一种法兰对中连接辅助装置的制作方法

1.本实用新型涉及对中辅助设备领域，具体涉及一种法兰对中连接辅助装置。


背景技术：

2.大型轴承试验台是一种模拟轴承施工作业中遇到不同工况时轴承状态监测的装置平台，以完全真实的方式展现轴承内部运行状况，广泛应用于掘进机、风电等大型工程领域，大型轴承试验台由机械、电气、液压等多个系统组成，其中机械系统又包含盾体、变速箱、连接法兰等多组大型结构件，各个结构件的装配精度较要求高，装配难度大，而优化装配过程将减少整个试验台的装配周期，提高装配效率。
3.现有轴承试验台整体分为主试侧与陪试侧，主、陪试侧均装配有轴承，两侧轴承之间通过连接法兰连接，由于装配工艺的特殊性(先装配轴承，后装配法兰)，在连接法兰装配时需要进行对中再进行螺栓连接，其中，连接法兰与陪试主驱动相连，陪试主驱动与陪试盾体相连，现有连接法兰对接方式为：先通过与陪试盾体连接的径向油缸进行上下自由度位移的调整，再使用千斤顶或伸缩油缸对陪试盾体进行左右自由度位移的调整。
4.现有的对中连接方法存在以下问题：1、对中精度不高，且法兰需多次反复调整位置；2、现有对中辅助装置无法对两组法兰进行初步固定，导致后续法兰螺栓连接时，法兰可能移位；3、现有对中辅助装置缺少在法兰上的支撑结构，导致对中辅助装置在法兰运动调整时造成结构偏移。
5.综上所述，急需一种法兰对中连接辅助装置以解决现有技术中法兰对接耗时费力的问题。


技术实现要素：

6.本实用新型目的在于提供一种法兰对中连接辅助装置，以解决现有技术中法兰对接耗时费力的问题，具体技术方案如下：
7.一种法兰对中连接辅助装置，法兰对中连接辅助装置包括定位销、激光对中组件以及弹性限位组件；定位销设置在第一法兰上，另一组待对中的第二法兰上设置有用于套设在定位销外圆周上的销孔b；
8.所述激光对中组件包括激光发射器和激光接收器；所述激光发射器设置在定位销上；所述激光接收器设置在第二法兰上，且激光接收器与销孔b对应；
9.弹性限位组件包括限位块以及第一弹性件；限位块通过第一弹性件设置在定位销上，第一弹性件的伸缩方向与定位销的径向一致，定位销的头部和限位块之间形成用于第二法兰轴向限位的空间。
10.以上技术方案优选的，多组弹性限位组件沿定位销的周向设置。
11.以上技术方案优选的，沿第二法兰至第一法兰的方向，所述限位块逐渐增厚。
12.以上技术方案优选的，所述定位销上设置有用于插入限位块的导向槽一。
13.以上技术方案优选的，还包括设置在定位销外圆周上的弹性支撑组件；第一法兰
上设置有销孔a；定位销同轴设置在销孔a内，且定位销的弹性支撑组件顶撑于销孔a的内壁上。
14.以上技术方案优选的，多组弹性支撑组件沿定位销的周向设置在定位销的外圆周上。
15.以上技术方案优选的，所述弹性支撑组件包括撑靴以及第二弹性件；所述第二弹性件的两端分别连接撑靴与定位销，第二弹性件的伸缩方向与定位销的径向一致。
16.以上技术方案优选的，所述撑靴设置有与销孔a内周弧度匹配的弧形顶撑面。
17.以上技术方案优选的，所述定位销上设置有用于撑靴插入的导向槽二。
18.以上技术方案优选的，所述激光发射器为十字形激光发射器。
19.应用本实用新型的技术方案，具有以下有益效果：
20.(1)本实用新型的法兰对中连接辅助装置包括定位销、激光对中组件以及弹性限位组件；所述激光对中组件包括激光发射器和激光接收器；弹性限位组件包括限位块以及第一弹性件；本实用新型中，定位销设置在第一法兰上，而另一组待对中的第二法兰上设置有与定位销配合的销孔b，通过激光发射器和激光接收器校准两组法兰的位置，进而能够实现两组法兰进行对中，并且在对中后，轴向推动第一法兰，将定位销推入销孔b内，限位块穿过销孔b并被推出销孔b外，在第一弹性件的作用下，限位块弹出并和定位销的头部配合，将两组法兰限制在一起，以避免两组法兰在螺栓连接时发生移位。
21.(2)本实用新型中，通过多组弹性限位组件限制两组法兰，避免两组法兰轴向脱离或者发生偏移。
22.(3)本实用新型中，限位块逐渐增厚便于限位块顺利的导入销孔b内，而导向槽一能够为限位块提供向内收入(即径向收入)的空间以及保证限位块在插入以及弹出导向槽一时的稳定性；本实用新型中的第一弹性件优选为弹簧，适应性好。
23.(4)本实用新型中的定位销通过设置弹性支撑组件同轴顶撑于销孔a内，在第一法兰调整对中时，定位销不会发生偏移，能够避免定位销偏移影响对中工作。
24.(5)本实用新型中通过周向设置的多组弹性支撑组件，以保证定位销在销孔a内的稳定。
25.(6)本实用新型中，第二弹性件提供弹性支撑力，撑靴支撑于销孔a的内壁上，采用弹性支撑结构，便于定位销快速安装至销孔a内或从销孔a内拆下，并且能够匹配不同内径规格的销孔a。
26.(7)本实用新型中，撑靴上的弧形顶撑面便于撑靴贴合销孔a的内壁，以达到稳定支撑的效果。
27.(8)本实用新型中，导向槽二便于撑靴在定位销的径向进行伸缩导向，并且能为撑靴提供向内收缩的空间。
28.(9)本实用新型中，激光发射器优选为十字形激光发射器，对中效率快，精度高。
29.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
30.构成本技术的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的
示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
31.在附图中：
32.图1是本实施例的对中连接辅助装置与两组法兰连接后的示意图；
33.图2是图1中第二法兰的结构示意图；
34.图3是图1中的对中连接辅助装置的结构示意图；
35.图4是图3中弹性限位组件的剖面示意图；
36.图5是图3中弹性支撑组件支撑在销孔a内的剖面示意图；
37.图6是本实施例中轴承试验台的轴向视角示意图；
38.图7是本实施例中轴承试验台的径向视角示意图；
39.其中，1、对中连接辅助装置；1.1、定位销；1.11、销体；1.1a、导向槽一；1.1b、导向槽二；1.12、头部；1.2、激光对中组件；1.2a、激光发射器；1.2b、激光接收器；1.3、弹性限位组件；1.31、限位块；1.31a、限位块的顶面；1.32、第一弹性件；1.4、弹性支撑组件；1.41、撑靴；1.41a、弧形顶撑面；1.42、第二弹性件；2、第一法兰；2.a、销孔a；3、第二法兰；3.a、销孔b；4、螺栓；5、伸缩油缸a；6、伸缩油缸b；7、伸缩油缸c；8、陪试侧；9、主试侧。
具体实施方式
40.以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
41.实施例：
42.一种法兰对中连接辅助装置，对中连接辅助装置1包括定位销1.1、激光对中组件1.2、弹性限位组件1.3以及弹性支撑组件1.4，如图1至图7所示；
43.如图1和图2所示，本实施例中的对中连接辅助装置1用于两组法兰进行对中连接，两组待对中连接的法兰分别记为第一法兰2和第二法兰3，第一法兰2和第二法兰3上均设置有多组销孔，其中，第一法兰2上的销孔记为销孔a(标号为2.a)，第二法兰3上的销孔记为销孔b(标号为3.a)；
44.如图6和图7所示，在具体对中连接前，第一法兰2竖立安装在轴承试验台(此处轴承试验台为现有的结构)的陪试侧8上，而第二法兰3竖立安装在轴承试验台的主试侧9上，第二法兰3对中连接过程中保持不动，通过调整第一法兰2的位置和姿态，从而进行两组法兰对中连接，本实施例中，优选通过多组对中连接辅助装置1(例如三组)实现两组法兰的对中连接，对中连接辅助装置1的结构具体如下：
45.如图1和图3所示，所述定位销1.1包括圆柱形的销体1.11以及固定在销体1.11上的头部1.12，头部1.12的外径大于两组法兰上的销孔，以起到防脱的目的；本实施例中，定位销1.1用于插入销孔a2.a和销孔b3.a内，在两组法兰对中连接前，定位销1.1的销体1.11通过弹性支撑组件1.4同轴支撑于销孔a2.a内。
46.如图1所示，所述激光对中组件1.2包括激光发射器1.2a和激光接收器1.2b；激光发射器1.2a优选为十字形的激光发射器1.2a，激光发射器1.2a设置在销体1.11的端面上(远离头部1.12的端面)，激光接收器1.2b设置在第二法兰3上，且激光接收器1.2b与销孔b3.a同轴对应设置，通过激光发射器1.2a和激光接收器1.2b的对位信息反馈至外部控制系统(参考现有技术)，外部控制系统控制轴承试验台的驱动部件(即伸缩油缸)带动第一法兰
2调整位置和姿态，以实现激光发射器1.2a和激光接收器1.2b对准(即两组法兰对中)。
47.如图3和图4所示，所述弹性限位组件1.3的数量有多组，本实施例中弹性限位组件1.3示意了四组，四组弹性限位组件1.3沿定位销1.1(具体是销体1.11)的周向等间距设置在销体1.11上，弹性限位组件1.3具体是位于销体1.11远离头部1.12的一端。
48.首选，需要对本实施例中的对中连接过程进行说明，在两组法兰对中完成后，需要将第一法兰2轴向推动靠近第二法兰3，以便于两组法兰进行螺栓连接(标号4示意了该螺栓)，而弹性限位组件1.3的作用是与定位销1.1的头部1.12配合，在轴向限制两组法兰；
49.即弹性限位组件1.3动作过程是：在第一法兰2轴向推动时，弹性限位组件1.3插入第二法兰3的销孔b3.a内，并由于销孔b3.a内壁的作用，多组弹性限位组件1.3进行径向(销体径向)收拢，当弹性限位组件1.3穿过销孔b3.a后，弹性限位组件1.3张开，并限制两组法兰轴向脱离，其中，多组弹性限位组件1.3(具体是限位块1.31)张开后的分布直径大于两组销孔的内径，以达到限制两组法兰脱离的目的。
50.弹性限位组件1.3具体结构如下，如图4所示：
51.所述弹性限位组件1.3包括限位块1.31和第一弹性件1.32(如弹簧)，所述限位块1.31通过第一弹性件1.32设置在定位销1.1的销体1.11上，第一弹性件1.32的伸缩方向与销体1.11的径向一致，当定位销1.1以及弹性限位组件1.3需要穿过销孔b3.a时，第一弹性件1.32在销孔b3.a内壁的限制下被压缩，此时多组限位块1.31的分布直径变小，以使得多组弹性限位组件1.3能够穿过销孔b3.a；本实施例中，所述限位块1.31的右端铰接在定位销1.1的销体1.11上，以保证限位块1.31的稳定性。
52.进一步的，如图4所示，所述限位块1.31远离定位销1.1的顶面(标号为131a)为斜面，该斜面的形成具体是：沿第二法兰3至第一法兰2的方向(即定位销1.1的轴向)，限位块1.31由靠近第二法兰3的这一端向远离第二法兰3的一端逐渐增厚，使得限位块的顶面1.31a呈斜面，以便于多组限位块1.31能够顺利的导入第二法兰3的销孔b3.a内，而限位块1.31的后侧面用于与第二法兰3的内端面相抵触，进一步来说就是定位销1.1的头部1.12和限位块1.31的后侧面之间形成了两组法兰在轴向的限位空间，即两组法兰进行螺栓连接时，限位块1.31和定位销1.1的头部1.12能够避免两组法兰轴向脱离或移位。
53.如图4所示，所述定位销1.1的销体1.11上设置有导向槽一1.1a，导向槽一1.1a与限位块1.31一一对应设置，导向槽一1.1a的作用是能够给与限位块1.31径向内缩的空间，以便于穿过第二法兰3的销孔b3.a，其中，第一弹性件1.32的两端分别连接限位块1.31的底壁和导向槽一1.1a的内底壁。
54.如图3和图5所示，所述弹性支撑组件1.4用于定位销1.1同轴支撑在第一法兰2的销孔a2.a的内壁上，本实施例中，弹性支撑组件1.4的数量共有八组，八组弹性支撑组件1.4沿定位销1.1的周向等间距设置，具体结构如下：
55.如图5所示，所述弹性支撑组件1.4包括撑靴1.41以及第二弹性件1.42(如弹簧)；第二弹性件1.42的两端分别连接撑靴1.41和定位销1.1，其中，第二弹性件1.42的伸缩方向与定位销1.1的径向一致，撑靴1.41用于顶撑在销孔a2.a的内壁上，即通过第二弹性件1.42提供弹性支撑力，周向设置多组撑靴1.41，将定位销1.1的销体1.11同轴支撑在销孔a2.a内。
56.优选的，所述撑靴1.41与销孔a2.a内壁的接触面为弧形顶撑面1.41a，弧形顶撑面
1.41a的弧度与销孔a2.a的内周壁弧度一致，以便于撑靴1.41与销孔a2.a内壁能够紧密贴合。
57.优选的，如图5所示，所述定位销1.1的销体1.11上设置有导向槽二1.1b，导向槽二1.1b与撑靴1.41一一对应设置，导向槽二1.1b的作用是能够提供撑靴1.41向内收缩的空间，以便于定位销1.1能够同轴顶撑于不同内径规格的销孔a2.a内，并且，导向槽二1.1b能够在撑靴1.41径向(即定位销径向)伸缩时进行导向和稳定，其中第二弹性件1.42的两端分别连接在撑靴1.41和导向槽二1.1b的内壁上。
58.本实施例中的法兰对中连接辅助装置具体工作流程如下：
59.准备工作：第一法兰2竖立安装在轴承试验台的陪试侧8上，而第二法兰3竖立安装在轴承试验台的主试侧9上，第二法兰3对中连接过程中保持不动；
60.步骤s1、把对中连接辅助装置1的定位销1.1安装在第一法兰2的销孔a2.a内，定位销1.1的头部1.12位于远离第二法兰3的一侧，其中，弹性支撑组件1.4的撑靴1.41顶撑于销孔a2.a的内壁上；
61.步骤s2、将激光接收器1.2b安装在第二法兰3上，且激光接收器1.2b与第二法兰3的销孔b3.a同轴对应，当激光接收器1.2b能够完整接收到定位销1.1上的激光发射器1.2a的信号时，此时两组法兰处于已对中状态，具体是：
62.激光发射器1.2a发射激光，轴承试验台的伸缩油缸与第一法兰2直接或间接连接，伸缩油缸驱动第一法兰2径向位移，通过伸缩油缸带动激光发射器1.2a与激光接收器1.2b进行初步对中，再通过激光接收器1.2b反馈位置信息至外部控制系统，外部控制系统控制伸缩油缸动作，以实现激光发射器1.2a与激光接收器1.2b进行完全对中，即此时两组法兰上的螺栓连接孔以及销孔均同轴对应；
63.其中，此处的伸缩油缸为现有轴承试验台上的结构，伸缩油缸包括用于驱动第一法兰2竖向运动的伸缩油缸a(标号为5)、用于驱动第一法兰2水平方向运动的伸缩油缸b(标号为6)、用于驱动第一法兰2轴向运动的伸缩油缸c(标号为7)，此处的伸缩油缸也可以是其他驱动部件，只要能实现直线调整的驱动部件均可；
64.步骤s3：两组法兰对中完成后，伸缩油缸c7驱动陪试侧8上的第一法兰2沿其轴向朝向第二法兰3运动，定位销1.1逐渐插入第二法兰3的销孔b3.a内，
65.步骤s3.1、随着定位销1.1推入销孔b3.a内，弹性限位组件1.3的限位块1.31和第一弹性件1.32在销孔b3.a内壁的作用下，第一弹性件1.32被压缩，限位块1.31收入导向槽一1.1a内，以便于限位块1.31能够穿过销孔b3.a；
66.步骤s3.2、当限位块1.31穿过销孔b3.a并被推出销孔b3.a外侧时，在第一弹性件1.32的作用下，限位块1.31被推出导向槽一1.1a外，且限位块1.31和定位销1.1的头部1.12将两组法兰限制在其中，以保证两组法兰不会轴向脱离；
67.步骤s4、用螺栓4将两组法兰进行连接，法兰对中连接完成。
68.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。