CN113547278B - 一种柴油机机座及机架用焊接工装 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种柴油机机座及机架用焊接工装，包括能沿水平轴线转动并固定的转架，转架中具有水平的支撑梁，支撑梁处安装有多个能沿支撑梁滑动的张紧固定机构，张紧固定机构包括梁体，梁体两端分别连接有拉板以形成U形结构，支撑梁处于两个拉板之间，拉板远离梁体的一端具有第一销孔，以适配工件中的第二销孔，拉板能通过销轴与工件连接，梁体与支撑梁之间能够填充楔铁。本公开便于实现大载荷柴油机机座的翻转，为柴油机机座的平衡提供基础。

Description

一种柴油机机座及机架用焊接工装

技术领域

本公开属于岩土工程技术领域，具体涉及一种柴油机机座及机架用焊接工装。

背景技术

这里的陈述仅提供与本公开相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

目前柴油机机座、机架焊接过程中，作为工件的机座与机架大多采用整体组装后使用行车进行翻转变位，以实现平焊位置焊接。机座、机架焊接过程中需至少进行六次翻转，大型结构件频繁的翻转工作存在较大的安全风险。

发明人了解到的一些能够主动实现待焊接工件翻转变位的翻转工装中，一般使用螺栓将工件与翻转工装固定，使工件与翻转工装中的支撑梁在翻转过程中始终紧密连接。

但是在船用柴油机领域，机座和机架产品重量经常在10吨以上，常规使用螺栓固定的方法需要大直径螺栓、需要很大的力与宽敞的操作空间，在翻转工装有限的操作空间内，安装与拆卸颇为费力，且螺栓长时间处于高负载情况下加剧其磨损与变形，带来安全隐患。

并且常规使用螺栓连接时，工件的腹板处具有螺栓孔，作为支撑梁处也需要预留螺孔或者在外置焊接的钢板上预留螺孔，这种方式使得支撑梁梁仅适用于一种型号的工件，当工件相邻腹板之间的距离发生改变，或者腹板中螺栓孔位置发生改变时，需要加工并更换不同的支撑梁，拆卸复杂。

发明内容

本公开的目的是提供一种柴油机机座及机架用焊接工装，能够至少解决上述技术问题之一。

为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供一种柴油机机座及机架用焊接工装，包括能沿水平轴线转动并固定的转架，转架中具有水平的支撑梁，支撑梁处安装有多个能沿支撑梁滑动的张紧固定机构，张紧固定机构包括梁体，梁体两端分别连接有拉板并形成U形结构，支撑梁处于两个拉板之间，拉板远离梁体的一端分别具有第一销孔，以适配工件中的第二销孔，拉板能通过销轴与工件连接，梁体与支撑梁之间能够填充楔铁，以固定张紧固定机构、支撑梁与工件。

进一步的，所述梁体与支撑梁相对的侧面呈小于5°的夹角，以分别贴合楔铁的两个斜面；楔铁中与梁体接触的侧面为止退面，止退面处设有止退槽，止退槽的倾斜方向与止退面倾斜方向相反，梁体处设有螺孔，螺孔中设置螺栓，螺栓的中心轴线与止退槽的延伸方向垂直。

进一步的，每个拉板包括并排布置的活动板与固定板，活动板与固定板之间形成容纳工件中腹板的夹持空间，固定板与梁体固定连接，活动板与梁体滑动连接，活动板能够沿自身延伸方向滑动。

以上一个或多个技术方案的有益效果为：

本公开中采用张紧固定件来连接工件的腹板，张紧固定件的拉板与工件之间通过销轴连接，不需要利用螺栓，减少了拧动螺栓时所需要的操作空间，便于在狭小空间内操作；并且减少因为螺栓长时间处于高负载情况下的磨损与变形隐患。

本公开中多个张紧固定件能够沿支撑梁的延伸方向滑动，使得相邻张紧固定件之间的距离能够调节，便于适配于不同型号工件中腹板距离不同的情况。

本公开中采用在张紧固定件的梁体与支撑梁之间填充楔铁的方式，在楔铁的挤压力下，张紧固定件、支撑梁与待焊接的工件能够形成一个稳固的整体，工件不会在翻转焊接时发生晃动，便于提高工件焊接质量。

本公开中梁体与支撑梁相对的侧面呈小于5°的夹角，楔铁的两个斜面分别与梁体及支撑梁贴合，使得楔铁具备一定的自锁功能；同时楔铁上具备止退槽，止退槽的倾斜方向与止退面的倾斜方向相反，进一步利用螺栓实现楔铁的止退，保证工件焊接时的平稳性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本公开实施例中整体结构的轴测示意图；

图2为本公开实施例中张紧固定机构的轴测示意图；

图3为本公开实施例中另一视向张紧固定机构的轴测示意图；

图4为本公开实施例中显示楔铁与梁体斜面接触的局部剖面示意图；

图5为本公开实施例中显示螺栓与止退槽配合的局部剖面示意图；

图6为本公开实施例中工件固定在支撑梁时的示意图；

图7为本公开实施例中另一视向的工件固定在支撑梁时的示意图；

图8为本公开实施例中在横梁处焊接限位板的示意图；

图9为本公开实施例中将固定板与腹板的一侧贴合时的示意图；

图10为本公开实施例中将活动板上推与固定板并排布置，使得两个第一销孔对齐的示意图；

图11为本公开实施例中在支撑梁与梁体之间填充楔铁的示意图。

图中，1、底座；2、支撑轮；3、导向轮；4、电机座；5、电机；6、减速器；7、联轴器；8、驱动轮；9、连接梁；10、支撑柱；11、刹车机构；12、转轮；13、横梁座；14、横梁；15、支撑梁；16、导向块；17、挡板；18、上部导向轮；19、张紧固定机构；20、连接销；21、限位板；22、工件。

191、活动板；1911、限位结构；192、梁体；193、止退螺栓；194、楔铁；195、固定板；196、限位块；197、止退槽；198、销孔；199、滑动斜面。

221、腹板；151、第一翼板；152、第二翼板；153、支撑梁腹板。

具体实施方式

如图6、7所示，给出了组装完毕后，待焊接的工件22结构示意图，从图中可以看出，工件22包括侧板、端板及腹板等结构，在工件22基本组装完成并利用点焊完成初步定位之后，需要利用焊接的方式实现相邻零部件的完全固定。在焊接工艺中，平焊相对于仰焊与立焊来说，便于提高焊接质量。因此，柴油机的机架与机座等工件22焊接时具有翻转以平焊完成相应焊缝的需求。

如图1所示，本实施例提供一种柴油机机座及机架用焊接工装，包括能沿水平轴线转动并固定的转架，转架中具有水平的支撑梁15，利用支撑梁15连接并支撑待焊接的工件22，使得工件22能够随着转架同步转动。

为了解决较大规格螺栓连接时，需要较大的操作空间以拧动螺栓与焊接工装及工件22内部腹板之间操作空间不足的矛盾，并且解决螺栓连接时，支撑梁15只能够适应确切规格工件22连接的问题。本实施例中，在支撑梁15处安装有多个能沿支撑梁15滑动的张紧固定机构19，张紧固定机构19包括梁体192，梁体192两端分别连接有拉板并形成U形结构，支撑梁15处于两个拉板之间，拉板远离梁体192的一端分别具有第一销孔198，以适配工件22中的第二销孔，拉板能通过销轴与工件22连接。

参照图2、3，此处的张紧固定机构19呈U型，便于从三个方向包覆支撑梁15，当拉板与工件22的腹板连接后，腹板、两个拉板及梁体192围合形成一个封闭的空间，支撑梁15从该封闭空间穿过，为了实现支撑梁15与张紧固定机构19及工件22的完全固定，在支撑梁15与梁体192之间填充楔铁194，使得沿拉板延伸方向，支撑梁15、梁体192、拉板与工件22相互挤压，形成一个固定的整体，并且因为挤压产生的摩擦力能够限制张紧固定机构19及工件22沿支撑梁15的轴向运动。此处支撑梁15的轴向指的是支撑梁15的延伸方向、长度方向。

在采用楔铁194结构的基础上，楔铁194具有两个呈设定夹角的斜面，本实施例中，楔铁194的呈直角三棱柱形，其中的两个夹角较小的侧面形成斜面，本实施例中，两个斜面之间的夹角小于5°，作为适配的，所述梁体192与支撑梁15相对的侧面呈小于5°的夹角，以分别贴合楔铁194的两个斜面。因为楔铁194的两个斜面夹角小于5°，使得楔铁194具有一定的自锁功能。

为了进一步增加楔铁194的止退功能，本实施例中，楔铁194中与梁体192接触的侧面为止退面，相应的梁体中与止退面接触的为滑动斜面199。止退面处设有止退槽197，止退槽197的倾斜方向与止退面倾斜方向相反，梁体192处设有螺孔，螺孔中设置螺栓，螺栓的中心轴线与止退槽197的延伸方向垂直。

参照图4、5，即对楔铁194来说，楔铁194中支撑梁15接触的斜面为基准面，当该基准面水平时，楔铁194中另外一个为止退面，止退面与该基准面呈小于5°的夹角，图4、5中与梁体192接触的斜面为左高右低，为了防止楔铁194向左侧运动脱落，在止退面上设置右高左低的止退槽197，并且在梁体192上设置螺孔及止退螺栓，在止退螺栓的头端顶紧止退槽197的斜面时，楔铁194无法退出。

在上述采用拉板及销轴连接腹板的情况下，为了使得每个被连接的腹板两侧均布置有拉板，实现拉板与腹板的面接触限位，将每个拉板分成并排布置的活动板191与固定板195，活动板191与固定板195之间形成容纳工件22中腹板的夹持空间，将腹板插接至夹持空间，活动板191与固定板195处具具有所述的第一销孔198，两个第一销孔198与一个第二销孔对准后插接销轴，实现固定连接。

本实施例中，在工件22组装完毕后，通过行车等吊装设备吊装至焊接工装的支撑梁15处，因为张紧固定机构19能够沿支撑梁15滑动，并且本实施例中的活动板191与固定板195之间的距离基本与腹板的厚度相同，难以通过精准吊装将腹板依次插接至相应的夹持空间。为了解决该问题，将固定板195与梁体192固定连接，活动板191与梁体192滑动连接，活动板191能够沿自身延伸方向滑动。在吊装时，将活动板191向着远离腹板的方向滑动，使得活动板191与固定板195错位，使得夹持空间完全漏出，通过滑动夹紧固定机构，使得固定板与腹板贴合后，然后滑动活动板191，使得活动板191重新与固定板195并排布置，两个第一销孔198、第二销孔的轴线均重合，活动板191与固定板195分别处于腹板两侧。

具体的，为了实现活动板191与梁体192的滑动连接，在所述梁体192上设有通槽，活动板191穿过所述通槽，以使得活动板191能够沿自身延伸方向滑动，活动板191背离耳板的一端设有限位结构，以阻挡活动板191从通槽中脱离。

具体的，本实施例中，为了保证在未连接腹板时，张紧固定机构19不会从支撑梁15处滑脱，所述活动板191与固定板195均包括板体，板体末端设有耳板，不同固定板195中两板体的间距小于不同固定板195中两耳板的间距。

本实施例中，所述固定板195靠近活动板191的侧面处设有限位块196。在固定板195贴合腹板时，实现腹板与拉板相对位置的限位。

具体的，支撑梁包括相互平行的第一翼板和第二翼板，第一翼板与第二翼板之间连接支撑梁腹板，在使用时第一翼板靠近张紧固定机构中的梁体，第二翼板用于直接与工件的腹板接触，以实现支撑。第一翼板卡接在限位块与梁体之间，避免张紧固定机构从支撑梁脱落。

在本实施例中，所述转架包括同轴心并排布置的两个转轮12，两个转轮12分别为主动轮和从动轮，两个转轮12之间连接有横梁14以及所述支撑梁15，横梁14与支撑梁15均与转轮12的轴线平行。所述横梁14分别与两个转轮12可拆卸连接。如图8所示，所述横梁14处焊接有限位板21，限位板21用于限制工件22与横梁14之间沿横梁14轴向及转轮12切向的运动。具体的，转轮12中部具有钢构件，用于安装支撑梁15及横梁14，横梁14通过连接销20与钢构件处的横梁座13连接。

所述转轮12通过支座支撑，支座处安装有能够驱动转轮12旋转的驱动机构，以及能够限制转轮12转动的刹车机构11。

如图1所示，支座包括四个底座1，四个底座1之间通过连接梁9连接，以形成方形框结构，驱动机构包括安装在底座1处的电机座4，电机座4上安装有电机5，电机5的输出轴与减速器6连接，减速器6的输出轴通过联轴器7与驱动轮8的转轴连接，驱动轮8与转轮12的侧面贴合，通过驱动轮8来提供转轮12旋转的动力。

为了保证转轮12能够沿自身中心轴线转动，在转轮12的下部两侧分别设置支撑轮2，在转轮12的下方设置导向轮3，在底座1上方设置支撑座，在支撑柱10上设置上部导向轮18，导向轮3、支撑轮2及上部导向轮18分别与转轮12贴合。

为了提高驱动效果，可以在转轮12、向轮、支撑轮2及上部导向轮18的外圆侧面处分别设置环齿。

工作原理：当使用本装置时，首先将焊接工装的整体安装完毕，并使得转架处于限位，无法转动的状态，支撑梁15转架下部位置。

将工件22吊运至支撑梁15上方。

如图9，将张紧固定机构19活动板191处于自然下滑位置，活动板191与固定板195错位，将张紧固定机构19向工件22的腹板靠拢，直至固定板195与腹板接触。

如图10，将活动板191向上滑动，使固定板195、腹板、活动板191三个销孔同心，使用销连接。

如图11，将楔铁194插入支撑梁15与张紧固定机构19之间，使其止退面与梁体192斜面接触，另一个面与支撑梁15接触。

使用手锤敲击楔铁194楔紧，将止退螺栓拧进止退槽197内，使其顶紧止退槽197的斜面。

拆卸时松开止退螺栓，使用手锤敲击楔铁194使其退出。撤下张紧固定机构19与腹板之间的销轴后完成张紧固定机构19的拆卸工作。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种柴油机机座及机架用焊接工装，其特征在于，包括能沿水平轴线转动并固定的转架，转架中具有水平的支撑梁，支撑梁处安装有多个能沿支撑梁滑动的张紧固定机构，张紧固定机构包括梁体，梁体两端分别连接有拉板以形成U形结构，支撑梁处于两个拉板之间，拉板远离梁体的一端具有第一销孔，以适配工件中的第二销孔，拉板能通过销轴与工件连接，梁体与支撑梁之间能够填充楔铁；

所述梁体与支撑梁相对的侧面呈小于5°的夹角，以贴合楔铁的两个斜面，楔铁中与梁体接触的侧面为止退面，止退面处设有止退槽，止退槽与止退面倾斜方向相反，梁体处设有螺孔，螺孔中设有螺栓，螺栓的轴线与止退槽的延伸方向垂直，进一步利用螺栓实现楔铁的止退；

拉板包括并排的活动板与固定板，固定板与梁体固定，活动板能沿自身延伸方向滑动，两个第一销孔与一个第二销孔对准后插接销轴，实现固定连接，多个张紧固定机构能够沿支撑梁的延伸方向滑动，相邻张紧固定机构之间的距离能够调节，适配于不同型号工件中腹板距离不同的情况。

2.根据权利要求1所述的柴油机机座及机架用焊接工装，其特征在于，所述活动板与固定板均包括板体，板体末端设有耳板，不同固定板中两板体的间距小于不同固定板中两耳板的间距。

3.根据权利要求1所述的柴油机机座及机架用焊接工装，其特征在于，所述固定板靠近活动板的侧面处设有限位块。

4.根据权利要求1所述的柴油机机座及机架用焊接工装，其特征在于，所述梁体上设有用于穿过活动板的通槽，活动板背离耳板的一端设有限位凸起。

5.根据权利要求1所述的柴油机机座及机架用焊接工装，其特征在于，所述转架包括同轴的两个转轮，转轮之间连接有横梁以及支撑梁，横梁与支撑梁平行。

6.根据权利要求5所述的柴油机机座及机架用焊接工装，其特征在于，所述横梁分别与两个转轮可拆卸连接。

7.根据权利要求5所述的柴油机机座及机架用焊接工装，其特征在于，横梁处具有限位板，用于限制工件与横梁间发生沿横梁轴向及转轮切向的相对运动。

8.根据权利要求5所述的柴油机机座及机架用焊接工装，其特征在于，转轮通过支座支撑，支座处安装有能驱动转轮旋转的驱动机构，以及限制转轮转动的刹车机构。

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