CN114043390B - 一种管节撑圆翻转设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管节撑圆翻转设备，包括底座、翻转机构和撑圆机构。翻转机构包括翻转平台和驱动组件，翻转平台通过沿前后方向设置的转轴与底座铰接，驱动组件用于驱动翻转平台绕转轴转动，以平放或竖放翻转平台；撑圆机构包括支撑架和多组撑圆组件，支撑架设于翻转平台，撑圆组件设在支撑架的周边，撑圆组件能够沿径向伸缩，以撑住或松开管节。该技术方案的管节撑圆翻转设备能够实现管节的撑圆和翻转作业，操作人员无需通过焊接吊耳、挂吊绳、攀爬进入管节的内部进行撑圆等操作，解决了传统作业时撑圆操作的繁琐、安全性低等问题，在保证管节撑圆质量的前提下大大提高了作业效率。

Description

一种管节撑圆翻转设备

技术领域

本发明用于钢管管节撑圆技术领域，特别是涉及一种管节撑圆翻转设备。

背景技术

钢结构制造领域，加劲环是钢管上的组成部分，其对钢管的椭圆度等质量目标和承压能力等性能目标的保证起着至关重要的作用。目前，加劲环安装主要分为立式安装与卧式安装两种，相比卧式安装，立式安装时可以避免钢管自重的影响，安装过程可以更好地控制钢管的圆度。

对加劲环进行立式安装时，需要将钢管管节进行翻转。采用传统工艺作业，对管节进行翻转需要在管节上焊接吊耳，再利用天车进行翻转。翻转完成后，利用螺栓、千斤顶等方式对管节进行撑圆，撑圆完成后对加劲环进行安装。安装完成后，再利用吊耳将管节翻转回来，翻转回来后对吊耳进行切割，并对吊耳的焊接位进行打磨处理，处理完成后管节方可进入下一道工序。

采用传统工艺进行加劲环安装时，翻转与撑圆作业步骤繁琐，费时费力，严重影响整个制造过程的效率。且翻转过程中，管节离开地面时，晃动幅度大，存在较大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种管节撑圆翻转设备，其能够解决传统作业时撑圆操作的繁琐、安全性低等问题，在保证管节撑圆质量的前提下，大大提高了作业效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种管节撑圆翻转设备，包括：

底座；

翻转机构，包括翻转平台和驱动组件，所述翻转平台通过沿前后方向设置的转轴与所述底座铰接，所述驱动组件用于驱动所述翻转平台绕所述转轴转动，以平放或竖放所述翻转平台；

撑圆机构，包括支撑架和多组撑圆组件，所述支撑架设于所述翻转平台，所述撑圆组件设在所述支撑架的周边，所述撑圆组件能够沿径向伸缩，以撑住或松开管节。

结合上述实现方式，在本发明的某些实现方式中，所述驱动组件包括第一驱动缸、第二驱动缸和第三驱动缸，所述第一驱动缸和所述第二驱动缸的第一端均固定于所述底座，所述第一驱动缸和所述第二驱动缸的第二端均沿左右方向可移动地安装于所述底座，并通过沿前后方向设置的连接轴与所述第三驱动缸的第一端连接，所述第三驱动缸的第二端铰接于所述翻转平台。

结合上述实现方式，在本发明的某些实现方式中，所述第一驱动缸和所述第二驱动缸沿前后方向间隔设置，所述第三驱动缸位于所述第一驱动缸和所述第二驱动缸之间。

结合上述实现方式，在本发明的某些实现方式中，所述底座包括沿前后方向间隔布置的第一底座和第二底座，所述翻转平台对应铰接于所述第一底座和所述第二底座，所述第一底座和所述第二底座之间设有沿前后方向间隔分布的第一横梁和第二横梁，所述第一横梁和所述第一底座之间形成有第一容纳空间，所述第一驱动缸位于所述第一容纳空间中，所述第二横梁和所述第二底座之间形成有第二容纳空间，所述第二驱动缸位于所述第二容纳空间中，所述第一横梁和所述第二横梁之间形成有第三容纳空间，所述第一横梁和所述第二横梁均设有连通孔，所述第一容纳空间、所述第一横梁处的所述连通孔、所述第三容纳空间、所述第二横梁处的所述连通孔和所述第二容纳空间依次贯通，所述连接轴由所述第一容纳空间依次伸入所述第一横梁处的所述连通孔、所述第三容纳空间、所述第二横梁处的所述连通孔和所述第二容纳空间中，并通过第一配合件与所述第一横梁配合，以及通过第二配合件与所述第二横梁配合，所述连接轴于所述第三容纳空间中与所述第三驱动缸的第一端连接，所述翻转平台平放于所述底座时，所述第三驱动缸能够完全收纳于所述第三容纳空间中。

结合上述实现方式，在本发明的某些实现方式中，所述第一横梁的前侧和/或后侧形成有第一导向槽，所述第二横梁的前侧和/或后侧形成有第二导向槽，所述第一配合件和所述第二配合件均包括滚轮，所述滚轮套设在所述连接轴的外部，并与所述第一导向槽和所述第二导向槽对应配合。

结合上述实现方式，在本发明的某些实现方式中，所述撑圆组件包括沿径向设置的第四驱动缸和撑圆结构，所述第四驱动缸安装于所述支撑架的外周，并用于驱动所述撑圆结构伸缩，所述撑圆结构与所述第四驱动缸的输出端可拆卸连接。

结合上述实现方式，在本发明的某些实现方式中，所述撑圆结构包括弧形垫板和连接管，所述弧形垫板通过所述连接管与所述第四驱动缸的输出端连接，所述连接管的两侧均通过支杆连接于所述弧形垫板。

结合上述实现方式，在本发明的某些实现方式中，所述弧形垫板于远离所述支撑架的一侧具有第一弧形面，所述弧形垫板于靠近所述支撑架的一侧具有第二弧形面，所述第一弧形面的面积大于所述第二弧形面的面积，所述弧形垫板的横截面呈T型。

结合上述实现方式，在本发明的某些实现方式中，所述支撑架包括多个沿高度方向间隔设置的支撑环，所述支撑环通过多个间隔分布的第一钢梁相连接，所述撑圆组件沿高度方向间隔安装于各所述第一钢梁，所述支撑环由多个第二钢梁首尾依次连接而成，位于底部的所述支撑环通过第三钢梁安装于所述翻转平台。

结合上述实现方式，在本发明的某些实现方式中，所述第一横梁和所述第二横梁均包括H型钢或工字钢。

上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：该技术方案的管节撑圆翻转设备能够实现管节的撑圆和翻转作业，操作人员无需通过焊接吊耳、挂吊绳、攀爬进入管节的内部进行撑圆等操作，解决了传统作业时撑圆操作的繁琐、安全性低等问题，在保证管节撑圆质量的前提下大大提高了作业效率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明一个实施例翻转平台平放时的结构示意图；

图2是本发明一个实施例底座的结构示意图；

图3是本发明一个实施例翻转平台的结构示意图；

图4是本发明一个实施例翻转平台与底座的连接示意图；

图5是本发明一个实施例撑圆结构的结构示意图；

图6是本发明一个实施例支撑架的结构示意图；

图7是本发明一个实施例第一驱动缸和第二驱动缸推动第三驱动缸以顶起翻转平台的状态示意图；

图8是本发明一个实施例第三驱动缸驱动翻转平台竖立时的状态示意图；

图9是本发明一个实施例将钢管管节套入支撑架前的状态示意图；

图10是本发明一个实施例将钢管管节套入支撑架时的状态示意图；

图11是本发明一个实施例将钢管管节套入支撑架后并平放的状态示意图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

本发明中，如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，其仅是为了便于描述本发明的技术方案，而不是指示或暗示所指的技术特征必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明中，“若干”的含义是一个或者多个，“多个”的含义是两个以上，“大于”“小于”“超过”等理解为不包括本数；“以上”“以下”“以内”等理解为包括本数。在本发明的描述中，如果有描述到“第一”“第二”仅用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明中，除非另有明确的限定，“设置”“安装”“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接，也可以是电连接或能够互相通讯；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参见图1至图6，本发明的实施例提供了一种管节撑圆翻转设备，包括底座1、翻转机构2和撑圆机构3。其中，翻转机构2包括翻转平台21和驱动组件，翻转平台21通过沿前后方向设置的转轴211与底座1铰接，驱动组件用于驱动翻转平台21绕转轴211转动，以平放或竖放翻转平台21，如图1和图8所示。

撑圆机构3包括支撑架31和多组撑圆组件32，撑圆机构3的外部用于套设管节4。支撑架31设于翻转平台21，通过翻转平台21对支撑架31进行翻转。撑圆组件32设在支撑架31的周边，撑圆组件32能够沿径向伸缩，以撑住或松开管节4，实现固定管节4和撑圆的作用。其中，撑圆组件32沿径向伸缩可理解成将管节4套设在支撑架31的外部时沿管节4的径向伸缩。

对待撑圆的管节4进行撑圆工作时，驱动组件驱动翻转平台21竖立，进而带动撑圆机构3翻转，参见图7和图8。利用小车或吊具等将待撑圆的管节4运送至撑圆机构3附近，再将管节4套在支撑架31的外部，参见图9和图10，调整好管节4的位置后，部分撑圆组件32伸长，以顶住管节4的内壁，进而撑住管节4实现固定。参见图11，驱动组件再驱动翻转平台21平放至初始位置，撑圆机构3也随之翻转至水平位置。撑圆组件32收缩，使得管节4自然落到翻转平台21上，以消除管节4的重力以及翻转过程由于顶撑等因素对管节4圆度的影响。再通过多组撑圆组件32伸长，以对管节4进行撑圆作业。

撑圆作业完成后，即可在管节4撑圆翻转设备上对管节4进行加劲环安装。安装完成后，驱动组件再驱动翻转平台21翻转，即可通过小车或吊具将管节4运至下一道工序。该技术方案的管节撑圆翻转设备能够实现管节4的撑圆和翻转作业，操作人员无需通过焊接吊耳、挂吊绳、攀爬进入管节4的内部进行撑圆等操作，解决了传统作业时撑圆操作的繁琐、安全性低等问题，在保证管节4撑圆质量的前提下大大提高了作业效率。

进一步地，参见图4、图7和图8，驱动组件包括第一驱动缸221、第二驱动缸222和第三驱动缸223，第一驱动缸221和第二驱动缸222的第一端均固定于底座1，第一驱动缸221和第二驱动缸222的第二端均沿左右方向可移动地安装于底座1，并通过沿前后方向设置的连接轴224与第三驱动缸223的第一端连接，第三驱动缸223的第二端铰接于翻转平台21。第一驱动缸221和第二驱动缸222伸缩时，第一驱动缸221和第二驱动缸222的第二端即可沿左右方向滑动，并通过连接轴224带动第三驱动缸223的第一端滑动，直至第三驱动缸223翻转并顶起翻转平台21，参见图7和图8。经受力分析可知，在翻转作业的前期，驱动组件需要提供较大的驱动力，利用第一驱动缸221和第二驱动缸222带动第三驱动缸223的动力设置方式，可将翻转前期所需的力分散至第一驱动缸221和第二驱动缸222上，不仅提高了作业的稳定性，还降低第一驱动缸221、第二驱动缸222和第三驱动缸223的受力，进而降低各驱动缸的规格，节约成本。

可以理解的是，驱动组件还可采用在底座1上设置驱动缸，驱动缸的输出端与翻转平台21球铰的方式，还可通过在翻转平台21设置滑轨和与滑轨配合的滑块，当翻转平台21处于平放状态时，滑轨的延伸方向为左右方向，驱动缸或直线电机等驱动件安装在底座1上，驱动缸或直线电机的输出端与滑块铰接等方式，在此不做具体限制。

更进一步地，参见图4，第一驱动缸221和第二驱动缸222沿前后方向间隔设置，确保受力的平稳性，第三驱动缸223位于第一驱动缸221和第二驱动缸222之间，可平稳地推动第三驱动缸223绕连接轴224转动，有效减少各驱动缸的受力，提高设备的安全性和平稳性。

进一步地，参见图1，底座1包括沿前后方向间隔布置的第一底座11和第二底座12，翻转平台21对应铰接于第一底座11和第二底座12，也即翻转平台21的前侧通过转轴211铰接于第一底座11，翻转平台21的后侧通过转轴211铰接于第二底座12。第一底座11和第二底座12之间设有沿前后方向间隔分布的第一横梁131和第二横梁132，第一横梁131和第一底座11之间形成有第一容纳空间141，第一驱动缸221位于第一容纳空间141中。第二横梁132和第二底座12之间形成有第二容纳空间142，第二驱动缸222位于第二容纳空间142中。第一横梁131和第二横梁132之间形成有第三容纳空间143。第一横梁131和第二横梁132均设有连通孔15，连通孔15沿前后方向贯通，并沿左右方向延伸，第一容纳空间141、第一横梁131处的连通孔15、第三容纳空间143、第二横梁132处的连通孔15和第二容纳空间142依次贯通。

连接轴224由第一容纳空间141依次伸入第一横梁131处的连通孔15、第三容纳空间143、第二横梁132处的连通孔15和第二容纳空间142中，连接轴224于第三容纳空间143中与第三驱动缸223的第一端连接。连接轴224通过第一配合件与第一横梁131配合，以及通过第二配合件与第二横梁132配合。第一驱动缸221和第二驱动缸222伸长或收缩时，第一驱动缸221能够带动第一配合件沿着第一横梁131左右移动、第二驱动缸222能够带动第二配合件沿着第二横梁132左右移动，进而带动连接轴224在连接孔中左右移动，第三驱动缸223即可在连接轴224的带动下顶起或放下翻转平台21，以带动撑圆机构3翻转。在顶起翻转平台21的过程中，第三驱动缸223继续驱动翻转平台21，直至达到竖放翻转平台21的要求。翻转平台21平放于底座1时，第三驱动缸223能够完全收纳于第三容纳空间143中。该方式设置的第一驱动缸221、第二驱动缸222和第三驱动缸223可在撑圆工作时收纳于底座1中，有利于优化空间布局。可以理解的是，连通孔15的开口位置、开口长度可根据第三驱动缸223与翻转平台21的具体连接位置、第三驱动缸223的伸长范围等合理设置。

更进一步地，第一横梁131的前侧和/或后侧形成有第一导向槽133，第二横梁132的前侧和/或后侧形成有第二导向槽134，第一配合件和第二配合件均包括滚轮16，滚轮16套设在连接轴224的外部，并与第一导向槽133和第二导向槽134对应配合，起到导向作用，以引导第一驱动缸221和第二驱动缸222的第二端沿左右方向移动。可以理解的是，第一配合件和第二配合件还可采用如滑块等与第一导向槽133和第二导向槽134对应配合。

在一些实施例中，第一横梁131和第二横梁132均包括H型钢或工字钢。H型钢和工字钢的侧边可直接形成第一导向槽133和第二导向槽134，方便加工，安装便捷，节约成本。

在一些实施例中，参见图1和图6，撑圆组件32包括沿径向设置的第四驱动缸321和撑圆结构322，第四驱动缸321安装于支撑架31的外周，并用于驱动撑圆结构322伸缩以撑开管节4，满足管节4的圆度要求。撑圆结构322与第四驱动缸321的输出端可拆卸连接，便于根据不同管节4置换相应的撑圆结构322，适用性强。

进一步地，参见图5，撑圆结构322包括弧形垫板3221和连接管3222，弧形垫板3221的弧度与待撑圆的管节4的内壁弧度相同或近似相同，以贴合于管节4的内壁进行撑圆工作。弧形垫板3221通过连接管3222与第四驱动缸321的输出端可拆卸连接，连接管3222的两侧均通过支杆3223连接于弧形垫板3221，形成三角支撑结构，提高撑圆结构322的稳定性。

更进一步地，弧形垫板3221于远离支撑架31的一侧具有第一弧形面3224，第一弧形面3224用于在撑圆时贴合于管节4的内壁。弧形垫板3221于靠近支撑架31的一侧具有第二弧形面3225，第一弧形面3224的面积大于第二弧形面3225的面积，弧形垫板3221的横截面呈T型。在满足受力要求的同时，通过增大第一弧形面3224的面积，从而增大弧形垫板3221与管节4的内壁接触的面积，避免因受力集中而损坏管节4的表面。

在一些实施例中，参见图1、图6、图7和图8，支撑架31包括多个沿高度方向间隔设置的支撑环311，支撑环311通过多个间隔分布的第一钢梁312相连接，第一钢梁312沿高度方向布置。撑圆组件32沿高度方向间隔安装于各第一钢梁312。也即支撑架31沿周向间隔设置有多组撑圆组件32，形成撑圆层，支撑架31沿高度方向间隔设置多层撑圆层，以满足管节4撑圆工作的需求。其中，支撑架31的高度方向与平放翻转平台21对管节4进行撑圆作业时管节4的轴向相平行。

支撑环311可为圆环，也可为多边形环状。具体地，支撑环311由多个第二钢梁首尾依次连接而成，形成多边形结构，如八边形或六边形等。位于底部的支撑环311通过第三钢梁313安装于翻转平台21，实现安装。第一钢梁312、第二钢梁和第三钢梁313可根据实际需求采用H型钢、口字型钢或工字钢等。

在本说明书的描述中，参考术语“示例”、“实施例”或“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种管节撑圆翻转设备，其特征在于，包括：

底座，包括沿前后方向间隔布置的第一底座和第二底座，所述第一底座和所述第二底座之间设有沿前后方向间隔分布的第一横梁和第二横梁，所述第一横梁和所述第一底座之间形成有第一容纳空间，所述第二横梁和所述第二底座之间形成有第二容纳空间，所述第一横梁和所述第二横梁之间形成有第三容纳空间，所述第一横梁和所述第二横梁均设有连通孔，所述第一容纳空间、所述第一横梁处的所述连通孔、所述第三容纳空间、所述第二横梁处的所述连通孔和所述第二容纳空间依次贯通；

翻转机构，包括翻转平台和驱动组件，所述翻转平台通过沿前后方向设置的转轴对应铰接于所述第一底座和所述第二底座，所述驱动组件用于驱动所述翻转平台绕所述转轴转动，以平放或竖放所述翻转平台，所述驱动组件包括第一驱动缸、第二驱动缸和第三驱动缸，所述第一驱动缸和所述第二驱动缸沿前后方向间隔设置，所述第一驱动缸和所述第二驱动缸的第一端均固定于所述底座，所述第一驱动缸和所述第二驱动缸的第二端均沿左右方向可移动地安装于所述底座，并通过沿前后方向设置的连接轴与所述第三驱动缸的第一端连接，所述第一驱动缸位于所述第一容纳空间中，所述第二驱动缸位于所述第二容纳空间中，所述第三驱动缸位于所述第一驱动缸和所述第二驱动缸之间，所述连接轴由所述第一容纳空间依次伸入所述第一横梁处的所述连通孔、所述第三容纳空间、所述第二横梁处的所述连通孔和所述第二容纳空间中，所述连接轴于所述第三容纳空间中与所述第三驱动缸的第一端连接，所述第三驱动缸的第二端铰接于所述翻转平台，所述翻转平台平放于所述底座时，所述第三驱动缸能够收纳于所述第三容纳空间中；

撑圆机构，包括支撑架和多组撑圆组件，所述支撑架设于所述翻转平台，所述撑圆组件设在所述支撑架的周边，所述撑圆组件能够沿径向伸缩，以撑住或松开管节。

2.根据权利要求1所述的管节撑圆翻转设备，其特征在于，所述连接轴通过第一配合件与所述第一横梁配合，以及通过第二配合件与所述第二横梁配合。

3.根据权利要求2所述的管节撑圆翻转设备，其特征在于，所述第一横梁的前侧和/或后侧形成有第一导向槽，所述第二横梁的前侧和/或后侧形成有第二导向槽，所述第一配合件和所述第二配合件均包括滚轮，所述滚轮套设在所述连接轴的外部，并与所述第一导向槽和所述第二导向槽对应配合。

4.根据权利要求1所述的管节撑圆翻转设备，其特征在于，所述撑圆组件包括沿径向设置的第四驱动缸和撑圆结构，所述第四驱动缸安装于所述支撑架的外周，并用于驱动所述撑圆结构伸缩，所述撑圆结构与所述第四驱动缸的输出端可拆卸连接。

5.根据权利要求4所述的管节撑圆翻转设备，其特征在于，所述撑圆结构包括弧形垫板和连接管，所述弧形垫板通过所述连接管与所述第四驱动缸的输出端连接，所述连接管的两侧均通过支杆连接于所述弧形垫板。

6.根据权利要求5所述的管节撑圆翻转设备，其特征在于，所述弧形垫板于远离所述支撑架的一侧具有第一弧形面，所述弧形垫板于靠近所述支撑架的一侧具有第二弧形面，所述第一弧形面的面积大于所述第二弧形面的面积，所述弧形垫板的横截面呈T型。

7.根据权利要求1所述的管节撑圆翻转设备，其特征在于，所述支撑架包括多个沿高度方向间隔设置的支撑环，所述支撑环通过多个间隔分布的第一钢梁相连接，所述撑圆组件沿高度方向间隔安装于各所述第一钢梁，所述支撑环由多个第二钢梁首尾依次连接而成，位于底部的所述支撑环通过第三钢梁安装于所述翻转平台。

8.根据权利要求3所述的管节撑圆翻转设备，其特征在于，所述第一横梁和所述第二横梁均包括H型钢或工字钢。

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