用于实现箱体自动调平及对心的提升系统的制作方法

本发明属于运载火箭大型贮箱自动化装配焊接，具体涉及一种用于实现箱体自动调平及对心的提升系统。

背景技术：

1、相关技术中，卧式搅拌摩擦焊适用于较短(例如小于20m)的贮箱产品的焊接，但是对于直径大和整体长度较长(例如大于20m)的贮箱产品来说，卧式搅拌摩擦焊存在以下缺点。

2、(1)圆筒形产品轴线处水平状态，即处于卧式状态，较大直径产品水平受到重力作用，在产品的长度长的时候，产品的中段受重力作用容易产生变形，不易保证产品尺寸精度。

3、(2)产品直径尺寸大，卧式设备功能件尺寸变大，刚性差，受重力影响变形较大，直接影响产品的尺寸精度。卧式搅拌摩擦焊焊接过程中，焊接执行机构不动，被焊接的两部分需要同步旋转，产品尺寸和长度大，设备能够实现这一功能的难度大，同步旋转的精度不容易保证。

4、鉴于上述问题，亟需合适装配及运输结构来解决直径大和较长的贮箱产品的装配焊接问题。

技术实现思路

1、为克服相关技术中存在的问题，提供了一种用于实现箱体自动调平及对心的提升系统。

2、根据本公开实施例的一方面，提供一种用于实现箱体自动调平及对心的提升系统，所述系统包括：提升环组件和吊环组件；

3、所述提升环组件包括多个驱动模块和多个弧形连接环，每个驱动模块包括驱动单元和调心机构，各驱动模块之间通过弧形连接环固定连接，各驱动模块围绕同一轴心对称均匀分布；

4、提升环组件通过驱动单元同步运动实现整体升降。

5、在一种可能的实现方式中，每组驱动单元由主驱动单元和副驱动单元组成；

6、每组驱动单元包括驱动单元主体框架、主驱动结构、跟随保护结构和滑块，主驱动结构、跟随保护结构和滑块均通过螺栓与主体框架连接；

7、主驱动结构的齿轮与立式型架上的齿条啮合，主驱动结构的伺服电机和减速器输出提升运动所需要的转矩，跟随保护结构的齿轮与立式型架上的齿条啮合，被动运动，出现紧急状况时，触发伺服电机制动；

8、滑块与立式型架直线导轨配合，实现驱动单元与立式型架之间的连接，为提升环组件运行导向。

9、在一种可能的实现方式中，每组驱动单元还包括x方向调整组件和y方向调整组件，提升环组件与吊环组件通过调心机构顶部的螺母螺柱组件连接，y方向调整组件包括伺服电机、减速器和梯形丝杠，y方向调整组件通过伺服电机、减速器和梯形丝杠相配合直接驱动螺母螺柱组件在y轴方向做直线运动，x方向调整组件包括伺服电机、减速器和梯形丝杠，x方向调整组件通过伺服电机、减速器和梯形丝杠驱动y方向调整组件和螺母螺柱组件在x轴方向做直线运动。

10、在一种可能的实现方式中，驱动单元之间的弧形连接环为焊接结构件，每个弧形连接环包括内环管、外环管、立筋、斜筋和径向筋，其中内环管和外环管均为弧形，均由方钢管弯制而成；

11、两个内环管上下相对布置，并通过多个立筋固定连接，两个外环管上下相对布置，并通过多个立筋固定连接，位于同一水平面的内环管和外环管为同心圆弧，之间通过多个径向筋固定连接；

12、多个斜筋固定连接在内环管、外环管和径向筋构成的框架结构之间形成三角支撑结构。

13、在一种可能的实现方式中，吊环组件包括主梁组件、吊钩组件、管系焊接件；

14、主梁组件呈轮状，管系焊接件呈圆筒状，主梁组件固定连接在管系焊接件上端，吊钩组件连接在主梁组件的中心处。

15、在一种可能的实现方式中，主梁组件、吊钩组件、管系焊接件采用螺栓连接为一体，主梁组件上面铺设花纹钢板。

16、在一种可能的实现方式中，主梁组件包括相互焊接连接的主梁、加强梁、内环形梁和外环形梁，主梁由多条水平相交于中心轴的钢条组成、外环形梁固定连接在主梁边缘，内环形梁固定连接在外环形梁与内环形梁之间；

17、加强梁呈直线型，加强梁的两端分别与外环形梁连接，加强梁的中部与中心轴连接，主梁和加强梁由钢板焊接而成，截面均为矩形，环形梁起到主梁和加强梁的连接加强作用。

18、在一种可能的实现方式中，管系焊接件包括外侧顶部环形板、外侧顶部加强板、内侧顶部环形板、内侧顶部加强板、放射状加强管、内侧弧形加强管、外侧底部环形板、外侧底部加强板、外侧弧形加强管、多个内侧弧形加强管、多个立管、多个内侧弧形立管，外侧顶部环形板和内侧顶部环形板为板状同心圆环，内侧顶部环形板设置在外侧顶部环形板内，并与外侧顶部环形板位于同一水平面，外侧底部环形板与外侧顶部环形板形状相同，并位于外侧顶部环形板正下方，外侧底部环形板与外侧顶部环形板之间固定连接多个立管形成外环立管结构，内侧顶部环形板下端固定连接多个立管行程内环立管结构，外环立管结构与内环立管结构之间连接多个放射状加强管，外环立管结构中每两个立管之间连接多个外侧弧形加强管，内环立管结构中每两个立管之间连接多个内侧弧形加强管，对总体结构起到加强作用，外侧顶部加强板固定连接在外侧顶部环形板底端，内侧顶部加强板固定连接在内侧顶部环形板底端，外侧底部加强板固定连接在外侧底部环形板上端，各内侧弧形立管连接在外侧底部环形板和内侧顶部环形板之间的位置，形成向上凹的网状表面，外侧底部环形板按照贮箱产品法兰连接尺寸开孔。

19、在一种可能的实现方式中，主驱动单元的总体提升载荷不小于800kn，采用伺服电机所带编码器闭环控制，在全行程范围内保证各驱动单元之间的高度差不超过0.15mm；

20、提升环组件外侧安装的激光测距仪，测量每套提升系统与地面基准之间的距离，实现提升环组件的实际位置校准。

21、在一种可能的实现方式中，驱动单元在运行过程中最大变形处变形量不超过2mm，吊环组件的最大变形处变形量不超过0.9mm。

22、本公开的有益效果在于：随着我国航天事业的发展，对运载火箭的运载能力提出了更高的要求，因此其结构规模具有逐渐大型化的显著趋势。立式装配焊接模式，由于产品轴向处于竖直状态，不会因为产品重力产生径向变形和径向焊接接口错位现象，对于大型贮箱箱体焊接在产品质量和工艺方面具有非常明显的优势。本发明提升系统结构是解决立式焊接的非常关键的结构,实现产品在竖直方向的平稳提升，在后续的火箭贮箱搅拌摩擦焊接系统中，将会得到非常广泛的应用。

技术特征：

1.一种用于实现箱体自动调平及对心的提升系统，其特征在于，所述系统包括：提升环组件和吊环组件；

2.根据权利要求1所述的提升系统，其特征在于，每组驱动单元由主驱动单元和副驱动单元组成；

3.根据权利要求2所述的提升系统，其特征在于，每组驱动单元还包括x方向调整组件和y方向调整组件，提升环组件与吊环组件通过调心机构顶部的螺母螺柱组件连接，y方向调整组件包括伺服电机、减速器和梯形丝杠，y方向调整组件通过伺服电机、减速器和梯形丝杠相配合直接驱动螺母螺柱组件在y轴方向做直线运动，x方向调整组件包括伺服电机、减速器和梯形丝杠，x方向调整组件通过伺服电机、减速器和梯形丝杠驱动y方向调整组件和螺母螺柱组件在x轴方向做直线运动。

4.根据权利要求1所述的提升系统，其特征在于，驱动单元之间的弧形连接环为焊接结构件，每个弧形连接环包括内环管、外环管、立筋、斜筋和径向筋，其中内环管和外环管均为弧形，均由方钢管弯制而成；

5.根据权利要求1所述的提升系统，其特征在于，吊环组件包括主梁组件、吊钩组件、管系焊接件；

6.根据权利要求5所述的提升系统，其特征在于，主梁组件、吊钩组件、管系焊接件采用螺栓连接为一体，主梁组件上面铺设花纹钢板。

7.根据权利要求5所述的提升系统，其特征在于，主梁组件包括相互焊接连接的主梁、加强梁、内环形梁和外环形梁，主梁由多条水平相交于中心轴的钢条组成、外环形梁固定连接在主梁边缘，内环形梁固定连接在外环形梁与内环形梁之间；

8.根据权利要求5所述的提升系统，其特征在于，管系焊接件包括外侧顶部环形板、外侧顶部加强板、内侧顶部环形板、内侧顶部加强板、放射状加强管、内侧弧形加强管、外侧底部环形板、外侧底部加强板、外侧弧形加强管、多个内侧弧形加强管、多个立管、多个内侧弧形立管，外侧顶部环形板和内侧顶部环形板为板状同心圆环，内侧顶部环形板设置在外侧顶部环形板内，并与外侧顶部环形板位于同一水平面，外侧底部环形板与外侧顶部环形板形状相同，并位于外侧顶部环形板正下方，外侧底部环形板与外侧顶部环形板之间固定连接多个立管形成外环立管结构，内侧顶部环形板下端固定连接多个立管行程内环立管结构，外环立管结构与内环立管结构之间连接多个放射状加强管，外环立管结构中每两个立管之间连接多个外侧弧形加强管，内环立管结构中每两个立管之间连接多个内侧弧形加强管，对总体结构起到加强作用，外侧顶部加强板固定连接在外侧顶部环形板底端，内侧顶部加强板固定连接在内侧顶部环形板底端，外侧底部加强板固定连接在外侧底部环形板上端，各内侧弧形立管连接在外侧底部环形板和内侧顶部环形板之间的位置，形成向上凹的网状表面，外侧底部环形板按照贮箱产品法兰连接尺寸开孔。

9.根据权利要求1所述的提升系统，其特征在于，主驱动单元的总体提升载荷不小于800kn，采用伺服电机所带编码器闭环控制，在全行程范围内保证各驱动单元之间的高度差不超过0.15mm；

10.根据权利要求1所述的提升系统，其特征在于，驱动单元在运行过程中最大变形处变形量不超过2mm，吊环组件的最大变形处变形量不超过0.9mm。

技术总结
本公开属于核电技术领域，具体涉及一种用于实现箱体自动调平及对心的提升系统。本公开中提升环组件包括多个调整模块和多个弧形连接环，每个调整模块包括驱动单元和调心机构，各调整模块之间通过弧形连接环固定连接，各调整模块围绕同一轴心对称均匀分布，提升环组件通过驱动单元同步运动实现整体升降，由此实现产品在竖直方向的平稳提升，在后续的火箭贮箱搅拌摩擦焊接系统中，将会得到非常广泛的应用。

技术研发人员：王剑,董传杰,王佐友,张恒,张新棋,陈雪峰,池海浴,毕煌圣,孔德跃,杨富伟,张新宇,杨凯,戴钦,冯正德,高晶,王淼,孙世烜,赵衍华,易帆,陈晨,赵岗义,张加兴,吴盟,姚锦钇,李涵,沈学静,唐晓梅,胡志强,李超,郭建军,金涛,郭旭,江蓝,孙治
受保护的技术使用者：北京长征火箭装备科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16