CN114905456B - 一种法兰筒周向同步快速装配工装 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种法兰筒周向同步快速装配工装，保证法兰筒周向同步快速装配并锁紧，有效提高装配效率。包括设置在组装台本体上的可以转动的环形垫板，所述环形垫板上沿圆周设置异形孔，所述异形孔包括连通的大孔端和小孔端，所述环形垫板和法兰筒之间通过滑动连接件相连接，所述滑动连接件包括下端的大滑动部以及位于大滑动部上端的小滑动部；所述组装台本体和所述环形垫板之间设置旋转驱动机构，所述旋转驱动机构带动所述环形垫板转动时，所述大滑动部在异形孔下方空间滑动、所述小滑动部在所述大孔端和小孔端之间滑动；所述大孔端尺寸不小于所述大滑动部，所述小孔端尺寸小于所述大滑动部尺寸并且大于所述小滑动部的尺寸。

Description

一种法兰筒周向同步快速装配工装
技术领域
本发明涉及法兰类设备装配调试领域，具体涉及一种法兰筒周向同步快速装配工装。
背景技术
某大型设备法兰筒在组装台本体上进行装配工作，将法兰筒与组装台本体孔位对正后，逐个穿入螺栓进行紧固。在法兰筒安装面的φD的圆周上均匀分布60个安装孔，该型法兰筒装配批量大，造成装配工作量巨大。
传统的法兰类设备装配方式主要有手动螺栓紧固、专用液压自动化安装两种方案。第一种方式手动扳手逐个安装各个孔位紧固螺栓，批量大时装配效率太低；第二种方式利用专用液压自动化控制设备装配的综合成本高。
发明内容
本发明提供一种法兰筒周向同步快速装配工装，保证法兰筒周向同步快速装配并锁紧，有效提高装配效率，同时降低成本。
本发明的目的是以下述方式实现的：一种法兰筒周向同步快速装配工装，包括设置在组装台本体上的可以转动的环形垫板，所述环形垫板上沿圆周设置异形孔，所述异形孔包括连通的大孔端和小孔端，所述环形垫板和法兰筒之间通过滑动连接件相连接，所述滑动连接件包括下端的大滑动部以及位于大滑动部上端的小滑动部；所述组装台本体和所述环形垫板之间设置旋转驱动机构，所述旋转驱动机构带动所述环形垫板转动时，所述大滑动部在异形孔下方空间滑动、所述小滑动部在所述大孔端和小孔端之间滑动；所述大孔端尺寸不小于所述大滑动部，所述小孔端尺寸小于所述大滑动部尺寸并且大于所述小滑动部的尺寸。
所述环形垫板的异形孔的小孔端的下端面与所述环形垫板上表面之间有夹角θ，θ大于0度小于25度。
所述滑动连接件为螺柱组件，所述螺柱组件包括螺柱、碟簧以及螺母；所述大滑动部为螺柱的球面形端头，所述小滑动部为连接球面形端头的圆柱体；所述螺柱组件的螺纹端设置碟簧以及螺母。
所述环形垫板上每个异形孔的下方安装螺柱限位板，所述螺柱限位板和所述环形垫板下表面之间是所述滑 动连接件的活动空间。
所述环形垫板下表面避开所述异形孔的位置沿圆周设置若干直齿条；所述旋转驱动机构包括与所述直齿条啮合的齿轮；所述齿轮固定设置在齿轮轴上，所述齿轮轴转动设置在所述组装台本体上，所述齿轮轴一端连接专用摇把或者伺服电机。
所述组装台本体上对应所述环形垫板的位置沿圆周设置若干托架，所述托架中间设置托架槽，所述环形垫板设置在所述托架槽内。
相对于现有技术，本发明工装利用专用摇把摇动齿轮轴带动环形垫板作小角度旋转，法兰周向各个螺柱同步进入装配位，通过机械结构的传动，利用该工装可以实现法兰筒周向同步装配在组装台本体上，且能够快速装配并锁紧，有效节省装配所需时间。
附图说明
图1是本发明结构俯视图。图2是本发明主视图。图3是图1中A-A剖视图。图4是图1中的B-B剖视图。图5是图2的C部分放大图。图6是一段环形垫板示意图。图7是图6中D部分放大图。图8是图7的剖视图。图9是螺柱组件与异形孔初始位置示意图。图10是螺柱组件与异形孔装配位置示意图。
其中，1是法兰筒、2是环形垫板、3是异形孔、30是大孔端、31是小孔端、32是容纳孔、4是螺柱组件、40是螺柱、41是碟簧、42是螺母、43是球形面端头、5是螺柱限位板、6是直齿条、7是旋转驱动机构、70是齿轮、71是专用摇把、8是托架。
具体实施方式
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，本申请使用的技术术语应当为本发明所述技术人员所理解的通常意义。术语“相连”“连接”“固定”“设置”等应做广义理解，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是机械连接、也可以是电连接。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，或通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”或者“上方”或者“上面”等可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”或“下方”或“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小于第二特征。诸如第一、第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另外一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。描述中使用的术语比如“中心”“横向”“纵向”“长度”“宽度”“厚度”“高度”“前”“后”“左”“右”“上”“下”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“轴向”“径向”“周向”“顺时针”“逆时针”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发明和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者原件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。
以下将结合附图以及具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。如图1-10所示，一种法兰筒周向同步快速装配工装，包括设置在组装台本体上的可以转动的环形垫板2，所述环形垫板2上沿圆周设置异形孔3，所述异形孔3包括连通的大孔端30和小孔端31，所述环形垫板2和法兰筒之间通过滑动连接件相连接，所述滑动连接件包括下端的大滑动部以及位于大滑动部上端的小滑动部；所述组装台本体和所述环形垫板2之间设置旋转驱动机构7，所述旋转驱动机构7带动所述环形垫板2转动时，所述大滑动部在异形孔3下方空间滑动、所述小滑动部在所述大孔端30和小孔端31之间滑动；所述大孔端30尺寸不小于所述大滑动部，所述小孔端31尺寸小于所述大滑动部尺寸并且大于所述小滑动部的尺寸。其中，异形孔3可以是通孔也可以不是通孔。异形孔3是通孔，异形孔3的大孔端30和小孔端31的下方可以设置方便所述大滑动部移动的容纳孔32。也可以在环形垫板2的异形孔3的下方留下一定空间使得所述大滑动部可以移动。本发明中通过旋转驱动机构7转动所述环形垫板2就可以使所述滑动连接部与所述环形垫板2之间同步快速装配并且锁紧。有效提高装配效率，同时降低成本。
所述环形垫板2的异形孔3的小孔端31的下端面与所述环形垫板2上表面之间有夹角θ，θ大于0度小于25度。这里的夹角优选自锁的角度。保证滑动连接件在小孔端31时，能够趋于压紧状态。在实际中，小孔端31的下端面除了斜面外，还可以有一个与斜面相连的水平面。
所述滑动连接件为螺柱组件4，所述螺柱组件4包括螺柱40、碟簧41以及螺母42；所述大滑动部为螺柱40的球面形端头，所述小滑动部为连接球面形端头的圆柱体；所述螺柱组件4的螺纹端设置碟簧41以及螺母42。螺柱40包括中间螺柱40段，中间螺柱40段两边分别是螺纹端以及螺帽端。螺帽端包括球面形端头以及连接球面形端头的圆柱体。螺纹端的直径也小于中间螺柱40段，螺纹端与法兰筒连接，并且伸出法兰筒的部分设置碟簧41以及螺母42。
所述环形垫板2上每个异形孔3的下方安装螺柱限位板5，所述螺柱限位板5和所述环形垫板2下表面之间是所述滑动连接件的活动空间。螺柱40限位孔可以通过螺栓固定在所述环形垫板2的下表面。
所述环形垫板2下表面避开所述异形孔3的位置沿圆周设置若干直齿条6；所述旋转驱动机构7包括与所述直齿条啮合的齿轮70；所述齿轮70固定设置在齿轮轴上，所述齿轮轴转动设置在所述组装台本体上，所述齿轮轴一端连接专用摇把71或者伺服电机。可以通过伺服电机驱动或者人工摇动所述专用摇把71转动所述齿轮70，所述齿轮70与所述直齿条6啮合；使得所述环形垫板2小角度转动。所述组装台本体上可以固定设置轴承座，齿轮轴通过轴承转动设置在所述轴承座上。
所述组装台本体上对应所述环形垫板2的位置沿圆周设置若干托架8，所述托架8中间设置托架8槽，所述环形垫板2设置在所述托架8槽内。环形垫板2可以在所述托架8槽内转动，由于托架8的支撑作用，所述环形垫板2具有绕着自身轴线转动的自由度。所述环形垫板2可以由多个具有一定角度的圆弧垫板通过螺钉收尾连接组成环形形状。
具体实施时：旋转驱动机构7中采用齿轮70传动机构作为传输动力的装置，所述环形垫板2的每个异型孔下方均安装有一件螺柱限位板5。该环形垫板2下方的异型孔间隔处安装直齿条6，在组装台本体对应位置安装有齿轮70传动机构，齿轮70传动机构与环形垫板2下方的直齿条6正好处于啮合状态，通过专用摇把71摇动齿轮轴转动，带动环形垫板2沿中心法线作小角度旋转。
环形垫板2是整个装配工装的工作基础，由6个圆弧垫板通过螺钉首尾连接而成。环形垫板2通过若干个托架8以螺钉紧固的方式实现垫板在组装台本体安装法兰下方的安装。由于托架8的支撑作用，环形垫板2只能沿Z轴作旋转运动。环形垫板2圆周方向上均匀分布30个异型孔，异型孔端面斜面角度设计为θ，保证螺柱40在旋转时趋于压紧状态。
螺柱组件4是连接法兰筒与组装台本体的受力部件，螺柱40端头设计成球面型，在环形垫板2旋转时减小与螺柱限位板5的摩擦。另外，螺柱组件4螺纹端配有碟簧41，螺柱40从初始位置到装配位置的过程中，保证法兰面处于压紧状态。
具体应用上，该工装安装在组装台本体安装法兰的下方，当法兰筒吊装在组装台本体之后，操作人员通过专用摇把71摇动齿轮70传动装置，传动装置带动环形垫板2作小角度旋转，通过本工装的工作将法兰筒装配并锁紧在组装台本体上。
初始位置时，环形垫板2上各个异形孔3的大孔端30与组装台本体法兰连接孔对正，当法兰筒放置就位后，将30个螺柱组件4依次放入连接孔，使螺柱40下端球面与螺柱限位板5贴紧，此时，所有螺柱40下端的环形槽恰好与环形垫板2厚度方向对齐。工作时，利用专用摇把71摇动齿轮70传动装置带动环形垫板2做小角度旋转后，所有螺柱组件4下端的环槽同步进入环形垫板2异形孔3的小孔端31处进入装配位置，在周向旋转的同时，由螺柱组件4的拉力作用将法兰筒A压紧。
当需要拆卸时，通过专用摇把71向相反方向转动环形垫板2，使螺柱40下端回到异型孔大孔端30位置，拔出所有螺柱组件4即可。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。在不脱离本发明整体构思的前提下，根据本发明的技术方案及加以等同替换或改变，及作出的若干改变和改进，也应该视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种法兰筒周向同步快速装配工装，其特征在于：包括设置在组装台本体上的可以转动的环形垫板，所述环形垫板上沿圆周设置异形孔，所述异形孔包括连通的大孔端和小孔端，所述环形垫板和法兰筒之间通过滑动连接件相连接，所述滑动连接件包括下端的大滑动部以及位于大滑动部上端的小滑动部；所述组装台本体和所述环形垫板之间设置旋转驱动机构，所述旋转驱动机构带动所述环形垫板转动时，所述大滑动部在异形孔下方空间滑动、所述小滑动部在所述大孔端和小孔端之间滑动；所述大孔端尺寸不小于所述大滑动部，所述小孔端尺寸小于所述大滑动部尺寸并且大于所述小滑动部的尺寸；
所述滑动连接件为螺柱组件，所述螺柱组件包括螺柱、碟簧以及螺母；所述大滑动部为螺柱的球面形端头，所述小滑动部为连接球面形端头的圆柱体；所述螺柱组件的螺纹端设置碟簧以及螺母；
所述环形垫板下表面避开所述异形孔的位置沿圆周设置若干直齿条；所述旋转驱动机构包括与所述直齿条啮合的齿轮；所述齿轮固定设置在齿轮轴上，所述齿轮轴转动设置在所述组装台本体上，所述齿轮轴一端连接专用摇把或者伺服电机。
2.根据权利要求1所述一种法兰筒周向同步快速装配工装，其特征在于：所述环形垫板的异形孔的小孔端的下端面与所述环形垫板上表面之间有夹角θ，θ大于0度小于25度。
3.根据权利要求1所述一种法兰筒周向同步快速装配工装，其特征在于：所述环形垫板上每个异形孔的下方安装螺柱限位板，所述螺柱限位板和所述环形垫板下表面之间是所述滑 动连接件的活动空间。
4.根据权利要求1-3任一所述一种法兰筒周向同步快速装配工装，其特征在于：所述组装台本体上对应所述环形垫板的位置沿圆周设置若干托架，所述托架中间设置托架槽，所述环形垫板设置在所述托架槽内。
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