一种筒体矫圆装置的制作方法

本发明应用于容器制造或大口径管道制造领域。具体涉及一种容器筒体对接或大口径管道对接施焊制作过程中，保证筒体或大口径管圆整度的多向同步矫圆装置。

背景技术：

圆形容器或大口径管道在制造过程中，筒体或管道的对接施焊是主要工序之一，环形焊缝的焊接多采用自动焊或半自动机械化焊接。而筒体或管道的椭圆度直接影响到焊接效率和焊接质量，成为其重要影响因素。尤其是对于薄壁大口径筒体而言，由于其强度较低，放置时在自重的作用下不可避免的变成椭圆，在后续环缝自动焊之前需要进行矫圆。筒体椭圆度越小，可实现机械自动化程度越高。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是：提供一种简易矫圆装置，可防止薄壁大口径筒体变椭，也可以将椭圆的筒体矫圆，提高焊接效率。

本发明所采用的技术方案是：筒体矫圆装置包括支撑圈ⅰ、支撑圈ⅱ、支撑圈ⅲ、连接三个支撑圈的轴和螺栓。支撑圈ⅰ由支撑弧板ⅰ、主支撑杆ⅰ、副支撑杆ⅰ、配合板ⅰ、轴套ⅰ和液压缸构成。液压缸固定连接轴套ⅰ和主支撑杆ⅰ，主支撑杆ⅰ另一端焊接连接支撑弧板ⅰ，副支撑杆ⅰ焊接连接主支撑杆ⅰ和支撑弧板ⅰ，支撑弧板ⅰ两端焊接两个配合板ⅰ，每个配合板ⅰ上均加工有长圆孔ⅰ，该长圆孔ⅰ的长度方向与液压缸的移动方向一致，用于限制支撑圈ⅰ的移动距离。支撑圈ⅱ由支撑弧板ⅱ、主支撑杆ⅱ、副支撑杆ⅱ、配合板ⅱ、轴套ⅱ构成。主支撑杆ⅱ焊接连接支撑弧板ⅱ和轴套ⅱ，副支撑杆ⅱ焊接连接主支撑杆ⅱ和支撑弧板ⅱ，支撑弧板ⅱ一端加工有与长圆孔配合的螺栓孔，另一端焊接配合板ⅱ，该配合板ⅱ上加工有弧形长圆孔，在弧形长圆孔的非焊接端加工有一个凹槽，该凹槽用于定位支撑圈ⅱ。所述支撑圈ⅲ由支撑弧板ⅲ、主支撑杆ⅲ、副支撑杆ⅲ和轴套ⅲ固定焊接而成。主支撑杆ⅲ焊接连接支撑弧板ⅲ和轴套ⅲ，副支撑杆ⅲ焊接连接主支撑杆ⅲ和支撑弧板ⅲ，该支撑弧板ⅲ一端加工有与长圆孔ⅰ配合的螺栓孔，另一端加工有与弧形长圆孔配合的长圆孔ⅱ。

进一步，所述轴套ⅰ、轴套ⅱ和轴套ⅲ与轴套装，轴套ⅰ位于轴的中部，轴套ⅱ和轴套ⅲ的结构一致，均由两个间隔的小轴套和连接件焊接而成。保证主支撑杆ⅰ、主支撑杆ⅱ和主支撑杆ⅲ在一个垂直的平面上，从而保证筒体矫圆三个方向的受力也在一个圆周平面上。

进一步，所述液压缸可以用气缸、螺纹传动机构等替换。

本发明的有益效果是：环缝焊接的两个筒体采用本装置矫圆后，可保证环缝的平整，给自动焊或半自动机械化焊接提供了极大的便利，大大提高了环缝的焊接效率。

附图说明

图1为本装置工作状态结构示意图；

图2为支撑圈ⅰ结构示意图；

图3为支撑圈ⅱ结构示意图；

图4为支撑圈ⅲ结构示意图；

图5为三个支撑圈轴连接结构示意图；

图6为本装置使用前结构示意图；

其中：1-支撑圈ⅰ、2-液压缸、3-螺栓、4-支撑圈ⅱ、5-支撑圈ⅲ、6-轴、7-销柱、8-三角固定板、9-开口销、10-长圆孔ⅰ、11-支撑弧板ⅰ、12-主支撑杆ⅰ、13-副支撑杆ⅰ、14-配合板ⅰ、15-轴套ⅰ、16-支撑弧板ⅱ、17-主支撑杆ⅱ、18-副支撑杆ⅱ、19-配合板ⅱ、20-轴套ⅱ、21-弧形长圆孔、22-凹槽、23-支撑弧板ⅲ、24-主支撑杆ⅲ、25-副支撑杆ⅲ、26-轴套ⅲ、27-长圆孔ⅱ、28-连接件。

具体实施方式

附图1为本装置在矫圆工作状态的结构示意图，筒体矫圆装置包括三个支撑圈和连接三个支撑圈的轴6、螺栓3，三个支撑圈分别为支撑圈ⅰ1、支撑圈ⅱ4和支撑圈ⅲ5，每个支撑圈矫圆弧度不少于120°。

支撑圈ⅰ1的结构如附图2所示，由支撑弧板ⅰ11、主支撑杆ⅰ12、副支撑杆ⅰ13、配合板ⅰ14、轴套ⅰ15和液压缸2构成。液压缸2固定连接轴套ⅰ15和主支撑杆ⅰ12，主支撑杆ⅰ12另一端与支撑弧板ⅰ11焊接，副支撑杆ⅰ13焊接连接支撑弧板ⅰ11和主支撑杆ⅰ12。支撑弧板11的外圆弧的直径与需要矫圆筒体的内径一致，两端焊接两个配合板ⅰ14，每个配合板ⅰ14上加工一个长圆孔ⅰ10，长圆孔ⅰ10的长度方向与液压缸2的移动方向一致。

支撑圈ⅱ4的结构如附图3所示，由支撑弧板ⅱ16、主支撑杆ⅱ17、副支撑杆ⅱ18、配合板ⅱ19、轴套ⅱ20构成。主支撑杆ⅱ17焊接固定连接支撑弧板ⅱ16和轴套ⅱ20，副支撑杆ⅱ18焊接连接主支撑杆ⅱ17和支撑弧板ⅱ16，支撑弧板ⅱ16的外圆弧的直径与需要矫圆筒体的内径一致，一端加工有与配合板ⅰ14上长圆孔ⅰ10相配合的螺栓孔，另一端焊接配合板ⅱ19，配合板ⅱ19的外圆弧与支撑弧板ⅱ16一致，在配合板ⅱ19上加工有弧形长圆孔21，弧形长圆孔21的圆心与轴套ⅱ20圆心同心，在弧形长圆孔21非焊接端的端部加工有一个凹槽22。

支撑圈ⅲ5的结构如附图4所示，由支撑弧板ⅲ23、主支撑杆ⅲ24、副支撑杆ⅲ25和轴套ⅲ26固定焊接而成，支撑弧板ⅲ23的外圆弧的直径与需要矫圆筒体的内径一致，一端加工有与长圆孔ⅰ10配合的螺栓孔，另一端加工有与弧形长圆孔21配合的长圆孔ⅱ27。主支撑杆ⅲ24焊接连接支撑弧板ⅲ23和轴套ⅲ26，副支撑杆ⅲ25焊接连接支撑弧板ⅲ23和主支撑杆ⅲ24。

三个支撑圈与轴6的连接如附图5所示，轴套ⅰ15位于轴6的中部，轴套ⅱ20和轴套ⅲ26的结构基本一致，均是由两个间隔的小轴套和连接件28焊接而成，这样可以保证主支撑杆ⅰ12、主支撑杆ⅱ17和主支撑杆ⅲ24在一个垂直的平面上，从而保证筒体矫圆三个方向的受力也在一个圆周平面上。三个支撑圈的轴套与轴6套装后，采用开口销9固定，防止轴6从轴套中脱落。

考虑筒体的椭圆情况，附图6为使用前结构示意图，图中双点画线标示矫圆圆周。液压缸2收缩，支撑圈ⅱ4旋转进支撑圈ⅲ5中，支撑圈ⅰ1与支撑圈ⅲ5、支撑圈ⅱ4与支撑圈ⅲ5均采用螺栓3连接，在三个主支撑杆上固定有销柱7，三角固定板8固定连接销柱7，从而将三个支撑圈固定连接，便于本装置的调运和存放。

本装置在使用时，吊起三角固定板8，将本装置放入筒体一端内部，卸下三角固定板8，旋转支撑圈ⅱ4，螺栓3落入凹槽22中，用另一个螺栓3连接支撑圈ⅱ4的螺栓孔和支撑圈ⅰ1的长圆孔ⅰ10。液压缸2缓慢上升，带动支撑圈ⅰ1上移矫圆，支撑圈ⅰ1上的长圆孔ⅰ10的下沿与螺栓3接触时，三个支撑圈的支撑弧板保持一个正圆，从而消除了筒体的椭圆度。

两个焊接的筒体均使用本装置，可保证环缝的平整，给自动焊或半自动机械化焊接提供了极大的便利，大大提高了环缝的焊接效率。当筒体的最后一道环缝焊接完成后，拆掉三个螺栓3和开口销9，将轴6从轴套中取出，三个支撑圈分拆，从容器的人孔中取出。

采用三辊或四辊矫圆后的筒体，尤其是薄壁筒体，为防止在放置过程中的椭圆变形，可使用本装置保持筒体的圆整度。

大口径薄壁管也可采用本装置矫圆，然后对接焊接，但要考虑焊接后的取出操作。

本装置中的液压缸也可以采用气缸、螺纹传动机构等，只要可实现其上下移动均可。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种筒体矫圆装置。该装置包括三个支撑圈和连接支撑圈的轴和螺栓。每个支撑圈均焊接连接支撑弧板、主支撑杆、副支撑杆和轴套，三个支撑圈的轴套用轴连接，支撑圈之间采用螺栓连接。其中支撑圈Ⅰ的主支撑杆上安装液压缸，液压缸可推动支撑圈Ⅰ用于矫圆。筒体采用本装置，可保证环缝的平整，给环缝自动焊提供了极大的便利，大大提高了环缝的焊接效率。

技术研发人员：武常生;崔闻天;杨黔;康海增;王宪彬;于淼;白宏宇;董伟伟;张强;陈亚平;范彦明;张希坤;袁卫红
受保护的技术使用者：新兴能源装备股份有限公司
技术研发日：2019.04.04
技术公布日：2019.08.09