CN219005113U - 一种组合式大型筒形件焊接防变形工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及焊接防变形工装技术领域，具体是一种组合式大型筒形件焊接防变形工装。该工装包括通用环板焊件、专用连接块、梯形螺杆、焊接头，多个所述通用环板焊件通过所述专用连接块连接形成一个多边形刚性体；所述梯形螺杆的一端与所述通用环板焊件连接，所述梯形螺杆的另一端与所述焊接头连接，所述焊接头与筒形件的外壁焊接；通过所述梯形螺杆和所述焊接头将所述多边形刚性体与所述筒形件的外圆侧连接。本实用新型在筒形件外圆侧进行支撑，无论是单层筒形件还是内部布置有筋板的双层筒形件的焊接都能有效控制其变形。使用梯形螺杆进行支撑点的径向距离调节，对该工装与筒形件同心度要求低，调节更方便。

Description

一种组合式大型筒形件焊接防变形工装

技术领域

本实用新型涉及焊接防变形工装技术领域，尤其涉及一种组合式大型筒形件焊接防变形工装。

背景技术

随着地下工程装备的发展，大型筒形件在地下工程装备的应用越来与广泛，如盾构机盾体、风电塔筒等。地下工程装备在进行地下作业时需要承受较大来自泥土和地下水的压力，筒形件作为抵抗土层压力的主受力件，对核心部件的保护和产品外形的支撑起着至关重要的作用。因此，筒形件的焊接制作尤为重要。通常，筒形件由内外两层壳体和中间筋板焊接组成，在进行焊接作业时，由于内部筋板焊接量大，外层壳体通常会发生由焊接应力释放引起的局部变形，导致筒形件圆度变差，进而影响产品质量。因此，对筒形件的焊接变形控制也极为重要。

为解决上述问题，通常使用内撑和外撑工装来防止筒形件变形。内撑工装通常由型材制成，其结构类似于米字型支架。虽然这种内撑工装可在一定程度上防止法兰变形，但其仍具有如下缺点：

1、内撑工装只适用于筒体内部无筋板结构的筒形件，如盾体盾尾，对具有两层筒型结构的环装筒体并不适用，如盾体前中盾。

2、随着筒形件直径变大，内撑工装的型材长度也变大，导致内撑工装的强度不足。

3、内撑工装通常一体形成，具有体积大、安装拆卸困难、运输困难、占用场地大等缺点。

而现有外撑工装技术不具备通用性，只能针对固定直径筒体使用，且现有外撑工装只能防止筒形件向外扩张变形，无法控制筒形件向内收缩变形。

因此，亟需开发一种具有新型结构的工装，以解决上述问题。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本实用新型提供一种组合式大型筒形件焊接防变形工装，其解决了现有内撑工装适用性差，以及外撑工装通用性差、无法控制筒形件向内收缩变形的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：

本实用新型实施例提供一种组合式大型筒形件焊接防变形工装，包括通用环板焊件、专用连接块、梯形螺杆、焊接头，多个所述通用环板焊件通过所述专用连接块连接形成一个多边形刚性体；所述梯形螺杆的一端与所述通用环板焊件连接，所述梯形螺杆的另一端与所述焊接头连接，所述焊接头与筒形件的外壁焊接；通过所述梯形螺杆和所述焊接头将所述多边形刚性体与所述筒形件的外圆侧连接。

进一步地，所述通用环板焊件包括垂直连接的翼缘板和腹板，所述翼缘板的两端开设有连接孔，用于与所述专用连接块连接，所述腹板上开设有梯形螺纹孔，用于与所述梯形螺杆连接。

进一步地，所述翼缘板包括连接所述腹板的主体区域和设置所述连接孔的连接区域，所述主体区域的两端突出于所述连接区域形成第一止边。

进一步地，所述专用连接块上设有与所述连接孔对应的螺纹孔，通过螺栓将所述专用连接块与所述通用环板焊件连接。

进一步地，所述专用连接块上设有与所述连接孔对应的销孔和螺纹孔，通过销轴和螺栓将所述专用连接块与所述通用环板焊件连接。

进一步地，所述专用连接块的底面中部突出于所述专用连接块的底面两端形成第二止边，所述第二止边位于相邻两个所述通用环板焊件之间。

进一步地，所述梯形螺杆的一端与所述通用环板焊件螺纹连接，所述梯形螺杆的另一端与所述焊接头转动连接。

进一步地，所述焊接头上设有用于安装所述梯形螺杆的凹槽，通过盖板将所述梯形螺杆的另一端与所述焊接头连接，所述梯形螺杆的另一端的直径小于所述凹槽的直径。

(三)有益效果

本实用新型提供的一种组合式大型筒形件焊接防变形工装，具有以下的有益效果：

1、本实用新型在筒形件外圆侧进行支撑，无论是对单层筒形件还是内部布置有筋板的双层筒形件的焊接都能有效控制其变形。

2、本实用新型采用多个通用环板焊件通过多个专用连接块连接形成一个多边形刚性体的组合式结构；该组合式结构通用性高，适用不同直径的筒形件的支撑。

3、本实用新型结构简单，拆装方便，不占用场地，方便运输。

4、本实用新型的工装与筒形件分离，进行割除时，只需对制作成本低的焊接头产生损耗，提高了工装整体耐用性，降低了原材料的损耗。

5、本实用新型使用梯形螺杆进行支撑点的径向距离调节，对工装与筒形件同心度要求低，调节更方便。

附图说明

图1为本实用新型一种组合式大型筒形件焊接防变形工装的应用结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为本实用新型通用环板焊件的结构示意图；

图4为本实用新型专用连接块的结构示意图；

图5为本实用新型梯形螺杆与通用环板焊件和焊接头连接的结构示意图。

【附图标记说明】

1、通用环板焊件；11、翼缘板；111、连接孔；112、第一止边；12、腹板；121、梯形螺纹孔；2、专用连接块；21、销孔；22、螺纹孔；23、第二止边；3、梯形螺杆；4、焊接头；41、凹槽；5、盖板；6、销轴；7、螺栓；8、筒形件。

具体实施方式

为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。其中，本文所提及的“上”、“下”等方位名词以图1的定向为参照。

请参照图1和图2，其中，图1为本实用新型提供的一种组合式大型筒形件焊接防变形工装的结构示意图，图2为图1中A处的局部放大图。

在第一种具体的实施方式中，本实用新型提供了一种组合式大型筒形件焊接防变形工装。该组合式大型筒形件焊接防变形工装使用不同数量的通用环板焊件1和专用连接块2组合成多边形刚性体，实现不同规格筒形件8外圆的焊接支撑，具有重复利用性和通用性。

参照图1和图2，该组合式大型筒形件8焊接防变形工装包括通用环板焊件1、专用连接块2、梯形螺杆3、焊接头4。多个通用环板焊件1通过专用连接块2连接形成一个多边形刚性体。梯形螺杆3的一端与通用环板焊件1螺纹连接，梯形螺杆3的另一端与焊接头4转动连接，焊接头4与筒形件8的外壁焊接。通过梯形螺杆3和焊接头4将多边形刚性体与筒形件8外圆侧连接。该工装采用易于更换、结构简单、制作成本低的焊接头4和带有自锁功能的梯形螺杆3连接筒形件8外壁和多边形刚性体，既能降低使用成本，又能限制筒形件8外壁向外扩张和向里收缩。具体地，通过转动梯形螺杆3带动焊接头4沿筒形件8的径向移动，当焊接头4与筒形件8外壁接触后，停止转动梯形螺杆3，将焊接头4与筒形件8外壁焊接。在筒形件8焊接作业完成后，需要将焊接头4与筒形件8割除，在进行割除时只会对制作成本低、结构简单的焊接头4产生损耗，进而可以提高该工装整体耐用性，降低了原材料的损耗。

本实用新型在筒形件8外壁进行支撑，不仅能代替内撑形式支撑，还能在筒形件8内部筋板结构复杂而无法使用内撑形式的情况下使用。

其中，参照图3，通用环板焊件1包括垂直连接的翼缘板11和腹板12。翼缘板11的两端开设有连接孔111，用于与专用连接块2连接。腹板12上开设有梯形螺纹孔121，用于与梯形螺杆3连接。具体地，通用环板焊件1为具有足够强度和刚度的刚性结构，且通用环板焊件1具有可重复利用性。

在一些实施例中，翼缘板11包括连接腹板12的主体区域和设置连接孔111的连接区域，主体区域的两端突出于连接区域形成第一止边112，以防止通用环板焊件1与专用连接块2连接时转动，从而可以限制多边形刚性体的旋转自由度。具体地，翼缘板11的中部为直板，在第一止边112处形成倾斜边，翼缘板11的两端部向筒形件8方向倾斜设置，使多个翼缘板11的两端部通过专用连接块2连接后，形成一多边形刚性体。

其中，参照图4，专用连接块2上设有与连接孔111相对应的销孔21和螺纹孔22，用于通过销轴6和螺栓7将专用连接块2与通用环板焊件1连接。通过销轴6可以起到定位的作用，通过螺栓7可以固定专用连接块2与通用环板焊件1。具体地，专用连接块2为单层方形钢板结构，不同直径级别的筒形件8配备不同的专用连接块2。

在一些实施例中，专用连接块2上设有与连接孔111相对应的螺纹孔22，用于通过螺栓7将专用连接块2与通用环板焊件1连接。本实用新型也可以直接通过螺栓7固定连接专用连接块2与通用环板焊件1。

在一些实施例中，专用连接块2的底面中部突出于专用连接块2的底面两端形成两个第二止边23，第二止边23位于相邻两个通用环板焊件1之间。利用销轴6、第一止边112和第二止边23可以限制多边形刚性体的旋转自由度。具体地，第二止边23也可以为倾斜边，方便专用连接块2与通用环板焊件1的连接固定。

其中，参照图5，焊接头4上设有用于安装梯形螺杆3的凹槽41，通过盖板5将梯形螺杆3的另一端装配在焊接头4的凹槽41内。梯形螺杆3的另一端的直径小于凹槽41的直径，以使梯形螺杆3相对于焊接头4可转动。通过转动梯形螺杆3，带动焊接头4沿筒形件8的径向移动。

本年实用新型的工作原理为：针对不同规格的筒形件8，使用不同数量的通用环板焊件1和专用连接块2围成一个多边形，利用销轴6、第一止边112和第二止边23限制多边形的旋转自由度，利用螺栓7将各通用环板焊件1和专用连接块2拧紧，从而形成一个具有足够强度和刚度的多边形刚性体。梯形螺杆3一端与通用环板焊件1螺纹连接，另一端与焊接头4装配，焊接头4与筒形件8外壁焊接，从而限制筒形件8外壁的收缩和扩张，达到防止焊接变形的目的。

本实用新型的装配方法如下：

在筒形件8焊接前，将通用环板焊件1和专用连接块2在平地上拼装成一个多边形，使用销轴6定位和螺栓7拧紧，形成一个多边形刚性体，随后将多边形刚性体整体吊装至筒形件8的外侧，通过拧动各梯形螺杆3，依次使各焊接头4与筒形件8外壁接触，并焊接，进而进行筒形件8内部各筋板的铆装和焊接，实现筒形件8的防变形支撑。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是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实用新型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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种组合式大型筒形件焊接防变形工装，其特征在于：包括通用环板焊件(1)、专用连接块(2)、梯形螺杆(3)、焊接头(4)，多个所述通用环板焊件(1)通过所述专用连接块(2)连接形成一个多边形刚性体；所述梯形螺杆(3)的一端与所述通用环板焊件(1)连接，所述梯形螺杆(3)的另一端与所述焊接头(4)连接，所述焊接头(4)与筒形件(8)的外壁焊接；通过所述梯形螺杆(3)和所述焊接头(4)将所述多边形刚性体与所述筒形件(8)的外圆侧连接。

2.根据权利要求1所述的一种组合式大型筒形件焊接防变形工装，其特征在于：所述通用环板焊件(1)包括垂直连接的翼缘板(11)和腹板(12)，所述翼缘板(11)的两端开设有连接孔(111)，用于与所述专用连接块(2)连接，所述腹板(12)上开设有梯形螺纹孔(121)，用于与所述梯形螺杆(3)连接。

3.根据权利要求2所述的一种组合式大型筒形件焊接防变形工装，其特征在于：所述翼缘板(11)包括连接所述腹板(12)的主体区域和设置所述连接孔(111)的连接区域，所述主体区域的两端突出于所述连接区域形成第一止边(112)。

4.根据权利要求2所述的一种组合式大型筒形件焊接防变形工装，其特征在于：所述专用连接块(2)上设有与所述连接孔(111)对应的螺纹孔(22)，通过螺栓(7)将所述专用连接块(2)与所述通用环板焊件(1)连接。

5.根据权利要求2所述的一种组合式大型筒形件焊接防变形工装，其特征在于：所述专用连接块(2)上设有与所述连接孔(111)对应的销孔(21)和螺纹孔(22)，通过销轴(6)和螺栓(7)将所述专用连接块(2)与所述通用环板焊件(1)连接。

6.根据权利要求4或5所述的一种组合式大型筒形件焊接防变形工装，其特征在于：所述专用连接块(2)的底面中部突出于所述专用连接块(2)的底面两端形成第二止边(23)，所述第二止边(23)位于相邻两个所述通用环板焊件(1)之间。

7.根据权利要求1所述的一种组合式大型筒形件焊接防变形工装，其特征在于：所述梯形螺杆(3)的一端与所述通用环板焊件(1)螺纹连接，所述梯形螺杆(3)的另一端与所述焊接头(4)转动连接。

8.根据权利要求7所述的一种组合式大型筒形件焊接防变形工装，其特征在于：所述焊接头(4)上设有用于安装所述梯形螺杆(3)的凹槽(41)，通过盖板(5)将所述梯形螺杆(3)的另一端与所述焊接头(4)连接，所述梯形螺杆(3)的另一端的直径小于所述凹槽(41)的直径。

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