大型长导轨类组件保证直线度的组装方法
【专利摘要】本发明公开了一种大型长导轨类组件保证直线度的组装方法，该组装方法改变了现有方法的组装顺序，首先通过工装的控制，将需要保证直线度的导轨进行组装，然后再将组装好的、直线度良好的导轨整体与框架进行焊接，即获得最终产品。采用本发明的组装方法制造的产品，其导轨部分具有非常好的直线度，能够保证移动工件在导轨上滑动自如，大大提高了车载钻机工作时的安全性能。此方法经济实用，简单易操作，显著提高了生产效率；且工装可以反复多次使用，降低了生产成本。
【专利说明】大型长导轨类组件保证直线度的组装方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种机械零部件的加工装配方法，具体的说是一种组装大型长导轨类部件的方法。
【背景技术】
[0002]在煤矿区地面瓦斯抽采施工、浅层石油、水文水井及地质勘探、矿山抢险的施工过程中，需要使用车载钻机。车载钻机的钻机架一般是一种伸缩式的桅杆。伸缩式桅杆伸出时，高度可达20多米，缩回时，长度在10多米。伸缩桅杆包括伸缩杆和为伸缩杆提供轨道的桅杆架，钻机的动力头在伸缩杆上运动，同时伸缩杆和沿桅杆架的导轨移动，因此伸缩杆与桅杆架的导轨之间要有严密的配合精度。一般长12米的桅杆架上的四根导轨的直线度均不能大于3mm。
[0003]车载钻机的桅杆架的结构示意图如图1所示。桅杆架的外面是长12米以上的框架1，框架I的内侧焊接有两件相对的导轨组件，导轨组件由导轨5、连接板4、固定板3构成，导轨5共四根，四根导轨对称布置。四根导轨分别焊接在若干个连接板4上，连接板再两两对称地通过螺栓连接在若干块固定板3上，固定板3再分别焊接在桅杆架的框架内。车载钻机的伸缩杆在四根导轨限定的空间内沿导轨运动。桅杆架在组装完成后不能进行再次机械加工，因此其组装的精度就是其最终的精度。目前，组焊桅杆架的方法是先将框架就位，然后将各零部件依次组装焊接到框架上。这样的组装方法，最后不能保证导轨的直线度要求。
【发明内容】
[0004]本发明需要解决的技术问题是提供一种能够保证大型长导轨类组件直线度的组装方法，该方法能够使最终产品的直线度符合产品要求，如能够使12米长组件的直线度在3mm以内。
[0005]为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:
[0006]大型长导轨类组件保证直线度的组装方法，采用如下步骤和工艺进行:
[0007]①组焊框架，并按照导轨的设计位置和距离要求制作工装；初步组装由固定板、连接板、导轨构成的导轨组件；
[0008]组焊框架时要保证框架内放置导轨组件的两个内侧面之间的距离符合设计尺寸要求；
[0009]所述工装上设置有与导轨的位置和距离相对应的缺口 ；
[0010]所述初步组装导轨组件是首先将各连接板通过螺栓分别连接在固定板上，然后将导轨放置在连接板上并通过点焊方式将导轨与各连接板固定，再将连接固定板和连接板的螺栓紧固，形成初步组装的导轨组件；
[0011]②将工装竖直放置在一平台上，将初步组装的两组导轨组件扣在工装的两侧，并通过松动和紧固连接板和固定板的螺栓，将导轨放置在工装的缺口内，然后通过点焊的方式将导轨固定到工装上；
[0012]③分别检测两导轨组件间相对的固定板外侧之间的距离，将大于等于框架内侧端面之间距离的固定板拆下，然后将框架放置在两导轨组件的外侧；
[0013]④加工拆下来的固定板的端面，使拆下来的固定板的厚度小于等于连接板外端面到框架内侧端面之间距离；然后重新将加工好的固定板安装在连接板和框架之间，并用螺栓固定在连接板上，将固定板采用点焊的方式连接在框架内侧；
[0014]⑤点焊后，采用先对称分段焊接再满焊的方式将固定板与框架焊接为一体；并将导轨与连接板焊接在一起；
[0015]⑥焊接完成后将工装与导轨之间的焊点打磨开，将工装从导轨之间取出，即完成大型长导轨类组件的组装。
[0016]本发明的进一步改进在于:所述导轨为对称设置的四根，所述工装的截面为矩形结构，矩形的四个角设置与导轨的位置和距离对应的缺口 ；
[0017]步骤①中初步组装导轨组件时，是将导轨与各连接板点焊固定后，松开连接连接板和固定板的螺栓，将两条同侧的导轨之间的距离调整为比设计要求尺寸大3mm，然后再将螺栓紧固，形成初步组装的导轨组件；
[0018]在步骤②中将两组导轨组件与工装扣合时，所述松动和紧固螺栓是指先松动位于导轨组件下部的连接连接板和固定板的螺栓，使四根导轨与工装的四个缺角完全吻合后，再将松动的螺栓紧固；
[0019]本发明的进一步改进在于:步骤①中初步组装导轨组件时，首先将固定板沿导轨的长度方向上均布排列在平台上，并将固定板点固到平台上；
[0020]所述工装和固定板均匀分布在导轨的长度方向上；每件工装的四个缺口的垂直度与平行度在机械加工时保证在0.1mm以内；
[0021]将工装放置在平台上时，先在平台上划线，然后将工装放置到平台上并与划线重合、保证各工装的中心线为一条直线时，再将各件工装点焊到平台上。
[0022]本发明的进一步改进在于:所述步骤③中放置框架时，在其每一个受力底面的中间位置和两端位置上均放置一块厚度不小于20mm的支撑铁，将框架悬空支撑。
[0023]由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是:
[0024]本发明提供了一种大型长导轨类组件保证直线度的组装方法。该组装方法改变了现有方法的组装顺序，首先将需要保证直线度的导轨进行组装，再将组装好的、直线度良好的导轨整体与框架焊接。这样获得的最终产品，其导轨具有非常好的直线度，能够保证移动工件在导轨上滑动自如，大大提高了车载钻机工作时的安全性能。此方法经济实用，简单易操作，显著提高了生产效率；且工装可以反复多次使用，降低了生产成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是本发明的长导轨类组件的结构示意图；
[0026]图2是图1的俯视结构示意图；
[0027]图3是导轨组件和工装的安装过程示意图。
[0028]其中，1、框架，2、工装，3、固定板，4、连接板，5、导轨。【具体实施方式】
[0029]下面结合实施例和附图对本发明做进一步详细说明:
[0030]以长度为12m的车载钻机桅杆架为例，车载钻机桅杆架包括框架1，框架I的截面为槽型结构，框架的槽型立边焊接有导轨组件，导轨组件包括焊接在框架的两个槽型立边上的固定板3，每侧的固定板3上通过螺栓连接若干连接板4，导轨5设置在连接板4上，如图1、2所示。
[0031]12m的车载钻机桅杆架设计要求保证直线度在3mm以内。下面详细阐述其组装方法，包括以下步骤:
[0032]①组焊框架1:框架I为大型的铆焊件，组焊框架I时要保证框架I内放置导轨组件的两个内侧面之间的距离符合设计尺寸要求。
[0033]制作工装2:工装2的截面为矩形结构，矩形的四个角开有四个缺口，缺口与桅杆架的导轨5的设计位置和距离要求相对应；在本实施例中共需要19件工装，每件工装2的四个缺口的垂直度与平行度在机械加工时都保证在0.1mm以内。
[0034]初步组装导轨组件:
[0035]导轨组件由固定板3、连接板4和导轨5构成，如图1、图2所示；所述固定板3的两端开有用于螺栓连接的长孔，导轨5为四根对称布置的圆柱型钢棒。初步组装的过程为:首先将38件固定板3分成两组，每组19件，将两组固定板3分别在12m长度内均布竖立在平台上，并将38件固定板3全部点固在平台上，要求保证每一块固定板3都与平台垂直，且两组固定板分别位于一条直线上；然后，将76块连接板4通过螺栓分别连接在38块固定板3的上下两端；将导轨5放置在连接板4上，保证上下两条导轨5之间的尺寸符合设计要求，通过点焊方式将导轨5与每块连接板4进行固定；然后松开与其中一条导轨5相连的所有连接板4上的螺栓，通过连接板4和导轨5的上下移动，将两条导轨5之间的距离调整为比设计要求尺寸大3mm，然后再将螺栓紧固；最后，用砂轮将固定板3与平台上的焊点磨开，就得到两组初步组装的导轨组件。
[0036]②选择一个平整度良好的、长度大于等于12m的大平台。按照设计要求，在大平台上画出框架I的理论尺寸中心线、框架I内侧面的尺寸线和工装2的位置线，19件工装2平均分布在12m长的中心线上。然后将框架I放到大平台上按线找正，并在19件工装的位置上检测框架I的内侧端面之间的距离，在平台上做好标记。检测完成后将框架I吊下平台。
[0037]将19件工装2按位置线垂直放置在平台上，点焊固定，使每一件工装2都与平台保持垂直；然后将初步组装的两组导轨组件扣在工装2的两侧，使在步骤①调节导轨5间相对尺寸时移动的一侧位于下部；然后将四根导轨5分别放置在工装2的四个缺口内，先松动位于导轨组件下部的连接板4和固定板3之间的螺栓，使四根导轨与工装2的四个缺角完全吻合，然后再将松动的螺栓紧固；最后通过点焊的方式将导轨5固定到工装2上。
[0038]③分别检测与同一件工装2相连接的两块固定板3外侧之间的距离，与步骤②中在相同位置检测的框架I的内侧端面间的距离相对比，将大于等于框架I内侧端面之间距离的固定板3全部拆下，并编写序号，以免固定板3的位置混淆。
[0039]将框架I放置在两组导轨组件的外侧，如图2所示；在其两个受力底面的中间位置和两端位置上各放置一块厚度为20mm的支撑铁，将框架I悬空支撑，保证框架I的水平。
[0040]④实测与拆卸下来的固定板3相配合的连接板4的外端面与框架I内侧端面间的距离，即为每块拆卸下来的固定板3的最大厚度，标记在该固定板3的背面。
[0041]根据上述实测结果，加工拆下来的固定板3的端面，使拆下来的固定板3的厚度小于等于连接板4外端面到框架I内侧端面之间距离；然后按照原编制的序号，将重新将加工好的固定板3安装在连接板4和框架I之间，并用螺栓固定在连接板4上。如果某些固定板3与框架I内侧之间的间隙较大，可用板条垫起。然后将固定板3全部采用点焊的方式连接在框架I内侧。
[0042]⑤点焊后，采用先对称分段焊接再满焊的方式将固定板3与框架I内侧、导轨5与连接板4焊接为一体。焊接完成后，打磨开19件工装2与大平台之间的所有焊点，将组合好的框架I整体翻转180°，继续焊接所有未焊接的焊缝，也采用先对称分段焊接再满焊的方法。
[0043]⑥焊接完成后，将19件工装2与导轨5之间的焊点打磨开，将工装2从导轨5之间取出，即完成大型长导轨类组件的组装。19件工装2可重复使用。
[0044]对加工得的大型长导轨类组件的直线度进行检测，其直线度为1.9mm，符合设计要求。
[0045]当所加工的导轨长度不同时，需要根据产品的实际设计要求，对固定板、连接板以及工装的数量进行适当调整。当导轨的数量和布置方位有所改变时，可以根据设计要求对工装的样式进行修改。
【权利要求】
1.大型长导轨类组件保证直线度的组装方法，其特征在于:采用如下步骤和工艺进行: ①组焊框架(1)，并按照导轨(5)的设计位置和距离要求制作工装(2);初步组装由固定板(3)、连接板(4)、导轨(5)构成的导轨组件； 组焊框架(I)时要保证框架(I)内放置导轨组件的两个内侧面之间的距离符合设计尺寸要求； 所述工装(2)上设置有与导轨(5)的位置和距离相对应的缺口 ； 所述初步组装导轨组件是首先将各连接板(4)通过螺栓分别连接在固定板(3)上，然后将导轨(5)放置在连接板(4)上并通过点焊方式将导轨(5)与各连接板(4)固定，再将连接固定板(3)和连接板(4)的螺栓紧固，形成初步组装的导轨组件； ②将工装(2)竖直放置在一平台上，将初步组装的两组导轨组件扣在工装(2)的两侧，并通过松动和紧固连接板(4)和固定板(3)的螺栓，将导轨(5)放置在工装(2)的缺口内，然后通过点焊的方式将导轨(5)固定到工装(2)上； ③分别检测两导轨组件间相对的固定板(3)外侧之间的距离，将大于等于框架(I)内侧端面之间距离的固定板(3)拆下，然后将框架(I)放置在两导轨组件的外侧； ④加工拆下来的固定板(3)的端面，使拆下来的固定板(3)的厚度小于等于连接板(4)外端面到框架(I)内侧端面之间距离；然后重新将加工好的固定板(3)安装在连接板(4)和框架(I)之间，并用螺栓固定在连接板(4)上，将固定板(3)采用点焊的方式连接在框架(I)内侧； ⑤点焊后，采用先对称分段焊接再满焊的方式将固定板(3)与框架(I)焊接为一体；并将导轨(5)与连接板(4)焊接在一起； ⑥焊接完成后将工装(2)与导轨(5)之间的焊点打磨开，将工装(2)从导轨(5)之间取出，即完成大型长导轨类组件的组装。
2.根据权利要求1所述的大型长导轨类组件保证直线度的组装方法，其特征在于: 所述导轨(5)为对称设置的四根，所述工装(2)的截面为矩形结构，矩形的四个角设置与导轨(5)的位置和距尚对应的缺口 ； 步骤①中初步组装导轨组件时，是将导轨(5)与各连接板(4)点焊固定后，松开连接连接板(4)和固定板(3)的螺栓，将两条同侧的导轨(5)之间的距离调整为比设计要求尺寸大3mm，然后再将螺栓紧固，形成初步组装的导轨组件； 在步骤②中将两组导轨组件与工装(2)扣合时，所述松动和紧固螺栓是指先松动位于导轨组件下部的连接连接板(4)和固定板(3)的螺栓，使四根导轨与工装的四个缺角完全吻合后，再将松动的螺栓紧固。
3.根据权利要求1或2任一项所述的大型长导轨类组件保证直线度的组装方法，其特征在于: 步骤①中初步组装导轨组件时，首先将固定板(3)沿导轨(5)的长度方向上均布排列在平台上，并将固定板(3)点固到平台上； 所述工装(2 )和固定板(3 )均匀分布在导轨(5 )的长度方向上；每件工装(2 )的四个缺口的垂直度与平行度在机械加工时保证在0.1mm以内； 将工装(2)放置在平台上时，先在平台上划线，然后将工装(2)放置到平台上并与划线重合、保证各工装(2)的中心线为一条直线时，再将各件工装(2)点焊到平台上。
4.根据权利要求3所述的大型长导轨类组件保证直线度的组装方法，其特征在于:所述步骤③中放置框架(I)时，在其每一个受力底面的中间位置和两端位置上均放置一块厚度不小于20mm的支撑 铁，将框架(I)悬空支撑。
【文档编号】B23K31/02GK103447707SQ201310345249
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年8月8日 优先权日:2013年8月8日
【发明者】黄建农, 刘泡林, 张建国, 高国强, 艾银代, 李庚尧, 刘利骊, 徐超超, 牛勇 申请人:石家庄煤矿机械有限责任公司