圆筒内撑工装的制作方法

1.本实用新型涉及筒体内撑工装，具体地，涉及一种圆筒内撑工装。


背景技术：

2.在食品、化工、石油、冶金、航空、航天等诸多行业中，薄壁筒型零件应用广泛，而薄壁筒型零件在加工时对焊接件精度要求较高，薄壁筒工件尺寸进度较难保证。
3.薄壁筒体两两组对环缝焊接，是制造中极其重要的一环。这是因为当筒体相对刚性较低时，环缝焊接的对中性差并且错边量大，无法保证所需的焊接质量。通常，需要利用撑圆工装克服变形，将各个筒段之间周向对准后再进行环缝焊接。
4.在生产车间中，不同型号的薄壁圆筒对接时，需要不同规格的内撑工装或外箍工装，造成工装数量很多，投入成本高，占用场地且更换效率低。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种圆筒内撑工装，该圆筒内撑工装可以适用于多种型号的圆筒加工作业，工装效率高，投入成本低，且占地面积小，有效保障圆筒对接区域的圆度。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种圆筒内撑工装，包括支撑机构、回转机构和若干伸缩机构，所述回转机构包括转动连接的回转支撑座与转动部，所述回转支撑座与所述支撑机构固定连接，各所述伸缩机构与所述转动部固定，所述伸缩机构包括能够沿所述回转机构径向伸缩的伸缩件，所述伸缩件的第一端与所述回转机构连接，所述伸缩件的第二端安装有滚轮，所述第一端与所述第二端为伸缩方向上的相对两端。
7.可选地，所述回转机构还包括设置于所述回转支撑座上的回转驱动机构；所述转动部包括与所述回转驱动机构传动连接的转动机构以及与所述转动机构同轴连接的安装座，所述伸缩机构的第一端固定连接在所述安装座上。
8.进一步地，所述回转支撑座为固定板，所述转动机构可转动地安装于所述固定板上。
9.进一步地，所述伸缩机构还包括伸缩驱动机构，所述伸缩件的第二端通过所述伸缩驱动机构与所述安装座连接。
10.进一步地，所述伸缩机构还包括伸缩导向机构，所述伸缩导向机构与所述安装座固定连接，所述伸缩件的第二端与所述伸缩导向机构滑动连接。
11.具体地，所述伸缩驱动机构为伺服油缸。
12.优选地，所述回转机构能够沿该回转机构的轴向移动，以能够在圆筒加工过程沿圆筒的轴向移动。
13.可选地，所述支撑机构包括支撑件和安装在所述支撑件上且能够沿所述支撑件上下移动的传动件，所述传动件通过连接件与所述回转机构连接，以能够带动所述回转机构上下移动。可选地，所述支撑件与所述传动件之间安装有用于引导所述传动件上下移动的
上下移动机构。
14.进一步地，所述上下移动机构包括用于导引所述传动件上下移动的上下导向机构以及与所述上下导向机构传动连接的上下驱动机构，所述上下导向机构安装在所述支撑件与所述传动件之间。
15.具体地，所述上下导向机构包括安装在所述支撑件上的上下移动齿轮齿条机构以及安装在所述支撑件与所述传动件之间的直线导轨机构，所述上下驱动机构为伺服电机，且与所述上下移动齿轮齿条机构传动连接。
16.通过上述技术方案，本实用新型的有益效果如下：
17.两个圆筒对接装配时，可以将圆筒内撑工装的伸缩机构移动到两个圆筒对接位置区域，各个伸缩件伸出并使各个滚轮与圆筒内壁接触，然后回转机构带动伸缩件回转，通过各个滚轮在同一平面内沿着圆筒内壁回转，能够有效矫正圆筒内壁的形变，使薄壁圆筒达到圆度要求，从而保证环缝焊接的对中性，防止出现的过大的错边量；此外，伸缩件通过伸缩可以适应多种内径的圆筒，从而有助于实现多种尺寸圆筒的圆度矫正。
18.本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
19.附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
20.图1是本实用新型具体实施方式的圆筒内撑工装的结构示意图；
21.图2是本实用新型具体实施方式的圆筒内撑工装的伸缩机构的结构示意图。
22.附图标记说明
23.1支撑机构
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11支撑件
24.12传动件
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13连接件
25.2上下驱动机构
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3上下导向机构
26.4回转驱动机构
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5回转机构
27.51固定板
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52转动机构
28.53安装座
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6伸缩驱动机构
29.7伸缩导向机构
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8伸缩件
30.9滚轮
具体实施方式
31.以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，本实用新型的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。
32.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
33.在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位术语以圆筒内撑工装自身的方位为基准，为了便于描述本实用新型和简化描述，术语“上、下”是指圆筒内撑工装的上下方向，例如，参照图1，传动件12位于上方，相对地，回转机构5位于下方；附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
34.参照图1和图2，本实用新型提供了一种圆筒内撑工装，包括支撑机构1、回转机构5和若干伸缩机构，回转机构5包括转动连接的回转支撑座与转动部，回转支撑座与支撑机构固定连接，各所述伸缩机构与所述转动部固定，在所述回转机构5驱动下，各所述伸缩机构能够绕所述回转机构5周向回转，所述伸缩机构包括伸缩件8，所述伸缩件8的第一端与所述回转机构5连接，所述伸缩件8的第二端安装有滚轮9，所述第一端与所述第二端为伸缩方向上的相对两端，伸缩件8能够沿所述回转机构5径向伸缩。
35.两个圆筒对接装配时，可以将圆筒内撑工装的伸缩机构移动到两个圆筒对接位置区域，各个伸缩件8伸出并使各个滚轮9与圆筒内壁接触，然后回转机构5带动伸缩件8回转，通过各个滚轮在同一平面内沿着圆筒内壁回转，能够有效矫正圆筒内壁的形变，使薄壁圆筒达到圆度要求，从而保证环缝焊接的对中性，防止出现的过大的错边量；此外，伸缩件8通过伸缩可以适应多种内径的圆筒，从而有助于实现多种尺寸圆筒的圆度矫正。
36.在一些应用场景中，本实用新型的圆筒内撑工装可以应用于薄壁圆筒，薄壁圆筒的壁厚一般在6mm以下，或者，6mm左右。
37.在一个实施方式中，支撑机构1包括支撑件11和传动件12，传动件12安装在支撑件11上，并且传动件12能够沿支撑件11上下方向移动，传动件12通过连接件13与回转机构5连接，从而能够带动回转机构5上下移动。
38.在薄壁筒体竖向两两组对环缝装配焊接的过程中，以两个薄壁筒体为例，先将两个薄壁筒体的轴线重合，进行预装配，然后，将回转机构5的回转轴线与薄壁筒体的轴线重合，调整支撑机构1，使传动件12沿着支撑件11上下方向移动，带动回转机构5移动到指定位置，即移动到两个薄壁筒体的对接区域，先对其中一个薄壁筒体矫正圆度，然后再对另一个薄壁筒体矫正圆度。具体地，在回转机构5移动到指定位置后，控制各个伸缩件8沿着回转机构5的径向伸出相同长度，使伸缩件8端部的滚轮9与薄壁筒体的内壁接触；由于薄壁筒体端口的周长为定值，并且薄壁筒体的壁板较薄，其厚度一般小于6mm，所以，在回转机构5带动回转的情况下，各个滚轮9贴合薄壁筒体的内壁回转一圈，由于伸出行程一致，则回转的滚轮9对薄壁筒体对接区域进行了矫圆，确保薄壁筒体对接区域达到圆度要求。然后可以对两个薄壁筒体的对接区域进行定位焊装配，再进行环缝焊接，从而有效保证环缝焊接的对中性，避免出现大量的错边，保证所需的焊接质量。
39.在另一个实施方式中，支撑机构1的位置也可以是固定的，通过移动圆筒，来使得回转机构5移动到指定位置。
40.在一个实施方式中，回转机构5可以为全回转式回转机构，回转角度为360
°
。
41.由于伸缩件8的伸出行程可以根据具体的薄壁筒体的内径进行控制，从而使得本实用新型的圆筒内撑工装能够适用于所有型号的薄壁筒体对接，不需要制作大量的工装设备，有效降低成本，占用场地小，有效提升效率。
42.作为回转机构5的一种具体结构形式，参照图1和图2，回转机构5包括回转支撑座
和转动部，转动部包括转动机构52和安装座53，转动机构52安装在回转支撑座上，转动机构52和安装座53同轴传动连接，在回转驱动机构4的作用下，转动机构52能够绕其中心轴回转，从而能够带动安装座53做回转运动。
43.进一步地，作为回转支撑座的一种具体结构形式，回转支撑座可以为固定板51，固定板51可以为一件圆板，转动机构52可以由回转齿轮与一件圆板组成，转动机构52安装在固定板51下方，形成一种环形导轨，在转动机构52的下方设置有安装座53，转动机构52与安装座53之间通过轴连接，轴穿过转动机构52的下表面，从而使得转动机构52与安装座53两者能够同步回转。转动机构52与回转驱动机构4传动连接，伸缩机构安装在安装座53上，从而在回转驱动机构4的作用下，转动机构52能够绕其轴线回转，从而带动伸缩件8回转。其中，转动机构52可以如图1所示的齿轮结构，对应地，回转驱动机构4可以为伺服电机等驱动机构，在回转驱动机构4与转动机构52可以设置减速器，从而，回转驱动机构4能够驱动转动机构52进行回转运动。
44.其中，固定板51的上表面向外侧延展，形成用于安装回转驱动机构4的安装部，连接件13安装在固定板51的上表面，通常，连接件13安装在固定板51的上表面中间区域，而且，连接件13的长度可以设计较长，以便在将回转机构5伸入薄壁筒体的过程中，使传动件12不会与薄壁筒体发生碰撞；或者，连接件13也可以为伸缩油缸等伸缩机构，随着回转机构5伸入薄壁筒体，不断伸长。
45.在具体实施例中，转动机构52与回转驱动机构4除了通过齿轮啮合的方式传动，也可以通过链轮传动或者其他传动结构来实现转动机构52与回转驱动机构4的传动。
46.在具体实施例中，为了控制伸缩件8的伸出行程，伸缩机构还包括伸缩驱动机构6，伸缩驱动机构6安装在伸缩件8与安装座53之间，通过伸缩驱动机构6的伸缩，带动伸缩件8伸缩。
47.其中，伸缩驱动机构6可以为伺服油缸、伺服电缸等驱动机构，伸缩驱动机构6的一端安装在安装座53上，伸缩驱动机构6的另一端与伸缩件8连接。对于伸缩件8，可以为图1所示的板件，也可以为杆件，或者其它结构形式的结构。
48.进一步地，为了更好地控制伸缩件8的伸缩方向，伸缩导向机构7与安装座53固定连接，伸缩件8的第二端与伸缩导向机构7滑动连接。具体地，伸缩导向机构7可以为直线导轨机构等导向机构，例如，在伸缩件8的表面设置如图1所示的两列导向座，形成导轨槽，另外设置导向块，导向块一端安装在安装座53上，且导向块与导轨槽配合，实现对伸缩件8伸出方向的精确控制；或者，直接在伸缩件8的表面设置导向块，另外设置导轨槽，导轨槽一端安装在安装座53上，且导向块与导轨槽配合，实现对伸缩件8伸出方向的精确控制；或者，在伸缩件8的表面设置侧面为导轨槽的长条形导向结构，另外设置导向结构，在该导向结构的侧面设置滚轮，使滚轮能够与导轨槽配合，从而对伸缩件8伸出方向的精确控制；或者，也可以为其它能够实现导向功能的适合的结构。
49.作为一种优选实施方式，回转机构5可以安装为能够沿该回转机构的轴向移动，以能够在圆筒加工过程沿圆筒的轴向移动，这样在加工过程中，在一个区域的圆度加工完成后，可以便利地通过移动，加工圆筒的另一个区域，从而对整个圆筒的圆度进行加工。
50.具体地，可以在支撑件11与传动件12之间安装上下移动机构，上下移动机构能够引导传动件12上下移动。具体地。参照图1，上下移动机构包括上下驱动机构2和上下导向机
构3，上下驱动机构2和上下导向机构3传动连接，上下导向机构3安装在支撑件11与传动件12之间，上下导向机构3用于导引传动件12上下移动。具体地，上下导向机构3包括上下移动齿轮齿条机构和直线导轨机构，上下移动齿轮齿条机构安装在支撑件11上，直线导轨机构安装在支撑件11与传动件12之间。其中，支撑件11可以为立柱，或支座，或者其它支撑结构，传动件12可以为横梁，或者其它支撑结构；上下驱动机构2可以为伺服电机等驱动机构，与上述转动机构52的结构类似，上下移动齿轮齿条机构可以为齿条，安装在支撑件11上，上下驱动机构2安装在传动件12上，上下驱动机构2与上下移动齿轮齿条机构传动连接，从而驱动传动件12上下方向移动。进一步地，与上述伸缩导向机构7的结构类似，支撑件11与传动件12两者，一者上安装导向块，另一者上安装导轨槽，从而控制传动件12相对支撑件11沿着上下方向移动。
51.为了更好地理解，下面对技术特征相对全面的技术方案进行说明。
52.参照图1和图2，本实用新型提供一种圆筒内撑工装，包括支撑机构1、回转机构5和若干伸缩机构，支撑机构1包括支撑件11和传动件12，支撑件11可以为立柱，传动件12可以为横梁，传动件12上安装有上下驱动机构2，上下驱动机构2可以为伺服电机，支撑件11上安装有齿条，且传动件12与支撑件11之间安装有直线导轨机构；回转机构5包括固定板51、转动机构52和安装座53，转动机构52可以为齿轮，安装在固定板51内，安装座53安装在固定板51的下方，且与转动机构52同轴连接，传动件12通过连接件13与固定板51上表面连接；伸缩机构包括伸缩驱动机构6、伸缩导向机构7、伸缩件8、滚轮9，伸缩驱动机构6可以为伺服油缸，伸缩驱动机构6安装一端与安装座53连接，其另一端与伸缩件8连接，伸缩导向机构7可以为直线导轨机构，伸缩导向机构7包括导向块和导轨槽，导向块为长条形，导向块一端与安装座53连接，其另一端与伸缩件8上的导轨槽相配合，实现对伸缩件8的伸缩进行导向控制；滚轮9安装在伸缩件8外侧端部，伸缩驱动机构6和伸缩导向机构7均环绕安装座53布置；转动机构52与回转驱动机构4传动连接，从而在回转驱动机构4的作用下，转动机构52能够绕其轴线回转，从而带动伸缩件8回转。
53.以两个薄壁圆筒及4个滚轮9为例，两个薄壁圆筒的轴线重合，两个薄壁圆筒竖向初步对接后，plc(可编程逻辑控制器)控制上下驱动机构2带动支撑机构1的横梁沿着支撑机构1的立柱上的齿轮齿条和上下导向机构3上下移动，使4个滚轮9与薄壁圆筒对接面处于同一水平上。伸缩机构的伸缩驱动机构6伸出，带动伸缩件8沿着伸缩导向机构7伸出，伸缩驱动机构6到位后停止并锁定。回转机构5上的回转驱动机构4带动伸缩机构沿着回转的固定板51和转动机构52回转一圈，通过4个滚轮9使薄壁圆筒达到圆度要求。
54.通过上下移动上下驱动机构2调整竖向行程和伸缩驱动机构6调整内撑直径，4个滚轮9接触圆筒内壁后，回转驱动机构4带动回转滚轮贴合内壁回转一圈，由于4个伸缩油缸伸出行程一致，则滚轮9对圆筒对接区域进行了矫圆，确保薄壁圆筒对接区域达到圆度要求，从而能够保证薄壁圆筒对接区域的环缝焊接的质量。
55.本实用新型的圆筒内撑工装采用柔性化设计，1套圆筒内撑工装可以适用于所有型号的圆筒对接，工装效率高，而且，投入成本低，且占地面积小。而且，由于采用回转的方式，对薄壁圆筒对接区域的圆度进行校正，所以，可以设置较少数量的伸缩机构，如设置2个伸缩机构，就能够实现较好的圆度校正效果，相对于现有的圆筒内撑工装，本实用新型有效地减少了伸缩机构的数量。
56.以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
57.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
58.此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。