一种适用于PDH装置外网筒体环纵焊缝组对焊接工装的制作方法

本实用新型主要涉及一种专用焊接工装，特别是涉及适用于pdh装置石化反应器内构件外网筒体环纵焊缝组对焊接工装，属于焊接工装。

背景技术：

大型石油炼化项目日益剧增，对大型pdh装置内构件质量精度要求越来越高。为了pdh装置内构件产品体积较大，直径约为6米，长约为20米，需要对大型内构件网筒筒体进行拼焊焊接，目前多数焊接采用简易工装人工施焊，焊接效率低，质量精度难以保证。为了提高焊接质量和效率，现有技术正在探索自动焊接，机械手激光深熔焊接，但大型筒体焊接时的组对、校圆，以及焊接时的形变控制较为困难，同时焊接机械手焊接作业视角范围小，要对大型筒体环纵缝全方位焊接存在生产困难，没有较为合适的专用工装保证焊接质量，同时严重制约了生产效率。

技术实现要素：

实用新型目的：

本实用新型提供一种适用于pdh装置外网筒体环纵焊缝组对焊接工装，其目的是解决现有工装不能控制大型筒体的形变，不能在焊接时组对、校圆，导致焊接质量和效率低的问题。

技术方案：

一种适用于pdh装置外网筒体环纵焊缝组对焊接工装，该焊接工装的主轴上固定连接有多个支撑圈组件，多个支撑圈组件外周圈依次通过主连接杆连接，焊接工装的主轴的两端固定在轴支架组件上。

支撑圈组件由支撑圈外环、支撑圈内环和支撑圈支杆组成，支撑圈内环和支撑圈外环之间通过支撑圈支杆等弧度固定连接；

支撑圈外环包括支撑圈左外环和支撑圈右外环，支撑圈左外环和支撑圈右外环卡接，支撑圈左外环和支撑圈右外环的弧边设置有等弧距的穿杆孔，主连接杆依次穿过穿杆孔连接多个支撑圈组件；

支撑圈内环包括支撑圈内左环和支撑圈内右环，支撑圈内左环和支撑圈内右环为相同的对称圆弧段结构，支撑圈内左环和支撑圈内右环对接。

支撑圈左外环和支撑圈右外环为错位圆弧段结构。

支撑圈左外环弧段两端部各有一个凸卡扣，支撑圈右外环弧段两端部各有一个凹卡扣，相对应端部的凸卡扣和凹卡扣卡接。

轴支架组件包括轴支撑杆、底板和第一滚轮体，底板上固定有轴支撑杆，轴支撑杆上通过前后两个支撑托板固定连接第一滚轮体，第一滚轮体内连接主轴；第一滚轮体包括第一上滚轮和第一下滚轮，第一上滚轮与第一下滚轮为结构相同，内嵌入滚珠的半圆滚轮体，第一上滚轮与第一下滚轮固定连接。

轴支架组件还设置有斜拉筋左主支撑杆、斜拉筋右主支撑杆、斜拉筋左副支撑杆和斜拉筋右副支撑杆；斜拉筋左主支撑杆、斜拉筋右主支撑杆、斜拉筋左副支撑杆和斜拉筋右副支撑杆均一端连接轴支撑杆，另一端连接底板；斜拉筋左主支撑杆和斜拉筋右主支撑杆以轴支撑杆为轴对称设置在轴支撑杆两侧，斜拉筋左副支撑杆和斜拉筋右副支撑杆同样以轴支撑杆为轴对称设置在轴支撑杆两侧。

轴支撑杆由多段h形钢材依次通过轴支架连接板组成。

主轴上通过连接组件固定连接有多个支撑圈组件，连接组件包括支撑圈轴套连接环和第二滚轮体，支撑圈轴套连接环环焊在第二滚轮体中心环部位，支撑圈轴套连接环与支撑圈组件的支撑圈内环固定连接；第二滚轮体包括第二上滚轮和第二下滚轮，第二上滚轮与第二下滚轮为结构相同，内嵌入滚珠的半圆滚轮体，第二上滚轮与第二下滚轮固定连接。

第一上滚轮和第二上滚轮、第一下滚轮和第二下滚轮均是由半圆柱不锈钢体沿两内弧边缘车出l形槽的结构，l形槽内边边沿设有阻挡楞，l形槽内刚好放入滚珠。

第一滚轮体和第二滚轮体前后都设有限位器，限位器由相同结构的上限位和下限位组成，上限位和下限位固定连接，上限位和下限位组成的内圆半径与主轴的外圆半径尺寸相同。

优点及效果：

本实用新型提供一种适用于pdh装置外网筒体环纵焊缝组对焊接工装，其目的在于研发出结构合理、使用简便、易于拆卸、稳定耐用、具有高精度的一种适用于pdh装置外网筒体环纵焊缝组对焊接工装；可有效解决大型phd外网网筒焊接时的组对、校园及形变控制等问题，解决激光自动焊接时机械手焊接作业视角范围小，简化了网片组对焊接成整体件的生产工序，实现了对大型pdh外网网筒环纵缝全方位焊接，在保证焊接质量的同时，极大地提高了网筒焊接生产效率，进一步提高了企业和社会经济效率。

附图说明

图1为本实用新型组对焊接工装主视图；

图2为本实用新型组对焊接工装侧视图；

图3为本实用新型组对焊接工装ⅰ局部放大图；

图4为本实用新型组对焊接工装ⅱ局部放大图；

图5为本实用新型组对焊接工装ⅲ局部放大图；

图6为本实用新型组对焊接工装支撑圈组件示意图；

图7为本实用新型组对焊接工装轴支架组件示意图；

图8为本实用新型组对焊接工装轴支架组件侧视图；

图9为本实用新型组对焊接工装轴支架组件a-a、b-b示意图；

图10为本实用新型组对焊接工装连接组件示意图；

图11为本实用新型组对焊接工装连接组件剖视图；

图12为本实用新型组对焊接工装限位器示意图；

附图标记：1支撑圈组件，1-1支撑圈左外环，1-2支撑圈右外环，1-3支撑圈左内环，1-4支撑圈右内环，1-5支撑圈支杆，1-6凸卡扣，1-7凹卡扣，1-8穿杆孔，1-9等弧度螺栓孔，2轴支架组件，2-1斜拉筋左主支撑杆，2-2斜拉筋右主支撑杆，2-3斜拉筋左副支撑杆，2-4斜拉筋右副支撑杆，2-5轴支撑杆，2-6底板，2-7支撑托板，2-8第一上滚轮，2-9第一下滚轮，2-10滚轮连接板，2-11斜拉筋副支撑杆连接板，2-12轴支架连接板，2-13第一螺栓孔，2-14连接块，2-15垫板，2-16行走轮连接板，2-17第一滚轮螺栓孔，2-18滚轮连接板螺栓孔，2-19滚珠，2-20行走轮，2-21l形槽，2-22第一滚轮体，3连接组件，3-1支撑圈轴套连接环，3-2第二上滚轮，3-3第二下滚轮，3-4第二滚轮螺栓孔，3-5阻挡楞，3-6第二滚轮体，4主轴，5主连接杆，6限位器，6-1上限位，6-2下限位，6-3内螺母，6-4外螺母。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

如图1-2所示，本实用新型提供一种适用于pdh装置外网筒体环纵焊缝组对焊接工装：该焊接工装包括支撑圈组件1、轴支架组件2、连接组件3、主轴4及主连接杆5。该焊接工装的主轴4上固定连接有多个支撑圈组件1，多个支撑圈组件1使组对后的网筒同轴度、圆柱度更为精准，多个支撑圈组件1外周圈依次通过主连接杆5连接，焊接工装的主轴4的两端固定在轴支架组件2上。本实施例中，焊接工装主轴4前后两端各有一轴支架组件2，贯穿七个支撑圈组件1。十二个主连接杆5穿入七个支撑圈组件1上的穿杆孔1-8。可根据所需调整各组件数量。

如图6所示，支撑圈组件1由支撑圈外环、支撑圈内环和支撑圈支杆1-5组成，支撑圈内环和支撑圈外环之间通过八根支撑圈支杆1-5等弧度固定连接；由于本装置应用于大型设备，支撑圈支杆1-5能够增强支撑圈组件1的支撑强度。

支撑圈外环包括支撑圈左外环1-1和支撑圈右外环1-2，支撑圈左外环1-1和支撑圈右外环1-2为错位圆弧段结构，弧边有等弧距的穿杆孔1-8。支撑圈左外环1-1弧段两端部各有一个凸卡扣1-6，支撑圈右外环1-2弧段两端部各有一个凹卡扣1-7，相邻端部的凸卡扣1-6和凹卡扣1-7卡紧，组合成整体支撑圈外环结构。支撑圈内环包括支撑圈内左环1-3和支撑圈内右环1-4，支撑圈内左环1-3和支撑圈内右环1-4为相同的对称圆弧段结构，在其上有等弧度螺栓孔1-9。

如图3-4、7-8所示，轴支架组件2的第一上滚轮2-8与第一下滚轮2-9为相同结构的内嵌入滚珠2-19的半圆滚轮体。第一上滚轮2-8与第一下滚轮2-9两端部外侧焊有滚轮连接板2-10，滚轮连接板2-10上有滚轮连接板螺栓孔2-18，由螺栓组将第一上滚轮2-8与第一下滚轮2-9组合成滚轮体。第一下滚轮2-9由前后两个支撑托板2-7和轴支撑杆2-5支撑。轴支撑杆2-5为h形钢材，两个支撑托板2-7焊于轴支撑杆的h形外表面，支撑托板2-7的宽度大于轴支撑杆2-5的宽度，由于本装置较大，以便于将主轴4承受的力经支撑托板2-7增大受力面积后再过度至轴支撑杆2-5上。四个斜拉筋副支撑杆连接板2-11两两平行，焊于轴支撑杆的h形内表面，其上端面与支撑托板2-7的下端面齐平。斜拉筋副支撑杆连接板2-11外端部开有第一螺栓孔2-13，与两个斜拉筋左副支撑杆2-3及两个斜拉筋右副支撑杆2-4的上端部的螺栓孔大小相同，可通过螺栓组使四个斜拉筋副支撑杆上端固定，带有螺栓孔的下端通过螺栓组固定在底板2-6连接块2-14上。斜拉筋左主支撑杆2-1、斜拉筋右主支撑杆2-2上端部焊在轴支撑杆2-5的h形内表面上，下端部焊在底板2-6的左右方钢中间位置。如图9所示，底板2-6是由六根方钢按“田”字形拼焊而成，上方中间位置焊有垫板2-15，轴支撑杆2-5底部焊在该垫板2-15上。底板2-6底部四个角焊有行走轮连接板2-16，行走轮连接板2-16下方安装有行走轮2-20。

轴支撑杆2-5是由三段h形钢材与四个轴支架连接板2-12构成。在三段h形钢材垂直方向上的两个接触面即四个端面，各焊有一个轴支架连接板2-12。四个轴支架连接板边缘部位开有相同尺寸的螺栓孔，通过螺栓组使三段h形钢材连接固定组成轴支撑杆2-5。轴支撑杆2-5可根据所需调整高度。

如图5、10和11所示，连接组件3包括支撑圈轴套连接环3-1和第二滚轮体3-6，支撑圈轴套连接环3-1环焊在第二滚轮体3-6中心环外周圈部位，支撑圈轴套连接环3-1与支撑圈组件1的支撑圈内环通过第二滚轮螺栓孔3-4固定连接。

连接组件3的第二滚轮体3-6包括第二上滚轮3-2、第二下滚轮3-3与轴支架组件2中的第一上滚轮2-8、第一下滚轮2-9结构相同，厚度约为后者一半。支撑圈轴套连接环3-1能环焊在第二上滚轮3-2、第二下滚轮3-3组成的中心环部位，其上有等弧度、与支撑圈组件1的等弧度螺栓孔1-9同等大小的第二螺栓孔3-4，可通过同形号螺栓组与支撑圈组件贯穿连接固定。

如图8和11所示，第一上滚轮2-8和第二上滚轮3-2、第一下滚轮2-9和第二下滚轮3-3是由半圆柱不锈钢体沿两内弧边缘车出l形槽2-21的结构，l形槽内边边沿有阻挡楞3-5，l形槽2-21刚好放入滚珠2-19，滚珠2-19在其内可滚动且不掉出。

如图4-5和12所示，该焊接工装的第一滚轮体2-22和第二滚轮体3-6，前后都有一个限位器6，第二滚轮体3-6前后设置的限位器6用来锁定支撑圈组件1，第一滚轮体2-22前后设置的限位器6用来锁定轴支架组件2。限位器6由相同结构的上限位6-1和下限位6-2组成，其内圆半径与主轴4的外圆半径尺寸相同。上限位6-1和下限位6-2均是在两个重叠半圆不锈钢薄板之间的45°和135°处各焊有一螺母6-4而成。上限位6-2与下限位6-3两端部外圆处各焊有一螺母6-4，用来组合限位器。

本实用新型结构合理，便于机械制造，便于组装、拆卸，生产成本低。

本实用新型配合组对工装，将前序制作好的分段网片用专用工装夹具固定该焊接工装上，在紧固的过程中，如网片和工装的支撑圈外圆有间隙，调整网片弧度（对所要焊接筒体的焊接固定以及形变控制），使组对后的网筒同轴度、圆柱度更为精准，实现了筒体的高效、较为精准的整体组对焊接配合；可大大提高生产效率。

本实用新型因采用该工装使pdh装置内构件可整体组对、校准、环纵焊接，能够减少或消除筒段环焊缝之间的错边误差，提高焊接精度，操作简便，能降低焊接成本；同时对筒体特别是网筒薄壁筒体起到撑圆的作用。