專利名稱：一種自由可調(diào)的電磁吸附式柔性胎架結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及船舶和海工裝備大型合攏建造領(lǐng)域，特指一種自由可調(diào)的電磁吸附式柔性胎架結(jié)構(gòu)，特別適用于大型分段、復(fù)雜形狀分段的分段合攏建造。其可操作性強(qiáng)、適用性好、工作效率高、可重復(fù)使用，加工質(zhì)量高。
背景技術(shù)：
在建造大型船舶和海工產(chǎn)品等過(guò)程中，常常采用分段建造的方法將船舶等劃分為幾個(gè)部分，分別建造，然后將各個(gè)分段進(jìn)行合攏。由于各個(gè)分段的形狀不規(guī)則，在分段建造和合攏過(guò)程中，需要胎架為分段提供支撐以保證其精度和穩(wěn)定性，防止船體變形。胎架是分段裝配與焊接的一種專用工藝裝備，它的工作面應(yīng)與分段外形相貼合，其作用在于使分段的裝配、焊接工作具有良好的條件。隨著數(shù)控切割的廣泛應(yīng)用，構(gòu)件精度的提高，分段的線性精度可由構(gòu)件來(lái)保證，因而胎架的形式可由焊接式演變?yōu)橹问教ゼ堋，F(xiàn)在通用的胎架就為支撐式胎架，其特點(diǎn)在于在胎架底部相應(yīng)位置安裝胎架支撐桿，支撐桿的長(zhǎng)度根據(jù)胎架底部到相應(yīng)分段底部的高度選定，然后將支撐桿與分段相應(yīng)位置進(jìn)行焊接，在完成運(yùn)輸、合攏后，將支撐桿與分段斷開(kāi)，并將斷口打磨平滑。這種胎架的構(gòu)建方法存在以下問(wèn)題1、支撐桿的長(zhǎng)度是根據(jù)胎架底部到相應(yīng)分段底部的高度選定的，并在胎架與分段分離時(shí)被切斷，不能重復(fù)利用，帶來(lái)了材料的浪費(fèi)，以及加工成本的提高，加工質(zhì)量差，設(shè)備占用率高，延長(zhǎng)了工期。2、支撐桿和分段的連接是通過(guò)焊接來(lái)完成的，在完成運(yùn)輸、合攏后，將支撐桿與分段斷開(kāi)，并將斷口打磨平滑，這種方式對(duì)分段的焊接處的材料造成了損傷，加大了腐蝕、破損的風(fēng)險(xiǎn)，加大了船舶、海工裝備等的安全隱患，而且增加了后續(xù)工作量。3、支撐桿和分段是通過(guò)電焊完成連接的，連接面積小需要多個(gè)支撐桿才能完成對(duì)分段的支撐，胎架個(gè)數(shù)多，工期時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)備占用率高。4、對(duì)于復(fù)雜曲面分段，現(xiàn)有胎架設(shè)計(jì)和調(diào)整費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可重復(fù)使用的適合曲面分段建造的自由可調(diào)電磁吸附式柔性胎架結(jié)構(gòu)。通過(guò)調(diào)節(jié)胎架支撐桿高度以及利用支撐桿頂部的電磁鐵與分段進(jìn)行連接，以達(dá)到可重復(fù)使用的目的。本發(fā)明可操作性強(qiáng)、適用性好、工作效率高、可重復(fù)使用，特別適用于分段形狀不規(guī)則的分段連接，其精確度高，穩(wěn)定性好，減少后續(xù)加工量和胎架的使用里。本發(fā)明所提供的一種自由可調(diào)的電磁吸附式柔性胎架結(jié)構(gòu)，主要包括胎架底座、 胎架支撐管、兩個(gè)連接耳、保護(hù)法蘭、電流控制器、電線、全角度旋轉(zhuǎn)頭、電磁式帶弧度托板、 橫向支撐桿、底座加強(qiáng)筋等，其特征在于，胎架底座為單獨(dú)的圓形法蘭狀，胎架支撐管分為上螺旋管和下螺旋管，其中胎架底座通過(guò)焊接與下螺旋管連接，并通過(guò)底座加強(qiáng)筋加固下螺旋管；上螺旋管和下螺旋管通過(guò)螺紋連接，用以調(diào)節(jié)胎架高度；在下螺旋管1/4 3/4處安裝兩個(gè)連接耳，并且每個(gè)連接耳可實(shí)現(xiàn)360°旋轉(zhuǎn)，用于連接橫向支撐桿，以增加胎架強(qiáng)度、穩(wěn)定性；在上螺旋管上安裝電流控制器，其位置距離上螺旋管的頂端300mm 500mm，并在電流控制器下方加焊保護(hù)法蘭，以保護(hù)電流控制器；在胎架頂端加裝全角度旋轉(zhuǎn)頭和電磁式帶弧度托板，通過(guò)電磁式帶弧度托板完成胎架與分段的連接，其中全角度旋轉(zhuǎn)頭和電磁式帶弧度托板是固定在一起的，通過(guò)電線與電流控制器連接，電流控制器與電源相連接， 根據(jù)不同弧度的分段連接處選擇對(duì)應(yīng)的電磁式帶弧度托板與分段本體連接，電磁式帶弧度托板與分段的接觸表面進(jìn)行抗磨處理，吸附力可以通過(guò)電流強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整。上述的自由可調(diào)的電磁吸附式柔性胎架結(jié)構(gòu)，其特征在于，胎架底座上開(kāi)有4個(gè)互成90°的螺紋孔。上述的自由可調(diào)的電磁吸附式柔性胎架結(jié)構(gòu)，其特征在于，在每個(gè)連接耳的上下方均分別焊接固定法蘭，以限定每個(gè)連接耳的縱向移動(dòng)，固定法蘭的位置為與相應(yīng)的連接耳的上下面的間距保持在2mm IOmm之間。上述的自由可調(diào)的電磁吸附式柔性胎架結(jié)構(gòu)，其特征在于，全角度旋轉(zhuǎn)頭可以插入上螺旋管進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)，并且全角度旋轉(zhuǎn)頭開(kāi)有內(nèi)槽，安裝時(shí)可將上螺旋管插入內(nèi)槽內(nèi)，以減少在運(yùn)輸安裝分段時(shí)全角度旋轉(zhuǎn)頭的傾斜度，保證全角度旋轉(zhuǎn)頭的穩(wěn)定性。上述的自由可調(diào)的電磁吸附式柔性胎架結(jié)構(gòu)，其特征在于，橫向支撐桿的兩端具有螺紋，其長(zhǎng)度系列化，其長(zhǎng)度可以選擇，能根據(jù)各個(gè)胎架不同間距選擇不同的橫向支撐桿，使用時(shí)將橫向支撐桿插入第一連接耳或第二連接耳內(nèi)，并通過(guò)第一連接耳或第二連接耳兩側(cè)的螺母進(jìn)行固定，其中橫向支撐桿兩端的螺紋分別為橫向支撐桿的總長(zhǎng)的1/4 1/2。上述的一種自由可調(diào)的電磁吸附式柔性胎架結(jié)構(gòu)，其特征在于，電磁式帶弧度托板的曲率規(guī)格化、系列化，電磁式帶弧度托板的長(zhǎng)L、寬K與下螺栓管的直徑D的關(guān)系為L(zhǎng) =1. 25D 2D、K = 1. 25D 1. 5D。上述的自由可調(diào)的電磁吸附式柔性胎架結(jié)構(gòu)，其特征在于，胎架底座可以與其他底座進(jìn)行連接。本發(fā)明具有如下技術(shù)優(yōu)勢(shì)1、將胎架支撐桿改為上、下螺紋管，通過(guò)旋轉(zhuǎn)上螺紋管來(lái)達(dá)到宏微調(diào)節(jié)高度的目的，有效地避免了傳統(tǒng)胎架中胎架管利用率低的問(wèn)題，大大減少了材料的浪費(fèi)，降低了加工成本，提高了設(shè)備占用率，縮短了工期。2、電磁式帶弧度托板和分段是通過(guò)電磁鐵進(jìn)行連接的，降低了傳統(tǒng)胎架中通過(guò)焊接帶來(lái)的安全隱患，無(wú)需焊接，無(wú)需后續(xù)打磨工作，降低了加工成本，提高了設(shè)備利用率，縮短了工期。3、胎架與分段通過(guò)電磁式帶弧度托板連接，連接面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)電焊面積，有效減少了胎架個(gè)數(shù)，穩(wěn)定性增強(qiáng)，而且可以重復(fù)使用。4、由于胎架底座采用單獨(dú)的圓形法蘭狀鑄鐵，并且各個(gè)胎架之間通過(guò)橫向支撐桿連接，各個(gè)連接耳可以360°旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了可以任意擺放胎架的目的，達(dá)到了胎架的最大利用化的目的。


圖1為自由可調(diào)的電磁吸附式柔性胎架結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為電磁式帶弧度托板和全角度旋轉(zhuǎn)頭結(jié)構(gòu)圖；圖3為自由可調(diào)的電磁吸附式柔性胎架與帶弧度分段作用結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為各種類別的電磁式帶弧度托板圖；其中1.胎架底座2.下螺旋管3.第一連接耳4.上螺旋管5.保護(hù)法蘭6.電流控制器7.電線8.全角度旋轉(zhuǎn)頭9.電磁式帶弧度托板10.第二連接耳11.橫向支撐桿12.底座加強(qiáng)筋13.底座螺紋孔14.螺母15.分段。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，一種自由可調(diào)的電磁吸附式柔性胎架結(jié)構(gòu)，主要包括胎架底座1、胎架支撐管、兩個(gè)連接耳、保護(hù)法蘭5、電流控制器6、電線7、全角度旋轉(zhuǎn)頭8、電磁式帶弧度托板9、橫向支撐桿11、底座加強(qiáng)筋12，其中胎架底座1為單獨(dú)的圓形法蘭狀，胎架支撐管分為上螺旋管4和下螺旋管2，胎架底座1通過(guò)焊接與下螺旋管2連接，并通過(guò)底座加強(qiáng)筋12 加固下螺旋管2，胎架底座1上開(kāi)有4個(gè)互成90°的螺紋孔，必要時(shí)可以與其他底座進(jìn)行連接，上螺旋管4和下螺旋管2通過(guò)螺紋連接，用以調(diào)節(jié)胎架高度；在下螺旋管1/4 3/4處安裝兩個(gè)連接耳第一連接耳3和第二連接耳10，并且每個(gè)連接耳可實(shí)現(xiàn)360°旋轉(zhuǎn)，用于連接橫向支撐桿11 ；在每個(gè)連接耳的上下方分別焊接固定法蘭，以限定每個(gè)連接耳的縱向移動(dòng)，固定法蘭的位置為與相應(yīng)的連接耳上下面的間距保持在2mm IOmm之間；橫向支撐桿11的兩端具有螺紋，其中橫向支撐桿11兩端的螺紋分別為橫向支撐桿11總長(zhǎng)的1/4 1/2 ；上螺旋管4上安裝電流控制器6，其位置距離上螺旋管4頂端300mm 500mm，并在電流控制器6下方加焊保護(hù)法蘭5，以保護(hù)電流控制器6。如圖2所示，胎架頂端加裝帶有內(nèi)槽的全角度旋轉(zhuǎn)頭8和電磁式帶弧度托板9，其中電磁式帶弧度托板9的長(zhǎng)L、寬K與下螺栓管2直徑D的關(guān)系為L(zhǎng) = 1. 25D 2D、K = 1. 25D 1. 5D，全角度旋轉(zhuǎn)頭8和電磁式帶弧度托板9是固定在一起的，并通過(guò)電線7與電流控制器6連接，電流控制器6與電源相連接。如圖3所示，在本發(fā)明的自由可調(diào)的電磁吸附式柔性胎架結(jié)構(gòu)使用過(guò)程中，可根據(jù)實(shí)際分段15的重量、合攏要求、擺放位置和穩(wěn)定性情況，確定胎架支撐位置和胎架個(gè)數(shù)， 并根據(jù)企業(yè)實(shí)際情況和標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的要求，生產(chǎn)系列化電磁式帶弧度托板9，再根據(jù)不同弧度的分段15底部形狀選取與其對(duì)應(yīng)的電磁式帶弧度托板9，并根據(jù)分段15上的支撐位置和分段15的法線方向選擇如圖4所示的對(duì)應(yīng)類別的電磁式帶弧度托板9，并在選取的電磁式帶弧度托板9與分段15的接觸表面進(jìn)行抗磨處理，通過(guò)電磁式帶弧度托板9完成胎架與分段15的連接。根據(jù)各個(gè)胎架間的距離選取長(zhǎng)度相近的橫向支撐桿11，將橫向支撐桿11插入各個(gè)下螺旋管2上的第一連接耳3和第二連接耳10內(nèi)，并通過(guò)螺母14固定，以增加胎架的穩(wěn)定性，其中橫向支撐桿11兩端螺紋分別為橫向支撐桿11總長(zhǎng)的1/4 1/2。根據(jù)胎架底座1與分段15之間的距離，旋轉(zhuǎn)上螺旋管4到離分段15底面30cm 40cm處；選擇好能支撐對(duì)應(yīng)電磁式帶弧度托板9的全角度旋轉(zhuǎn)頭8，并將全角度旋轉(zhuǎn)頭8插
5入上螺旋管4，通過(guò)電線7與電流控制器6相連接，電流控制器與電源相連接；當(dāng)旋轉(zhuǎn)上螺旋管4到離分段Icm 3cm處時(shí)，打開(kāi)電源，將電流控制在適當(dāng)強(qiáng)度，使電磁式帶弧度托板 9和全角度旋轉(zhuǎn)頭8能夠吸附在分段上，吸附力可以通過(guò)電流強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整；繼續(xù)旋轉(zhuǎn)上螺旋管4，直到能和全角度旋轉(zhuǎn)頭8開(kāi)設(shè)的凹槽完全接觸時(shí)，并適當(dāng)調(diào)整電磁式帶弧度托板 9以達(dá)到能和分段15有最佳的貼合度；根據(jù)分段和吸附力的需求情況，調(diào)整合適的電流強(qiáng)度，可以滿足運(yùn)輸、合攏的需求；完成運(yùn)輸、合攏后，關(guān)閉電流，旋轉(zhuǎn)上螺旋管4，使胎架與分段15進(jìn)行分離。將電磁式帶弧度托板9和全角度旋轉(zhuǎn)頭8取下，拆下橫向支撐桿11，按照規(guī)格統(tǒng)一擺放和管理。本發(fā)明的自由可調(diào)的電磁吸附式柔性胎架結(jié)構(gòu)，當(dāng)分段形狀改變時(shí)，在布置胎架時(shí)，只需根據(jù)分段重量、合攏要求、擺放位置和穩(wěn)定性情況，選擇對(duì)應(yīng)曲率和類別的電磁式帶弧度托板9。本發(fā)明的自由可調(diào)的電磁吸附式柔性胎架結(jié)構(gòu)，通過(guò)調(diào)節(jié)胎架支撐桿高度以及利用支撐桿頂部的電磁鐵與分段進(jìn)行連接，以達(dá)到可重復(fù)使用的目的。本發(fā)明可操作性強(qiáng)、適用性好、工作效率高、可重復(fù)使用，特別適用于形狀不規(guī)則的分段連接，其精確度高，加工質(zhì)量好。
權(quán)利要求
1.一種自由可調(diào)的電磁吸附式柔性胎架結(jié)構(gòu)，主要包括胎架底座(1)、胎架支撐管、 兩個(gè)連接耳、保護(hù)法蘭(5)、電流控制器(6)、電線(7)、全角度旋轉(zhuǎn)頭(8)、電磁式帶弧度托板(9)、橫向支撐桿(11)、底座加強(qiáng)筋(12)，其特征在于，胎架底座(1)為單獨(dú)的圓形法蘭狀，胎架支撐管分為上螺旋管(4)和下螺旋管O)，其中胎架底座(1)通過(guò)焊接與下螺旋管 (2)連接，并通過(guò)底座加強(qiáng)筋(1 加固下螺旋管O)；上螺旋管(4)和下螺旋管( 通過(guò)螺紋連接，用以調(diào)節(jié)胎架高度；在下螺旋管1/4 3/4處安裝兩個(gè)連接耳第一連接耳(3)和第二連接耳(10)，并且每個(gè)連接耳可實(shí)現(xiàn)360°旋轉(zhuǎn)，用于連接橫向支撐桿(11)；上螺旋管 (4)上安裝電流控制器(6)，其位置距離上螺旋管的頂端300mm 500mm，并在電流控制器(6)下方加焊保護(hù)法蘭(5)，以保護(hù)電流控制器(6)；胎架頂端加裝全角度旋轉(zhuǎn)頭⑶ 和電磁式帶弧度托板(9)，電磁式帶弧度托板(9)與分段(15)的接觸表面進(jìn)行抗磨處理， 通過(guò)電磁式帶弧度托板(9)完成胎架與分段(1 的連接，其中全角度旋轉(zhuǎn)頭(8)和電磁式帶弧度托板(9)是固定在一起的，通過(guò)電線(7)與電流控制器(6)連接，電流控制器(6)與電源相連接，根據(jù)不同弧度的分段連接處選擇對(duì)應(yīng)的電磁式帶弧度托板(9)與分段本體連接，吸附力可以通過(guò)電流強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自由可調(diào)的電磁吸附式柔性胎架結(jié)構(gòu)，其特征在于，胎架底座(1)上開(kāi)有4個(gè)互成90°的螺紋孔(13)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自由可調(diào)的電磁吸附式柔性胎架結(jié)構(gòu)，其特征在于，在每個(gè)連接耳的上下方均分別焊接固定法蘭，以限定每個(gè)連接耳的縱向移動(dòng)，固定法蘭的位置為與相應(yīng)的連接耳上下面的間距保持在2mm IOmm之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自由可調(diào)的電磁吸附式柔性胎架結(jié)構(gòu)，其特征在于，全角度旋轉(zhuǎn)頭(8)可以插入上螺旋管(4)進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)，并且全角度旋轉(zhuǎn)頭(8)開(kāi)有內(nèi)槽，安裝時(shí)可將上螺旋管(4)插入內(nèi)槽內(nèi)，以減少在運(yùn)輸安裝分段時(shí)全角度旋轉(zhuǎn)頭(8)的傾斜度，保證全角度旋轉(zhuǎn)頭(8)的穩(wěn)定性。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自由可調(diào)的電磁吸附式柔性胎架結(jié)構(gòu)，其特征在于，橫向支撐桿(11)的兩端具有螺紋，其長(zhǎng)度根據(jù)各個(gè)胎架不同間距選擇，使用時(shí)將橫向支撐桿(11) 插入第一連接耳C3)或第二連接耳(10)內(nèi)，并通過(guò)第一連接耳C3)或第二連接耳(10)兩側(cè)的螺母(14)進(jìn)行固定，其中橫向支撐桿(11)兩端的螺紋分別為橫向支撐桿(11)總長(zhǎng)的 1/4 1/2。
6.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的自由可調(diào)的電磁吸附式柔性胎架結(jié)構(gòu)，其特征在于，電磁式帶弧度托板(9)的曲率規(guī)格化、系列化，電磁式帶弧度托板(9)的長(zhǎng)L、寬K與下螺栓管 (2)的直徑D的關(guān)系為L(zhǎng) = 1. 25D 2D、K = 1. 25D 1. OT。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自由可調(diào)的電磁吸附式柔性胎架結(jié)構(gòu)，其特征在于，胎架底座(1)與其他基座進(jìn)行連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自由可調(diào)的電磁吸附式柔性胎架結(jié)構(gòu)，包括胎架底座(1)、下螺旋管(2)、第一連接耳(3)、上螺旋管(4)、保護(hù)法蘭(5)、電流控制器(6)、電線(7)、全角度旋轉(zhuǎn)頭(8)、電磁式帶弧度托板(9)、第二連接耳(3)、橫向支撐桿(11)、底座加強(qiáng)筋(12)。根據(jù)船體分段需求，設(shè)計(jì)并生產(chǎn)不同曲率的電磁式帶弧度托板(9)，電磁式帶弧度托板(9)與分段的連接通過(guò)電磁效應(yīng)吸附在分段本體上，電磁式帶弧度托板(9)的方位由全角度旋轉(zhuǎn)頭(8)控制，同時(shí)通過(guò)下螺旋管(2)和上螺旋桿(4)的螺紋連接來(lái)完成胎架高度的宏微調(diào)節(jié)，胎架的布置個(gè)數(shù)根據(jù)分段重量和胎架強(qiáng)度設(shè)置。
文檔編號(hào)B25B11/00GK102166738SQ20111005355
公開(kāi)日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月7日
發(fā)明者屠艷, 莊建軍, 張朝陽(yáng), 張永康, 李炳男, 楊超君, 王勻, 許楨英 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)