专利名称：一种长细弦梁结构的整体矫正装置及矫正方法
技术领域：
本发明涉及一种焊接结构矫正领域，具体为一种长细弦梁结构的整体矫正装置及矫正方法，主要用于电力机车车体长细弦梁的焊后矫正，也适用于其它类似的长细梁体结构的矫正。
背景技术：
在HXd1B、HXdIC等机车车体侧构中每台车有4根弦梁，是由6mm厚的内板、外板围成的细长型梁体结构，内板、外板围成的截面在150mmX 150mm的区域内围成一个不规则的四边形，而弦梁的长度达16m，现有技术对这种长细弦梁结构通常采用分段组焊、矫正，各段单独完成组装、焊接、矫正后，再拼接成整体，之后再对整根弦梁进行矫正。这种分段组焊、 矫正的方法工序繁琐、分散，工作效率不高，且不太适宜采用自动焊。
为满足机车大批量生产的需要，侧构弦梁焊接采用自动焊接专机，取代弦梁手工焊接，弦梁组焊、矫正工序必需优化，要求将整根弦梁整体组装、焊接再进行矫正，本发明就是针对这种长细弦梁结构的整体矫正提出解决方案。发明内容
为了克服现有的长细弦梁结构焊接时容易变形的不足，本发明旨在提供一种长细弦梁结构的整体矫正装置，该矫正装置可以有效地解决弦梁因长度、工装等因素产生的矫正工艺难点。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是
一种长细弦梁结构的整体矫正装置，其结构特点是，其由多节矫正单元拼接而成， 相邻两节矫正单元之间通过连接机构固定相连；所述矫正单元的结构为，包括调节支座，装在调节支座上的用于放置弦梁的平台，所述平台两侧均设有装在平台上用于压紧弦梁的压紧机构。
为了防止压紧机构打开时砸向地面以及防止弦梁在翻边过程中离开工装落向地面，所述压紧机构侧下方设有托架。
所述压紧机构优选为可翻转螺纹压紧机构。
为了保证矫正效果，所述平台的上平面的平面度不大于0. 5mm。
为了便于快速矫正，所述平台两侧均设有可移动的装在平台上用于压紧弦梁的C 形夹。
进一步地，本发明提供了一种利用上述的长细弦梁结构的整体矫正装置对长细弦梁结构进行矫正的方法，其步骤为
1)、在弦梁完成焊接后，打开矫正装置的压紧机构，并靠在托架上，待焊缝冷却后将弦梁放置在上平面的平面度不大于0. 5mm的平台上，然后通过压紧机构压紧固定弦梁；
2)、从压紧机构压紧弦梁的位置开始进行矫正，矫正温度为500°C 650°C，采用氧-乙炔中性焰进行加热，在加热的同时利用压紧机构对弦梁进行压紧，并施加外力，进行立弯、旁弯矫正；
3)、在立弯、旁弯矫正的转换过程中，将压紧机构打开，靠在托架上，对弦梁进行翻边；
4)、在完成弦梁的整体矫正后，找出局部凸点并标记，然后对凸点进行微调，直到弦梁直线度小于2mm/2m，弦梁整体立弯、旁弯均不大于4mm。
对于已产生弯曲变形的工件，当工件处于立放状态时，上下方向的弯曲变形称为立弯，向两侧的弯曲变形称为旁弯。
矫正时采用氧-乙炔中性焰将需要矫正的位置加热至500°C 650°C之后的冷却采用喷水雾冷却方式，冷却速度快，喷水雾的顺序与烤火顺序一致，不可在烤火点仍能见红色时进行喷雾，避免钢材内部组织发生变化。
采用设在平台两侧的可移动的C形夹对弦梁施加外力。
所述立弯的矫正采用线状加热和三角形加热的方法，加热间距500mm 600mm，线宽30mm 40mm，线两侧以三角形结束，三角形高为35mm 50mm，加热时，三角形的底边为弦梁向上拱的一侧。
所述旁弯的矫正采用线状加热的方法，加热间距300mm 500mm，线宽20mm，加热点尽量多且错开加热，避免出现死弯。
藉由上述结构，本发明针对机车侧构弦梁结构，并根据弦梁变形特点，设计制作了适合弦梁整体矫正的工装。
与现有技术相比，本发明的有益效果是该矫正方法可整体地处理较长弦梁的焊接变形，使矫正工序更集中、简单，有效的提高了工作效率。结合专用工装的使用，大大减轻了工人的劳动强度，具体来说，
1.本发明尤其适用于电力机车车体长细弦梁的焊后矫正，也适用于其它类似的长细梁体结构的矫正。
2.本发明的工装带有压紧机构托架，防止压紧机构打开时砸坏地面或给操作者带来伤害。
3.本发明的压紧机构打开时落在托架上，可防止弦梁在翻边的过程中离开工装落向地面，所以翻边时不需将弦梁吊起，借助工具即可将弦梁在工装上直接翻边。
4.本发明可由一个工人在工装两边先后进行矫正或由两个工人在工装两边同时进行矫正。
5.本发明在火焰加热的同时，可利用工装上的压紧机构及可移动的C形夹施加外力，提高矫正效率。
6.本发明对火焰加热位置采用水雾冷却，有效地提高了冷却速度。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。
图1是本发明一种实施例的结构原理图2为图1的A-A剖视图3为图2当压紧机构处于打开位置时的状态图。
1-连接机构；2-压紧机构；3-平台；4-托架；5-调节支座。
具体实施方式
一种长细弦梁结构的整体矫正装置，如图1所示，其由多节矫正单元拼接而成，相邻两节矫正单元之间通过连接机构1固定相连；如图2所示，所述矫正单元的结构为，包括调节支座5，装在调节支座5上的用于放置弦梁的平台3，该平台3的上平面的平面度不大于0. 5mm，所述平台3两侧均设有装在平台3上用于压紧弦梁的压紧机构2，所述压紧机构 2优选为可翻转螺纹压紧机构，该压紧机构2侧下方设有托架4。所述平台3两侧均设有可移动的装在平台3上用于压紧弦梁的C形夹。
根据弦梁结构及其焊接变形的特点，设计了弦梁矫正工装如图1，图2所示，工装总长度为16860mm，由4节拼接而成。压紧机构2为可翻转螺纹压紧机构，如图3所示，装卸工件时压紧机构向外翻转、打开，在弦梁矫正过程中，压紧机构2处于图2所示位置，在火焰加热的同时利用压紧机构2对弦梁进行压紧，施加外力，提高矫正效率，必要时在工装上没有压紧机构2的位置可采用市购的可移动的C形夹对弦梁进行压紧，施加外力。弦梁在翻边时不需吊起，只需用工具即可完成弦梁翻边，如图3所示，此时压紧机构2打开，靠在托架 4上，起到限位作用，防止弦梁落地。平台3在其本身的制作过程中，完成组焊后进行退火去除内应力，然后再加工上平面，保证上平面的平面度不大于0. 5mm。调节支座5用于调节工装高度，保证4节工装拼接成整体工装时不发生错位，且整体工装的平面度不大于1mm。连接机构1用于将4节工装紧固连接成整体工装。托架4用于在压紧机构2打开时托住压紧机构2，保证操作者安全并保护地面。
在弦梁完成焊接后，待焊缝冷却后将弦梁吊入以上所述的矫正工装，如图3所示， 此时工装的压紧机构2打开，靠在托架4上。在弦梁吊入工装后，将压紧机构2收回至图2 所示位置，利用工装的压紧机构2压紧固定弦梁。然后从弦梁压紧的位置开始进行矫正，矫正温度500°C 650°C左右，肉眼观察为深樱红色，采用氧-乙炔中性焰进行加热。首先矫正立弯，然后再矫正旁弯，立弯的矫正采用线状和三角形加热的方法，摒弃原先分段矫正采用的点状加热方法，工作效率较原先有很大提高，加热间距500mm 600mm左右，线宽30mm 40mm左右，线两侧以三角形结束，三角形高为35mm 50mm左右。旁弯的矫正采用线状加热的方法，加热间距300mm 500mm左右，线宽20mm左右。加热点应尽量多且分多次错开加热，避免出现死弯。加热时，三角形的底边应在被矫正结构的向上拱的一边，在加热的同时利用工装的压紧机构2对弦梁进行压紧，施加外力，必要时在工装上没有压紧机构2的位置可采用市购的可移动的C形夹对弦梁进行压紧，施加外力。冷却方式由原先的风冷改为喷水雾冷却方式，喷水雾的顺序与烤火顺序一致，不可在烤火点仍能见红色时进行喷雾，避免钢材内部组织发生变化。在立弯、旁弯矫正的转换过程中，需要对弦梁进行翻边，如图3所示，此时将压紧机构2打开，靠在托架4上，利用简易工具卡在弦梁的一端即可完成翻边。在完成弦梁的整体矫正后，用长度为2m的平尺找出局部凸点，用石笔标记，然后对凸点进行微调。
用上述方法，可以完成长细弦梁的整体矫正，矫正后弦梁直线度小于2mm/2m，在全长范围内立弯、旁弯不大于4mm。
上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
权利要求
1.一种长细弦梁结构的整体矫正装置，其特征在于，其由多节矫正单元拼接而成，相邻两节矫正单元之间通过连接机构(1)固定相连；所述矫正单元的结构为，包括调节支座 (5)，装在调节支座( 上的用于放置弦梁的平台(3)，所述平台( 两侧均设有装在平台 (3)上用于压紧弦梁的压紧机构O)。
2.根据权利要求1所述的长细弦梁结构的整体矫正装置，其特征在于，所述压紧机构 (2)侧下方设有托架(4)。
3.根据权利要求1所述的长细弦梁结构的整体矫正装置，其特征在于，所述压紧机构 (2)为可翻转螺纹压紧机构。
4.根据权利要求1所述的长细弦梁结构的整体矫正装置，其特征在于，所述平台(3)的上平面的平面度不大于0. 5mm。
5.根据权利要求1所述的长细弦梁结构的整体矫正装置，其特征在于，所述平台(3)两侧均设有用于压紧弦梁的可移动的C形夹。
6.一种利用权利要求1 5之一所述的长细弦梁结构的整体矫正装置对长细弦梁结构进行矫正的方法，其步骤为1)、在弦梁完成焊接后，打开矫正装置的压紧机构O)，并靠在托架(4)上，待焊缝冷却后将弦梁放置在平台(3)上，然后通过压紧机构(2)压紧固定弦梁；2)、从压紧机构(2)压紧弦梁的位置开始进行矫正，矫正温度为500°C 650°C，采用氧-乙炔中性焰进行加热，在加热的同时利用压紧机构(2)对弦梁进行压紧，并施加外力， 进行立弯、旁弯矫正；3)、在立弯、旁弯矫正的转换过程中，将压紧机构(2)打开，靠在托架(4)上，对弦梁进行翻边；4)、在完成弦梁的整体矫正后，找出局部凸点并标记，然后对凸点进行微调，直到弦梁直线度小于2mm/2m，弦梁整体立弯、旁弯均不大于4mm。
7.根据权利要求6所述的长细弦梁结构矫正方法，其特征在于，步骤2)中，矫正时采用氧-乙炔中性焰将需要矫正的位置加热至500°C 650°C之后的冷却采用喷水雾冷却方式
8.根据权利要求6所述的长细弦梁结构矫正方法，其特征在于，采用设在平台(3)两侧的可移动的C形夹对弦梁施加外力。
9.根据权利要求6所述的长细弦梁结构矫正方法，其特征在于，所述立弯的矫正采用线状加热和三角形加热的方法，加热间距500mm 600mm，线宽30mm 40mm，线两侧以三角形结束，三角形高为35mm 50mm，加热时，三角形的底边为弦梁向上拱的一侧。
10.根据权利要求6所述的长细弦梁结构矫正方法，其特征在于，所述旁弯的矫正采用线状加热的方法，加热间距300mm 500mm，线宽20mm，加热点尽量多且错开加热。
全文摘要
本发明公开了一种长细弦梁结构的整体矫正装置及矫正方法，属于焊接结构矫正领域。为了解决现有的长细弦梁结构焊接时容易变形的问题，所述矫正装置由多节矫正单元拼接而成，相邻两节矫正单元之间通过连接机构固定相连；所述矫正单元的结构为，包括调节支座，装在调节支座上的用于放置弦梁的平台，所述平台两侧均设有装在平台上用于压紧弦梁的压紧机构。所述矫正方法利用该矫正装置对长细弦梁结构进行矫正，矫正效果好。本发明有效地解决了弦梁因长度、工装等因素产生的矫正工艺难点，可整体地处理较长弦梁的焊接变形，使矫正工序更集中、简单，极大地提高了工作效率，减轻了工人的劳动强度。
文档编号B21D1/14GK102500660SQ201110370878
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月21日 优先权日2011年11月21日
发明者张园柱, 戴文辉 申请人:南车株洲电力机车有限公司