用于法兰与管道对准的工装的制作方法

本实用新型涉及管件装配技术领域，具体涉及一种用于法兰与管道对准的工装。

背景技术：

船舶管路是船舶上用来连接各种机械设备的管件，用来传送水、油、气等各种介质。船舶管路有两大类：动力管路和船舶系统管路。动力管路是用以为主机和辅机服务的各种管路，有燃油、滑油、冷却水、压缩空气、排气、废热等管路；船舶系统管路是为了提高船舶的抗沉性、稳性，为了满足船员、旅客的正常生活需要。其中，法兰连接是目前这些管路最主要的连接形式，优点在于管件结合强度高，拆装方便，适用范围广，几乎可以应用于一切管路的连接。

管道法兰在焊接过程中需要法兰与管道相互垂直，并且管道的中心轴线需要和法兰的中心一致，如果焊接时没有辅助装置，则很难实现真正的对正，对于此问题，专利号为zl20190174511.8(公布号为cn109822249a)的中国发明专利公开的《对顶式法兰、直管组对设备》能对此问题有所解决，该设备包括两前后间隔设置且均用以承载法兰的法兰支撑头架以及设置于两所述法兰支撑头架间用以承载直管并限定所述直管前后朝向的直管托架，每一所述法兰支撑头架包括头架本体、设置于所述头架本体朝向所述直管托架一侧用于夹持法兰并保持所述法兰轴心线前后朝向的法兰夹盘；所述法兰支撑头架还具有调节所述法兰位置的位置调节机构；基于本实用新型所涉及对顶式法兰、直管组对设备的结构，在法兰与直管的组对过程中，通过法兰支撑头架可以从多个角度调节法兰与直管之间的位置关系，从而确保法兰与直管之间的组对精度，且在直管两端均需要与法兰进行组对时，能够有效提高组对效率。

上述设备存在的问题在于：该工装是通过法兰夹盘的移动来调节法兰的位置，而法兰夹盘均是相对法兰支撑头架移动，而不是通过法兰支撑头架的移动，故只是微调，移动距离不大，换言之，该设备仅适用直管，而不适用弯管或其他异型管。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种用于法兰与管道对准的工装，该工装的对应管道两端的两个设有法兰盘的安装架能相对移动，从而能适配不同形状的管道。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于法兰与管道对准的工装，其特征在于：包括

第一滑道组，有两组且相互平行，各所述第一滑道组包括有一条第一滑道或至少两条相互平行的第一滑道；

安装架，有两个，每一前述安装架对应滑动设于一组第一滑道组上，且各所述安装架上均设有用于安装法兰的法兰盘。

为了使得该工装能够适配法兰与异型管道的安装，各所述安装架均通过支撑座滑动设于对应的第一滑道组上，且各所述支撑座内均设有能使得安装架相对支撑座周向转动的第一旋转组件，所述安装架与对应的第一旋转组件相连。如此使得安装架能够周向转动，增加安装架的调整维度。

所述第一旋转组件可以有多种结构形式，为了便于将第一旋转组件置于支撑座内，优选地，所述第一旋转组件包括第一蜗轮以及与第一蜗轮传动相连的第一蜗杆，第一蜗轮与对应的安装架相连且二者之间设有与其同步转动的第一分度盘，所述第一分度盘与安装架相连。蜗轮、蜗杆的配合方式结构紧凑，并且通过第一分度盘上可以直观的知道安装架的转动角度并对转动角度进行精准的控制，提高法兰盘和管件的对准精度。

为了在支撑座移动到位时对其定位，防止其在非必须情况下移动，各支撑座均与至少一个第一锁紧装置相连，每个第一锁紧装置对应一条第一滑道，各第一锁紧装置包括与支撑座相连的第一定位板，该第一定位板上螺纹连接有第一定位销，第一定位销能与对应第一滑道的侧壁相抵。如此在支撑座移动到位时，通过使第一定位销锁紧在第一滑道上，将支撑座定位而不能随意移动。

为了能精准的控制支撑座的移动行程，各支撑座对应的至少一个第一锁紧装置中，至少一个第一锁紧装置中的第一定位板与对应的支撑座之间通过第一螺杆相连，该第一螺杆第一端与支撑座螺纹连接，第二端穿过第一定位板与限位在第一定位板外壁的第一限位件固定相连。如此通过转动第一螺杆，能对支撑座的位置进行微调。

为了使得法兰盘能处于不同的高度，以便于施工人员操作，将法兰和管道焊接，所述安装架包括与支撑座相连的架体以及能上下滑动的设于架体上的安装座，所述安装座上安装有法兰盘，且所述安装座与能驱动其上下移动的升降组件相连。否则法兰位置过高或过低，都会造成施工人员操作不便或困难。

为了进一步增加法兰盘的调整维度，适应不同规格和形状的管道，所述架体呈u型，包括相对设置且上下延伸的侧壁以及连接于两侧壁之间的底壁，前述底壁与支撑座相连；

所述安装座呈u型，包括相对设置的两个安装臂以及连接于两个安装臂之间的安装板，所述法兰盘设于安装板上，前述两个安装臂分别通过一滑动座与所述架体的对应侧的侧壁滑动相连，至少其中一个滑动座由所述升降组件驱动；

所述安装座的安装臂转动安装于对应侧的滑动座上，至少其中一个所述滑动座内设有能使得安装座相对滑动座转动的第二旋转组件，所述第二旋转组件与对应的安装臂相连。如此安装有法兰盘的安装座能够类似于“荡秋千”一样摆动，以改变法兰盘的偏转角度，适配法兰与不同形状和规格的管道连接。

为了使得法兰盘上的安装孔与法兰上的连接孔对准，所述安装座的安装板与法兰盘之间通过连接盘相连，所述连接盘内设有能驱动法兰盘绕自身轴线转动的第三旋转组件，所述法兰盘与第三旋转组件相连。通过第三旋转组件使法兰盘转动，以使法兰盘转动至其上的安装孔处于合适的位置。

为了适配不同长度的管道，该工装还包括底座和固定设于底座上的两组第二滑道组，前述两组第二滑道组平行且间隔设置，各所述第二滑道组包括有一条第二滑道或两条平行设置的第二滑道，所述第一滑道和第二滑道垂直设置，各所述第一滑道组架设在两组第二滑道组上并能沿第二滑道组滑动。

为了使得不同规格的法兰均能牢固的装配在法兰盘上，所述法兰盘包括卡盘、沿卡盘周向间隔设置的至少两个滑轨以及对应设于各滑轨内的至少两个卡爪，各滑轨沿卡盘径向延伸，卡爪能移动地设于对应滑轨内。如此通过卡爪的移动能夹持不同直径的法兰，并且若干卡爪可以同时由外向内抵法兰外周壁以对法兰形成夹持固定，也可以是同时由内向外抵接法兰内周壁以对法兰形成顶紧固定。

与现有技术相比，本实用新型的优点：1、本实用新型的工装包括有两个用于安装法兰盘的安装架，每个安装架均滑动安装于一组第一滑道组上，安装架可沿第一滑道组移动较大的距离，如此通过调节两个安装架之间的相对位置，不仅适用于法兰与直管之间的对准装配，也适用于法兰与弯管或异型管之间的对准装配；2、本实用新型的工装可以从多个维度调节两个法兰盘之间的位置关系，从而适配不同规格和形状的管道，有效确保法兰与管道之间的组对精度，使得法兰与管道在焊接固定前具有较为精准的组对关系，调整法兰盘位置以使法兰盘轴心线和管道轴心线重合，效率高且工作精度高。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为图1的局部结构示意图；

图3为图2的分解示意图；

图4为图2中的安装座的结构示意图；

图5为图4的分解示意图；

图6为图2中的去掉安装架的结构示意图；

图7为图6的分解示意图；

图8为图6的b处放大图；

图9为图1的a处放大图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

本实施例的用于法兰与管道对准的工装可以用于各种场合的需要焊接法兰和管道的情境，比如，能够应用于基于摄影测量的管件及法兰位姿还原的工序中，前述基于摄影测量的管件及法兰位姿还原的方法，包括以下步骤：

s1：将测量工装塞入法兰螺栓孔进行现场布点；

s2：通过摄影装置进行近景摄影以采集管件及法兰的三维坐标；

s3：在数据库中提取法兰信息，并进行三维建模，生成现配管模型；

s4：将步骤s3中生成的现配管模型与实际合拢管标准进行比对判定，如果符合实际合拢管标准则输出加工图，如果不符合实际合拢管标准则进行手动调整，生成新的现配管模型直至使其符合实际合拢管标准；其中，所述实际合拢管标准的设置基于步骤s3中在数据库中提取的法兰信息；

s5：根据输出加工图的数据信息，使用“用于法兰与管道对准的工装”制作成品管段，现场安装。

如图1～9所示，本优选实施例的用于法兰与管道对准的工装包括底座a、第一滑道组1a、第二滑道组9a和安装架2。本实施例中，以第一滑道组1a的长度方向为x向，第二滑道组9a的长度方向为y向，以上下方向为z向。

第一滑道组1a有两组且相互平行，各第一滑道组1a包括有两条相互平行的第一滑道1，位于同一第一滑道组1a的两条第一滑道1通过连接板12相连，当然第一滑道1也可仅有一条。各第一滑道组1a上均设有一安装架2，每一安装架2上对应设有一个用于安装法兰的法兰盘3。

为能够调节两个法兰盘3在y向上的相对距离以适应不同长度的管道：

如图1所示，底座a上固定设有两组相互平行且间隔设置的第二滑道组9a，各第二滑道组9a包括有一条第二滑道9，第一滑道1和第二滑道9垂直设置。

各第一滑道组1a架设在两条第二滑道9上，且各第一滑道1均通过第一滑块与对应的第二滑道9滑动相连，从而使第一滑道1能沿第二滑道9滑动，并且第二滑道9上可设置刻度，从而能够根据输出加工图上的数据将第一滑道组1a推动到预定的刻度处。当然，各第二滑道组9a也可包括有多条相互平行的第二滑道9，以增强第一滑道组1a的滑动平稳性。

如图1、9所示，各第一滑道组1a均与第二锁紧装置0相连，从而使第一滑道组1a在沿第二滑道9移动到位时，通过第二锁紧装置0对第一滑道组1a进行定位。第二锁紧装置0包括与各第一滑道组1a中的其中一个第一滑道1相连的第二定位板01，该第二定位板01上螺纹连接有第二定位销02，第二定位销02能与第二滑道9的侧壁相抵，较佳地，在第二滑道9的侧壁上开设有第二凹口91，第二定位销02插设并锁紧在第二凹口91内。

另外，第二锁紧装置0的第二定位板01与对应的第一滑道1之间通过第二螺杆03相连，该第二螺杆03第一端与第一滑道1螺纹连接，第二端穿过第二定位板01与限位在第二定位板01外壁的第二限位件04固定相连，如此在第一滑道组1a移动至大概位置后，将第二定位销02锁紧，然后通过第二螺杆03的转动对对应的第一滑道1的位置进行微调。因同一第一滑道组1a的两条第一滑道1通过连接板12相连，故对其中一条第一滑道1定位或微调，另一条第一滑道1会同步移动。

为能够调节两个法兰盘3在x向上的相对距离以适应直管或弯管：

如图2所示，每个安装架2与一支撑座4相连，且各支撑座4通过第二滑块与对应的第一滑道组1a滑动连接，本实施例中，因每一第一滑道组1a的第一滑道1有两条，支撑座4滑动架设在两条第一滑道1上。另外，第一滑道1上可设置刻度，从而能够根据输出加工图上的数据将支撑座4推动到预定的刻度处。

如图2、6、8所示，各支撑座4对应与两个第一锁紧装置5相连，每个第一锁紧装置5对应一条第一滑道1，从而使支撑座4在沿第一滑道1移动到位时，通过第一锁紧装置5对支撑座4进行定位。

各第一锁紧装置5包括与支撑座4相连的第一定位板51，该第一定位板51上螺纹连接有第一定位销52，第一定位销52能与对应第一滑道1的侧壁相抵，较佳地，在第一滑道1的侧壁上开设有第一凹口11，第一定位销52插设并锁紧在第一凹口11内。

各支撑座4对应的两个第一锁紧装置5中，其中一个第一锁紧装置5的第一定位板51与对应的支撑座4之间通过第一螺杆53相连，该第一螺杆53第一端与支撑座4螺纹连接，第二端穿过第一定位板51与限位在第一定位板51外壁的第一限位件54固定相连，如此在支撑座4移动至大概位置后，将第一定位销52锁紧，然后通过第一螺杆53的转动对支撑座4的位置进行微调。

为使得法兰盘3能够偏转以适应异型管：

如图2、6、7所示，各支撑座4内设有能使得安装架2相对支撑座4周向转动的第一旋转组件4a，该第一旋转组件4a包括第一蜗轮41以及与第一蜗轮41传动相连的第一蜗杆42，第一蜗杆42的端部延伸出支撑座4与第一手柄43相连，第一蜗轮41与对应的安装架2相连且二者之间设有与其同步转动的第一分度盘44，第一分度盘44与安装架2相连。操作第一手柄43带动第一蜗杆42旋转，第一蜗杆42转动时带动第一蜗轮41转动，第一蜗轮41转动时带动第一分度盘44转动，并同时带动安装架2转动，通过第一分度盘44可以直观的知道安装架2的转动角度并对转动角度进行精准的控制，提高法兰盘3和管道的对准精度。在实际操作时，根据输出加工图上的数据信息，使第一分度盘44转动预定的角度。

为能够调节两个法兰盘3在y向上的相对位置，从而使法兰盘3位于合适的高度，以便装配法兰和管道，否则法兰盘3过高或过低都不便于施工人员操作：

如图2、3所示，安装架2包括与支撑座4相连的架体21以及能上下滑动的设于架体21上的安装座22，且架体21上设有与安装座22驱动相连的升降组件6。

本实施例中，架体21呈u型，包括相对设置且上下延伸的侧壁211以及连接于两侧壁211之间的底壁212，底壁212与支撑座4相连。

安装座22呈u型，包括安装有法兰盘3的安装板221以及相对设置并均与安装板221相连的两个安装臂222，两个安装臂222均与一滑动座7相连，各滑动座7均通过第三滑道213和第三滑块214与对应侧的架体21的侧壁211滑动相连，第三滑道213设于侧壁211上，第三滑块214与滑动座7相连，其中一个滑动座7在升降组件6的作用下上下移动。

升降组件6包括电机61以及由电机61驱动旋转的第四螺杆62，该第四螺杆62与对应的滑动座7螺纹连接，第四螺杆62沿上下方向延伸。第四螺杆62转动时，带动滑动座7上下移动，可以在第三滑道213上设置刻度，根据输出加工图上的数据信息，使滑动座7带动安装座22移动至预定的位置处。

为使得法兰盘3能够翻转以适应异型管：

如图2、3所示，所述安装座22的安装臂222均转动安装于对应侧的滑动座7上，其中一个滑动座7内设有能使得安装座22相对滑动座7转动的第二旋转组件7a，第二旋转组件7a包括第二蜗轮71以及与第二蜗轮71传动相连的第二蜗杆72，第二蜗杆72端部延伸出滑动座7与第二手柄73相连，第二蜗轮71与对应的安装座22的安装臂222相连且二者之间设有与其同步转动的第二分度盘74，第二分度盘74与安装臂222相连。操作第二手柄73带动第二蜗杆72旋转，第二蜗杆72转动时带动第二蜗轮71转动，第二蜗轮71转动时带动第二分度盘74转动，并同时带动安装座22转动，通过第二分度盘74可以直观的知道安装座22的转动角度并对转动角度进行精准的控制，提高法兰盘3和管件的对准精度。在实际操作时，根据输出加工图上的数据信息，使第二分度盘74转动预定的角度。

为使得法兰盘3能够绕自身轴线转动，便于法兰盘3上的安装孔34对准法兰上的连接孔从而将法兰装配于法兰盘3上：

如图2～5所示，安装座22与法兰盘3之间通过连接盘8相连，连接盘8内设有能驱动法兰盘3绕自身轴线转动的第三旋转组件8a。第三旋转组件8a包括第三蜗轮81以及与第三蜗轮81传动相连的第三蜗杆82，第三蜗杆82端部延伸出连接盘8与第三手柄83相连，第三蜗轮81与对应的法兰盘3相连且二者之间设有与其同步转动的第三分度盘84，第三分度盘84与法兰盘3相连。操作第三手柄83带动第三蜗杆82旋转，第三蜗杆82转动时带动第三蜗轮81转动，第三蜗轮81转动时带动第三分度盘84转动，并同时带动法兰盘3转动，通过第三分度盘84可以直观的看到法兰盘3的转动角度并对转动角度进行精准的控制，提高法兰盘3和管道的对准精度。在实际操作时，根据输出加工图上的数据信息，使第三分度盘84转动预定的角度。

本实施例中，第一旋转组件4a、第二旋转组件7a、第三旋转组件8a的结构相同，本实施例的工装通过使用分度盘对法兰面角度、距离进行精密控制，准确的复现现场安装条件，实现法兰管快速准确的制作完成。

如图4、5所示，本实施例中，法兰盘3包括卡盘31、沿卡盘31周向间隔设置的至少两个滑轨32以及对应设于各滑轨32内的至少两个卡爪33，各滑轨32沿卡盘31径向延伸，卡爪33能移动地设于对应滑轨32内(本实施例中可以手动操作卡爪33使其移动)，若干卡爪33可以同时由外向内抵法兰外周壁以对法兰形成夹持固定，也可以是同时由内向外抵接法兰内周壁以对法兰形成顶紧固定。

另外，法兰盘3上的连接孔34有三个并沿周向均布。

由上可知，本实施例的工装可以从多个维度调节两个法兰盘之间的位置关系，从而适配不同规格和形状的管道，有效确保法兰与管道之间的组对精度，使得法兰与管道在焊接固定前具有较为精准的组对关系。