CN114043159B - 一种用于控制铁路罐车罐体合拢环缝错边的分体组对装置 - Google Patents

一种用于控制铁路罐车罐体合拢环缝错边的分体组对装置 Download PDF

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Abstract

一种用于控制铁路罐车罐体合拢环缝错边的分体组对装置，其芯盘是由两个分体式半圆环芯盘组成的圆环，在每个半环形芯盘槽底上设有撑杆管座，在每个半环形芯盘两侧壁外分别固定有加强杆的一端，这些加强杆的另一端固定在一个半圆管形中轴套管上，两对中轴套管之间置有一根中轴，中轴两端分别设在两个分体式基座的两个托板上，托板下面的斜管通过调节螺杆与万向轮连接。在环形芯盘撑杆管座上可置有撑杆中的撑杆B，撑杆B为螺杆置于螺母内，螺母外周面设有一端固定于其上的径向力臂旋杆，螺母的一个端面与圆管式撑杆A一端固连，撑杆A的另一封闭端外部设镶嵌在顶板装置内的内嵌式顶针。本发明可提高罐体环缝组对及埋弧焊接质量和效率。

Description

一种用于控制铁路罐车罐体合拢环缝错边的分体组对装置
技术领域
本发明涉及机械制造领域，特别是用于罐车罐体合拢加工的工装。
背景技术
铁路罐车基本是由中间六个筒节和端部两个封头拼接组成，工艺方法通常采用先分别组对三个筒节加一个封头形成半罐，然后采用埋弧焊将内环焊缝焊接完毕后，再将两半罐合拢形成整个罐体，在所有组对工艺过程中，最难的就是最后的两个半罐合拢组对。因为合拢时无法保证两半罐的板边周长及弧度完全一致；又由于罐壁钢板较厚；内环焊完的半罐结构刚性较大，组对时很难对周长及弧度不匹配的两板边进行矫正，大型的撑圆设备又无法进入罐内工作(罐体组对后就只有一个最大直径500mm的人孔供人、货出入)。组对时工人只能采用多个滚轮架滚动罐体旋转组对的原始方法，当罐体板边在转动到无间隙的部位时进行点焊固定，直至整道环缝全部合拢。在罐体滚动组对过程中，由于组对错边量的误差和两罐板周长的误差，会导致组对到最后时，两板边弧度差异较大，产生严重局部错边，无法弥补。局部错边较大是造成未焊透及射线探伤合格率较低而产生大量返修的主要原因，严重影响生产效率及罐体的内外部质量，大幅增加生产成本。
发明内容
本发明的目的在于为了提高罐体环缝组对及埋弧焊接质量和效率，而提供的一种用于控制铁路罐车罐体合拢环缝错边的分体组对装置。
本发明主要包括：芯盘，中轴、基座及撑杆等四部分。其中，芯盘主要是由两个截面呈槽钢形的分体式半圆环芯盘组成的圆环，该两个半圆环芯盘各有一端的两外侧壁上分别固定有一对芯盘固定锁孔板A和B的一半，非与半圆环芯盘相连的另一半芯盘固定锁孔板(A和B)外延超过半圆环芯盘部分分别设有两个芯盘固定孔，其与另一半圆环芯盘非设芯盘固定锁孔板一端两侧壁上的芯盘固定孔相对应。于是一个半圆环芯盘的端部可插入另一个半圆环芯盘端部的芯盘固定锁孔板(A和B)之间，再由穿过芯盘固定板(A和B)上通孔及半环形芯盘端部两侧壁上的芯盘固定孔的紧固件，将两者相连组成一个圆环。在每个半环形芯盘槽底上设有若干以芯盘中心为对称的通孔即撑杆管座，该撑杆管座的圆心与设在半环形芯盘侧壁上的撑杆锁孔A圆心在同一平面上。另在每个半环形芯盘两侧壁外分别固定有均布的若干加强杆的一端，这些加强杆的另一端固定在一个半圆管形中轴套管上，该中轴套管与母线平行的两个端边分别与带有锁孔的芯盘固定锁孔板C相连。芯盘两侧的两对芯盘固定锁孔板C相对由紧固件固定，两对中轴套管之间置有一根中轴。该圆管式中轴一端固定有与其垂直的环形挡板，另一端设有螺纹，该螺纹部分设有套于其上的活动环形挡板及锁紧螺母。上述中轴两端分别设在两个分体式基座的两个托板上，托板上面中间设有条形凹槽，其内可置有中轴上的两个挡板，托板条形凹槽两侧分别固定有与其垂直相连的两对立方体形挡铁。托板下面四个角各与一根与托板斜交呈八字形的斜管一端固连，斜管的另一端内置有与其匹配的活动套管，在活动套管下端口内部镶嵌有套管螺母，该套管螺母与置于其内的螺柱式调节螺杆相啮合，在该调节螺杆的自由端设有万向轮。在所述环形芯盘撑杆管座上可置有撑杆中的撑杆B，该撑杆B自由端直径小于环形芯盘撑杆管座直径且其上设有通孔即撑杆锁孔B，该撑杆锁孔B与环形芯盘侧壁上的撑杆锁孔A相对应，两者可由紧固件活动连接。在撑杆锁孔B向内一侧的撑杆B上设有固定于其上的直径大于环形芯盘撑杆管座直径的挡环，该挡环向内一侧的撑杆B为螺杆，其置于螺母内并与之相啮合，螺母外周面设有若干个一端固定于其上另一端为自由端的径向力臂旋杆，所述螺母的一个端面与圆管式撑杆A一端固连，撑杆B的一部分位于其内。撑杆A的另一端为封闭端，其外部设内嵌式顶针，顶针端部为半球形，镶嵌在顶板装置的方型钢内，镶嵌后两者之间能自由旋转且不脱落。该方型钢的另一开口端固定在一长条形钢板的中部，该条形钢板的方型钢两侧又各与一个钢罩开口相连，每个钢罩内各设一块强磁铁，该强磁的作用是当组对罐体筒节两板厚为不等厚板时，可根据板厚差选择相应厚度的钢垫板吸附在顶板装置的一侧，这样顶置时钢垫板就可填补较薄侧钢板的空缺，避免组对罐体筒节外侧产生錯边。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、所有组对装置可以快速拆分，并从人孔内自由通过。
2、组对装置安全可靠，拆卸简单，便于操作。
3、组对质量高，避免局部错边技术难题。
4、结构简单、制造方便、成本低。
5、工作效率高、降低生产成本。
6、组对时无需计算合拢环缝两板边的周长，并按周长差值考虑如何均匀分部错边量。
7、不仅可应用于铁路及出口罐车罐体合拢的最后一道环缝组对时错边量的控制，而且也可以用于罐体其他筒节间组对时错边量的控制。
附图说明
图1是本发明使用状态示意简图。
图2是本发明芯盘分体之一主视示意简图。
图3是本发明芯盘分体之二主视示意简图。
图4是本发明芯盘整体主视示意简图。
图5是本发明中轴主视示意简图。
图6是本发明芯盘、中轴及基座组合主视示意简图。
图7是图6中基座的局部俯视示意简图。
图8是本发明撑杆的主视局剖示意简图。
图9是本发明顶板装置使用状态局部放大示意简图。
图10是图9中顶板装置右视局剖示意简图。
图中：1、芯盘，2、中轴，3、基座，4、撑杆，5、芯盘固定锁孔板A，6、芯盘固定锁孔板B，7、芯盘固定孔，8、撑杆锁孔A，9、芯盘固定锁孔板C，10、中轴套管，11、加强杆，12、锁紧螺母，13、中轴，14、环形挡板，15、挡铁，16、托板，17、斜管，18、活动套管，19、套管螺母，20、调节螺杆，21、万向轮，22、撑杆管座，23、顶板装置，24、内嵌式顶针，25、撑杆A，26、力臂旋杆，27、螺母，28、撑杆B，29、罐体，30、人孔，31、合拢环缝，32、滚轮，33、撑杆锁孔B，34、挡环，35、活动环形挡板，36、钢垫板，37、强磁铁，38、母材薄板，39、母材厚板，40、方型钢，41、长条形钢板，42、钢罩。
具体实施方式
在图1所示的一种用于控制铁路罐车罐体合拢环缝错边的分体组对装置使用状态示意简图中，本发明主要包括：芯盘1，中轴2、基座3及撑杆4等四部分。其中，芯盘主要是由两个截面呈槽钢形的分体式半圆环芯盘组成的圆环，如图2、图3及图4所示，该两个半圆环芯盘各有一端的两外侧壁上分别固定有一对芯盘固定锁孔板A5和芯盘固定锁孔板B6的一半，非与半圆环芯盘相连的另一半芯盘固定锁孔板(A和B)外延超过半圆环芯盘部分分别设有两个芯盘固定孔，其与另一半圆环芯盘非设芯盘固定锁孔板一端两侧壁上的芯盘固定孔7相对应。于是一个半圆环芯盘的端部可插入另一个半圆环芯盘端部的芯盘固定锁孔板A和芯盘固定锁孔板B之间，再由穿过芯盘固定板(A和B)上通孔及半环形芯盘端部两侧壁上的芯盘固定孔的紧固件将两者相连组成一个圆环。在每个半环形芯盘槽底上设有若干以芯盘中心为对称的通孔即撑杆管座22，该撑杆管座的圆心与设在半环形芯盘侧壁上的撑杆锁孔A8圆心在同一平面上。另在每个半环形芯盘两侧壁外分别固定有均布的3根加强杆11的一端，这些加强杆的另一端固定在一个半圆管形中轴套管10上，该中轴套管与母线平行的两个端边分别与带有锁孔的芯盘固定锁孔板C9相连。芯盘两侧的两对芯盘固定锁孔板C相对由紧固件固定，两对中轴套管之间置有一根中轴13，如图5和图6所示，该圆管式中轴一端固定有与其垂直的环形挡板14，另一端设有螺纹，该螺纹部分设有套于其上的活动环形挡板35及锁紧螺母12。上述中轴两端分别设在两个分体式基座的两个托板16上，托板上面中间设有条形凹槽，其内可置有中轴上的两个挡板，托板条形凹槽两侧分别固定有与其垂直相连的两对立方体形挡铁15，如图7所示。托板下面四个角各与一根与托板斜交呈八字形的斜管17一端固连，斜管的另一端内置有与其匹配的活动套管18，在活动套管下端口内部镶嵌有套管螺母19，该套管螺母与置于其内的螺柱式调节螺杆20相啮合，在该调节螺杆的自由端设有万向轮21。在所述环形芯盘撑杆管座上可置有撑杆中的撑杆B28，如图1和图8所示，该撑杆B自由端直径小于环形芯盘撑杆管座直径且其上设有通孔即撑杆锁孔B33，该撑杆锁孔B与环形芯盘侧壁上的撑杆锁孔A8相对应，两者可由紧固件活动连接。在撑杆锁孔B向内一侧的撑杆B上设有固定于其上的直径大于环形芯盘撑杆管座直径的挡环34，该挡环向内一侧的撑杆B为螺杆，其置于螺母27内并与之相啮合，螺母外周面设有6个一端固定于其上另一端为自由端的径向力臂旋杆26，所述螺母的一个端面与圆管式撑杆A25一端固连，撑杆B的一部分位于其内。撑杆A的另一端为封闭端，其外部设内嵌式顶针24，顶针端部为半球形，镶嵌在顶板装置23的方型钢40内，镶嵌后两者之间能自由旋转且不脱落。该方型钢的另一开口端固定在一长条形钢板41的中部，该条形钢板的方型钢两侧又各与一个钢罩42开口相连，每个钢罩内各设一块强磁铁37。
本发明的工作过程如下：
在使用时先将所有部件放入罐体29的一半内，通过滚轮32调节罐体初步合拢后，先安装基座3，两组基座成对使用，如图6所示，先将八个带有万向轮21的调节螺杆20旋进套管螺母19内，再将与套管螺母连接的活动套管18的另一端插入与托板16连接的斜管17内。然后如图2、图3所示，将两半环形芯盘对正中心轴合并，组成圆形芯盘。此时一个半环形芯盘一端的芯盘固定锁孔板A5与芯盘固定锁孔板B6上的芯盘固定孔与另一个半环形芯盘固定孔7对正，并用螺栓分别锁紧固定，同时中轴套管10会合并成圆管形式，用螺栓穿入芯盘固定锁孔板C9中的固定孔，并将其锁紧；再将中轴2的中心轴13设有螺母的一端沿着芯盘1一侧的中轴套管10插入，由另一侧中轴套管伸出，再将活动环形挡板35及锁紧螺母12依次装在中心轴的螺柱上；进一步的将两个分体式基座3分别放在合拢环缝31的两侧，并按照中轴上活动环形挡板35与环形挡板14间的长度调整距离，调整好后，如图5所示，将芯盘与中轴组合装置安放在分体式基座上，安放时如图6所示，要将活动环形挡板35与环形挡板14分别置于托板16中心的条形凹槽内，同时受到周围挡铁15的保护，防止脱落，然后分别调整基座的调节螺杆20，直至中轴位置接近于合拢环缝31的空间中心位置；再取两套撑杆4，并将撑杆B28自由端分别插入芯盘上下相对的两个撑杆管座22内，并用螺栓同时穿过撑杆锁孔A8和撑杆锁孔B33固定锁紧。然后采用钢管插入力臂旋杆26进行旋转，直到上下两个撑杆同时与合拢环缝上下对称涨紧。顶板23内镶嵌强磁作用是，当合拢环缝两板边母材厚板39与母材薄板38为不等厚板时，可以在顶板的一侧吸附一块与不等板厚差值相等厚度的钢垫板36，从而保证顶板与合拢环缝两板边受力相等。然后再取两个撑杆插入水平对称方向的撑杆管座，同样与合拢焊缝对称涨紧，此时十字交叉位置涨紧以后，再继续将芯盘其他撑杆管座位置对称安装撑杆，与合拢环缝均匀的对称涨紧。此时合拢环缝两个板边就会受到均匀分布的撑杆涨紧力的作用而均匀分布，可完全避免板边局部错边量较大问题。当合拢环缝两板边错边量完全调整好后，就可在合拢环缝的外环进行均匀的定位焊固定，此时整个罐体组对完毕以后，即可将整体组对装置倒序拆卸，并将所有部件从直径为500mm的人孔30处逐一取出。

Claims (2)

1.一种用于控制铁路罐车罐体合拢环缝错边的分体组对装置，其特征在于：其包括：芯盘，中轴、基座及撑杆四个部分，其中，芯盘主要是由两个截面呈槽钢形的分体式半圆环芯盘组成的圆环，在每个半环形芯盘槽底上设有若干以芯盘中心为对称的通孔即撑杆管座，该撑杆管座的圆心与设在半环形芯盘侧壁上的撑杆锁孔A圆心在同一平面上，另在每个半环形芯盘两侧壁外分别固定有均布的若干加强杆的一端，这些加强杆的另一端固定在一个半圆管形中轴套管上，该中轴套管与母线平行的两个端边分别与带有锁孔的芯盘固定锁孔板C相连，芯盘两侧的两对芯盘固定锁孔板C相对由紧固件固定，两对中轴套管之间置有一根中心轴，圆管式中心轴一端固定有与其垂直的环形挡板，另一端设有螺纹，该螺纹部分设有套于其上的活动环形挡板及锁紧螺母，上述中轴两端分别设在两个分体式基座的两个托板上，托板上面中间设有条形凹槽，其内可置有中轴上的两个挡板，托板条形凹槽两侧分别固定有与其垂直相连的两对立方体形挡铁，托板下面四个角各与一根与托板斜交呈八字形的斜管一端固连，斜管的另一端内置有与其匹配的活动套管，在活动套管下端口内部镶嵌有套管螺母，该套管螺母与置于其内的螺柱式调节螺杆相啮合，在该调节螺杆的自由端设有万向轮，在环形芯盘撑杆管座上可置有撑杆中的撑杆B，该撑杆B自由端直径小于环形芯盘撑杆管座直径且其上设有通孔即撑杆锁孔B，该撑杆锁孔B与环形芯盘侧壁上的撑杆锁孔A相对应，两者可由紧固件活动连接，在撑杆锁孔B向内一侧的撑杆B上设有固定于其上的直径大于环形芯盘撑杆管座直径的挡环，该挡环向内一侧的撑杆B为螺杆，其置于螺母内并与之相啮合，螺母外周面设有若干个一端固定于其上另一端为自由端的径向力臂旋杆，所述螺母的一个端面与圆管式撑杆A一端固连，撑杆B的一部分位于其内，撑杆A的另一端为封闭端，其外部设内嵌式顶针，顶针端部为半球形，镶嵌在顶板装置的方型钢内，镶嵌后两者之间能自由旋转且不脱落，该方型钢的另一开口端固定在一长条形钢板的中部，该条形钢板的方型钢两侧又各与一个钢罩开口相连，每个钢罩内各设一块强磁铁。
2.根据权利要求1所述的一种用于控制铁路罐车罐体合拢环缝错边的分体组对装置，其特征在于：两个半圆环芯盘各有一端的两外侧壁上分别固定有一对芯盘固定锁孔板A和B的一半，非与半圆环芯盘相连的另一半芯盘固定锁孔板A和B外延超过半圆环芯盘部分分别设有两个芯盘固定孔，其与另一半圆环芯盘非设芯盘固定锁孔板一端两侧壁上的芯盘固定孔相对应，一个半圆环芯盘的端部可插入另一个半圆环芯盘端部的芯盘固定锁孔板(A和B)之间，再由穿过芯盘固定板A和B上通孔及半环形芯盘端部两侧壁上的芯盘固定孔的紧固件将两者相连组成一个圆环。
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