CN114952158A - 一种桁架式桩腿合拢精度控制装置及方法 - Google Patents

一种桁架式桩腿合拢精度控制装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种桁架式主弦管合拢精度控制装置及方法，用于夹紧定位主弦管便于精准焊接齿条，包括：作业平台、至少两个卡固装置；所述作业平台中部设有作业槽口，所述卡固装置固定于作业槽口两侧，用于夹紧定位所述主弦管，并对主弦管对接角度、平整度进行调节，以保证所述主弦管两侧齿条与主弦管表面精准焊接，本发明中在进行桩腿分段焊接前和焊接过程中，分别采用可移动激光测距仪和千分表对主弦管和齿条进行位置校准，使桩腿分段焊接之后整体直线度好，结构稳固和保证对接精度。

Description

一种桁架式桩腿合拢精度控制装置及方法
技术领域
本发明涉及深水自升式风电安装平台技术领域，具体涉及一种桁架式桩腿合拢精度控制装置及方法。
背景技术
海上风力发电作为无污染的可再生能源开发，发展非常迅速，风电安装平台作为海上风电项目建设的一个重要基础装备。自升式风电安装平台带有能够自由升降的桩腿，作业时桩腿下伸到海底，与桩靴一起站立在海床上，利用桩腿托起平台，并使平台底部离开海面一定的距离，从而避免海上浪流对平台的影响，可在平台上进行作业。
桩腿为大型三角形圆管框架结构，在建造过程中由于结构长度较长，需要有很多分段进行对接完成，所以对其精度要求极高，每段的对接位置要求精准对齐，允许误差极小。桩腿使用超高强度钢，碳当量高，厚度在100mm以上，在焊接过程中由于受热不均等因素造成对接区域偏差较大，每段对接时的管口难以完全对齐，由于分段数量较多产生累计误差越来越大，影响整个产品质量。因此急需提出一种深水自升式风电安装平台桩腿分段焊接的控制装置。
专利文献CN209190070U中公开了种自升式海上平台圆柱形桩腿合拢定位装置，还装置使用上、下定位工装将两段桩腿进行合拢缝固定，使用装置前提是桩腿提前需要开设合拢缝，如若桩腿的截面光滑、平整，此装置就很难使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种桁架式桩腿合拢精度控制装置，以解决现有技术中桩腿焊接时对接精度不高、安装难度大、整体直线度差的缺陷。
为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：一种桁架式主弦管合拢精度控制装置，用于夹紧定位主弦管便于精准焊接齿条，包括：作业平台、至少两个卡固装置；所述作业平台中部设有作业槽口，所述卡固装置固定于作业槽口两侧，用于夹紧定位所述主弦管，并对主弦管对接角度、平整度进行调节，以保证所述主弦管两侧齿条与主弦管表面精准焊接。
所述卡固装置包括：第一卡具和第二卡具，所述第一卡具和第二卡具上下紧固件合拢固定主弦管并固定于作业平台的作业槽口内。
所述第一卡具包含：上卡具本体；所述上卡具本体顶部设有可调节、弧形滑动的第二激光发射器，且上卡具本体两侧内部对称设置多组液压管，所述液压管内端抵接所述主弦管，所述上卡具本体左右两侧对称设置一对第一激光发射器。
所述第二卡具包括：下卡具本体；所述下卡具本体内对称设有液压管，液压管内端抵接所述主弦管。
所述第二激光发射器包含：所述第二激光发射器包含：发射器、连接件，连接件底部设有螺纹孔，所述发射器与连接件螺纹连接，且发射器上设有刻度。
所述上卡具本体上设有弧形的第一轨道，所述连接件滑动连接于第一轨道内。
所述作业平台两侧还滑动连接有千分表装置，且千分表指针抵接于所述齿条表面；
所述千分表装置包括：底座、伸缩件；所述底座上设有凸柱，凸柱与伸缩件螺栓固定连接，所述伸缩件远离底座的一端固定有千分表。
所述作业平台两侧设有第二轨道，所述底座底部四角设有滑槽，第二轨道间隙插接于滑槽内。
基于上述一种桁架式主弦管合拢精度控制装置较优的使用方法，其具有以下步骤：
使用卡固装置将主弦管卡箍固定并使用螺栓固定于作业平台的作业槽口内，再将两段主弦管接头初步吻合，启动其中一个卡固装置，使上卡具本体、下卡具本体中的液压管对主弦管进行定位调整，直至两第一激光发射器7测距数据相等，同时滑动第二激光发射器8时，发射器上的刻度值不变，此时相同操作定位另一个主弦管，随后将齿条贴合与主弦管两侧并进行焊接操作。其中在焊接过程中，采取先对齿条和主弦管进行部分点焊，使两者相对固定，在桩腿分段合拢焊接完成后再进行齿条和主弦管满焊，可以减少桩腿在分段焊接过程中产生的焊接变形对齿条平整度的影响。
根据上述技术方案，本发明的至少具有以下有益效果：
1. 本发明中在进行桩腿分段焊接前和焊接过程中，分别采用可移动激光测距仪和千分表对主弦管和齿条进行位置校准，使桩腿分段焊接之后整体直线度好，结构稳固和保证对接精度。
2.该装置中设置了可调节、弧形滑动的第二激光发射器，根据主弦管的直径调节第二激光发射器至合适位置，最大程度小公差，以完成更为精确地对接。
3.对完成精准对接的桩腿，焊接过程中先对齿条和主弦管进行部分点焊，分段焊接完成后再满焊，可以减少主弦管在分段焊接过程中产生的焊接变形对齿条平整度的影响。
附图说明
图1为本发明的桩腿分段及焊接控制装置布置图。
图2为本发明卡固装置细节布置图。
图3为本发明千分表装置结构示意图。
图4为本发明第二激光发射器示意图。
其中：1第一卡具、2第二卡具、3紧固件、4作业平台、5液压管、6主弦管、7第一激光发射器、8第二激光发射器、9第一轨道、10刻度、11千分表、12第二轨道、13伸缩件、14螺栓、15底座，16连接件。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须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。本发明描述中使用的术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”指的是附图中的方向，术语“内”、“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
如图1至图4所示，一种桁架式主弦管合拢精度控制装置，用于夹紧定位主弦管6便于精准焊接齿条，，包括：作业平台4、至少两个卡固装置；所述作业平台4中部设有作业槽口，所述卡固装置固定于作业槽口两侧，用于夹紧定位所述主弦管6，并对主弦管6对接角度、平整度进行调节，以保证所述主弦管6两侧齿条与主弦管6表面精准焊接。
本发明实际操作可采用两个卡固装置对两段主弦管6进行固定并安装于作业平台4的作业槽口内，选对两根主弦管6进行初步对接，先对其中一根主弦管6进行校准定位，再将另一根主弦管6根据之前校准的主弦管6数据进行调节，最后将两主弦管6以及其两侧的齿条焊接固定，从而保障焊接平整度。
本发明适用于多种管制器具的对接，本发明装置中用于桩腿精度合拢；
其中具体的：卡固装置包括：第一卡具1和第二卡具2，所述第一卡具1和第二卡具2上下紧固件合拢固定主弦管6并固定于作业平台4的作业槽口内，本发明中的第一卡具1为半圆形加矩形的形状，第二卡具2为半圆形，所述的第一卡具1和第二卡具2对接成完整的椭圆形状。在第一卡具1中设有上卡具本体，上卡具本体顶部设有可调节、弧形滑动的第二激光发射器8，且上卡具本体两侧内部对称设置多组液压管5，所述液压管5内端抵接所述主弦管6，所述上卡具本体左右两侧对称设置一对第一激光发射器7，上卡具本体上设有弧形的第一轨道9，第一轨道9成半圆与第一卡具1的半圆形结构同心圆，减少激光移动时因为轨道造成的误差，第二卡具2包括：下卡具本体；所述下卡具本体内对称设有液压管5，液压管5内端抵接所述主弦管6，其中观察附图4，第二激光发射器8包含：发射器、连接件（16），连接件（16）滑动连接于第一轨道9内，连接件16底部还设有螺纹孔，所述发射器与连接件16螺纹连接，且发射器上设有刻度10，此外装置中液压管5外接液压系统，第二激光发射器8、第一激光发射器7外接数据显示仪。
为了更加精准控制焊接主弦管6两侧齿条，在作业平台4两侧还滑动连接有千分表装置，且千分表指针抵接于所述齿条表面；
千分表装置包括：底座15、伸缩件13；所述底座15上设有凸柱，凸柱与伸缩件13螺栓14固定连接，所述伸缩件13远离底座15的一端固定有千分表11，作为一种较优的选着，在作业平台4两侧分别安装两条平行的第二轨道12，在底座15底部四角设置滑槽，第二轨道12间隙插接于滑槽内。滑动千分表11即可观察齿条的平整度；伸缩件使用VSSJA-1型伸缩节。
关于本发明装置正确且较优的使用方法，在实际作业中，第一卡具1、第二卡具2通过螺栓分段将主弦管6和固定在水平作业平台4上，同时将两根主弦管6初步对接，通过第一卡具1、第二卡具2上的液压管5与主弦管6接触进行主弦管6各方向上的固定。考虑加工工艺和上个焊接阶段主弦管6产生的公差，对其中一个第一卡具1顶端的第二激光发射器8在连接件16内的高度进行调节，记录第二激光发射器8与主弦管6的距离，在存在公差的基础上进行调节，最大程度地减少公差带来的影响，使用液压管5调节，使左右两侧的第一激光发射器7测试数据在允许公差内相等，滑动顶部的第二激光发射器8多次并对此调节使第二激光发射器8测量数值在允许公差范围内，随后相同的操作对另一个主弦管6进行调节，最后将齿条摆放于主弦管6的两侧，并将千分表11拉至接触齿条表面，滑动底座15对齿条的摆放平整度对进行测量，在主弦管6两侧的水平作业平台4上有两个千分表装置和供装置移动的第二轨道12，在焊接前和焊接过程中对齿条任何区域进行高度方向上的距离测定，使焊接缝两侧齿条高度在同于水平线上，考虑公差的存在，两侧的高度可以适当进行折减，也可下工作范围内默认等高，焊接过程中，采取先对齿条和主弦管6进行部分点焊，使两者相对固定，在桩腿整体分段合拢焊接完成后再进行齿条和主弦管6满焊，可以减少桩腿在分段焊接过程中产生的焊接变形对齿条平整度的影响。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (10)

1.一种桁架式主弦管合拢精度控制装置，用于夹紧定位主弦管（6）便于精准焊接齿条，其特征在于，包括：作业平台（4）、至少两个卡固装置；所述作业平台（4）中部设有作业槽口，所述卡固装置固定于作业槽口两侧，用于夹紧定位所述主弦管（6），并对主弦管（6）对接角度、平整度进行调节，以保证所述主弦管（6）两侧齿条与主弦管（6）表面精准焊接。
2.根据权利要求1所述的一种桁架式主弦管合拢精度控制装置，其特征在于，所述卡固装置包括：第一卡具（1）和第二卡具（2），所述第一卡具（1）和第二卡具（2）上下紧固件合拢固定主弦管（6）并固定于作业平台（4）的作业槽口内。
3.根据权利要求2所述的一种桁架式主弦管合拢精度控制装置，其特征在于，所述第一卡具（1）包含：上卡具本体；所述上卡具本体顶部设有可调节、弧形滑动的第二激光发射器（8），且上卡具本体两侧内部对称设置多组液压管（5），所述液压管（5）内端抵接所述主弦管（6），所述上卡具本体左右两侧对称设置一对第一激光发射器（7）。
4.根据权利要求2所述的一种桁架式主弦管合拢精度控制装置，其特征在于，所述第二卡具（2）包括：下卡具本体；所述下卡具本体内对称设有液压管（5），液压管（5）内端抵接所述主弦管（6）。
5.根据权利要求3所述的一种桁架式主弦管合拢精度控制装置，其特征在于，所述第二激光发射器（8）包含：发射器、连接件（16），连接件（16）底部设有螺纹孔，所述发射器与连接件（16）螺纹连接，且发射器上设有刻度（10）。
6.根据权利要求5所述的一种桁架式主弦管合拢精度控制装置，其特征在于，所述上卡具本体上设有弧形的第一轨道（9），所述连接件（16）滑动连接于第一轨道（9）内。
7.根据权利要求1所述的一种桁架式主弦管合拢精度控制装置，其特征在于，所述作业平台（4）两侧还滑动连接有千分表装置，且千分表指针抵接于所述齿条表面；
所述千分表装置包括：底座（15）、伸缩件（13）；所述底座（15）上设有凸柱，凸柱与伸缩件（13）螺栓固定连接，所述伸缩件（13）远离底座（15）的一端固定有千分表（11）。
8.根据权利要求7所述的一种桁架式主弦管合拢精度控制装置，其特征在于，所述作业平台（4）两侧设有第二轨道（12），所述底座（15）底部四角设有滑槽，第二轨道（12）间隙插接于滑槽内。
9.一种根据权利要求1~8中任一项所述的一种桁架式主弦管合拢精度控制装置的使用方法，其具有以下步骤：
使用卡固装置将主弦管（6）卡箍固定并使用螺栓固定于作业平台（4）的作业槽口内，再将两段主弦管（6）接头初步吻合，启动其中一个卡固装置，使上卡具本体、下卡具本体中的液压管（5）对主弦管（6）进行定位调整，直至两第一激光发射器7测距数据相等，同时滑动第二激光发射器8时，发射器上的刻度值不变，此时相同操作定位另一个主弦管（6），随后将齿条贴合与主弦管（6）两侧并进行焊接操作。
10.根据权利要求9中所述的一种桁架式主弦管合拢精度控制装置的使用方法，其中在焊接过程中，采取先对齿条和主弦管进行部分点焊，使两者相对固定，在桩腿分段合拢焊接完成后再进行齿条和主弦管满焊，可以减少桩腿在分段焊接过程中产生的焊接变形对齿条平整度的影响。
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