基础预埋板007间的高强螺栓，将自动装填装置001整体吊离工作区域；

步骤十二：耐压结构模型移入过程全部结束后，筒帽托车006开始工作，将筒帽005移入卡箍启闭机构004内，卡箍启闭机构004闭合，筒帽005与筒体完全贴合，进入耐压试验阶段；

步骤十二：耐压试验结束，耐压结构模型移出压力筒的步骤次序，与移入压力筒的步骤次序相反。

本发明的具体结构和功能如下：

(一)自动装填装置在外压试验系统中的安装位置：

如图1所示，为自动装填装置在外压试验系统中安装位置图：主要包括自动装填装置001、耐压结构模型002、卧式压力筒体003、卡箍启闭机构004、筒帽005、托车006、基础预埋板007、设备基础008。

自动装填装置001的工作区域为一长方形区域，工作区域内通过地脚螺栓预埋有若干基础预埋板007。

自动装填装置001底部的支撑框架通过高强螺栓固定在基础预埋板007上，并与卧式压力筒筒体003对接。

耐压结构模型002放置在自动装填装置001的模型托车上。

筒帽005固定在筒帽托车006上，随其运动，可将筒帽005移送至自动装填装置001的工作区域之外。卡箍启闭机构004控制筒帽005与卧式压力筒筒体003的贴合或分离。

设备的组成：

如附图2和图3所示，自动装填装置001由：模型托车模块1、滑板模块2、支撑模块3、动力牵引模块4、软件控制模块5等组成。

模型托车模块1：

如附图4和图5所示，模型托车模块1由：托车车架101，周向重载低摩擦板102，侧向重载低摩擦板103，牵引插销104，艉部牵引座105，接合器托架106、内螺纹块107等组成。

托车车架101是试验模型的摆放基础和直接承载件，重载低摩擦板是模型托车模块1的滑移副。

托车车架101按长度分为：长、短两种规格，两者通过高强螺栓连接，可组装成多种长度规格的托车车架101。

在托车车架101左右两侧的上表面位置，各焊接有一组内螺纹块107，可为仪器仪表、模型捆扎等提供安装或固定基础。

如附图4所示，为方便试验模型放置，托车车架101设计成圆弧形结构，在托车车架101左、右两侧面各固定有一条重载低摩擦板，既起导向作用，又可防止模型托车左右偏转。在托车车架圆弧形结构的底部，沿圆周方向均匀固定有五条重载低摩擦板，用于承受模型等的重量。

接合器托架106布置于模型托车模块的首尾两端，用于放置耐压结构模型的接合器部分。

艉部牵引座105位于模型托车模块的尾部，通过牵引插销与动力牵引模块的艏框架相连接。

模型托车模块1的核心零件为重载低摩擦板。

该重载低摩擦板为增强纤维复合材料，材料间充填聚四氟乙烯材料，具有高强度、低摩擦、自润滑等特性。这类材料能适应面接触、紧配合的干摩擦而保持很低的摩擦系数，不需要添加任何润滑脂，杂质不易进入，从而大大减少了接触面的磨损，维修和更换方便。其抗压能力达到铸钢水平，并且具有明显提高的韧性，耐磨损能力达到铜的10-20倍。成熟度高，已被广泛应用于：大型造船龙门起重机和桥梁施工等行业、水利水电工程的船闸、食品机械用轴承、风力发电设备、飞机起落架、大型船舶的舱口盖和船体间支承构件等中。

滑板模块2：

滑板模块2由：滑板201，滑板安装板202等组成。

滑板安装板202通过焊接方式，分别固定在支撑模块上和压力筒内。滑板分筒内滑板与筒外滑板两部分，采用不锈钢材料，为重载低摩擦板提供高光洁度的滑移平面，通过螺栓固定在滑板安装板上。

筒内滑板与筒外滑板无缝对接，其截面布置形式同模型托车模块。

支撑模块3

支撑模块3由：筒体端支撑框架301，地面支撑框架302，反力轨道303，防坠蒙皮304。

支撑模块3的支撑框架有筒体端支撑框架301、地面支撑框架302两部分组成，是装填装置的承力基础，横向通过高强螺栓连接成整体。

模型装填时，通过起重机将支撑框架整体吊放在基础预埋板上，并通过高强螺栓将其固定在基础预埋板上。

模型装填结束后，通过起重机将支撑框架整体吊离。

支撑框架为内圆弧形桁架结构，与模型托车互为同心圆，为模型托车提供稳定的装配条件，方便筒内滑板与筒外滑板的准确对接。

反力导向轨道303共两条，固定在支撑框架的左右两侧。反力导向轨道303根据牵引油缸的行程，开有若干个圆孔，与动力牵引模块上的插拔油缸同心，为牵引油缸缸体和活塞杆交替运动提供约束位置及反力基础。

另外，模型托车模块的托车车架、动力牵引模块的框架，其两侧面各固定有一条重载低摩擦板，反力导向轨道可为其提供导向作用，可防止模型托车左右偏转，限制模型托车的径向位移，控制模型托车的滑移轨迹，实现模型托车的精确入筒。

防坠蒙皮304布置在支撑框架镂空处，为作业人员提供无缝隙的作业空间，防止人员坠落。

动力牵引模块4：

动力牵引模块4由：艏框架401，牵引油缸活塞杆插销402，艏部插拔油缸403，牵引油缸托架404，牵引油缸405，牵引油缸缸体插销406，艉部插拔油缸407，艉框架408，泵站安装框架409，液压泵站410，平台盖板411，操作平台412。

牵引油缸405、艏部插拔油缸403、艉部插拔油缸407均内置有位移传感器。

艏框架401、牵引油缸托架404、艉框架408为圆弧形框架结构，均布置有重载低摩擦板，其布置方式与模型托车车架完全相同：左、右两侧面各固定有一条重载低摩擦板，起导向作用；在圆弧形框架结构的底部，沿圆周方向均匀固定有五条重载低摩擦板，用于承受重量。

动力牵引模块4采用液压驱动，液压泵站安装在其上，随其一起运动。

动力牵引模块4的反力框架分艏框架、艉框架两部分。两者之间通过牵引油缸相连接(艏框架连接活塞杆、艉框架连接缸体)。牵引油缸为运动部件提供水平推力或拉力。

艏框架通过牵引插销与模型托车模块的艉部牵引座相连接。

在艏框架及艉框架上分别安装有艏部插拔油缸、艉部插拔油缸，与牵引油缸轴向水平垂直，可插入支撑模块对应孔内。艏框架及艉框架通过各自的插拔油缸，可与支撑模块相固定，根据作业需要分别为牵引油缸提供约束反力。

两组插拔油缸在软件控制模块的控制下交替工作，与之对应的艏框架或艉框架亦交替固定，结合牵引油缸的伸出或回缩，可使其艏框架、艉框架在滑板模块上交替滑动。从而使得动力牵引模块具有自行走功能，可带动模型托车模块长距离运动。

软件控制模块5：

软件控制模块是装填装置实现自动化的关键模块，通过特定的程序，控制动力牵引模块的运行方向和距离，从而实现试验模型的超长距离移入、移出。

软件控制模块主要用于液压泵站、油缸和位移传感器等的控制，实现2组反力插销的交替拔插以及牵引油缸的伸出和缩回动作，同时兼顾可视化显示功能以及紧急停车控制功能等。

软件控制模块安装在动力牵引模块的操作平台，操作人员可以在操作平台上对装填装置进行实时跟随控制。

实际使用过程中：

针对所设计的大型耐压结构模型卧式自动装填装置，设计一套合理的工作步骤，用于更好更加安全的发挥自动装填装置的具体功能。

步骤一：自动装填装置001的工作区域清理、准备(如图14所示)，

卡箍启闭机构004开启，筒帽005与筒体003分离，筒帽托车006将筒帽005移出卡箍启闭机构004，至装填装置001工作区域外。

步骤二：装填装置吊装、安装(如图15所示)，

将自动装填装置001筒外所有模块组装成一体，整体吊装至基础预埋板007上，保证自动装填装置001与卧式压力筒筒体003同心、对接良好。通过高强螺栓将支撑框架固定在基础预埋板007上。检查动力牵引模块4的运行状态、检查自动装填装置001各机构间的连接，完成作业前的全部安全检查工作。

步骤三：耐压结构模型吊放、就位(如图16所示)，

将耐压结构模型003吊放在自动装填装置001的模型托车模块1上，模型接合器摆放在接合器托架106上。

步骤四：艉框架固定、模型托车向前滑移(如图17和图18所示)，

艏部插拔油缸403回缩到底，艏框架401为活动状态。艉部插拔油缸407伸出，插入反力轨道303对应孔内，艉框架408与反力轨道303间为固定状态。牵引油缸405伸出，推动艏框架401向前运行，从而带动模型托车模块1和耐压结构模型002同步向前运移，直至牵引油缸405完全伸出。

步骤五：模型托车固定、艉框架向前滑移(如图19和图20所示)，

艏部插拔油缸403伸出，插入反力轨道303对应孔内，艏框架401与反力轨道303间为固定状态。艉部插拔油缸407回缩到底，艉框架408为活动状态。牵引油缸405回缩，带动艉框架408向前运行，直至牵引油缸405回缩到底。

步骤六：模型托车进入压力筒内(如图21所示)，

重复步骤四、步骤五，直至模型托车模块1及耐压结构模型002全部进入卧式压力筒筒体003内。

步骤七：模型托车模块与动力牵引模块分离(如图22所示)，

拆除模型托车模块与动力牵引模块之间的牵引插销104。

步骤八：艏框架401固定、艉框架408向后滑移(如图23所示)，

艏部插拔油缸403伸出到底，艏框架401与反力轨道303之间为固定状态。艉部插拔油缸407回缩到底，艉框架408为活动状态。牵引油缸405伸出，推动艉框架408向后滑移，直至牵引油缸405完全伸出。

步骤九：艉框架固定、艏框架向后滑移(如图24所示)，

艉部插拔油缸407伸出到底,艉框架408与反力轨道303间为固定状态；艏部插拔油缸403回缩到底，艏框架401为活动状态。牵引油缸405回缩，带动艏框架401向后滑移，直至牵引油缸405回缩到底。

步骤十：动力牵引模块归位(如图25所示)，

重复步骤七、步骤八，直至动力牵引模块4后撤到底。

步骤十一：装填装置起吊、撤出工作区域(如图26所示)，

解除支撑框架与基础预埋板007间的高强螺栓，将自动装填装置001整体吊离工作区域。

以上为耐压结构模型移入压力筒的全部过程。

步骤十二：如图27所示，耐压结构模型移入过程全部结束后，筒帽托车006开始工作，将筒帽005移入卡箍启闭机构004内，卡箍启闭机构004闭合，筒帽005与筒体完全贴合，进入耐压试验阶段。

耐压试验结束，耐压结构模型移出压力筒的步骤次序，与移入压力筒的步骤次序相反。

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 (4)

1.一种大型耐压结构模型卧式自动装填装置，其特征在于：包括设备基础（008），所述设备基础（008）的上表面通过地脚螺栓预埋有若干基础预埋板（007），基础预埋板（007）上通过紧固件安装自动装填装置（001），所述自动装填装置（001）与卧式压力筒筒体（003）对接，自动装填装置（001）上放置耐压结构模型（002），所述设备基础（008）的上表面还通过滑移机构安装有筒帽托车（006），所述筒帽托车（006）上安装有筒帽（005）；

还包括卡箍启闭机构（004），卡箍启闭机构（004）安装在卧式压力筒筒体（003）的端部，所述卡箍启闭机构（004）控制筒帽（005）与卧式压力筒筒体（003）的贴合或分离；

所述自动装填装置（001）的结构为：包括安装在基础预埋板（007）上的支撑模块（3），所述支撑模块（3）的上表面设置有圆弧形内凹结构，所述圆弧形内凹结构上安装有滑板模块（2），所述滑板模块（2）上配合安装有模型托车模块（1），所述模型托车模块（1）上放置耐压结构模型（002），所述支撑模块（3）上表面一端还安装有动力牵引模块（4），所述动力牵引模块（4）上安装有软件控制模块（5）；所述模型托车模块（1）的结构为：包括在长度方向互相连接的若干个托车车架（101），所述托车车架（101）的左右两侧的上表面均焊接有内螺纹块（107），单个托车车架（101）的一端间隔安装有多个周向重载低摩擦板（102），单个托车车架（101）的一端的两侧分别安装有侧向重载低摩擦板（103）；

位于首端和尾端的托车车架（101）上布置有接合器托架（106），尾端的接合器托架（106）外端面安装有艉部牵引座（105），艉部牵引座（105）的两头设置有牵引插销（104）；

所述滑板模块（2）间隔分布在支撑模块（3）上，每个滑板模块（2）通过若干个滑板本体（201）连接而成，若干个滑板本体（201）在长度方向连接成一长条形结构，相邻两个滑板本体（201）之间通过滑板安装板（202）固定，滑板模块（2）分筒内滑板与筒外滑板两部分；

所述支撑模块（3）的结构为：包括通过紧固件连接在一起的筒体端支撑框架（301）和地面支撑框架（302），所述筒体端支撑框架（301）和地面支撑框架（302）均成圆弧形桁架结构，与模型托车模块（1）匹配，所述筒体端支撑框架（301）和地面支撑框架（302）的上表面安装有防坠蒙皮（304），防坠蒙皮（304）上安装有反力轨道（303）；

所述动力牵引模块（4）的结构为：包括间隔布置的艏框架（401）和艉框架（408），所述艏框架（401）和艉框架（408）之间的两侧通过牵引油缸（405）连接，所述艏框架（401）和艉框架（408）之间还安装有牵引油缸托架（404），所述牵引油缸托架（404）和艉框架（408）之间安装有泵站安装框架（409），所述泵站安装框架（409）的上部安装液压泵站（410），所述液压泵站（410）的顶部安装操作平台（412）和平台盖板（411）；所述艏框架（401）、牵引油缸托架（404）和艉框架（408）的截面均成半圆形结构，所述艏框架（401）的上表面一侧设置有牵引油缸活塞杆插销（402），艏框架（401）外侧安装有艏部插拔油缸（403），所述牵引油缸（405）的外侧安装有牵引油缸缸体插销（406），艉框架（408）的外侧安装有艉部插拔油缸（407）；牵引油缸（405）、艏部插拔油缸（403）、艉部插拔油缸（407）内均设置有位移传感器；

软件控制模块（5）是自动装填装置（001）实现自动化的关键模块，通过设定的程序，控制动力牵引模块（4）的运行方向和距离，实现试验模型的超长距离移入、移出。

2.如权利要求1所述的一种大型耐压结构模型卧式自动装填装置，其特征在于：所述托车车架（101）按长度分为长、短两种规格。

3.如权利要求1所述的一种大型耐压结构模型卧式自动装填装置，其特征在于：所述周向重载低摩擦板（102）和侧向重载低摩擦板（103）采用增强纤维复合材料，并在增强纤维复合材料内充填聚四氟乙烯材料。

4.一种利用权利要求1所述的大型耐压结构模型卧式自动装填装置的装填方法，其特征在于：包括如下操作步骤：

步骤一：自动装填装置（001）的工作区域清理、准备，

卡箍启闭机构（004）开启，筒帽（005）与卧式压力筒筒体（003）分离，筒帽托车（006）将筒帽（005）移出卡箍启闭机构（004），至自动装填装置（001）工作区域外；

步骤二：装填装置吊装、安装，

将自动装填装置（001）筒外所有模块组装成一体，整体吊装至基础预埋板（007）上，通过高强螺栓将支撑框架固定在基础预埋板（007）上，检查动力牵引模块（4）的运行状态、检查自动装填装置（001）各机构间的连接，完成作业前的全部安全检查工作；

步骤三：耐压结构模型（002）吊放、就位，

将耐压结构模型（002）吊放在自动装填装置（001）的模型托车模块（1）上，模型接合器摆放在接合器托架（106）上；

步骤四：艉框架（408）固定、模型托车模块（1）向前滑移，

艏部插拔油缸（403）回缩到底，艏框架（401）为活动状态，艉部插拔油缸（407）伸出，插入反力轨道（303）对应孔内，艉框架（408）与反力轨道（303）间为固定状态，牵引油缸（405）伸出，推动艏框架（401）向前运行，从而带动模型托车模块（1）和耐压结构模型（002）同步向前运移，直至牵引油缸（405）完全伸出；

步骤五：模型托车模块（1）固定、艉框架（408）向前滑移，

艏部插拔油缸（403）伸出，插入反力轨道（303）对应孔内，艏框架（401）与反力轨道（303）间为固定状态，艉部插拔油缸（407）回缩到底，艉框架（408）为活动状态，牵引油缸（405）回缩，带动艉框架（408）向前运行，直至牵引油缸（405）回缩到底；

步骤六：模型托车模块（1）进入压力筒内，

重复步骤四、步骤五，直至模型托车模块（1）及耐压结构模型（002）部进入卧式压力筒筒体（003）内；

步骤七：模型托车模块（1）与动力牵引模块（4）分离，

拆除模型托车模块（1）与动力牵引模块（4）之间的牵引插销（104）；

步骤八：艏框架（401）固定、艉框架（408）向后滑移，

艏部插拔油缸（403）伸出到底，艏框架（401）与反力轨道（303）之间为固定状态，艉部插拔油缸（407）回缩到底，艉框架（408）为活动状态，牵引油缸（405）伸出，推动艉框架（408）向后滑移，直至牵引油缸（405）完全伸出；

步骤九：艉框架（408）固定、艏框架（401）向后滑移，

艉部插拔油缸（407）伸出到底, 艉框架（408）与反力轨道（303）间为固定状态，艏部插拔油缸（403）回缩到底，艏框架（401）为活动状态，牵引油缸（405）回缩，带动艏框架（401）向后滑移，直至牵引油缸（405）回缩到底；

步骤十：动力牵引模块（4）归位，

重复步骤七、步骤八，直至动力牵引模块（4）后撤到底；

步骤十一：装填装置起吊、撤出工作区域，

解除支撑框架与基础预埋板（007）间的高强螺栓，将自动装填装置（001）整体吊离工作区域；

步骤十二：耐压结构模型移入过程全部结束后，筒帽托车（006）开始工作，将筒帽（005）移入卡箍启闭机构（004）内，卡箍启闭机构（004）闭合，筒帽（005）与筒体完全贴合，进入耐压试验阶段；

步骤十二：耐压试验结束，耐压结构模型移出压力筒的步骤次序，与移入压力筒的步骤次序相反。

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