專利名稱：一種長(zhǎng)細(xì)弦梁結(jié)構(gòu)的整體矯正裝置及矯正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焊接結(jié)構(gòu)矯正領(lǐng)域，具體為一種長(zhǎng)細(xì)弦梁結(jié)構(gòu)的整體矯正裝置及矯正方法，主要用于電力機(jī)車(chē)車(chē)體長(zhǎng)細(xì)弦梁的焊后矯正，也適用于其它類似的長(zhǎng)細(xì)梁體結(jié)構(gòu)的矯正。
背景技術(shù)：
在HXd1B、HXdIC等機(jī)車(chē)車(chē)體側(cè)構(gòu)中每臺(tái)車(chē)有4根弦梁，是由6mm厚的內(nèi)板、外板圍成的細(xì)長(zhǎng)型梁體結(jié)構(gòu)，內(nèi)板、外板圍成的截面在150mmX 150mm的區(qū)域內(nèi)圍成一個(gè)不規(guī)則的四邊形，而弦梁的長(zhǎng)度達(dá)16m，現(xiàn)有技術(shù)對(duì)這種長(zhǎng)細(xì)弦梁結(jié)構(gòu)通常采用分段組焊、矯正，各段單獨(dú)完成組裝、焊接、矯正后，再拼接成整體，之后再對(duì)整根弦梁進(jìn)行矯正。這種分段組焊、 矯正的方法工序繁瑣、分散，工作效率不高，且不太適宜采用自動(dòng)焊。
為滿足機(jī)車(chē)大批量生產(chǎn)的需要，側(cè)構(gòu)弦梁焊接采用自動(dòng)焊接專機(jī)，取代弦梁手工焊接，弦梁組焊、矯正工序必需優(yōu)化，要求將整根弦梁整體組裝、焊接再進(jìn)行矯正，本發(fā)明就是針對(duì)這種長(zhǎng)細(xì)弦梁結(jié)構(gòu)的整體矯正提出解決方案。發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的長(zhǎng)細(xì)弦梁結(jié)構(gòu)焊接時(shí)容易變形的不足，本發(fā)明旨在提供一種長(zhǎng)細(xì)弦梁結(jié)構(gòu)的整體矯正裝置，該矯正裝置可以有效地解決弦梁因長(zhǎng)度、工裝等因素產(chǎn)生的矯正工藝難點(diǎn)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是
一種長(zhǎng)細(xì)弦梁結(jié)構(gòu)的整體矯正裝置，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，其由多節(jié)矯正單元拼接而成， 相鄰兩節(jié)矯正單元之間通過(guò)連接機(jī)構(gòu)固定相連；所述矯正單元的結(jié)構(gòu)為，包括調(diào)節(jié)支座，裝在調(diào)節(jié)支座上的用于放置弦梁的平臺(tái)，所述平臺(tái)兩側(cè)均設(shè)有裝在平臺(tái)上用于壓緊弦梁的壓緊機(jī)構(gòu)。
為了防止壓緊機(jī)構(gòu)打開(kāi)時(shí)砸向地面以及防止弦梁在翻邊過(guò)程中離開(kāi)工裝落向地面，所述壓緊機(jī)構(gòu)側(cè)下方設(shè)有托架。
所述壓緊機(jī)構(gòu)優(yōu)選為可翻轉(zhuǎn)螺紋壓緊機(jī)構(gòu)。
為了保證矯正效果，所述平臺(tái)的上平面的平面度不大于0. 5mm。
為了便于快速矯正，所述平臺(tái)兩側(cè)均設(shè)有可移動(dòng)的裝在平臺(tái)上用于壓緊弦梁的C 形夾。
進(jìn)一步地，本發(fā)明提供了一種利用上述的長(zhǎng)細(xì)弦梁結(jié)構(gòu)的整體矯正裝置對(duì)長(zhǎng)細(xì)弦梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行矯正的方法，其步驟為
1)、在弦梁完成焊接后，打開(kāi)矯正裝置的壓緊機(jī)構(gòu)，并靠在托架上，待焊縫冷卻后將弦梁放置在上平面的平面度不大于0. 5mm的平臺(tái)上，然后通過(guò)壓緊機(jī)構(gòu)壓緊固定弦梁；
2)、從壓緊機(jī)構(gòu)壓緊弦梁的位置開(kāi)始進(jìn)行矯正，矯正溫度為500°C 650°C，采用氧-乙炔中性焰進(jìn)行加熱，在加熱的同時(shí)利用壓緊機(jī)構(gòu)對(duì)弦梁進(jìn)行壓緊，并施加外力，進(jìn)行立彎、旁彎矯正；
3)、在立彎、旁彎矯正的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，將壓緊機(jī)構(gòu)打開(kāi)，靠在托架上，對(duì)弦梁進(jìn)行翻邊；
4)、在完成弦梁的整體矯正后，找出局部凸點(diǎn)并標(biāo)記，然后對(duì)凸點(diǎn)進(jìn)行微調(diào)，直到弦梁直線度小于2mm/2m，弦梁整體立彎、旁彎均不大于4mm。
對(duì)于已產(chǎn)生彎曲變形的工件，當(dāng)工件處于立放狀態(tài)時(shí)，上下方向的彎曲變形稱為立彎，向兩側(cè)的彎曲變形稱為旁彎。
矯正時(shí)采用氧-乙炔中性焰將需要矯正的位置加熱至500°C 650°C之后的冷卻采用噴水霧冷卻方式，冷卻速度快，噴水霧的順序與烤火順序一致，不可在烤火點(diǎn)仍能見(jiàn)紅色時(shí)進(jìn)行噴霧，避免鋼材內(nèi)部組織發(fā)生變化。
采用設(shè)在平臺(tái)兩側(cè)的可移動(dòng)的C形夾對(duì)弦梁施加外力。
所述立彎的矯正采用線狀加熱和三角形加熱的方法，加熱間距500mm 600mm，線寬30mm 40mm，線兩側(cè)以三角形結(jié)束，三角形高為35mm 50mm，加熱時(shí)，三角形的底邊為弦梁向上拱的一側(cè)。
所述旁彎的矯正采用線狀加熱的方法，加熱間距300mm 500mm，線寬20mm，加熱點(diǎn)盡量多且錯(cuò)開(kāi)加熱，避免出現(xiàn)死彎。
藉由上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明針對(duì)機(jī)車(chē)側(cè)構(gòu)弦梁結(jié)構(gòu)，并根據(jù)弦梁變形特點(diǎn)，設(shè)計(jì)制作了適合弦梁整體矯正的工裝。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是該矯正方法可整體地處理較長(zhǎng)弦梁的焊接變形，使矯正工序更集中、簡(jiǎn)單，有效的提高了工作效率。結(jié)合專用工裝的使用，大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，具體來(lái)說(shuō)，
1.本發(fā)明尤其適用于電力機(jī)車(chē)車(chē)體長(zhǎng)細(xì)弦梁的焊后矯正，也適用于其它類似的長(zhǎng)細(xì)梁體結(jié)構(gòu)的矯正。
2.本發(fā)明的工裝帶有壓緊機(jī)構(gòu)托架，防止壓緊機(jī)構(gòu)打開(kāi)時(shí)砸壞地面或給操作者帶來(lái)傷害。
3.本發(fā)明的壓緊機(jī)構(gòu)打開(kāi)時(shí)落在托架上，可防止弦梁在翻邊的過(guò)程中離開(kāi)工裝落向地面，所以翻邊時(shí)不需將弦梁吊起，借助工具即可將弦梁在工裝上直接翻邊。
4.本發(fā)明可由一個(gè)工人在工裝兩邊先后進(jìn)行矯正或由兩個(gè)工人在工裝兩邊同時(shí)進(jìn)行矯正。
5.本發(fā)明在火焰加熱的同時(shí)，可利用工裝上的壓緊機(jī)構(gòu)及可移動(dòng)的C形夾施加外力，提高矯正效率。
6.本發(fā)明對(duì)火焰加熱位置采用水霧冷卻，有效地提高了冷卻速度。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。


圖1是本發(fā)明一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理圖2為圖1的A-A剖視圖3為圖2當(dāng)壓緊機(jī)構(gòu)處于打開(kāi)位置時(shí)的狀態(tài)圖。
1-連接機(jī)構(gòu)；2-壓緊機(jī)構(gòu)；3-平臺(tái)；4-托架；5-調(diào)節(jié)支座。
具體實(shí)施方式
一種長(zhǎng)細(xì)弦梁結(jié)構(gòu)的整體矯正裝置，如圖1所示，其由多節(jié)矯正單元拼接而成，相鄰兩節(jié)矯正單元之間通過(guò)連接機(jī)構(gòu)1固定相連；如圖2所示，所述矯正單元的結(jié)構(gòu)為，包括調(diào)節(jié)支座5，裝在調(diào)節(jié)支座5上的用于放置弦梁的平臺(tái)3，該平臺(tái)3的上平面的平面度不大于0. 5mm，所述平臺(tái)3兩側(cè)均設(shè)有裝在平臺(tái)3上用于壓緊弦梁的壓緊機(jī)構(gòu)2，所述壓緊機(jī)構(gòu) 2優(yōu)選為可翻轉(zhuǎn)螺紋壓緊機(jī)構(gòu)，該壓緊機(jī)構(gòu)2側(cè)下方設(shè)有托架4。所述平臺(tái)3兩側(cè)均設(shè)有可移動(dòng)的裝在平臺(tái)3上用于壓緊弦梁的C形夾。
根據(jù)弦梁結(jié)構(gòu)及其焊接變形的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了弦梁矯正工裝如圖1，圖2所示，工裝總長(zhǎng)度為16860mm，由4節(jié)拼接而成。壓緊機(jī)構(gòu)2為可翻轉(zhuǎn)螺紋壓緊機(jī)構(gòu)，如圖3所示，裝卸工件時(shí)壓緊機(jī)構(gòu)向外翻轉(zhuǎn)、打開(kāi)，在弦梁矯正過(guò)程中，壓緊機(jī)構(gòu)2處于圖2所示位置，在火焰加熱的同時(shí)利用壓緊機(jī)構(gòu)2對(duì)弦梁進(jìn)行壓緊，施加外力，提高矯正效率，必要時(shí)在工裝上沒(méi)有壓緊機(jī)構(gòu)2的位置可采用市購(gòu)的可移動(dòng)的C形夾對(duì)弦梁進(jìn)行壓緊，施加外力。弦梁在翻邊時(shí)不需吊起，只需用工具即可完成弦梁翻邊，如圖3所示，此時(shí)壓緊機(jī)構(gòu)2打開(kāi)，靠在托架 4上，起到限位作用，防止弦梁落地。平臺(tái)3在其本身的制作過(guò)程中，完成組焊后進(jìn)行退火去除內(nèi)應(yīng)力，然后再加工上平面，保證上平面的平面度不大于0. 5mm。調(diào)節(jié)支座5用于調(diào)節(jié)工裝高度，保證4節(jié)工裝拼接成整體工裝時(shí)不發(fā)生錯(cuò)位，且整體工裝的平面度不大于1mm。連接機(jī)構(gòu)1用于將4節(jié)工裝緊固連接成整體工裝。托架4用于在壓緊機(jī)構(gòu)2打開(kāi)時(shí)托住壓緊機(jī)構(gòu)2，保證操作者安全并保護(hù)地面。
在弦梁完成焊接后，待焊縫冷卻后將弦梁吊入以上所述的矯正工裝，如圖3所示， 此時(shí)工裝的壓緊機(jī)構(gòu)2打開(kāi)，靠在托架4上。在弦梁吊入工裝后，將壓緊機(jī)構(gòu)2收回至圖2 所示位置，利用工裝的壓緊機(jī)構(gòu)2壓緊固定弦梁。然后從弦梁壓緊的位置開(kāi)始進(jìn)行矯正，矯正溫度500°C 650°C左右，肉眼觀察為深櫻紅色，采用氧-乙炔中性焰進(jìn)行加熱。首先矯正立彎，然后再矯正旁彎，立彎的矯正采用線狀和三角形加熱的方法，摒棄原先分段矯正采用的點(diǎn)狀加熱方法，工作效率較原先有很大提高，加熱間距500mm 600mm左右，線寬30mm 40mm左右，線兩側(cè)以三角形結(jié)束，三角形高為35mm 50mm左右。旁彎的矯正采用線狀加熱的方法，加熱間距300mm 500mm左右，線寬20mm左右。加熱點(diǎn)應(yīng)盡量多且分多次錯(cuò)開(kāi)加熱，避免出現(xiàn)死彎。加熱時(shí)，三角形的底邊應(yīng)在被矯正結(jié)構(gòu)的向上拱的一邊，在加熱的同時(shí)利用工裝的壓緊機(jī)構(gòu)2對(duì)弦梁進(jìn)行壓緊，施加外力，必要時(shí)在工裝上沒(méi)有壓緊機(jī)構(gòu)2的位置可采用市購(gòu)的可移動(dòng)的C形夾對(duì)弦梁進(jìn)行壓緊，施加外力。冷卻方式由原先的風(fēng)冷改為噴水霧冷卻方式，噴水霧的順序與烤火順序一致，不可在烤火點(diǎn)仍能見(jiàn)紅色時(shí)進(jìn)行噴霧，避免鋼材內(nèi)部組織發(fā)生變化。在立彎、旁彎矯正的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，需要對(duì)弦梁進(jìn)行翻邊，如圖3所示，此時(shí)將壓緊機(jī)構(gòu)2打開(kāi)，靠在托架4上，利用簡(jiǎn)易工具卡在弦梁的一端即可完成翻邊。在完成弦梁的整體矯正后，用長(zhǎng)度為2m的平尺找出局部凸點(diǎn)，用石筆標(biāo)記，然后對(duì)凸點(diǎn)進(jìn)行微調(diào)。
用上述方法，可以完成長(zhǎng)細(xì)弦梁的整體矯正，矯正后弦梁直線度小于2mm/2m，在全長(zhǎng)范圍內(nèi)立彎、旁彎不大于4mm。
上述實(shí)施例闡明的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)理解為這些實(shí)施例僅用于更清楚地說(shuō)明本發(fā)明，而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。
權(quán)利要求
1.一種長(zhǎng)細(xì)弦梁結(jié)構(gòu)的整體矯正裝置，其特征在于，其由多節(jié)矯正單元拼接而成，相鄰兩節(jié)矯正單元之間通過(guò)連接機(jī)構(gòu)(1)固定相連；所述矯正單元的結(jié)構(gòu)為，包括調(diào)節(jié)支座 (5)，裝在調(diào)節(jié)支座( 上的用于放置弦梁的平臺(tái)(3)，所述平臺(tái)( 兩側(cè)均設(shè)有裝在平臺(tái) (3)上用于壓緊弦梁的壓緊機(jī)構(gòu)O)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)細(xì)弦梁結(jié)構(gòu)的整體矯正裝置，其特征在于，所述壓緊機(jī)構(gòu) (2)側(cè)下方設(shè)有托架(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)細(xì)弦梁結(jié)構(gòu)的整體矯正裝置，其特征在于，所述壓緊機(jī)構(gòu) (2)為可翻轉(zhuǎn)螺紋壓緊機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)細(xì)弦梁結(jié)構(gòu)的整體矯正裝置，其特征在于，所述平臺(tái)(3)的上平面的平面度不大于0. 5mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)細(xì)弦梁結(jié)構(gòu)的整體矯正裝置，其特征在于，所述平臺(tái)(3)兩側(cè)均設(shè)有用于壓緊弦梁的可移動(dòng)的C形夾。
6.一種利用權(quán)利要求1 5之一所述的長(zhǎng)細(xì)弦梁結(jié)構(gòu)的整體矯正裝置對(duì)長(zhǎng)細(xì)弦梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行矯正的方法，其步驟為1)、在弦梁完成焊接后，打開(kāi)矯正裝置的壓緊機(jī)構(gòu)O)，并靠在托架(4)上，待焊縫冷卻后將弦梁放置在平臺(tái)(3)上，然后通過(guò)壓緊機(jī)構(gòu)(2)壓緊固定弦梁；2)、從壓緊機(jī)構(gòu)(2)壓緊弦梁的位置開(kāi)始進(jìn)行矯正，矯正溫度為500°C 650°C，采用氧-乙炔中性焰進(jìn)行加熱，在加熱的同時(shí)利用壓緊機(jī)構(gòu)(2)對(duì)弦梁進(jìn)行壓緊，并施加外力， 進(jìn)行立彎、旁彎矯正；3)、在立彎、旁彎矯正的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，將壓緊機(jī)構(gòu)(2)打開(kāi)，靠在托架(4)上，對(duì)弦梁進(jìn)行翻邊；4)、在完成弦梁的整體矯正后，找出局部凸點(diǎn)并標(biāo)記，然后對(duì)凸點(diǎn)進(jìn)行微調(diào)，直到弦梁直線度小于2mm/2m，弦梁整體立彎、旁彎均不大于4mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的長(zhǎng)細(xì)弦梁結(jié)構(gòu)矯正方法，其特征在于，步驟2)中，矯正時(shí)采用氧-乙炔中性焰將需要矯正的位置加熱至500°C 650°C之后的冷卻采用噴水霧冷卻方式
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的長(zhǎng)細(xì)弦梁結(jié)構(gòu)矯正方法，其特征在于，采用設(shè)在平臺(tái)(3)兩側(cè)的可移動(dòng)的C形夾對(duì)弦梁施加外力。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的長(zhǎng)細(xì)弦梁結(jié)構(gòu)矯正方法，其特征在于，所述立彎的矯正采用線狀加熱和三角形加熱的方法，加熱間距500mm 600mm，線寬30mm 40mm，線兩側(cè)以三角形結(jié)束，三角形高為35mm 50mm，加熱時(shí)，三角形的底邊為弦梁向上拱的一側(cè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的長(zhǎng)細(xì)弦梁結(jié)構(gòu)矯正方法，其特征在于，所述旁彎的矯正采用線狀加熱的方法，加熱間距300mm 500mm，線寬20mm，加熱點(diǎn)盡量多且錯(cuò)開(kāi)加熱。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種長(zhǎng)細(xì)弦梁結(jié)構(gòu)的整體矯正裝置及矯正方法，屬于焊接結(jié)構(gòu)矯正領(lǐng)域。為了解決現(xiàn)有的長(zhǎng)細(xì)弦梁結(jié)構(gòu)焊接時(shí)容易變形的問(wèn)題，所述矯正裝置由多節(jié)矯正單元拼接而成，相鄰兩節(jié)矯正單元之間通過(guò)連接機(jī)構(gòu)固定相連；所述矯正單元的結(jié)構(gòu)為，包括調(diào)節(jié)支座，裝在調(diào)節(jié)支座上的用于放置弦梁的平臺(tái)，所述平臺(tái)兩側(cè)均設(shè)有裝在平臺(tái)上用于壓緊弦梁的壓緊機(jī)構(gòu)。所述矯正方法利用該矯正裝置對(duì)長(zhǎng)細(xì)弦梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行矯正，矯正效果好。本發(fā)明有效地解決了弦梁因長(zhǎng)度、工裝等因素產(chǎn)生的矯正工藝難點(diǎn)，可整體地處理較長(zhǎng)弦梁的焊接變形，使矯正工序更集中、簡(jiǎn)單，極大地提高了工作效率，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
文檔編號(hào)B21D1/14GK102500660SQ201110370878
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月21日
發(fā)明者張園柱, 戴文輝 申請(qǐng)人:南車(chē)株洲電力機(jī)車(chē)有限公司