CN108238542A - 一种用于大型设备组装的精确吊装***及工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种吊装***,更具体的说是一种用于大型设备组装的精确吊装***及工作方法,包括锁紧装置、导向定位块、托台、吊具和钢丝绳,所述托台上固定连接多个导向定位块,所述锁紧装置用于连接托台和装配目标,所述装配目标上设置有多个导轮,多个导轮与多个导向定位块相对设置,四根钢丝绳的下端均匀连接在托台上,四根钢丝绳的上端均连接在吊具上。一种用于大型设备组装的精确吊装***及工作方法,能够快速、准确进行大型设备吊装,具有结构稳固,定位方便等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种吊装***,更具体的说是一种用于大型设备组装的精确吊装***及工作方法。
背景技术
随着技术的发展与需求的日益提高,一些大型设备的安装精度要求越来越高。在可拆卸的大型设备需要重复进行装配的场合,如风机的组装、海上钻井平台的组装、车载可拆卸武器装备的组装等,大型设备的精确吊装是一个十分重要的环节。大型设备的吊装精确度掌控难度较大,常常会出现因被吊设备晃动而定位不准、移动过程中卡死以及在吊装完成后拆装步骤繁琐等问题。为了提高大型设备的吊装效率,降低操作难度,需要对吊装***进行改进,实现快速、便捷、精准的吊装。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于大型设备组装的精确吊装***,能够快速、准确进行大型设备吊装,具有结构稳固,定位方便等优点;并且提供了两种调节左右两端钢丝绳长度的方法,可以使吊装***与装配目标对正,可以在吊装后使装配目标保持平衡。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:
一种用于大型设备组装的精确吊装***,包括锁紧装置、导向定位块、托台、吊具和钢丝绳,所述托台上固定连接多个导向定位块,所述锁紧装置用于连接托台和装配目标,所述装配目标上设置有多个导轮,多个导轮与多个导向定位块相对设置,四根钢丝绳的下端均匀连接在托台上,四根钢丝绳的上端均连接在吊具上。
作为本技术方案的进一步优化,本发明一种用于大型设备组装的精确吊装***,所述锁紧装置包括上基座、锁钩、下基座、操纵杆、连杆和锁销,所述锁钩固定连接在上基座上,所述操纵杆的上端铰接连接在下基座上,所述连杆的下端铰接连接在操纵杆的中端,所述锁销固定连接在连杆的上端,所述锁销卡接在锁钩上,所述上基座固定连接在托台上,所述下基座固定连接在装配目标上,四个上基座分别与四个下基座相对设置。
作为本技术方案的进一步优化,本发明一种用于大型设备组装的精确吊装***,所述导轮包括导轮机架和转轮,所述转轮转动连接在导轮机架上,所述导轮机架上设置有多个安装通孔,所述安装通孔为沿转轮水平径向方向设置的条形结构,所述导轮机架通过螺栓固定连接在装配目标上,螺栓间隙配合在安装通孔内。
作为本技术方案的进一步优化,本发明一种用于大型设备组装的精确吊装***,所述导向定位块为梯形结构,所述导向定位块外侧面的下端为斜面。
作为本技术方案的进一步优化,本发明一种用于大型设备组装的精确吊装***,所述托台包括两根吊梁和桁架,两根吊梁固定连接在桁架上端面的左右两端,所述吊梁的两端通过钢丝绳连接吊具,所述桁架的前后左右四个端面上各设置有两个导向定位块。
作为本技术方案的进一步优化,本发明一种用于大型设备组装的精确吊装***,所述吊具包括横梁、三角形吊臂、定形肋板和固定架,所述横梁固定连接在三角形吊臂的下端,所述横梁和三角形吊臂组成等腰三角形结构,所述横梁与三角形吊臂连接处焊接连接有定形肋板,所述固定架的上端焊接连接三角形吊臂的中端,所述固定架的下端焊接连接横梁的中端,所述固定架与横梁之间形成吊钩挂孔,所述横梁的两端分别连接两根钢丝绳。
本发明一种用于大型设备组装的精确吊装***的有益效果为:
本发明一种用于大型设备组装的精确吊装***,通过多个导向定位块与多个导轮进行快速定位,通过锁紧装置进行快速锁紧;操作总共需要6人,在30分钟内即可完成,大大提高了装配效率,缩短了吊装时间;解决了现有大型设备吊装***定位过程复杂,吊装工作耗时过长的问题;并且提供了两种调节左右两端钢丝绳长度的方法,可以使吊装***与装配目标对正,可以在吊装后使装配目标保持平衡。
附图说明
下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明的整体结构示意图一;
图2是本发明的整体结构示意图二;
图3是本发明的锁紧装置结构示意图一;
图4是本发明的锁紧装置结构示意图二;
图5是本发明的导轮结构示意图;
图6是本发明的导向定位块结构示意图;
图7是本发明的托台结构示意图;
图8是本发明的吊具结构示意图;
图9是本发明整体结构的局部放大示意图;
图10是本发明的受力分析示意图一;
图11是本发明的受力分析示意图二。
图中:锁紧装置1;上基座1-1;锁钩1-2;下基座1-3;操纵杆1-4;连杆1-5;锁销1-6;导轮2;导轮机架2-1;转轮2-2;导向定位块3;托台4;吊梁4-1;桁架4-2;吊具5;横梁5-1;三角形吊臂5-2;定形肋板5-3;固定架5-4;钢丝绳6;
a1和a2分别为所述钢丝绳6与左右两个吊梁4-1连接位置分别为吊点Ⅰ和吊点Ⅱ;b为所述横梁5-1与钢丝绳6连接位置;L1为吊点Ⅰ与吊具端点之间的间距;L2为吊点Ⅱ与吊具端点之间的间距;L为吊点Ⅰ和吊点Ⅱ之间间距的一半;c为装配目标7的重心位置;δ为装配目标重心与托台4中垂平面的间距;θ为所述吊点Ⅰ和吊点Ⅱ的连线与水平面夹角;h为装配目标重心到吊点Ⅰ和吊点Ⅱ连线的垂直距离。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式一:
下面结合图1-9说明本实施方式,一种用于大型设备组装的精确吊装***,包括锁紧装置1、导向定位块3、托台4、吊具5和钢丝绳6,所述托台4上固定连接多个导向定位块3,所述锁紧装置1用于连接托台4和装配目标7,所述装配目标7上设置有多个导轮2,多个导轮2与多个导向定位块3相对设置,四根钢丝绳6的下端均匀连接在托台4上,四根钢丝绳6的上端均连接在吊具5上;通过四个锁紧装置1可以实现托台4与装配目标7的快速连接固定,在实现托台4与装配目标7定位时,导向定位块3通过与导轮2接触进行定位,确保定位准确;同时导向定位块3与导轮2配合,可以在连接和释放装配目标7时减小摩擦阻力。
具体实施方式二:
下面结合图1-9说明本实施方式,本实施方式对实施方式一作进一步说明,所述锁紧装置1包括上基座1-1、锁钩1-2、下基座1-3、操纵杆1-4、连杆1-5和锁销1-6,所述锁钩1-2固定连接在上基座1-1上,所述操纵杆1-4的上端铰接连接在下基座1-3上,所述连杆1-5的下端铰接连接在操纵杆1-4的中端,所述锁销1-6固定连接在连杆1-5的上端,所述锁销1-6卡接在锁钩1-2上,所述上基座1-1固定连接在托台4上,所述下基座1-3固定连接在装配目标7上,四个上基座1-1分别与四个下基座1-3相对设置;手动操作操纵杆1-4,使操纵杆1-4绕上端铰接轴旋转,操纵杆1-4带动连杆1-5,使连杆1-5上端的锁销1-6与锁钩1-2脱离,以此可以实现托台4与装配目标7分离;当锁销1-6卡接在锁钩1-2上时,实现托台4与装配目标7紧密贴合的固定连接。
具体实施方式三:
下面结合图1-9说明本实施方式,本实施方式对实施方式一作进一步说明,所述导轮2包括导轮机架2-1和转轮2-2,所述转轮2-2转动连接在导轮机架2-1上,所述导轮机架2-1上设置有多个安装通孔2-3,所述安装通孔2-3为沿转轮2-2水平径向方向设置的条形结构,所述导轮机架2-1通过螺栓固定连接在装配目标7上,螺栓间隙配合在安装通孔2-3内;导轮2用于引导托台4进入正确位置并顺利使其下落,转轮2-2通过与导向定位块3上的斜面与平面接触实现引导;转轮2-2滚动摩擦,使得托台4在下落时阻力更小,大大减少了磨损,保证了使用寿命。
具体实施方式四:
下面结合图1-9说明本实施方式,本实施方式对实施方式一作进一步说明,所述导向定位块3为梯形结构,所述导向定位块3外侧面的下端为斜面;导向定位块3的形状为梯形,由尼龙制成;尼龙具有一定的强度,能够满足使用要求,并且相比之下尼龙的硬度小,具有一定的弹性,可以缓冲定位过程中的冲击。
具体实施方式五:
下面结合图1-9说明本实施方式,本实施方式对实施方式一作进一步说明,所述托台4包括两根吊梁4-1和桁架4-2,两根吊梁4-1固定连接在桁架4-2上端面的左右两端,所述吊梁4-1的两端通过钢丝绳6连接吊具5,所述桁架4-2的前后左右四个端面上各设置有两个导向定位块3;托台4起到承载作用,托台4由钢结构桁架4-2以及吊梁4-1焊接形成,吊梁4-1与桁架4-2的连接处有筋板,保证结构的稳固;桁架4-2结构本身也保证了托台4整体结构的刚度与强度;托台4的底部为定位面,用于竖直方向的定位。
具体实施方式六:
下面结合图1-9说明本实施方式,本实施方式对实施方式一作进一步说明,所述吊具5包括横梁5-1、三角形吊臂5-2、定形肋板5-3和固定架5-4,所述横梁5-1固定连接在三角形吊臂5-2的下端,所述横梁5-1和三角形吊臂5-2组成等腰三角形结构,所述横梁5-1与三角形吊臂5-2连接处焊接连接有定形肋板5-3,所述固定架5-4的上端焊接连接三角形吊臂5-2的中端,所述固定架5-4的下端焊接连接横梁5-1的中端,所述固定架5-4与横梁5-1之间形成吊钩挂孔,所述横梁5-1的两端分别连接两根钢丝绳6;吊具5为三角形结构,充分实现了轻量化,定形肋板5-3提高了吊具的刚度,改善受力,固定架5-4上部开口,便于挂钩的伸入,托台上分布有四个吊点,每两个吊点与横梁5-1的端点连接,形成三角形,当吊具5偏离装配目标7的重心位置时,可以通过调整左右两端钢丝绳6的长度使***恢复平衡。
具体实施方式七:
下面结合图1-11说明本实施方式,一种根据重心偏移量调整钢丝绳长度的方法,该方法包括以下步骤:
步骤一:测量吊点Ⅰ和吊点Ⅱ之间的间距长度,测量装配目标7的重心位置与托台4中垂平面间距,设定吊具端点、吊点Ⅰ和吊点Ⅱ组成三角形的高线长度;
步骤二:根据下列公式计算左右两端钢丝绳6的长度:
式中:L1和L2分别代表左右两端钢丝绳6的长度;
H为吊具端点、吊点Ⅰ和吊点Ⅱ组成三角形的高线长度;
δ为装配目标7的重心位置与托台4中垂平面的间距;
步骤三:根据步骤二计算的左右两端钢丝绳6的长度,对左右两端钢丝绳6的长度进行调节。当吊装***偏离装配目标7时,可以通过调节左右两端钢丝绳6的长度使吊装***与装配目标7对中;同时起吊后,通过调节左右两端钢丝绳6的长度,可以使装配目标7保持平衡状态;实现了大型设备的快速准确吊装,解决了普通吊装设备无法与大尺寸的装配目标7快速对中,无法调节装配目标7平衡的问题;此方法仅在装配目标7重心位置已知或可测量情况下适用。
具体实施方式八:
下面结合图1-11说明本实施方式,一种根据重心偏移量调整钢丝绳长度的方法,该方法包括以下步骤:
步骤一:测量吊点Ⅰ和吊点Ⅱ之间的间距长度,测量装配目标7的重心位置与托台4中垂平面间距,选取两组已知长度的钢丝绳6,一组钢丝绳6左右两端的长度分别为L11和L12,另一组钢丝绳6左右两端的长度分别为L21和L22;通过两组已知长度的钢丝绳6进行试吊,测量两次吊起后吊具端点、吊点Ⅰ和吊点Ⅱ组成三角形的底角,根据三角函数计算两组钢丝绳6起吊后吊具端点、吊点Ⅰ和吊点Ⅱ组成三角形的高线长度H1和H2;测量两次吊起后吊点Ⅰ和吊点Ⅱ的连线与水平面夹角θ1和θ2;
步骤二:根据公式:
式中:δ为装配目标7的重心位置与托台4中垂平面的间距;
h为装配目标重心到吊点Ⅰ和吊点Ⅱ连线的垂直距离;
解得:h和δ后,根据所需要的高度H和下列公式,计算平衡装配目标7所需的左右两端钢丝绳6的长度:
式中:L1和L2分别代表左右两端钢丝绳6的长度;
H为吊具端点、吊点Ⅰ和吊点Ⅱ组成三角形的高线长度;
δ为装配目标7的重心位置与托台4中垂平面的间距;
步骤三:根据步骤二计算的左右两端钢丝绳6的长度,对左右两端钢丝绳6的长度进行调节。
在重力作用下,装配目标7的重心和吊具端点的连线始终保持竖直,也就是说装配目标7的重心始终在吊具端点正下方。在左右两端钢丝绳6的约束下,托台4在自由状态下不能保持水平;若使得托台4保持水平可使用实施方式七所介绍的方法对左右两端钢丝绳6的长度进行调节;一般情况下,装配目标7的重心的位置不得知,因此需要测量装配目标7的重心的偏移量δ和h,根据实施方式八所述的方法对左右两端钢丝绳6的长度进行调节。
图10和图11中:
a1和a2分别为所述钢丝绳6与左右两个吊梁4-1连接位置分别为吊点Ⅰ和吊点Ⅱ;
b为所述横梁5-1与钢丝绳6连接位置,即吊具端点;
L1为吊点Ⅰ与吊具端点之间的间距;
L2为吊点Ⅱ与吊具端点之间的间距;
L为吊点Ⅰ和吊点Ⅱ之间间距的一半;
c为装配目标7的重心位置;
δ为装配目标重心与托台4中垂平面的间距;
θ为所述吊点Ⅰ和吊点Ⅱ的连线与水平面夹角;
h为装配目标重心到吊点Ⅰ和吊点Ⅱ连线的垂直距离;
所述钢丝绳6可使用市面上常用的长度可调钢丝绳,以此便于钢丝绳6的长度调节。
本发明的一种用于大型设备组装的精确吊装***,其工作原理为:首先,导向定位块3的斜面与导轮2接触,托台4在重力作用下下落至预定位置,利用导向定位块3的斜面自动与装配目标7对中,八个导向定位块3在四个侧面分别将托台4对准预定位置。此后,随着托台4的进一步下落,导向定位块3的平面与导轮2接触,最后托台4底部的定位面与装配目标7的定位面接触,实现XYZ三个方向的定位。在定位完成后手动操作锁紧装置1进行锁紧,最终实现设备的吊装拼接。
当然,上述说明并非对本发明的限制,本发明也不仅限于上述举例,本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种用于大型设备组装的精确吊装***,包括锁紧装置(1)、导向定位块(3)、托台(4)、吊具(5)和钢丝绳(6),其特征在于:所述托台(4)上固定连接多个导向定位块(3),所述锁紧装置(1)用于连接托台(4)和装配目标(7),所述装配目标(7)上设置有多个导轮(2),多个导轮(2)与多个导向定位块(3)相对设置,四根钢丝绳(6)的下端均匀连接在托台(4)上,四根钢丝绳(6)的上端均连接在吊具(5)上。
2.根据权利要求1所述的一种用于大型设备组装的精确吊装***,其特征在于:所述锁紧装置(1)包括上基座(1-1)、锁钩(1-2)、下基座(1-3)、操纵杆(1-4)、连杆(1-5)和锁销(1-6),所述锁钩(1-2)固定连接在上基座(1-1)上,所述操纵杆(1-4)的上端铰接连接在下基座(1-3)上,所述连杆(1-5)的下端铰接连接在操纵杆(1-4)的中端,所述锁销(1-6)固定连接在连杆(1-5)的上端,所述锁销(1-6)卡接在锁钩(1-2)上,所述上基座(1-1)固定连接在托台(4)上,所述下基座(1-3)固定连接在装配目标(7)上,四个上基座(1-1)分别与四个下基座(1-3)相对设置。
3.根据权利要求1所述的一种用于大型设备组装的精确吊装***,其特征在于:所述导轮(2)包括导轮机架(2-1)和转轮(2-2),所述转轮(2-2)转动连接在导轮机架(2-1)上,所述导轮机架(2-1)上设置有多个安装通孔(2-3),所述安装通孔(2-3)为沿转轮(2-2)水平径向方向设置的条形结构,所述导轮机架(2-1)通过螺栓固定连接在装配目标(7)上,螺栓间隙配合在安装通孔(2-3)内。
4.根据权利要求3所述的一种用于大型设备组装的精确吊装***,其特征在于:所述导向定位块(3)为梯形结构,所述导向定位块(3)外侧面的下端为斜面。
5.根据权利要求1所述的一种用于大型设备组装的精确吊装***,其特征在于:所述托台(4)包括两根吊梁(4-1)和桁架(4-2),两根吊梁(4-1)固定连接在桁架(4-2)上端面的左右两端,所述吊梁(4-1)的两端通过钢丝绳(6)连接吊具(5),所述桁架(4-2)的前后左右四个端面上各设置有两个导向定位块(3)。
6.根据权利要求5所述的一种用于大型设备组装的精确吊装***,其特征在于:所述吊具(5)包括横梁(5-1)、三角形吊臂(5-2)、定形肋板(5-3)和固定架(5-4),所述横梁(5-1)固定连接在三角形吊臂(5-2)的下端,所述横梁(5-1)和三角形吊臂(5-2)组成等腰三角形结构,所述横梁(5-1)与三角形吊臂(5-2)连接处焊接连接有定形肋板(5-3),所述固定架(5-4)的上端焊接连接三角形吊臂(5-2)的中端,所述固定架(5-4)的下端焊接连接横梁(5-1)的中端,所述固定架(5-4)与横梁(5-1)之间形成吊钩挂孔,所述横梁(5-1)的两端分别连接两根钢丝绳(6)。
7.一种根据重心偏移量调整钢丝绳长度的方法,该方法包括以下步骤:
步骤一:测量吊点Ⅰ和吊点Ⅱ之间的间距长度,测量装配目标(7)的重心位置与托台(4)中垂平面间距,设定吊具端点、吊点Ⅰ和吊点Ⅱ组成三角形的高线长度;
步骤二:根据下列公式计算左右两端钢丝绳(6)的长度:
式中:L1和L2分别代表左右两端钢丝绳(6)的长度;
H为吊具端点、吊点Ⅰ和吊点Ⅱ组成三角形的高线长度;
δ为装配目标(7)的重心位置与托台(4)中垂平面的间距;
步骤三:根据步骤二计算的左右两端钢丝绳(6)的长度,对左右两端钢丝绳(6)的长度进行调节。
8.一种根据重心偏移量调整钢丝绳长度的方法,该方法包括以下步骤:
步骤一:测量吊点Ⅰ和吊点Ⅱ之间的间距长度,测量装配目标(7)的重心位置与托台(4)中垂平面间距,选取两组已知长度的钢丝绳(6),一组钢丝绳(6)左右两端的长度分别为L11和L12,另一组钢丝绳(6)左右两端的长度分别为L21和L22;通过两组已知长度的钢丝绳(6)进行试吊,测量两次吊起后吊具端点、吊点Ⅰ和吊点Ⅱ组成三角形的底角,根据三角函数计算两组钢丝绳(6)起吊后吊具端点、吊点Ⅰ和吊点Ⅱ组成三角形的高线长度H1和H2;测量两次吊起后吊点Ⅰ和吊点Ⅱ的连线与水平面夹角θ1和θ2;
步骤二:根据公式:
式中:δ为装配目标(7)的重心位置与托台(4)中垂平面的间距;
h为装配目标重心到吊点Ⅰ和吊点Ⅱ连线的垂直距离;
解得:h和δ后,根据所需要的高度H和下列公式,计算平衡装配目标(7)所需的左右两端钢丝绳(6)的长度:
式中:L1和L2分别代表左右两端钢丝绳(6)的长度;
H为吊具端点、吊点Ⅰ和吊点Ⅱ组成三角形的高线长度;
δ为装配目标(7)的重心位置与托台(4)中垂平面的间距;
步骤三:根据步骤二计算的左右两端钢丝绳(6)的长度,对左右两端钢丝绳(6)的长度进行调节。
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