CN104889656A - 用于城轨客车底架边梁合成焊接的辅助定位装置 - Google Patents

Abstract

用于城轨客车底架边梁合成焊接的辅助定位装置属于城轨客车底架边梁整体焊接时的辅助定位设备领域，该装置包括多个双边梁定位T型平台(3)、多个翻转驱动机构(4)、多个连接板夹持转臂(5)和钢管转轴(6)，双边梁定位T型平台(3)包括T型平台(3-1)、两个横向丝杠顶头(3-2)、纵向压紧螺柱(3-3)、门型压紧杆(3-4)、中心定位挡块(3-5)和锁紧螺母(3-6)。本发明可通过双边梁定位T型平台一次性同时固定两根底架边梁，并通过气动的翻转驱动机构和多个连接板夹持转臂实现对多件L型连接板与两个底架边梁的同时匹配定位和可靠固定，因此能够大幅提高焊接操作的生产效率。并且，装配方便快捷，可灵活调节夹持厚度，具有较好的通用性。

Description

用于城轨客车底架边梁合成焊接的辅助定位装置

技术领域

本发明属于城轨客车底架边梁整体焊接时的辅助定位设备领域，具体涉及一种用于城轨客车底架边梁合成焊接的辅助定位装置。

背景技术

如图1所示，城轨客车的底架边梁1一般成对使用，每一根底架边梁1均是由两根侧壁板1-2和一个底板1-1一体成型的铝合金凹槽部件，其外形类似槽钢。在其底板1-1的凹槽内端面上，还按相同的方式逐一合成焊接多个L型连接板2。

现有的合成焊接工艺通常一次仅加工一根底架边梁1，其方法是将底架边梁1简单固定在很长的水平台上，或者由多个T型支架对其进行分段支撑，并由焊接操作人员通过C型焊钳对所需焊接的各个L型连接板2逐一进行焊接。操作人员需要确保各个L型连接板2均按所需的焊接姿态摆放在两根侧壁板1-2的中央，并使邻近的两个L型连接板2间距符合图纸要求。

然而，在上述焊接作业过程中，由于精确定位后的L型连接板2并未做任何预先固定，因此操作人员在将C型焊钳***到底架边梁1的凹槽内时总是需要小心翼翼地使C型焊钳准确对准L型连接板2两侧的焊缝，以避免C型焊钳对L型连接板2造成任何磕碰和滑移，导致其偏离初始的定位位置。

上述的焊接作业过程操作难度大，效率低，且依然难以彻底杜绝L型连接板2偏离既定焊接位置的情况发生。

发明内容

为了解决现有底架边梁合成焊接过程中，L型连接板定位困难，其偏离既定焊接位置的情况时有发生，焊接作业效率低，难度大的技术问题，本发明提供一种用于城轨客车底架边梁合成焊接的辅助定位装置。

本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：

用于城轨客车底架边梁合成焊接的辅助定位装置，其包括多个双边梁定位T型平台、多个翻转驱动机构、多个连接板夹持转臂和钢管转轴，所述钢管转轴为通长转轴，其由间隔分布的多个轴承转臂支座水平固定；双边梁定位T型平台包括T型平台、两个横向丝杠顶头、纵向压紧螺柱、门型压紧杆、中心定位挡块和锁紧螺母；所述中心定位挡块的上端设有竖直的螺孔，中心定位挡块沿着T型平台上端面的中线放置，其二者固连；两个横向丝杠顶头的基座对称地固连于中心定位挡块两侧；纵向压紧螺柱的下端竖直固连于中心定位挡块的竖直螺孔内，其二者螺纹连接；门型压紧杆通过其中段开设的竖直光孔套在纵向压紧螺柱的中段，门型压紧杆的光孔上方由与纵向压紧螺柱顶端螺纹连接的锁紧螺母压紧和限位。

所述连接板夹持转臂包括转臂、钢管转轴夹持座、两个夹持板和两个夹持小气缸，所述转臂的前段和中段分别设有一个夹持板安装座，夹持板安装座的中心设有夹持气缸轴孔，夹持气缸轴孔的两侧分别设有一个夹持板定位销，两个夹持板定位销均固连于夹持板安装座的前端面上；夹持气缸轴孔的上方还设有一个夹持宽度调整螺钉，夹持宽度调整螺钉通过螺孔与夹持板安装座螺纹连接；所述夹持板的中心设有夹持气缸轴沉孔，夹持气缸轴沉孔两侧分别设有一个定位销孔；所述夹持板的后端面下部还设有连接板定位槽；所述两个夹持板安装座分别与两个夹持板一一对应，夹持板安装座前端面上的两个夹持板定位销均***一个对应的定位销孔并与其滑动连接；连接板定位槽朝向夹持板安装座的前端面，夹持小气缸的小活塞杆前端穿过夹持气缸轴孔并与夹持气缸轴沉孔固连；宽度调整螺钉的前端顶在夹持板后端面的上部；所述钢管转轴夹持座由左、右两个带有半圆凹槽的钢管转轴夹持座半环共同拼合而成，所述钢管转轴夹持座的左半环和右半环通过螺栓连接，其二者的内径均与钢管转轴的外径相同；所述钢管转轴夹持座右半环的外壁上还设有贯通的径向紧固螺栓孔。

所述翻转驱动机构包括立柱支座、齿条、齿轮、键槽夹紧套、翻转气缸、防尘罩短夹板、齿条防尘罩和翻转气缸固定座；所述钢管转轴上设有多个沿轴向的防转键槽；所述齿条与齿轮共同形成齿条传动机构；所述立柱支座是竖直的箱体结构，其前端面的上部和上端面的前部均设有齿条机构避让缺口；所述翻转气缸包括气缸体、活塞杆和凹字形的齿条夹持座，翻转气缸通过翻转气缸固定座竖直固连于立柱支座的内壁中段；齿条夹持座的下端与活塞杆固连，其上端与齿条的下端固连；所述两个防尘罩短夹板均竖直固连于立柱支座的上端面，并位于齿条机构避让缺口的两侧，其二者共同形成防尘罩安装座；所述键槽夹紧套由上、下两个带有半圆凹槽的键槽夹紧套半环共同拼合而成，键槽夹紧套的上半环和下半环共同将钢管转轴夹紧，键槽夹紧套通过键与钢管转轴上的一个对应的键槽固连；所述键槽夹紧套的后端与齿轮的侧壁固连；所述钢管转轴顺次同轴穿过钢管转轴夹持座、轴承转臂支座、齿轮和键槽夹紧套。

所述多个双边梁定位T型平台与多个翻转驱动机构沿同一方向间隔布置。

所述多个连接板夹持转臂的数目与底架边梁上所需焊接L型连接板的数目相同，且各个连接板夹持转臂间距均按其所对应的L型连接板在底架边梁上的理论间距分别设置。

所述转臂的前段和中段分别设有一个夹持板安装座，其二者的间距为200mm。

本发明的有益效果是：该用于城轨客车底架边梁合成焊接的辅助定位装置，可通过其双边梁定位T型平台一次性同时固定两根底架边梁，并通过气动的翻转驱动机构和多个与设计间距完全对应的连接板夹持转臂实现对多件L型连接板与两个底架边梁的同时匹配定位和可靠固定，因此能够大幅提高焊接操作的生产效率。其每一个连接板夹持转臂上均可以同时加载两个L型连接板，不但装配方便快捷，而且还可以灵活调节夹持厚度，具有较好的通用性。

此外该用于城轨客车底架边梁合成焊接的辅助定位装置还具有结构简单实用，操作方便，成本低廉，便于推广普及等优点。

附图说明

图1是底架边梁及其L型连接板合成焊接时的姿态和位置关系示意图；

图2是本发明双边梁定位T型平台的结构示意图；

图3是本发明双边梁定位T型平台的应用示意图；

图4是本发明连接板夹持翻转机构的立体结构示意图：

图5是本发明翻转驱动机构移除防尘罩后的侧视局部剖面图；

图6是本发明连接板夹持转臂的立体结构示意图：

图7是图6的***装配示意图；

图8是图6另一个视角的***装配示意图；

图9是本发明移除防尘罩后的连接板夹持翻转机构的应用示意图：

图10是图9中I部分的局部放大图；

图11是本发明安装防尘罩后的连接板夹持翻转机构在另一视角下的应用示意图：

图12是本发明用于城轨客车底架边梁合成焊接的辅助定位装置的总体应用示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图2至图12所示，本发明用于城轨客车底架边梁合成焊接的辅助定位装置包括多个双边梁定位T型平台3、多个翻转驱动机构4、多个连接板夹持转臂5和钢管转轴6，钢管转轴6为通长转轴，其由间隔分布的多个轴承支座7水平固定。双边梁定位T型平台3包括T型平台3-1、两个横向丝杠顶头3-2、纵向压紧螺柱3-3、门型压紧杆3-4、中心定位挡块3-5和锁紧螺母3-6。

中心定位挡块3-5的上端设有竖直的螺孔，中心定位挡块3-5沿着T型平台3-1上端面的中线放置，其二者固连。两个横向丝杠顶头3-2的基座对称地固连于中心定位挡块3-5两侧。纵向压紧螺柱3-3的下端竖直固连于中心定位挡块3-5的竖直螺孔内，其二者螺纹连接。门型压紧杆3-4通过其中段开设的竖直光孔套在纵向压紧螺柱3-3的中段，门型压紧杆3-4的光孔上方由与纵向压紧螺柱3-3顶端螺纹连接的锁紧螺母3-6压紧和限位。

连接板夹持转臂5包括转臂5-1、钢管转轴夹持座5-2、两个夹持板5-3和两个夹持小气缸5-4，转臂5-1的前段和中段分别设有一个夹持板安装座5-1-1，夹持板安装座5-1-1的中心设有夹持气缸轴孔5-1-1-1，夹持气缸轴孔5-1-1-1的两侧分别设有一个夹持板定位销5-1-1-2，两个夹持板定位销5-1-1-2均固连于夹持板安装座5-1-1的前端面上。夹持气缸轴孔5-1-1-1的上方还设有一个夹持宽度调整螺钉5-1-1-3，夹持宽度调整螺钉5-1-1-3通过螺孔与夹持板安装座5-1-1螺纹连接，其从螺孔中伸出的部分可用于调整由转臂5-1和连接板定位槽5-3-1共同形成的定位狭缝的宽度。夹持板5-3的中心设有夹持气缸轴沉孔5-3-2，夹持气缸轴沉孔5-3-2两侧分别设有一个定位销孔5-3-3。夹持板5-3的后端面下部还设有连接板定位槽5-3-1。

两个夹持板安装座5-1-1分别与两个夹持板5-3一一对应，夹持板安装座5-1-1前端面上的两个夹持板定位销5-1-1-2均***一个对应的定位销孔5-3-3并与其滑动连接。连接板定位槽5-3-1朝向夹持板安装座5-1-1的前端面，夹持小气缸5-4的小活塞杆5-4-1前端穿过夹持气缸轴孔5-1-1-1并与夹持气缸轴沉孔5-3-2固连。宽度调整螺钉5-1-1-3的前端顶在夹持板5-3后端面的上部。

钢管转轴夹持座5-2由左、右两个带有半圆凹槽的钢管转轴夹持座半环共同拼合而成，钢管转轴夹持座的左半环5-2-1和右半环5-2-2通过螺栓连接，其二者的内径均与钢管转轴6的外径相同。钢管转轴夹持座右半环5-2-2的外壁上还设有贯通的径向紧固螺栓孔。钢管转轴夹持座5-2通过螺栓与转臂5-1的后段固连。

翻转驱动机构4包括立柱支座4-1、齿条4-2、齿轮4-3、键槽夹紧套4-4、翻转气缸4-5、防尘罩短夹板4-6、齿条防尘罩4-8和翻转气缸固定座4-9。钢管转轴6上设有多个沿轴向的防转键槽4-7，多个防转键槽4-7也可以是整体通槽。齿条4-2与齿轮4-3共同形成齿条传动机构。

立柱支座4-1是竖直的箱体结构，其前端面的上部和上端面的前部均设有齿条机构避让缺口4-1-1。

翻转气缸4-5包括气缸体4-5-1、活塞杆4-5-2和凹字形的齿条夹持座4-5-3，翻转气缸4-5通过翻转气缸固定座4-9竖直固连于立柱支座4-1的内壁中段。齿条夹持座4-5-3的下端与活塞杆4-5-2固连，其上端与齿条4-2的下端固连。

两个防尘罩短夹板4-6均竖直固连于立柱支座4-1的上端面，并位于齿条机构避让缺口4-1-1的两侧，其二者共同形成防尘罩安装座。

键槽夹紧套4-4与钢管转轴夹持座5-2的结构类似，其由上、下两个带有半圆凹槽的键槽夹紧套半环共同拼合而成，键槽夹紧套的上半环4-4-1和下半环4-4-2共同将钢管转轴6夹紧，键槽夹紧套4-4通过键与钢管转轴6上的一个对应的键槽固连。键槽夹紧套4-4的后端与齿轮4-3的侧壁固连。

轴承转臂支座7竖直固连于水平地面，轴承转臂支座7的顶端设有轴承。

钢管转轴6顺次同轴穿过钢管转轴夹持座5-2、轴承转臂支座7、齿轮4-3和键槽夹紧套4-4。

多个双边梁定位T型平台3与多个翻转驱动机构4沿同一方向间隔布置。

多个连接板夹持转臂5的数目与底架边梁1上所需焊接L型连接板2的数目相同，且各连接板夹持转臂5间距均按其所对应的L型连接板2在底架边梁1上的理论间距分别设置。

转臂5-1的前段和中段分别设有一个夹持板安装座5-1-1，其二者的间距为200mm。

具体应用本发明的用于城轨客车底架边梁合成焊接的辅助定位装置时，用七个双边梁定位T型平台3按大约3米的间距顺次排列，然后，同时将两根全长近19米的底架边梁1并列第放在T型平台3-1上端面的中线两侧，

如图3所示，分别用每一个双边梁定位T型平台3上的两个横向丝杠顶头3-2从两侧顶紧两根底架边梁1各自的外侧壁板1-2，并使两根底架边梁1的相邻一侧均靠在中心定位挡块3-5的左、右两侧。此后，再通过旋紧纵向压紧螺柱3-3上的锁紧螺母3-6将门型压紧杆3-4的上端压紧，并使门型压紧杆3-4的下端分别将两根底架边梁1的凹槽内端面压紧，至此完成同时对两根底架边梁1的可靠定位。

此后，沿着七个双边梁定位T型平台3的布局阵列顺次布置五个翻转驱动机构4，使钢管转轴6顺次穿过每一个翻转驱动机构4内的轴承转臂支座7、齿轮4-3和键槽夹紧套4-4，并使每一个键槽夹紧套4-4均与钢管转轴6上的键槽通过对应的键固连。

然后，根据各个L型连接板2各自的理论间距要求，在钢管转轴6上顺次安装多个连接板夹持转臂5，连接板夹持转臂5的数目与单独一根底架边梁1上所需的L型连接板2的数目相同。

通过翻转驱动机构4驱动钢管转轴6并使各连接板夹持转臂5均形成如图9所示的姿态，然后，将L型连接板2上的竖直板2-1***由转臂5-1和连接板定位槽5-3-1共同形成的定位狭缝内，并由夹持小气缸5-4带动夹持板5-3将L型连接板2夹紧固定。最后，再次通过翻转驱动机构4驱动钢管转轴6并使各连接板夹持转臂5均形成如图11所示的姿态，即可完成将各L型连接板2均安图纸设计的间距和位置与对应的底架边梁1匹配定位的装配过程，并可以始终确保在焊接过程中的上述相对位置关系保持不变。

Claims (6)

1.用于城轨客车底架边梁合成焊接的辅助定位装置，其特征在于：该装置包括多个双边梁定位T型平台(3)、多个翻转驱动机构(4)、多个连接板夹持转臂(5)和钢管转轴(6)，所述钢管转轴(6)为通长转轴，其由间隔分布的多个轴承转臂支座(7)水平固定；双边梁定位T型平台(3)包括T型平台(3-1)、两个横向丝杠顶头(3-2)、纵向压紧螺柱(3-3)、门型压紧杆(3-4)、中心定位挡块(3-5)和锁紧螺母(3-6)；所述中心定位挡块(3-5)的上端设有竖直的螺孔，中心定位挡块(3-5)沿着T型平台(3-1)上端面的中线放置，其二者固连；两个横向丝杠顶头(3-2)的基座对称地固连于中心定位挡块(3-5)两侧；纵向压紧螺柱(3-3)的下端竖直固连于中心定位挡块(3-5)的竖直螺孔内，其二者螺纹连接；门型压紧杆(3-4)通过其中段开设的竖直光孔套在纵向压紧螺柱(3-3)的中段，门型压紧杆(3-4)的光孔上方由与纵向压紧螺柱(3-3)顶端螺纹连接的锁紧螺母(3-6)压紧和限位。

2.如权利要求1所述的用于城轨客车底架边梁合成焊接的辅助定位装置，其特征在于：所述连接板夹持转臂(5)包括转臂(5-1)、钢管转轴夹持座(5-2)、两个夹持板(5-3)和两个夹持小气缸(5-4)，所述转臂(5-1)的前段和中段分别设有一个夹持板安装座(5-1-1)，夹持板安装座(5-1-1)的中心设有夹持气缸轴孔(5-1-1-1)，夹持气缸轴孔(5-1-1-1)的两侧分别设有一个夹持板定位销(5-1-1-2)，两个夹持板定位销(5-1-1-2)均固连于夹持板安装座(5-1-1)的前端面上；夹持气缸轴孔(5-1-1-1)的上方还设有一个夹持宽度调整螺钉(5-1-1-3)，夹持宽度调整螺钉(5-1-1-3)通过螺孔与夹持板安装座(5-1-1)螺纹连接；所述夹持板(5-3)的中心设有夹持气缸轴沉孔(5-3-2)，夹持气缸轴沉孔(5-3-2)两侧分别设有一个定位销孔(5-3-3)；所述夹持板(5-3)的后端面下部还设有连接板定位槽(5-3-1)；

所述两个夹持板安装座(5-1-1)分别与两个夹持板(5-3)一一对应，夹持板安装座(5-1-1)前端面上的两个夹持板定位销(5-1-1-2)均***一个对应的定位销孔(5-3-3)并与其滑动连接；连接板定位槽(5-3-1)朝向夹持板安装座(5-1-1)的前端面，夹持小气缸(5-4)的小活塞杆(5-4-1)前端穿过夹持气缸轴孔(5-1-1-1)并与夹持气缸轴沉孔(5-3-2)固连；宽度调整螺钉(5-1-1-3)的前端顶在夹持板(5-3)后端面的上部；

所述钢管转轴夹持座(5-2)由左、右两个带有半圆凹槽的钢管转轴夹持座半环共同拼合而成，所述钢管转轴夹持座的左半环(5-2-1)和右半环(5-2-2)通过螺栓连接，其二者的内径均与钢管转轴(6)的外径相同；所述钢管转轴夹持座右半环(5-2-2)的外壁上还设有贯通的径向紧固螺栓孔。

3.如权利要求1所述的用于城轨客车底架边梁合成焊接的辅助定位装置，其特征在于：所述翻转驱动机构(4)包括立柱支座(4-1)、齿条(4-2)、齿轮(4-3)、键槽夹紧套(4-4)、翻转气缸(4-5)、防尘罩短夹板(4-6)、齿条防尘罩(4-8)和翻转气缸固定座(4-9)；所述钢管转轴(6)上设有多个沿轴向的防转键槽(4-7)；所述齿条(4-2)与齿轮(4-3)共同形成齿条传动机构；

所述立柱支座(4-1)是竖直的箱体结构，其前端面的上部和上端面的前部均设有齿条机构避让缺口(4-1-1)；

所述翻转气缸(4-5)包括气缸体(4-5-1)、活塞杆(4-5-2)和凹字形的齿条夹持座(4-5-3)，翻转气缸(4-5)通过翻转气缸固定座(4-9)竖直固连于立柱支座(4-1)的内壁中段；齿条夹持座(4-5-3)的下端与活塞杆(4-5-2)固连，其上端与齿条(4-2)的下端固连；

所述两个防尘罩短夹板(4-6)均竖直固连于立柱支座(4-1)的上端面，并位于齿条机构避让缺口(4-1-1)的两侧，其二者共同形成防尘罩安装座；

所述键槽夹紧套(4-4)由上、下两个带有半圆凹槽的键槽夹紧套半环共同拼合而成，键槽夹紧套的上半环(4-4-1)和下半环(4-4-2)共同将钢管转轴(6)夹紧，键槽夹紧套(4-4)通过键与钢管转轴(6)上的一个对应的键槽固连；所述键槽夹紧套(4-4)的后端与齿轮(4-3)的侧壁固连；

所述钢管转轴(6)顺次同轴穿过钢管转轴夹持座(5-2)、轴承转臂支座(7)、齿轮(4-3)和键槽夹紧套(4-4)。

4.如权利要求1所述的用于城轨客车底架边梁合成焊接的辅助定位装置，其特征在于：所述多个双边梁定位T型平台(3)与多个翻转驱动机构(4)沿同一方向间隔布置。

5.如权利要求1所述的用于城轨客车底架边梁合成焊接的辅助定位装置，其特征在于：所述多个连接板夹持转臂(5)的数目与底架边梁(1)上所需焊接L型连接板(2)的数目相同，且各个连接板夹持转臂(5)间距均按其所对应的L型连接板(2)在底架边梁(1)上的理论间距分布设置。

6.如权利要求1或4所述的用于城轨客车底架边梁合成焊接的辅助定位装置，其特征在于：所述转臂(5-1)的前段和中段分别设有一个夹持板安装座(5-1-1)，其二者的间距为200mm。