CN114473348B - 一种船舶尾轴管与复板的定位焊接装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于船舶制造技术领域，提供一种船舶尾轴管与复板的定位焊接装置及方法，所述装置包括十字定位臂和固定圈，所述十字定位臂的中心位置固定有定位杆，所述定位杆末端有连接套，所述十字定位臂具有四根支臂，每根支臂末端有手轮，所述支臂沿长度方向开有滑槽，所述滑槽内转动安装有丝杆，所述丝杆的末端连接至所述手轮，所述滑槽内的丝杆上配套安装有夹块，所述固定圈正对四根支臂位置均设置有拉力传感器，所述连接套与所述拉力传感器之间连接有拉力绳。本发明通过自动计算得到角度向量，根据角度向量找到角度标尺的对应位置，最后在焊缝相应位置进行焊接，此方式可以尽量保证焊接后尾轴管的轴线不偏差，保证焊接质量。
Description
技术领域
本发明属于船舶制造技术领域，尤其涉及一种船舶尾轴管与复板的定位焊接装置及方法。
背景技术
尾轴管的任务是支承尾轴或螺旋桨轴，并使其中的支承尾轴或螺旋桨轴能可靠的通出船外，不使舷外水大量漏入船内，同时亦不使滑油外泄。尾轴管装置一般由尾轴管、尾轴承、密封装置以及润滑与冷却系统等部分组成。
螺旋桨轴安装在尾轴管中，尾轴管在安装过程中需要与船体复板焊接。尾轴管安装的轴线角度有要求非常严格。目前的焊接方式时，将尾轴管调整好轴线角度后，将其与复板沿着焊缝边缘位置焊接一圈。
但是目前的焊接方式存在一个明显问题：在焊接过程中，焊料凝固有热胀冷缩过程，焊料会附带尾轴管着回缩，按照顺序焊接一圈后，尾轴管会有一定角度偏移。因此尾轴管的焊接定位顺序设置尤为重要。目前仍是一圈按顺序焊接，无法克服尾轴管焊接过程中产生偏移的技术问题。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种船舶尾轴管与复板的定位焊接装置及方法，旨在解决现有尾轴管焊接产生偏移的技术问题。
本发明采用如下技术方案：
一方面，所述方法包括下述步骤：
所述船舶尾轴管与复板的定位焊接装置包括十字定位臂和固定圈，所述十字定位臂的中心位置固定有定位杆，所述定位杆末端有连接套，所述十字定位臂具有四根支臂，每根支臂末端有手轮，所述支臂沿长度方向开有滑槽，所述滑槽内转动安装有丝杆，所述丝杆的末端连接至所述手轮，所述滑槽内的丝杆上配套安装有夹块，所述固定圈正对四根支臂位置均设置有拉力传感器，所述连接套与所述拉力传感器之间连接有拉力绳。
进一步的，每根支臂侧边均安装有顶杆，所述手轮内侧端面有一圈棘齿圈，所述顶杆顶端有与所述棘齿圈匹配的斜块，所述顶杆上设有复位弹簧。
进一步的，所述十字定位臂中心位置有固定套，所述定位杆穿入安装在固定套上。
另一方面，所述一船舶尾轴管与复板的定位焊接方法，包括下述步骤：
将固定圈同轴设于尾轴管外周，保证固定圈位置固定不动；
将十字定位臂贴于尾轴管的外端口，转动四个手轮，使得四个夹块夹住尾轴管的外端口；
将定位杆上的连接套上的四根拉力绳分别一一对应连接至四个拉力传感器，保持拉力绳为张紧状态，并将拉力传感器归零；
在尾轴管与复板的焊缝外周布置一圈环形的角度标尺；
从默认起始焊接点位开始焊接，每在一个焊接点位焊接完成后，读取四个拉力传感器的拉力值；
选择拉力值为正的拉力传感器，以拉力传感器所在位置为方向，拉力值大小为向量值，生成拉力向量；
将各拉力向量合成得到角度向量，根据角度向量的角度从角度标尺中找到对应指示位置，然后根据指示位置在焊缝对应焊接点位进行焊接；
重复焊接过程直至焊缝所有位置焊接完成。
进一步的，如果当前焊接点位焊接完成后，四个拉力传感器的拉力值均为零，则直接在当前焊接点位下一个焊接点位焊接。
进一步的，设置拉力阈值，当数值为正的拉力传感器拉力值小于所述拉力阈值，则认定拉力值为零。
进一步的，所述角度标尺每10度为一个指示位置，总共36个指示位置。
本发明的有益效果是：本发明通过合理设置焊接点位，通过自动计算得到角度向量，根据角度向量找到角度标尺的对应位置，最后在焊缝相应位置进行焊接，此方式可以尽量保证焊接后尾轴管的轴线不偏差，保证焊接质量。
附图说明
图1是本发明实施例提供的定位焊接装置一种角度立体图；
图2是本发明实施例提供的定位焊接装置另一种角度立体图；
图3是本发明实施例提供的定位焊接装置与尾轴管的安装示意图；
图4是本发明实施例提供的受力向量分析示意图；
图5是本发明实施例提供的手轮的结构图；
图6是手轮的安装示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
图1示出了本发明实施例提供的船舶尾轴管与复板的定位焊接装置的结构，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。
如图1、2所示，所述定位焊接装置包括十字定位臂1和固定圈2，所述十字定位臂1的中心位置固定有定位杆3，所述定位杆3末端有连接套31，所述十字定位臂1具有四根支臂4，每根支臂4末端有手轮41，所述支臂41沿长度方向开有滑槽42，所述滑槽42内转动安装有丝杆43，所述丝杆43的末端连接至所述手轮41，所述滑槽42内的丝杆43上配套安装有夹块44，所述固定圈2正对四根支臂位置均设置有拉力传感器5，所述连接套31与所述拉力传感器5之间连接有拉力绳6。图示中为了保证定位杆的安装稳定性，所述十字定位臂1中心位置有固定套，所述定位杆3穿入安装在固定套上。
如图3所示，本装置的使用方法如下：
S1、将固定圈同轴设于尾轴管300外周，保证固定圈位置固定不动。
固定圈与尾轴管不相对固定，固定圈只固定在其他装置上，保证固定圈位置不动即可。
S2、将十字定位臂贴于尾轴管的外端口，转动四个手轮，使得四个夹块夹住尾轴管的外端口。
通过转动手轮，四个夹块夹住尾轴管的外端口，尽量保证定位杆与尾轴管同轴。实际应用时，同轴要求不严格。
S3、将定位杆上的连接套上的四根拉力绳分别一一对应连接至四个拉力传感器，保持拉力绳为张紧状态，并将拉力传感器归零。
通过调整拉力绳使得拉力绳张紧，将各拉力传感器归零。
S4、在尾轴管300与复板100的焊缝外周布置一圈环形的角度标尺200。
角度标尺有一圈，总角度是360度。可以将角度标尺均分成多个角度区间，比如所述角度标尺每10度为一个指示位置，总共36个指示位置。根据指示位置可以焊接对应位置的焊缝。
S5、从默认起始焊接点位开始焊接，每在一个焊接点位焊接完成后，读取四个拉力传感器的拉力值。
可以选择一个焊接点位为起始位置开始焊接。由于焊接熔融料凝固会带动尾轴管轴线有小角度偏移，因此会带动定位杆有小角度偏移，此时拉力绳受力改变。
S6、选择拉力值为正的拉力传感器，以拉力传感器所在位置为方向，拉力值大小为向量值，生成拉力向量。
如图4所示，假设四个拉力传感器的位置分别为+X、-X、+Y、-Y轴，设定位杆朝A向偏移，则-X、-Y轴上的拉力传感器的拉力值为正，则生成两个拉力向量F3、F4。
S7、将各拉力向量合成得到角度向量，根据角度向量的角度从角度标尺中找到对应指示位置，然后根据指示位置在焊缝对应焊接点位进行焊接。
拉力向量F3、F4合成得到角度向量为F。假设以+X方向为0度，那么角度向量的角度可知，根据角度向量的角度对应找角度标尺的指示位置。比如角度向量F角度为220度，则直接找角度标尺220度的位置，由于36个指示位置，220度对应是第22个指示位置。最后焊接时直接在第22个指示位置对应的焊缝位置焊接即可。
S8、重复焊接过程直至焊缝所有位置焊接完成。
每次焊接一次重复上述操作，最后将所有焊缝焊接完成。实际中，如果当前焊接点位焊接完成后，四个拉力传感器的拉力值均为零，则直接在当前焊接点位下一个焊接点位焊接。当然为了克服误差，可以设置拉力阈值，当数值为正的拉力传感器拉力值小于所述拉力阈值，则认定拉力值为零。
此方式中，通过合理设置焊接点位，通过自动计算得到角度向量，根据角度向量找到角度标尺的对应位置，最后在焊缝相应位置进行焊接，此方式可以尽量保证焊接后尾轴管的轴线不偏差，保证焊接质量。
另外，如图5、6所示，每根支臂侧边均安装有顶杆45，所述手轮41内侧端面有一圈棘齿圈，所述顶杆45顶端有与所述棘齿圈匹配的斜块46，所述顶杆上设有复位弹簧47。类似于现有棘轮棘齿原理，手轮只能单向转动，每转动一个齿位，斜块卡住棘齿圈，避免回转，因此可保证手轮单向转动。当需要松开夹块会转手轮时，直接下推顶杆即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种船舶尾轴管与复板的定位焊接装置，其特征在于，所述定位焊接装置包括十字定位臂和固定圈，所述十字定位臂的中心位置固定有定位杆，所述定位杆末端有连接套，所述十字定位臂具有四根支臂，每根支臂末端有手轮，所述支臂沿长度方向开有滑槽，所述滑槽内转动安装有丝杆，所述丝杆的末端连接至所述手轮，所述滑槽内的丝杆上配套安装有夹块，所述固定圈正对四根支臂位置均设置有拉力传感器，所述连接套与所述拉力传感器之间连接有拉力绳；每根支臂侧边均安装有顶杆，所述手轮内侧端面有一圈棘齿圈，所述顶杆顶端有与所述棘齿圈匹配的斜块，所述顶杆上设有复位弹簧；所述十字定位臂中心位置有固定套，所述定位杆穿入安装在固定套上；
所述定位焊接装置的定位焊接方法包括下述步骤：
将固定圈同轴设于尾轴管外周，保证固定圈位置固定不动；
将十字定位臂贴于尾轴管的外端口，转动四个手轮，使得四个夹块夹住尾轴管的外端口；
将定位杆上的连接套上的四根拉力绳分别一一对应连接至四个拉力传感器，保持拉力绳为张紧状态，并将拉力传感器归零；
在尾轴管与复板的焊缝外周布置一圈环形的角度标尺；
从默认起始焊接点位开始焊接，每在一个焊接点位焊接完成后，读取四个拉力传感器的拉力值；
选择拉力值为正的拉力传感器，以拉力传感器所在位置为方向，拉力值大小为向量值，生成拉力向量；
将各拉力向量合成得到角度向量，根据角度向量的角度从角度标尺中找到对应指示位置，然后根据指示位置在焊缝对应焊接点位进行焊接；
重复焊接过程直至焊缝所有位置焊接完成。
2.如权利要求1所述船舶尾轴管与复板的定位焊接装置，其特征在于，如果当前焊接点位焊接完成后，四个拉力传感器的拉力值均为零，则直接在当前焊接点位下一个焊接点位焊接。
3.如权利要求2所述船舶尾轴管与复板的定位焊接装置，其特征在于，设置拉力阈值，当数值为正的拉力传感器拉力值小于所述拉力阈值，则认定拉力值为零。
4.如权利要求3所述船舶尾轴管与复板的定位焊接装置，其特征在于，所述角度标尺每10度为一个指示位置，总共36个指示位置。
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