一种大吨位长轴的起吊工装及其装配方法与流程

本发明涉及一种起吊工装及其装配方法，具体涉及一种大吨位长轴零件的起吊工装及其装配方法，属于热处理工艺技术及工装领域。

背景技术：

1、现有技术中，船舶制造工艺中的长轴类零件热处理前用a3钢或20钢等低碳圆钢作吊具，圆钢需要用氧-乙炔火焰加热圆钢中部及两端，使其具有较好的塑性后，通过人工弯曲成吊环和成一定角度，吊具呈类似“v”形，再将吊具两端分别焊接到轴端上，起吊挂轴的作用，其结构如图1所示。当采用低碳圆钢作吊具时，轴的质量不超过3000kg，且圆钢最大直径不超过φ50mm。而当轴的质量更大后，所用吊具直径要更大才能承载轴的吊挂吨位。圆钢直径越大，使用人力配合用氧-乙炔火焰加热的方法使其变形非常困难，甚至无法弯曲成形。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：针对现有生产条件存在的不足，提出一种大吨位长轴零件的起吊工装及其装配方法，可使大吨位长轴悬空吊挂，减少热处理畸变的发生；并且能够提高工装吊挂工件过程中的稳固性。

2、本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种大吨位长轴的起吊工装，包括由上至下依次连接的吊环、吊座、吊杆、辐板及轴零件；所述吊座通过设置于其上方的吊环与行车连接并挂于炉外，所述吊杆的顶端通过开孔内穿插的横销与吊座连接，下部置于炉内，底部通过连接件与辐板相连；所述辐板上部呈半环形，其内开有与吊杆底部相匹配的孔位，其下部具有开口，所述开口的两侧对称开有剖口，且所述开口处通过焊接方式与轴零件固定连接；所述辐板下部剖开处与轴焊接部位的横截面s（单位mm2）与轴零件的质量g（单位kg）的关系满足：g≤κ·2s，其中k为安全系数，取值范围为0.8～0.9；装炉时吊杆穿过炉盖孔与吊座一起放置于炉外，防止吊杆与横销的配合在炉内高温的影响下强度降低，出现不稳定性；吊杆下部连接的辐板和轴零件放置于炉内，使得轴零件可以被热处理。

3、进一步的，所述吊座包括吊座本体及沿吊座本体上部两侧向外延伸的支撑部，所述支撑部放置于炉外的支撑平台上，起吊挂作用；所述吊座本体上开有用于连接吊环的吊孔，在吊孔的下方还开设有用于安装横销的销孔，所述吊孔与销孔处于同一轴线上。

4、进一步的，所述支撑部与吊座本体的连接处对称开设有呈半圆形的凹槽。该种结构既减轻吊座本体的重量，也有利于吊环穿过凹槽，吊环轻便，便于在行车钩上进行人工拿放操作。

5、进一步的，所述支撑部的宽度向远端逐渐减小。

6、进一步的，所述吊杆为双层吊杆，包括吊杆本体及与之连接的吊杆底座，所述吊杆底部呈矩形块，沿矩形块的中心加工出u形槽，使矩形块被分割成两平行设置的板状结构，且u形槽卡接于辐板顶端；两板状结构上对称开设有用于安装插销的安装孔，插销依次穿过安装孔和u形槽后，固定连接吊杆和辐板；所述吊杆本体的顶部具有向上延伸的两平面，形成能够插入吊座内部的连接部，且两平面上开有横销孔，通过横销使吊杆顶端与吊座固定连接。

7、吊杆顶部的厚度小于吊座底部开口距离4-8mm，厚度不能大于吊座底部的开口，保证双层吊杆上端能穿入吊座底部；双层吊杆底部呈长方体，长方体下部从中间开有起承载辐板和轴的作用的u形槽，u形槽间距大于辐板厚度，保证辐板上端的环能穿入到双层吊杆底部，u形槽两侧开有共中心线的孔，用于与插销配合，吊挂辐板及轴。

8、进一步的，所述辐板由包括上半部分的半圆环，半圆环底边与等腰梯形的顶边相重合，等腰梯形和下半部分的矩形组成，其孔内搭接于插销上，其下部开剖口延伸出两侧与轴零件焊接固定，所述辐板上的孔与所述插销的外表面相适配。

9、进一步的，所述辐板开口宽度大于轴端直径1～2mm。

10、一种大吨位长轴的起吊工装的装配方法，包括如下步骤：

11、步骤1，制作工装：

12、步骤1.1，制作吊座，吊座采用zg25材质铸成，铸后正火处理，正火工艺为：930℃×3.5h，空冷；制作横销，横销采用20钢或a3钢轧制而成；

13、步骤1.2，制作双层吊杆，双层吊杆采用20钢锻造而成，锻后正火处理，正火工艺为：930℃×3.5h，空冷；其后在双层吊杆顶部机械加工出两平面并制出横销孔，在其底部机加出u形槽，并镗出两插销孔；

14、步骤1.3，制作辐板，辐板采用20钢钢板，用火焰切割机加工，并去毛刺；

15、步骤1.4，制作插销，插销采用20钢轧制而成；

16、步骤2，组装工装：将双层吊杆顶部对准吊座底部，采用横销连接；

17、步骤3，安装大吨长轴零件：预热轴零件及焊条，确保轴零件焊接部位表面及焊条干燥，保证焊接质量；预热后在大吨长轴轴零件顶部焊接辐板，焊好后将辐板顶部穿入双层吊杆底部u形槽之间，使辐板上的孔中心线与u形槽上的孔中心线重合，然后穿入插销，让插销同时穿过辐板孔及u形槽上的两孔；

18、步骤4，安放工装；将双层吊架及其所吊挂的辐板和轴零件放入炉内，并调整其高度，使得双层吊杆顶部的横销孔位于热处理炉外部，然后固定吊座，完成装配。

19、进一步的，所述步骤3，在焊接辐板之前，需要先在轴上确定好轴端的水平中心位置线，将辐板开口部位穿入轴端的中心位置线上，并保证辐板水平放置，在其剖口部位分别焊好朝上的两条焊缝，焊好后，翻转轴及辐板180°，再焊接两条焊缝。

20、进一步的，所述辐板下部的剖口处与轴零件端部焊接固定，其焊缝长度l取值范围为100～120mm，以保证轴零件连接稳固，不会脱落。

21、进一步的，所述大吨位长轴零件焊接处用氧-乙炔火焰均匀预热，且长轴零件焊接处焊前表面温度不低于150℃。

22、本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有如下优点：本发明的起吊工装承载的长轴吨位大，且轴的畸变小，工装装配操作简单，节省人力。使用专用辐板焊接于长轴上，并配合其它工装使之悬空，保持稳定性，以解决大吨位长轴的吊挂问题。

23、附图说明

24、下面结合附图对本发明作进一步的说明。

25、图1为现有技术中起吊工装的结构示意图。

26、图2为本发明的工装整体结构示意图。

27、图3为本发明的大吨位长轴吊挂结构示意图。

28、图4为本发明的吊座结构示意图。

29、图5为本发明的吊环结构示意图。

30、图6为本发明的横销结构示意图。

31、图7为本发明的双层吊杆结构示意图。

32、图8为本发明的插销结构示意图。

33、图9为本发明的辐板结构示意图。

技术特征：

1.一种大吨位长轴零件的起吊工装，其特征在于：包括由上至下依次连接的吊环、吊座、吊杆、辐板及轴零件；

2.根据权利要求1所述的大吨位长轴热处理吊挂工装，其特征在于：所述吊座包括吊座本体及沿吊座本体上部两侧向外延伸的支撑部，所述支撑部放置于炉外的支撑平台上，起吊挂作用；所述吊座本体上开有用于连接吊环的吊孔，在吊孔的下方还开设有用于安装横销的销孔，所述吊孔与销孔处于同一轴线上。

3.根据权利要求2所述的大吨位长轴热处理吊挂工装，其特征在于：所述支撑部与吊座本体的连接处对称开设有呈半圆形的凹槽。

4.根据权利要求2所述的大吨位长轴热处理吊挂工装，其特征在于：所述支撑部的宽度向远端逐渐减小。

5.根据权利要求1所述的大吨位长轴热处理吊挂工装，其特征在于：所述吊杆为双层吊杆，包括吊杆本体及与之连接的吊杆底座，所述吊杆底部呈矩形块，沿矩形块的中心加工出u形槽，使矩形块被分割成两平行设置的板状结构，且u形槽卡接于辐板顶端；两板状结构上对称开设有用于安装插销的安装孔，插销依次穿过安装孔和u形槽后，固定连接吊杆和辐板；所述吊杆本体的顶部具有向上延伸的两平面，形成能够插入吊座内部的连接部，且两平面上开有横销孔，通过横销使吊杆顶端与吊座固定连接。

6.根据权利要求1所述的大吨位长轴热处理吊挂工装，其特征在于：所述辐板由包括上半部分的半圆环，半圆环底边与等腰梯形的顶边相重合，等腰梯形和下半部分的矩形组成，其孔内搭接于插销上，其下部开剖口延伸出两侧与轴零件焊接固定，所述辐板上的孔与所述插销的外表面相适配。

7.一种大吨位长轴起吊工装的装配方法，其特征在于：包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的大吨位长轴热处理吊挂工装的装配方法，其特征在于：所述步骤3，在焊接辐板之前，需要先在轴上确定好轴端的水平中心位置线，将辐板开口部位穿入轴端的中心位置线上，并保证辐板水平放置，在其剖口部位分别焊好朝上的两条焊缝，焊好后，翻转轴及辐板180°，再焊接两条焊缝，剖口为c20～30。

9.根据权利要求7所述的大吨位长轴热处理吊挂工装的装配方法，其特征在于：所述辐板下部的剖口处与轴零件端部焊接固定，其焊缝长度l取值范围为100～120mm，以保证轴零件连接稳固，不会脱落。

10.根据权利要求7所述的大吨位长轴热处理吊挂工装的装配方法，其特征在于：所述大吨位长轴零件焊接处用氧-乙炔火焰均匀预热，且长轴零件焊接处焊前表面温度不低于150℃。

技术总结
本发明公开了一种大吨位长轴的起吊工装及其装配方法，包括吊环、吊座、横销、双层吊杆、插销、辐板。吊环穿过吊座放置，与吊座成为一个整体；双层吊杆上部扁平位置开孔，孔处与吊座用横销连接，下部呈长方体，底端开有U形槽，槽两侧开有孔，与辐板用插销连接。辐板整体呈衣状，辐板上部呈半环形，与双层吊杆用插销穿孔连接，其下部设有开口，开口两侧开有剖口，于剖开处焊接并固定长轴。该工装的装配方法包括制作工装、组装工装、安装轴零件、安放工装等步骤。采用该结构，可以使大吨位长轴悬空吊挂，减少了热处理畸变的发生；其装配方法提高工装吊挂工件过程中的稳定性，并且简便易操作，节省人力。

技术研发人员：李永茂
受保护的技术使用者：南京中船绿洲机器有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15