多層環(huán)板軸向焊接的同心度控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及大型結(jié)構(gòu)件的焊接方法，特別是一種多層環(huán)板軸向焊接的同心度控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]
定子機(jī)座是大型發(fā)電機(jī)的外殼部件，其主要作用是支撐轉(zhuǎn)子并固定定子鐵芯，本體外形尺寸為直徑3800mm，軸向長度為8200mm，重量95噸。定子機(jī)座內(nèi)部圓周均布的18根鍵棒是用于定子鐵芯的定位及固定，焊接在4件鐵芯環(huán)與4件支撐環(huán)上，如果定子機(jī)座在焊后同心度誤差過大(> 3mm時(shí))，鍵棒無法安裝。具體結(jié)構(gòu)參見圖1。
[0003]定子機(jī)座由內(nèi)部的框架和蒙在外圓的筒體組成，見圖1。其制造流程是先完成內(nèi)部的框架的裝焊，再完成筒體的裝焊。內(nèi)部框架是一種典型的具有多層環(huán)板結(jié)構(gòu)的大型結(jié)構(gòu)件，定子機(jī)座整體的同心度由框架的焊后同心度決定。
[0004]定子機(jī)座的裝配工作在大型裝配平臺(tái)上完成，一般情況下，大尺寸的裝配平臺(tái)的平面度及水平度誤差均大于3mm，隨著結(jié)構(gòu)件縱向尺寸越長，誤差也越大，用常規(guī)的零件找正方法無法保證定子機(jī)座的同心度要求。隨著結(jié)構(gòu)件尺寸的增大，焊接后造成的應(yīng)力變形也隨之增大，而大型結(jié)構(gòu)件的變形誤差矯正非常困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種多層環(huán)板軸向焊接的同心度控制方法，能夠有效控制多層環(huán)板軸向焊接的同心度，控制整個(gè)結(jié)構(gòu)件的應(yīng)力變形在設(shè)計(jì)誤差之內(nèi)。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種多層環(huán)板軸向焊接的同心度控制方法，包括以下步驟:
一、制作形位尺寸符合設(shè)計(jì)要求的裝配基準(zhǔn)板；
二、確定裝配基準(zhǔn)板和各層環(huán)板的象限點(diǎn)，并在裝配基準(zhǔn)板和各層環(huán)板外緣或內(nèi)緣沿板厚方向刻線；
三、調(diào)平裝配基準(zhǔn)板；
四、裝配各層環(huán)板；
使用定距管對(duì)待裝配的環(huán)板進(jìn)行初步定位，在四個(gè)象限點(diǎn)上吊鉛垂線，通過測量鉛垂線到待裝配環(huán)板象限點(diǎn)和基準(zhǔn)板象限點(diǎn)之間尺寸差的絕對(duì)值，取得四個(gè)數(shù)據(jù)，通過調(diào)整，使四個(gè)數(shù)據(jù)的最大值與最小值的差值滿足裝配定位要求，且鉛垂線與待裝配環(huán)板和裝配基準(zhǔn)板在板厚方向的刻線對(duì)齊，進(jìn)行定位焊；
五、將軸向結(jié)構(gòu)件與裝配基準(zhǔn)板和環(huán)板焊接連接；
通過以上步驟實(shí)現(xiàn)控制軸向焊接的多層環(huán)板的同心度。
[0007]采用數(shù)控機(jī)床在裝配基準(zhǔn)板和各層環(huán)板的象限點(diǎn)位置刻線。
[0008]采用調(diào)平裝置和水平測量裝置調(diào)平裝配基準(zhǔn)板； 所述的調(diào)平裝置中，底座上設(shè)有定楔塊，定楔塊上設(shè)有與定楔塊滑動(dòng)配合的活動(dòng)楔塊，活動(dòng)楔塊的上端面為水平，活動(dòng)楔塊的一端與螺桿連接，螺桿穿過與底座固定連接的側(cè)板與螺母連接。
[0009]所述的螺母為齒輪螺母，齒輪螺母可轉(zhuǎn)動(dòng)不可軸向移動(dòng)的安裝在與側(cè)板固定連接的卡板內(nèi)；
齒輪螺母與行星減速器的輸出軸上的齒輪嚙合連接，行星減速器的輸入軸通過聯(lián)軸器與電機(jī)連接。
[0010]所述的水平測量裝置中，多個(gè)測量筒放置在裝配基準(zhǔn)板上端面靠近邊緣的位置，測量筒內(nèi)設(shè)有液體，測量筒底部之間通過連通管連通。
[0011]通過深度千分尺測量液面的高度。
[0012]測量筒為透明材質(zhì)，測量筒內(nèi)設(shè)有浮子，浮子外壁設(shè)有標(biāo)尺光柵，測量筒側(cè)壁設(shè)有反射式光柵讀取頭。
[0013]軸向結(jié)構(gòu)件在垂直位置焊接，每一層布置偶數(shù)焊工對(duì)稱同時(shí)焊接，從頂部的一層開始順序往下焊接。
[0014]當(dāng)完成一半的焊接工作時(shí)，按步驟四的方法檢查整個(gè)結(jié)構(gòu)件整體的傾斜度； 在余下的焊接過程中，根據(jù)傾斜方向，由相反方向的焊工先開始焊接。
[0015]利用先焊側(cè)產(chǎn)生的收縮變形來逐步糾正傾斜，保證整個(gè)結(jié)構(gòu)件焊后的同心度。
[0016]本發(fā)明提供的多層環(huán)板軸向焊接的同心度控制方法，通過調(diào)平裝置和水平測量裝置，配合特殊的焊接方法，能夠有效的控制多層環(huán)板結(jié)構(gòu)焊接件的同心度，避免裝配平臺(tái)平面度及水平度精度不足對(duì)結(jié)構(gòu)件的影響。并能夠控制整體結(jié)構(gòu)件的焊接變形，保證各環(huán)板的位置精度及整個(gè)結(jié)構(gòu)件的同心精度。
【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
圖1為定子機(jī)座的剖面結(jié)構(gòu)簡圖。
[0018]圖2為本發(fā)明中環(huán)形端板調(diào)平及環(huán)形腹板定位的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明中環(huán)形腹板定位的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4為本發(fā)明中調(diào)平裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖5為本發(fā)明中水平測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖中:環(huán)形端板1，環(huán)形腹板2，支撐環(huán)3，鐵芯環(huán)4，鍵棒5，筒體6，調(diào)平裝置7，底座71，定楔塊72，活動(dòng)楔塊73，螺桿74，側(cè)板75，齒輪螺母76，電機(jī)77，行星減速器78，卡板79，鉛垂線8，水平測量裝置9，標(biāo)尺光柵91，浮子92，測量筒93，連通管94，反射式光柵讀取頭95，數(shù)顯屏96，定距管10。
【具體實(shí)施方式】
[0023]如圖1~3中，一種多層環(huán)板軸向焊接的同心度控制方法，包括以下步驟:
一、制作形位尺寸符合設(shè)計(jì)要求的裝配基準(zhǔn)板；
本例中以環(huán)形端板1作為裝配基準(zhǔn)板，以作為整個(gè)結(jié)構(gòu)件定位的基準(zhǔn)。環(huán)形端板1通過加工或矯正以具有較高的平面度。按圖紙加工環(huán)形端板1兩平面及內(nèi)外圓。
[0024]二、確定裝配基準(zhǔn)板和各層環(huán)板的內(nèi)、外圓象限點(diǎn)；在裝配基準(zhǔn)板和各層環(huán)板在內(nèi)、外圓象限點(diǎn)的板厚方向上由數(shù)控機(jī)床刻線。也可以采用手工刻線。在環(huán)形零件上劃出十字中心線，并引到外圓或內(nèi)圓象限點(diǎn)的板厚方向，以四個(gè)象限點(diǎn)上的刻線作為定位基準(zhǔn)點(diǎn)。方法取決于結(jié)構(gòu)件的同心度要求，同心度要求越高，則使用劃線精度更高的數(shù)控機(jī)床刻線的方法。
[0025]三、調(diào)平裝配基準(zhǔn)板；
優(yōu)選的方案中，如圖2、4、5中所示，采用調(diào)平裝置7和水平測量裝置9調(diào)平裝配基準(zhǔn)板；
優(yōu)選的方案中，所述的調(diào)平裝置7中，底座71上設(shè)有定楔塊72，定楔塊72上設(shè)有與定楔塊72滑動(dòng)配合的活動(dòng)楔塊73，活動(dòng)楔塊73的上端面為水平，活動(dòng)楔塊73的一端與螺桿74連接，螺桿74穿過與底座71固定連接的側(cè)板75與螺母連接。通過旋轉(zhuǎn)螺母，使螺桿74位移，從而帶動(dòng)活動(dòng)楔塊73位移，通過活動(dòng)楔塊73與定楔塊72之間的楔形面調(diào)節(jié)活動(dòng)楔塊73的上端面的高度。在調(diào)平時(shí)，沿著環(huán)形端板1的圓周，在環(huán)形端板1的底部均布多個(gè)調(diào)平裝置7，通過調(diào)節(jié)調(diào)平裝置7中活動(dòng)楔塊73的上端面的高度實(shí)現(xiàn)環(huán)形端板1的調(diào)平。
[0026]進(jìn)一步優(yōu)選的方案中，所述的螺母為齒輪螺母76，齒輪螺母76可轉(zhuǎn)動(dòng)不可軸向移動(dòng)的安裝在與側(cè)板75固定連接的卡板79內(nèi)；
齒輪螺母76與行星減速器78的輸出軸上的齒輪嚙合連接，行星減速器78的輸入軸通過聯(lián)軸器與電機(jī)77連接。由此結(jié)構(gòu)，通過控制電機(jī)77的旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)平。
[0027]優(yōu)選的方案如圖2、5中，所述的水平測量裝置9中，多個(gè)測量筒93放置在裝配基準(zhǔn)板上端面靠近邊緣的位置，測量筒93內(nèi)設(shè)有