专利名称：组装环冷机的台车本体与铰接座的专用工装及组装工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及钢铁冶炼领域，特别涉及一种用于组装环冷机的台车本体与铰接座的专用工装及组装工艺。
背景技术：
众所周知，环冷机台车本体前端的中部位置装配有铰接座，用于与异形梁及整个回转框架体系联接。具体请参见图1，该图示出了台车本体与铰接座的装配关系示意图。台车本体与铰接座组装后作为一个功能整体，若只单纯保证台车本体或铰接座某一部件的制造精度，尚不足以保证台车整体的使用功效发挥，也就是说，若两者之间的装配精度未达到设计要求，则制造精度再高也毫无意义。因此，对于这一部分结构而言，在台车本体与铰接座均具有较闻制造精度的基础上，确保二者的装配精度同样是影响整机性能的关键因素。进一步如图1所示，从设计意图来讲，每个台车结构的关键技术点有二:其一是要求台车左右车轮轴共线，且两车轮轴连线与铰接座轴孔轴线呈现一定角度S1、两轴线延长线交点恰好与环冷机中心点重合，于是在图1中反映为要求保证L1、L2两个尺寸；其二是装配过程中要保证铰接座与台车本体的相对空间位置，具体来讲即铰接座轴孔中心与两个台车车轮孔端面的轴中心的相对位置尺寸，于是在图1中反映为需保证好H、L3两个尺寸，请一并参见图2，该图为沿环冷 机径向形成的铰接座与台车本体的装配关系示意图。上述四个必要的装配尺寸直接影响至整机性能。例如，若尺寸L3未保证，将会使台车径向偏离，导致环冷机整体安装投用后，台车跑偏、啃轨，且难以校正，从而极大地增加车轮与轨道之间的磨损，降低设备使用寿命；若尺寸H未保证，当H过小，则可能引起台车与前后异形梁之间的过定位，使设备结构之间憋存内应力，久而久之导致设备变形、提早失效；当H过大，则增加台车静密封间隙，降低密封性能。由此可以确定，台车本体与铰接座组装工序中保障装配精度的技术措施的重要性。现有技术中通常的方法是，按照图1所示出的检测要领图要求，按各个中心线的位置要求放出地样，然后，通过反复比靠地样来定位铰接座与台车本体。装配完成后，亦通过地样图中关键尺寸来复核装配精度。然而，由于台车尺寸较大且具有特殊的梯形结构，要使其精确比靠地样，需反复吊放，消耗较多辅助工时；且由于结构的空间特性，关键尺寸L1、L2无法一次度量，需要多次借基准，因此检测复核的误差也较难控制。有鉴于此，亟待针对现有环冷机台车本体与铰接座的组装工序研制开发出一种专用工装，以有效提升装配精度及效率。
发明内容
针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种用于组装环冷机的台车本体与铰接座的专用工装，在有效提高装配效率的同时，可大大提升装配精度。在此基础上，本发明还提供一种环冷机的台车本体与铰接组装工艺。本发明提供的组装环冷机台车本体与铰接座的专用工装，包括基座，以及设置在所述基座上的一第一支座和两个第二支座；其中，所述第一支座具有容置所述铰接座的容纳部，且所述容纳部两侧的支座本体上具有沿第一轴线同轴设置的铰接座定位孔；两个所述第二支座具有沿第二轴线同轴设置的台车本体定位孔；且所述第一轴线与第二轴线的高度差和所述台车本体的轮轴线与铰接座的轴孔轴线的高度差相等；且在水平投影面内，所述第一轴线与第二轴线的夹角和所述台车本体的轮轴线与铰接座的轴孔轴线的夹角相等。优选地，还包括:一第一假轴，用于穿过所述铰接座，且所述第一假轴的两轴端与所述第一支座上的铰接座定位孔相适配；和两个第二假轴，与所述台车本体定位孔和所述台车本体的轮轴孔相适配。优选地，所述第一假轴具有中部大径段，所述中部大径段的直径和轴向尺寸Fl与所述铰接座的铰接孔大径段相适配；所述专用工装还包括塞规和楔紧部件，所述塞规用于设置在所述中部大径段与其旁侧的所述第一支座的支座本体之间，所述楔紧部件用于楔紧插装于另一侧的所述铰接座与所述第一支座的支座本体之间；其中，所述塞规的厚度Tl满足以下条件:Tl+Fl=T0+F3 + 2，式中，TO—所述铰接座的纵向中心线至其大径段根部之间的距离；F3—所述第一支座的容纳部两侧的支座本体之间的距离。优选地，所述塞规呈半圆状。优选地，每个所述第二支座上均设置有夹紧部件，以便与所述台车本体径向相抵限定其径向位置。优选地，所述夹紧部件具体为与所述第二支座的支座本体螺纹配合的螺柱，所述螺柱的内侧端部用于与所述台车本体径向相抵。优选地，所述第一支座上的铰接座定位孔具体为支座本体上表面的半圆孔。本发明提供的环冷机台车本体与铰接座的组装工艺，采用如前所述的专用工装，所述组装工艺按下述步骤进行:Al.台车本体预定位，将台车本体两侧的轮轴孔分别与所述第二支座上的台车本体定位孔对中并定位；A2.支撑所述台车本体的前部，并调平所述台车的平板面；A3.铰接座预定位，将所述铰接座的铰接孔与所述第一支座上的铰接座定位孔对中并定位；A4.铰接座的找正，沿环冷机的径向，校调所述铰接座相对于所述第一支座的相对位置；A5.台车本体的找正，沿环冷机的径向，根据已找正的所述铰接座较调所述台车本体上的已划加工中心线与铰接座上的已划加工中心线重合；A6.焊接固定，点固所述铰接座与台车本体后，进行整体配钻焊接。优选地，步骤A2中，采用千斤顶支撑所述台车本体的前部。基于现有环冷机台车的台车本体与铰接座的实际组装要求，本发明提供了一种专用工装，以便省时、省工地进行两者之间的装配定位。具体地，该专用工装的基座上分别设置有用于定位台车本体和铰接座的支座，其中，第一支座用于支撑并定位铰接座的组装位置，两个第二支座用于支撑并定位台车本体的组装位置，相当于在一个基准水平面的三点布置定位整体工装结构。由于第一支座和第二支座上相应铰接孔的轴线高度差，以及水平投影面内的轴线夹角均基于产品组装要求预先确定，也就是说，本方案只需一次性检验工装，保证其构件位置精度后即保证了产品精度，相当于首检后的批量生产可免检，节约了大量的检验人工消耗、事后返工费用，避免了生产的大量检验停顿，从而提高作业效率。因此，与传统的组装工艺相比，应用本发明提供的专用工装，在其之上进行的装配作业质量得到了事中过程控制，从源头上杜绝了不合格的发生，台车本体和铰接座的就位更加省时、准确，同时，实际组装过程中可大大节省吊机和吊装工时。在本发明的优选方案中，通过工艺用假轴分别实现铰接座和台车本体的支撑定位，结构可靠、操作简单，可进一步提升该专用工装的工艺性。在本发明的另一优选方案中，针对铰接座与第一支座的定位找正作了进一步优化，其中，第一假轴通过其中部大径段与铰接座的铰接孔大径段相适配定位，组装时，先将塞规设置在第一假轴的中部大径段与其旁侧的第一支座的本体之间，而后采用楔紧部件插装于另一侧的铰接座与第一支座的本体之间，如此设置，通过预先合理设置塞规的厚度，即可实现铰接座相对于第一支座的位置找正，从而使得铰接座的就位更加省时、准确。
图1图示出了台车本体与铰接座的装配关系示意图；图2为沿环冷机径向形成的铰接座与台车本体的装配关系示意图；图3是具体实施方式
所述组装台车本体和铰接座的专用工装的整体结构示意图；图4为图3中所示第一支座的结构示意图；图5为图3中所示第二支座的结构示意图；图6为具体实施方式
中所述第一假轴的结构示意图；图7为具体实施方式
中所述第二假轴的结构示意图；图8为应用本发明所述专用工装的铰接座的接口示意图；图9为具体实施方式
所述铰接座通过第一假轴与第一支座相连的剖面示意图；图10为具体实施方式
中所述塞规的结构示意图。图3 — 图 10 中:基座1、第一支座2、容纳部21、支座本体22、上部支座本体221、下部支座本体222、铰接座定位孔23、第二支座3、台车本体定位孔31、螺纹孔32、第一假轴4、中部大径段41、第二假轴5、塞规6、楔紧部件7 ；铰接座10、台车本体20。
具体实施例方式本发明的核心是提供一种用于组装环冷机台车本体与铰接座的专用工装，在确保装配精度的基础上，可有效提高作业效率；同时，实际组装过程中可大大节省吊机和吊装工时。不失一般性，下面结合说明书附图具体说明本实施方式。首先需要明确的是，本文中所涉及环冷机的基本功能部件及其相互之间的位置连接关系与现有技术相同，该环冷机大致分为高温区I区、中温区II区、低温区III区和非冷却区IV区。工作过程中，台车和支承梁实时围绕环冷机的中心匀速转动，且每个台车本体前端的中部位置装配有铰接座，用于与异形梁及整个回转框架体系联接。烧结完成后的矿料经非冷却区装料工位的给料溜槽布置于台车上，并随着台车的转动依次进入三个冷却区:高温区1、中温区II和低温区III，之后回转至非冷却区卸料工位，完成卸料作业。最后，台车车轮沿曲轨上升，台车复位至水平状态后再进入装料区装料，依此循环。每个台车本体与内侧栏板、外侧栏板及两个相邻的支承梁侧板构成若干个环冷机冷却工作单元，分别沿环冷机的周向依次设置；工作过程中，沿着固设于支架上的导轨，台车与支承梁围绕环冷机的中心回转运动，完成布料、冷却及卸料等作业。其中，冷却矿料的作业通过送风系统具体实现。应当理解，前述主要功能部件的结构及工作原理与现有技术基本相同，本领域的技术人员基于现有技术完全可以实现，故本文不再赘述。其中，台车本体与铰接座的装配关系可参见图1和图2。为了具体说明本方案所提供的专用工装，下面将结合图3进行详细阐述，该图为本实施方式所述组装台车本体和铰接座的专用工装的整体结构示意图。如图所示，该专用工装包括基座1，以及设置在该基座I上的一个第一支座2和两个第二支座3，第一支座2用于支撑定位铰接座10，第二支座3用于支撑定位台车本体20。其中，第一支座2具有容置铰接座10的容纳部21，且该容纳部21两侧的支座本体22上具有沿第一轴线A同轴设置的铰接座定位孔23。本方案中，支座本体22可以为上下分体式结构，第一支座2上的铰接座定位孔23形成于上下分体的支座本体22之间，即上部支座本体221与下部支座本体222上分别开设半圆孔，围合形成铰接座定位孔23。请一并参见图3和图4，图4为第一支座2的结构示意图，图中略去了上部支座本体221。如此设置，可以便于组装过程中铰接座的操作。显然，基于支撑定位铰接座的基本功能，支座本体221不局限于图中所示的分体式结构，例如，第一支座2上的铰接座定位孔仅为支座本体222上表面的半圆孔，同样可以满足铰接座10的定位，且易于进行操作；当然，上部支座本体221主要用于方便进行铰接座定位孔的镗整圆加工。此外，本方案中，第一支座2可以为多个构件焊后加工形成的组件，一方面可控制制造成本，同时可确保组装后必要配合结构的精确度；图中所示，第一支座2的底板上设置两块立板作为下部支座本体222，两者之间形成前述容纳部21 ;进一步地，为了进一步提高组件承载强度，每个下部支座本体222的外侧均设置有加强筋板。其中，两个第二支座3均具有沿第二轴线B同轴设置的台车本体定位孔31，请一并参见图5，该图示出了图3中所示第二支座的结构示意图。具体地，该第二轴线B与第一轴线A的高度差和台车本体20的轮轴线与铰接座10的轴孔轴线的高度差相等，以精确定位两者之间的高度位置关系，避免该高度差过大或者过小所存在的弊端。并且，在水平投影面内，第一轴线A与第二轴线B的夹角和台车本体20的轮轴线与铰接座10的轴孔轴线的夹角相等，如此设置，在水平投影面内，为校调两者沿环冷机径向的相对位置关系提供了可靠保障。同样地，第二支座3也可以为多个构件焊后加工形成的组件，图中所示，第二支座3的底板上设置一块立板作为支座本体，为了进一步提高组件承载强度，每个支座本体的外侧均相应地设置有加强筋板。
铰接座10及台车本体20与相应支座的支撑定位可以采用产品自身连接构件，也可以设置专用的组装工艺用假轴。请参见图6，该图所示为用于铰接座10的第一假轴4。本方案采用一个第一假轴4穿过所述铰接座，且该第一假轴的两轴端与第一支座2上的铰接座定位孔23相适配；请参见图7，该图所示为用于台车本体20的第二假轴5，两个第二假轴5均与台车本体定位孔31和台车本体20的轮轴孔(图中未示出)相适配。在此基础上，还可以针对铰接座10与第一支座2沿环冷机径向的精确定位作进一步的结构优化。首先请参见图8，该图示出了应用本实施方式所述专用工装的铰接座的接口示意图，该铰接座的铰接孔呈阶梯孔状，即一侧为大径段、另一侧为小径段。与铰接座10的接口形式相对应地，第一假轴4具有中部大径段41。该中部大径段41的直径和轴向尺寸Fl与铰接座10的铰接孔大径段相适配，具体请一并参见图9，该图示出了本实施方式所述铰接座通过第一假轴与第一支座相连的剖面示意图。此外，本方案所述专用工装还包括塞规6和楔紧部件7，其中，塞规6用于设置在中部大径段41与其旁侧的第一支座2的支座本体22之间，同时，楔紧部件7用于楔紧插装于另一侧的铰接座10与第一支座2的支座本体22之间，由此确保铰接座10沿环冷机径向的位置精度。其中，塞规6的厚度Tl满足以下条件:Tl+Fl=T0+F3 + 2，式中，TO—所述铰接座的纵向中心线至其大径段根部之间的距离；F3—所述第一支座的容纳部两侧的支座本体之间的距离。显然，塞规6作为校调铰接座10与第一支座2沿环冷机径向相对位置关系的基准，其具体厚度应当结合第一支座及铰接座的结构尺寸进行设定。优选地，该塞规呈半圆状，具体如图10所示。在组装过程中，为了进一步获得较为稳定的台车本体20的装配位置，可以在每个第二支座3上分别设置夹紧部件(图中未示出)，以便与台车本体20径向相抵限定其径向位置。此处所提及的径向相抵，是以环冷机中心作为基准定义的。具体而言，该夹紧部件的结构形式可以根据实际需要设计为不同的结构形式，优选采用与第二支座3的支座本体螺纹配合(图中仅示出螺纹孔32)的螺柱，该螺柱的内侧端部用于与台车本体20径向相抵。以下简述该专用工装的制作过程。I)各零件按照设计图要求制作好后检验合格。第二支座3与第二假轴5是等径配合关系，直径都为E4 ;且与台车本体20轮轴孔内径相同。第一假轴4为同心阶梯轴，中部大径段直径为E1，与铰接座10铰接孔的大径段部分等径配合，且该中部大径段部分的宽度Fl与铰接座10铰接孔大径部分宽度相等，相应地，第一假轴4的两端为小径E2，与第一支座2的铰接座定位孔23为等径配合，且与铰接座定位孔23的小径段部分之间满足:E2〈E3。显然，第一假轴4的总长度应能保证其整体完全落于第一支座2两个下部支座本体222上的半圆轴孔中；第一支座2容纳部21的宽度F3与铰接座10凸板的厚度F2满足:F3>F2 ;进一步地，半圆形塞规6的半圆内径与第一假轴4的小径E2是等径配合关系。2)第一支座2与第二支座3的底面共同落于基座I (基准面)上，则按照工装设计意图，此时，第一支座2与第二支座3的轴孔中心线(A、B)已形成高度差H。3)按照图1各中心线位置在基准水平面上放地样。根据地样衍生的尺寸L1、L2，确定第一支座2和两个第二支座3的中心位置；4)划中心线，以定位第一支座2和第二支座3的焊接方位，保证第一支座2的铰接座定位孔23的轴心线与图1中铰接座10铰接孔中心线吻合、两第二支座3轴孔对中且其连线与图1中台车轮轴孔中心线吻合。此时，工装的位置尺寸达到设计的理想状态。复核验证工装。实际上，为了台车本体能顺利落入就位，两件第二支座3的轴心线对中且与车轮轴线吻合的前提下，其间距可稍大，即L1、L2尺寸的端点在两件第二支座3之间，而不是刚好落于第二支座3上。除前述组装台车本体和铰接座的专用工装外，本发明还提供一种应用该专用工装的环冷机台车本体与铰接座的组装工艺。该组装工艺按下述步骤进行:Al.台车本体预定位，将台车本体20两侧(后部)的轮轴孔分别与第二支座3上的台车本体定位孔31对中并定位。具体地，台车本体20的轮轴孔与第二支座3的台车本体定位孔31对中后,插入第二假轴5,支起台车本体20后部。A2.支撑所述台车本体20的前部，并调平台车本体的平板面；采用千斤顶支撑所述台车本体20的前部。A3.铰接座预定位，将所述铰接座的铰接孔与所述第一支座上的铰接座定位孔对中并定位；具体如图9所示，将第一假轴4插入铰接座10，并与之整体从上方插入台车本体20和第一支座2之间,第一假轴4的两端落入第一支座的半圆孔内；若铰接座10与台车本体20之间沿环冷机运行方向具有间隙，则采用垫片组调节。A4.铰接座的找正，沿环冷机的径向，校调所述铰接座相对于所述第一支座的相对位置；即调节间隙T2，将半圆塞规6放入图9所示位置后，校调铰接座10，使其凸板及第一假轴4的大径部分压紧塞规6，此时，间隙T2处可打入楔紧部件7暂时固定铰接座。A5.台车本体的找正，沿环冷机的径向，根据已找正的所述铰接座较调所述台车本体上的已划加工中心线与铰接座上的已划加工中心线重合；具体地,通过第二支座3的螺孔内的调节螺柱的旋进旋出来微调台车本体20的位置。A6.焊接固定，点固所述铰接座与台车本体后，进行整体配钻焊接。无需复核但已保证装配精度。当然，装配后拆去临时固定用的楔紧部件7、松开第二支座3上的调节螺柱、取出半圆塞规6、拔出第二假轴5、将台车本体20和铰接座10吊离工装、拔出第一假轴4等后序装配操作。与现有方案相比，本方案的优点为:1、台车本体和铰接座的就位更加省时、准确，节省吊机和吊装工时；2、本方案只需一次性检验工装，保证其位置精度后即保证了产品组装精度，相当于首检后，批量生产可免检，节约了大量的检验人工消耗，避免了生产的大量检验停顿，从而提闻作业效率；3、由于工装的保证，在其之上进行的装配作业质量得到了事中过程控制，从源头上杜绝了不合格的发生。以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
权利要求
1.组装环冷机台车本体与铰接座的专用工装，其特征在于，包括基座，以及设置在所述基座上的: 一第一支座，具有容置所述铰接座的容纳部，且所述容纳部两侧的支座本体上具有沿第一轴线同轴设置的铰接座定位孔；和 两个第二支座，两者具有沿第二轴线同轴设置的台车本体定位孔；且 所述第一轴线与第二轴线的高度差和所述台车本体的轮轴线与铰接座的轴孔轴线的高度差相等；且在水平投影面内，所述第一轴线与第二轴线的夹角和所述台车本体的轮轴线与铰接座的轴孔轴线的夹角相等。
2.根据权利要求 1所述的组装环冷机台车本体与铰接座的专用工装，其特征在于，还包括: 一第一假轴，用于穿过所述铰接座，且所述第一假轴的两轴端与所述第一支座上的铰接座定位孔相适配；和 两个第二假轴，与所述台车本体定位孔和所述台车本体的轮轴孔相适配。
3.根据权利要求2所述的组装环冷机台车本体与铰接座的专用工装，其特征在于，所述第一假轴具有中部大径段，所述中部大径段的直径和轴向尺寸Fl与所述铰接座的铰接孔大径段相适配；所述专用工装还包括塞规和楔紧部件，所述塞规用于设置在所述中部大径段与其旁侧的所述第一支座的支座本体之间，所述楔紧部件用于楔紧插装于另一侧的所述铰接座与所述第一支座的支座本体之间；其中，所述塞规的厚度Tl满足以下条件:Tl+Fl=T0+F3 + 2，式中， TO—所述铰接座的纵向中心线至其大径段根部之间的距离； F3—所述第一支座的容纳部两侧的支座本体之间的距离。
4.根据权利要求3所述的组装环冷机台车本体与铰接座的专用工装，其特征在于，所述塞规呈半圆状。
5.根据权利要求2所述的组装环冷机台车本体与铰接座的专用工装，其特征在于，每个所述第二支座上均设置有夹紧部件，以便与所述台车本体径向相抵限定其径向位置。
6.根据权利要求5所述的组装环冷机台车本体与铰接座的专用工装，其特征在于，所述夹紧部件具体为与所述第二支座的支座本体螺纹配合的螺柱，所述螺柱的内侧端部用于与所述台车本体径向相抵。
7.根据权利要求1所述的组装环冷机台车本体与铰接座的专用工装，其特征在于，所述第一支座上的铰接座定位孔具体为支座本体上表面的半圆孔。
8.环冷机台车本体与铰接座的组装工艺，其特征在于，采用权利要求1至7中任一项所述的专用工装，所述组装工艺按下述步骤进行: Al.台车本体预定位，将台车本体两侧的轮轴孔分别与所述第二支座上的台车本体定位孔对中并定位； A2.支撑所述台车本体的前部，并调平所述台车的平板面； A3.铰接座预定位，将所述铰接座的铰接孔与所述第一支座上的铰接座定位孔对中并定位; A4.铰接座的找正，沿环冷机的径向，校调所述铰接座相对于所述第一支座的相对位置；A5.台车本体的找正，沿环冷机的径向，根据已找正的所述铰接座较调所述台车本体上的已划加工中心线与铰接座上的已划加工中心线重合； A6.焊接固定，点固所述铰接座与台车本体后，进行整体配钻焊接。
9.根据权利要求8所述的环冷机台车本体与铰接座的组装工艺，其特征在于，步骤A2中，采用千斤顶支撑所述台车本体的前部。
全文摘要
本发明公开一种组装环冷机台车本体与铰接座的专用工装，包括基座，以及设置在所述基座上的一个第一支座和两个第二支座；其中，所述第一支座具有容置所述铰接座的容纳部，且所述容纳部两侧的支座本体上具有沿第一轴线同轴设置的铰接座定位孔；两个所述第二支座具有沿第二轴线同轴设置的台车本体定位孔；且所述第一轴线与第二轴线的高度差和所述台车本体的轮轴线与铰接座的轴孔轴线的高度差相等；且在水平投影面内，所述第一轴线与第二轴线的夹角和所述台车本体的轮轴线与铰接座的轴孔轴线的夹角相等。应用本发明所述专用工装，可有效提高环冷机台车本体与铰接座的装配效率，并可提升装配精度。在此基础上，本发明还提供一种环冷机的台车本体与铰接组装工艺。
文档编号B23K37/04GK103192213SQ20131009210
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月21日 优先权日2013年3月21日
发明者曹胜年, 冯志强, 罗可, 黎建国, 申理仁, 李丰 申请人:湖南中冶长天重工科技有限公司