CN203863266U - 一种变截面桁架臂制造工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种变截面桁架臂制造工装，其包括：用于在主弦杆的两端分别安装产品接头以形成主弦杆与接头组件的组管工装；用于将主弦杆与接头组件和腹杆进行组装以形成变截面桁架臂的组体工装；组体工装包括:平台、支撑结构、定位工作台和组体工装接头，平台两端分别设置支撑结构，两支撑结构的间距由桁架臂的长度确定；每一端的支撑结构固定连接定位工作台，并且两端的定位工作台相向设置；定位工作台开设有适合数种变截面桁架臂且用于通过和组体工装接头连接主弦杆与接头组件两端的产品接头的接头安装孔组以及用于连接支撑结构的安装座。本实用新型适用范围广、制造效率高、安全性相对较高。

Description

一种变截面桁架臂制造工装

技术领域

本实用新型涉及工程机械领域，特别是涉及一种变截面桁架臂制造工装。

背景技术

变截面桁架臂是桁架臂法向各截面大小均不同且呈现一定规律变化的桁架臂。桁架臂制造工艺通常主要包括组管和组体两道工序，其中：组管是指桁架臂主弦杆和两端接头进行拼点，形成主弦杆与接头组件的工序。组体是指将主弦杆与接头组件拼点成立体的桁架臂的工序。上述的“拼点”指将零、部件按照预设的位置关系点焊成部件或结构件的工艺。

如图1所示，图1中示出的目前常规使用的桁架臂组体工装，该工装包括平台1’、支撑结构2’和接头组件，其中：平台1’上开设有第一安装孔(图中未示出)。支撑结构2’通过定位销和螺栓固定在平台1’两端的所述第一安装孔中。支撑结构2’的安装面开设有第二安装孔4’，第二安装孔4’根据所述待组体的桁架臂的截面确定，其实质上包括螺栓孔和定位销孔，图1未将螺栓孔和定位销孔分别示意出来，该部分均统称为“第二安装孔”。接头组件采用的是连体接头，其由支耳5’和连接板6’连接成一体，连接板6’通过螺栓和定位销连接到支撑结构2’的安装面上的第二安装孔4’中。各对支耳5’的相对位置与待组体的桁架臂的截面相适配。

组体时，首先，根据待组体的桁架臂的截面，在支撑结构2’的安装面开设第二安装孔4’，使第二安装孔4’的相对位置与待组体的桁架臂的截面相适配。然后，根据所述待组体的桁架臂的长度，利用定位销将支撑结构2’固定在平台1’两端的有第一安装孔中，再采用螺栓将支撑结构2’锁紧在平台1’上。再者，将所述接头组件通过定位销和螺栓固定到预先布置好的第二安装孔4’中。最后，将桁架臂组管后形成的所述主弦杆与接头组件的两个端部与支撑结构2’上的所述接头组件相连接，完成桁架臂组体操作。

但是，由于变截面桁架臂的设计均为满足特殊条件下工况的使用，所以变截面桁架臂不同部位的结构形式、尺寸大小均存在较大差异。在变截面桁架臂结构件制造工艺方面，国内外均无统一认可的制造工艺。而且，由于部分变截面桁架臂尺寸较大，在制造过程中需登高作业，存在安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种变截面桁架臂制造工装，其适用范围广、制造效率高。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种变截面桁架臂制造工装，其包括：用于在主弦杆的两端分别安装产品接头以形成主弦杆与接头组件的组管工装；和，用于将所述主弦杆与接头组件和腹杆进行组装以形成变截面桁架臂的组体工装；其中：所述组体工装包括:平台、支撑结构、定位工作台和组体工装接头，所述平台两端分别设置所述支撑结构，两所述支撑结构的间距由所述桁架臂的长度确定；每一端的所述支撑结构的安装面固定连接所述定位工作台，并且两端的所述定位工作台的安装面相向设置；所述定位工作台开设有适合数种变截面桁架臂且用于通过所述和组体工装接头连接所述主弦杆与接头组件两端的所述产品接头的接头安装孔组以及用于连接所述支撑结构的安装座。

进一步地，所述接头安装孔组在所述定位工作台的分布情况为：不同高度设置有数组所述接头安装孔组；相同高度设置有至少两组所述接头安装孔组。

进一步地，所述定位工作台的宽度方向的中心线两侧的所述接头安装孔组呈对称设置。

进一步地，所述组管工装包括导轨、支承座、三维工作台、V型高度调节机构和组管工装接头，其中：所述三维工作台的正面和侧面均设置有圆形通孔；两所述支承座分别通过定位锁紧销组装到所述三维工作台的两端底部，形成组管支撑机构；所述导轨的两侧分别设置所述组管支撑机构，两所述组管支撑机构的间距由待组装的所述主弦杆的长度确定；所述组管工装接头通过定位锁紧销安装到所述三维工作台顶面的圆形通孔中，且两所述组管工装接头的间距与所述主弦杆的长度相适配；两所述三维工作台上的所述组管工装接头内侧分别设置所述V型高度调节机构，所述V型高度调节机构与所述组管工装接头位于同一直线；吊装到所述V型高度调节机构上的所述主弦杆的高度与所述组管工装接头相适配；所述产品接头通过销轴与所述组管工装接头连接，与所述主弦杆组装形成所述主弦杆与接头组件。

进一步地，还包括对所述主弦杆和产品接头的连接处夹紧用的悬臂夹紧器和可调支撑，其中：所述悬臂夹紧器连接在所述三维工作台上；所述可调支撑放置在所述三维工作台上，且对应置于所述悬臂夹紧器的下方。

基于上述技术方案，本实用新型的优点是：

本实用新型通过增设一个定位工作台，并在定位工作台预先开设了适合数种变截面桁架臂的接头安装孔组，并且，所述接头安装孔组的位置与变截面桁架臂的截面相适配，所述接头安装孔组在所述定位工作台上的分布几乎可以适应所有目前市面上各种型号且按照某种规律变化的变截面桁架臂，因此本实用新型只需要通过更换、调整接头的安装位置，便可以满足各种型号且按照某种规律变化的变截面桁架臂的组体需求，适用范围广，除此之外，还有利于提高变截面桁架臂制造效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中桁架臂组体工装的工作状态示意图；

图2为本实用新型所提供的组管工装一实施例的工作状态示意图；

图3和图4为本实用新型所提供的组体工装两个不同实施例的工作状态示意图；

图5为图3和图4中定位工作台的主视图；

图6为图5的后视图；

图7为图5的仰视图；

图8为图5的侧视图。

具体实施方式

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件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实用新型保护范围的限制。

本实用新型所提供的变截面桁架臂制造工装的使用包括以下步骤：

1)如图2所示，组管：利用组管工装，在主弦杆的两端分别安装产品接头，形成主弦杆与接头组件。

2)如图3和图4所示，组体：利用组体工装，将主弦杆与接头组件和腹杆进行组装，形成变截面桁架臂。

所述组体工装包括平台、支撑结构、定位工作台和组体工装接头，其中：所述定位工作台预先开设适合数种变截面桁架臂的接头安装孔组和用于连接所述支撑结构的安装座。所述接头安装孔组用于连接所述组体工装接头，所述接头安装孔组的位置与变截面桁架臂的截面相适配，所述接头安装孔组在所述定位工作台上的分布几乎可以覆盖目前市面上各种型号的且按照某种规律变化的变截面桁架臂，满足各种型号的且按照某种规律变化的变截面桁架臂的组体需求，适用范围广。需要说明的是，按照某种规律变化指的是待组装的变截面桁架臂的截面的面积大小的变化呈现某一种线性关系。

所述组体步骤具体包括：

2-1)调节所述平台的平面度并固定所述平台：所述平台的平面度的调节可以采用各种现有方法实现。此外，所述平台通常固定在地面。

2-2)根据所述桁架臂的长度，在所述平台两端分别设置所述支撑结构。两所述支撑结构的安装面的间距需要大于所述桁架臂的长度。

2-3)在每一端的所述支撑结构的安装面固定连接所述定位工作台，并且两端的所述定位工作台的安装面相向设置：两所述定位工作台的安装面的间距略大于所述步骤1)形成的主弦杆与接头组件的长度。

2-4)按照待组装的变截面桁架臂的截面形状和面积大小，将所述组体工装接头连接到相对应的所述接头安装孔组中，再将多根所述主弦杆与接头组件的两端的产品接头分别固定连接到所述定位工作台上相对应的所述组体工装接头，从而待组装的变截面桁架臂的主弦杆组装完毕。

例如，图3和图4显示的是两种不同的变截面桁架臂，图3中的变截面桁架臂的具有四根主弦杆，相应地，变截面桁架臂的每一端均具有四个连接点，而且变截面桁架臂的截面形状为等腰梯形，因此根据需要组装的截面面积大小，在定位工作台的安装面选取四个适合的所述接头安装孔组，并在这些所述接头安装孔组连接所述组体工装接头，最后将所述主弦杆与接头组件的两个端部与所述组体工装接头固定连接即可。图4中变截面桁架臂的一端的截面形状是三角形，另一端的截面形状是等腰梯形，其选取所述接头安装孔组的原则与图3相同，在此不再赘述。

2-5)按照预设的位置关系将所述腹杆焊接到所述主弦杆上，形成所述变截面桁架臂。

由此可以看出，本实用新型通过增设一个定位工作台，并在定位工作台预先开设了适合数种变截面桁架臂的接头安装孔组，并且，所述接头安装孔组的位置与变截面桁架臂的截面相适配，所述接头安装孔组在所述定位工作台上的分布几乎可以适应目前市面上各种型号且按照某种规律变化的变截面桁架臂，因此本实用新型只需要通过更换、调整接头的安装位置，便可以满足各种型号且按照某种规律变化的变截面桁架臂的组体需求，适用范围广，除此之外，还有利于提高变截面桁架臂制造效率。而现有技术中，支撑结构的高度较高，其安装面开设的销孔和螺纹孔的功能类比于本实用新型中的接头安装孔组的功能，但是，该销孔和螺纹孔根据实际需求进行设置，因此容易造成支撑结构的安装面上的安装孔较为杂乱，对支撑结构的安装面的损毁较大，影响组体精度和牢固性，进而影响了操作安全性。而且，组体过程较为繁琐，影响变截面桁架臂的制造效率。

所述接头安装孔组在所述定位工作台的具体分布情况为：在不同高度设置数组所述接头安装孔组以及在相同高度设置至少两组所述接头安装孔组，以便于适合于不同截面形状和面积大小的变截面桁架臂。优选地，由于变截面桁架臂的截面形状和面积通常为对称结构，因此，所述定位工作台的宽度方向(图中的横向)的中心线两侧的所述接头安装孔组呈对称设置。

图5-8示出了所述接头安装孔组在所述定位工作台的一种分布情况，如图5-8所示，四个安装孔构成一个所述接头安装孔组。所述定位工作台分为上部和下部，其中：上部的中心区域以所述定位工作台的宽度方向的中心线对称地设置有两列所述接头安装孔组，并且每一列中的各所述接头安装孔组隔开设置。通过对称设置，主要是为了使本实用新型适应按照某种规律变化的变截面桁架臂的组体。上部的中心区域左侧区域或右侧区域的各所述接头安装孔组沿各自区域的对角线均匀间隔布置。下部的所述接头安装孔组设置成两排，位于下部的底部区域。通过这种布孔方式，可以满足二节、三节、四节、五节、六节、七节、八节、九节变截面中间节组体的拼点。

上述各实施例中，所述组管工装包括导轨、支承座、三维工作台、V型高度调节机构和组管工装接头，所述三维工作台的正面和侧面均设置有圆孔。所述组管步骤具体包括：

1-1)根据所述导轨需要铺设的位置在地面开设安装孔，调节两所述导轨的间距和平行度并固定所述两导轨。

1-2)采用定位锁紧销，将两所述支承座分别组装到所述三维工作台的两端底部，形成组管支撑机构。由于定位锁紧销是通过销径方向5个同心钢珠实现定位、锁紧，当松动定位锁紧销螺纹时，钢珠自动缩回定位锁紧销内部，这时定位锁紧销可方便地插入或抽出标准孔，插入后再逐渐拧紧定位锁紧销头部，这时钢珠逐渐突出，实现自动对中并夹紧模块。定位锁紧销的使用可以满足特殊长度的桁架臂组管的焊接，长度方向尺寸调整灵活，通用性强。

1-3)根据待组装的所述主弦杆的长度，在所述导轨的两端分别设置所述组管支撑机构。

1-4)采用定位锁紧销，将所述组管工装接头安装到所述三维工作台顶面的圆孔中，且两所述组管工装接头的间距与所述主弦杆的长度相适配，通常两所述组管工装接头的间距略大于所述主弦杆的长度，即预留一定收缩补偿量，以解决焊后收缩问题。采用定位锁紧销作为所述组管工装接头和所述三维工作台的锁紧件，主要是通过定位锁紧销可以实现定位、锁紧和更换所述组管工装接头，所述三位工作台可在所述导轨上朝两侧移动，使整个调整过程方便，组管效率更高。

1-5)在两所述三维工作台上的所述组管工装接头内侧分别设置所述V型高度调节机构，使所述V型高度调节机构与所述接头位于同一直线。

1-6)吊装所述主弦杆到所述V型高度调节机构上，调节所述V型高度调节机构，使所述主弦杆位于与所述组管工装接头相适配的高度。

1-7)采用销轴，将所述主弦杆与其两端的产品接头进行组装，形成所述主弦杆与接头组件。

上述步骤1-7)之后，还包括：

1-8)调节所述主弦杆与所述产品接头的间隙，采用悬臂夹紧器将所述主弦管与所述产品接头的连接处进行夹紧，最后将所述主弦杆与接头组件从所述组管工装接头上取下并实施焊接，焊接部位为所述主弦杆与其两端的所述产品接头相连接的两道焊缝。

本实用新型的变截面桁架臂制造工装包括：组管工装和组体工装，所述组管工装用于在主弦杆的两端分别安装产品接头以形成主弦杆与接头组件，所述组体工装用于将所述主弦杆与接头组件和腹杆进行组装以形成变截面桁架臂。

如图3和图4所示，所述组体工装包括:平台1、支撑结构2、定位工作台3和组体工装接头A，平台1两端分别设置支撑结构2，两支撑结构2的间距由所述桁架臂的长度确定。每一端的支撑结构2的安装面固定连接定位工作台3，并且两端的定位工作台3的安装面相向设置，两定位工作台3的安装面的间距与所述主弦杆与接头组件的长度相适配。

如图5和图6所示，定位工作台3开设有接头安装孔组4以及安装座5，具体地，接头安装孔组4设置在定位工作台3的正面(安装面)，安装座5设置在定位工作台3的反面。其中：接头安装孔组4适合数种变截面桁架臂，用于通过组体工装接头A连接所述主弦杆与接头组件两端的产品接头B。接头安装孔组4的位置与变截面桁架臂的截面相适配，所述接头安装孔组在定位工作台3上的分布几乎可以适应目前市面上各种型号且按照某中规律变化的变截面桁架臂，满足各种型号且按照某中规律变化的变截面桁架臂的组体需求，适用范围广。本实施例中，接头安装孔组4包括四个安装孔41，利用定位锁紧销与组体工装接头A上4个安装孔固定连接。安装座5用于连接支撑结构2。

作为接头安装孔组4的一种优选方式，接头安装孔组4在定位工作台3的分布情况为：不同高度设置有数组接头安装孔组4以及相同高度设置有至少两组接头安装孔组4，以便于适合于不同截面形状和面积大小的变截面桁架臂。优选地，由于变截面桁架臂的截面形状和面积通常为对称结构，因此，定位工作台3的宽度方向(图中的横向)的中心线O两侧的接头安装孔组4呈对称设置。

图5和图6示出了接头安装孔组4在定位工作台3的安装面的一种分布情况，如图5和图6所示，四个安装孔构成一个述接头安装孔组4。定位工作台3分为上部31和下部32，其中：上部31的中心区域311以定位工作台3的安装面宽度方向的中心线O对称地设置有两列接头安装孔组4，并且每一列中的各接头安装孔组4隔开设置。通过对称设置，主要是为了使本实用新型适应按照某种规律变化的变截面桁架臂的组体。上部31的中心区域311的左侧区域312或右侧区域313的各接头安装孔组4沿各自区域的对角线均匀间隔布置。下部32的接头安装孔组4设置成两排，位于下部的底部区域。通过这种布孔方式，可以满足二节、三节、四节、五节、六节、七节、八节、九节变截面中间节组体的拼点。

如图2所示，所述组管工装包括导轨6、支承座7、三维工作台8、V型高度调节机构9和组管工装接头，其中：三维工作台8的正面和侧面均设置有圆形通孔81。两支承座7分别通过定位锁紧销10组装到三维工作台8的两端底部，形成组管支撑机构。导轨6的两侧分别设置所述组管支撑机构，两所述组管支撑机构的间距由待组装的主弦杆11的长度确定。组管工装接头分为两种，一种是双组管工装接头12，另一个是单组管工装接头13。双组管工装接头12和单组管工装接头13分别通过定位锁紧销10安装到导轨6两端的三维工作台8顶面的圆形通孔81中，且双组管工装接头12和单组管工装接头13的间距与主弦杆11的长度相适配。两三维工作台8上的双组管工装接头12和单组管工装接头13内侧分别设置V型高度调节机构9，V型高度调节机构9与双组管工装接头12和单组管工装接头13位于同一直线。吊装到V型高度调节机构9上的主弦杆11的高度与双组管工装接头12和单组管工装接头13相适配。将两个产品接头的一端分别与双组管工装接头12和单组管工装接头13通过销轴连接，再将两个产品接头的另一端分别与主弦杆11的两端连接，组装形成所述主弦杆与接头组件。

所述组管工装可以适用于各种不同长度的桁架臂组管的组装，当实际使用的主弦杆11过长时，由于导轨6上布置了若干孔61，因此可以在导轨6两端的两三维工作台8之间再增设若干三维工作台8，并将各三维工作台8隔开设置即可，不仅如此，还可以在导轨6上按照实际需求任意调整三维工作台8的位置，因此调整方便，省时省力，不仅提到组装效率，还可以降低工作人员的劳动强度。

上述实施例中，所述组管工装还包括悬臂夹紧器14和可调支撑15，其中，悬臂夹紧器14连接在三维工作台8上，用于对主弦杆11和产品接头的连接处进行夹紧处理。可调支撑15放置在三维工作台8上，且对应置于悬臂夹紧器14的下方，用于调节主弦杆11水平中心面和两端的产品接头水平中心面一致，以保证最后焊接的准确性。

上述各实施例中，V型高度调节机构9可以包括V型块91和高度调节器92，其中，V型块91用于对主弦杆11形成支撑，设置在高度调节器92的顶面。V型块91和高度调节器92安装到三维工作台8上需要借助第一定位角钢16和第二定位角钢17，安装时，首先，将第二定位角钢17通过螺栓固定连接到三维工作台8的内侧面；然后，将第一定位角钢16固定连接到第二定位角钢17；再者，将高度调节器92安装到第一定位角钢16的顶面，使高度调节器92与双组管工装接头12和单组管工装接头13位于同一直线；最后，将V型块91安装到高度调节器92的顶面，V型高度调节机构9的安装完成。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (5)

1.一种变截面桁架臂制造工装，其特征在于，包括：

用于在主弦杆的两端分别安装产品接头以形成主弦杆与接头组件的组管工装；和，

用于将所述主弦杆与接头组件和腹杆进行组装以形成变截面桁架臂的组体工装；

其中：

所述组体工装包括:平台、支撑结构、定位工作台和组体工装接头，所述平台两端分别设置所述支撑结构，两所述支撑结构的间距由所述桁架臂的长度确定；每一端的所述支撑结构固定连接所述定位工作台，并且两端的所述定位工作台相向设置；所述定位工作台开设有适合数种变截面桁架臂且用于通过所述和组体工装接头连接所述主弦杆与接头组件两端的所述产品接头的接头安装孔组以及用于连接所述支撑结构的安装座。

2.如权利要求1所述的变截面桁架臂制造工装，其特征在于，所述接头安装孔组在所述定位工作台的分布情况为：

不同高度设置有数组所述接头安装孔组；

相同高度设置有至少两组所述接头安装孔组。

3.如权利要求2所述的变截面桁架臂制造工装，其特征在于，所述定位工作台的宽度方向的中心线两侧的所述接头安装孔组呈对称设置。

4.如权利要求3所述的变截面桁架臂制造工装，其特征在于，所述组管工装包括导轨、支承座、三维工作台、V型高度调节机构和组管工装接头，其中：所述三维工作台的正面和侧面均设置有圆形通孔；两所述支承座分别通过定位锁紧销组装到所述三维工作台的两端底部，形成组管支撑机构；所述导轨的两侧分别设置所述组管支撑机构，两所述组管支撑机构的间距由待组装的所述主弦杆的长度确定；所述组管工装接头通过定位锁紧销安装到所述三维工作台顶面的圆形通孔中，且两所述组管工装接头的间距与所述主弦杆的长度相适配；两所述三维工作台上的所述组管工装接头内侧分别设置所述V型高度调节机构，所述V型高度调节机构与所述组管工装接头位于同一直线；吊装到所述V型高度调节机构上的所述主弦杆的高度与所述组管工装接头相适配；所述产品接头通过销轴与所述组管工装接头连接，与所述主弦杆组装形成所述主弦杆与接头组件。

5.如权利要求4所述的变截面桁架臂制造工装，其特征在于，还包括对所述主弦杆和产品接头的连接处夹紧用的悬臂夹紧器和可调支撑，其中：所述悬臂夹紧器连接在所述三维工作台上；所述可调支撑放置在所述三维工作台上，且对应置于所述悬臂夹紧器的下方。