钢结构翻身工装设备及其控制方法与流程

本发明涉及钢结构翻身装置技术领域，具体涉及一种钢结构翻身工装设备及其控制方法。

背景技术

中国是全世界钢材和焊接材料消费量最多的国家，由于还处在工业化中期阶段，所以消费量还在持续增长。而钢结构产业中的焊接则是影响产业升级的关键因素，焊接强则结构优。在钢结构工厂，有h形、箱型、圆管形、三角桁架等从大到小的各类构件在制作过程中需要翻身，及为了正常平位焊接需要。既能够使用方便，又能够保证被翻身构件的外形不被损坏。

技术实现要素：

本发明主要解决现有技术中存在焊接和打孔装配钢结构件时，无法消除翻身过程中引起结构变形和外壁磨损的不足，提供了一种钢结构翻身工装设备，其具有结构紧凑、旋转翻身灵活、加工过程中安全性高等优点。钢结构翻身工装设备的控制方法，缩短了钢结构件加工周期，提高了焊接质量和表面光洁度，防止钢结构件表面磨损影响使用强度，解决了的钢结构件在焊接、打孔和表面加工过程中翻身引起结构变形和外壁磨损的问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种钢结构翻身工装设备，包括钢结构件和底座平台，所述的钢结构件与底座平台之间设有与钢结构件相旋转式嵌接的活动旋转固定座，所述的钢结构件外壁上设有若干等间距分布且与钢结构件相活动式触接的液压支撑柱，所述的钢结构件上端设有工装夹紧组件，所述的工装夹紧组件上连接有翻身旋转架，所述的翻身旋转架上设有角度旋转电机，所述的角度旋转电机法兰端面上设有电机固定架；所述的工装夹紧组件包括与翻身旋转架相固定连接的夹紧组件固定架，所述的夹紧组件固定架上设有与夹紧组件固定架相位移式固定连接的上夹紧齿条、下夹紧齿条、下驱动齿条、上驱动齿条，所述的上夹紧齿条、下夹紧齿条、下驱动齿条、上驱动齿条组合形成框式结构，所述的下驱动齿条和上驱动齿条上分别设有齿轮电机。

底座平台起固定设备，提供设备翻身过程的稳定性。液压支撑柱对钢结构件的安全起到保障作用，并起到辅助减小钢结构件焊接和加工过程中的形变量的作用。工装夹紧组件采用齿轮电机驱动下驱动齿条和上驱动齿条带动上夹紧齿条和下夹紧齿条完成对各种不同形状和规格的钢结构件的夹紧巩固工作。通过角度旋转电机驱动翻身旋转架带动工装夹紧组件完成钢结构件的翻身。

作为优选，所述的活动旋转固定座包括固定座体，所述的固定座体内设有竖滚动轴承，所述的竖滚动轴承与固定座体之间设有与固定座体相嵌接的横滚动轴承，所述的固定座体与底座平台呈一体化。

活动旋转固定座采用固定座体内嵌接竖滚动轴承和横滚动轴承相互配合作用于钢结构件在翻身过程中的垂直旋转。

作为优选，所述的横滚动轴承上端面高度高于竖滚动轴承的上端面。

起到减少旋转翻身时的摩擦力，降低工装设备的磨损，延长使用周期和寿命。方便平时维护时添加润滑脂。

作为优选，所述的下驱动齿条、上驱动齿条一端设有与下驱动齿条、上驱动齿条呈一体化的限位块，所述的下驱动齿条、上驱动齿条的上端面设有与齿轮电机相活动式啮合的齿条。

采用齿形啮合的方式实现下驱动齿条、上驱动齿条的位移，防止齿轮电机与下驱动齿条、上驱动齿条的位移距离过大而产生脱轨。

作为优选，所述的上夹紧齿条与上驱动齿条在同一水平面上相直角连接固定并呈“l”状，所述的下夹紧齿条与下驱动齿条在同一水平面上相直角连接固定并呈“l”状，所述的上驱动齿条与下驱动齿条呈“十”字交错且上下间隔分布。

防止齿轮电机驱动上驱动齿条、下驱动齿条时产生相互的干涉，增强齿条框式结构的稳定性。实现对各种不同形状和规格的钢结构件的夹紧巩固工作。

作为优选，所述的钢结构翻身工装设备的控制方法包括如下操作步骤：

第一步：钢结构件先进行局部点焊定位，预留两端面装夹定位所需的预留凸台，经过初步粗加工的钢结构件进行吊装放入活动旋转固定座上进行限位嵌接，同时若干液压支撑柱对钢结构件非加工焊接面进行连接紧固。

第二步：完成钢结构件的定位紧固工作后，采用工装夹紧组件与钢结构件上端面凸台进行套接，并对钢结构件进行拼焊位置的精确调整。

第三步：工装夹紧组件通过齿轮电机同时驱动上驱动齿条和下驱动齿条收缩移动并带动上夹紧齿条和下夹紧齿条进行夹紧钢结构件，工人可以通过不同高度的脚手架或云梯平台对钢结构件同时进行焊接工作和打安装孔。

第四步：当完成一个面的焊接或工装打孔工作后，若干液压支撑柱对钢结构件进行短距离脱离，采用固定在电机固定架上的角度旋转电机驱动翻身旋转架带动工装夹紧组件完成钢结构件的翻面工作，此时若干液压支撑柱对钢结构件进行贴合紧固。

第五步：完成加工的钢结构件吊取后，经过车加工和精加工去掉预留凸台。

作为优选，所述的齿轮电机驱动上驱动齿条和下驱动齿条速度一致，齿轮电机和角度旋转电机都具有自锁件。

本发明能够达到如下效果：

本发明提供了一种钢结构翻身工装设备及其控制方法，与现有技术相比较，该钢结构翻身工装设备具有结构紧凑、旋转翻身灵活、加工过程中安全性高的特点。钢结构翻身工装设备的控制方法，缩短了钢结构件加工周期，提高了焊接质量和表面光洁度，防止钢结构件表面磨损影响使用强度，解决了的钢结构件在焊接、打孔和表面加工过程中翻身引起结构变形和外壁磨损的问题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的工装夹紧组件的结构示意图。

图3是本发明的活动旋转固定座的结构剖视图。

图中：工装夹紧组件1，翻身旋转架2，电机固定架3，角度旋转电机4，钢结构件5，液压支撑柱6，活动旋转固定座7，底座平台8，夹紧组件固定架9，上夹紧齿条10，下夹紧齿条11，下驱动齿条12，齿轮电机13，上驱动齿条14，限位块15，固定座体16，竖滚动轴承17，横滚动轴承18。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：如图1、图2和图3所示，一种钢结构翻身工装设备，包括钢结构件5和底座平台8，钢结构件5与底座平台8之间设有与钢结构件5相旋转式嵌接的活动旋转固定座7，活动旋转固定座7包括固定座体16，固定座体16内设有竖滚动轴承17，竖滚动轴承17与固定座体16之间设有与固定座体16相嵌接的横滚动轴承18，横滚动轴承18上端面高度高于竖滚动轴承17的上端面，固定座体16与底座平台8呈一体化。钢结构件5外壁上设有4组等间距分布且与钢结构件5相活动式触接的液压支撑柱6，钢结构件5上端设有工装夹紧组件1，工装夹紧组件1上连接有翻身旋转架2，翻身旋转架2上设有角度旋转电机4，角度旋转电机4法兰端面上设有电机固定架3；工装夹紧组件1包括与翻身旋转架2相固定连接的夹紧组件固定架9，夹紧组件固定架9上设有与夹紧组件固定架9相位移式固定连接的上夹紧齿条10、下夹紧齿条11、下驱动齿条12、上驱动齿条14，上夹紧齿条10、下夹紧齿条11、下驱动齿条12、上驱动齿条14组合形成框式结构，上夹紧齿条10与上驱动齿条14在同一水平面上相直角连接固定并呈“l”状，下夹紧齿条11与下驱动齿条12在同一水平面上相直角连接固定并呈“l”状，上驱动齿条14与下驱动齿条12呈“十”字交错且上下间隔分布。下驱动齿条12和上驱动齿条14上分别设有齿轮电机13，下驱动齿条12、上驱动齿条14一端设有与下驱动齿条12、上驱动齿条14呈一体化的限位块15，下驱动齿条12、上驱动齿条14的上端面设有与齿轮电机13相活动式啮合的齿条。

所述的钢结构翻身工装设备的控制方法包括如下操作步骤：

第一步：钢结构件5先进行局部点焊定位，预留两端面装夹定位所需的预留凸台，经过初步粗加工的钢结构件5进行吊装放入活动旋转固定座7上进行限位嵌接，同时4组液压支撑柱6对钢结构件5非加工焊接面进行连接紧固。

第二步：完成钢结构件5的定位紧固工作后，采用工装夹紧组件1与钢结构件5上端面凸台进行套接，并对钢结构件5进行拼焊位置的精确调整。

第三步：工装夹紧组件1通过齿轮电机13同时驱动上驱动齿条14和下驱动齿条12收缩移动并带动上夹紧齿条10和下夹紧齿条11进行夹紧钢结构件5，齿轮电机13驱动上驱动齿条14和下驱动齿条12速度一致。齿轮电机13具有自锁件，保证加工及焊接工序的精准度。工人可以通过不同高度的脚手架或云梯平台对钢结构件5同时进行焊接工作和打安装孔。

第四步：当完成一个面的焊接或工装打孔工作后，4组液压支撑柱6对钢结构件5进行短距离脱离，采用固定在电机固定架3上的角度旋转电机4驱动翻身旋转架2带动工装夹紧组件1完成钢结构件5的翻面工作，此时4组液压支撑柱6对钢结构件5进行贴合紧固。角度旋转电机4具有自锁件，防止旋转翻身过程中角度的误差产生，提高旋转翻身的稳定性。

第五步：完成加工的钢结构件5吊取后，最后经过车加工和精加工去掉预留凸台。

综上所述，该钢结构翻身工装设备具有结构紧凑、旋转翻身灵活、加工过程中安全性高的特点。钢结构翻身工装设备的控制方法，缩短了钢结构件加工周期，提高了焊接质量和表面光洁度，防止钢结构件表面磨损影响使用强度，解决了的钢结构件在焊接、打孔和表面加工过程中翻身引起结构变形和外壁磨损的问题。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。