專利名稱：一種自由可調的電磁吸附式柔性胎架結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及船舶和海工裝備大型合攏建造領域，特指一種自由可調的電磁吸附式柔性胎架結構，特別適用于大型分段、復雜形狀分段的分段合攏建造。其可操作性強、適用性好、工作效率高、可重復使用，加工質量高。
背景技術：
在建造大型船舶和海工產品等過程中，常常采用分段建造的方法將船舶等劃分為幾個部分，分別建造，然后將各個分段進行合攏。由于各個分段的形狀不規則，在分段建造和合攏過程中，需要胎架為分段提供支撐以保證其精度和穩定性，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。隨著數控切割的廣泛應用，構件精度的提高，分段的線性精度可由構件來保證，因而胎架的形式可由焊接式演變為支撐式胎架。現在通用的胎架就為支撐式胎架，其特點在于在胎架底部相應位置安裝胎架支撐桿，支撐桿的長度根據胎架底部到相應分段底部的高度選定，然后將支撐桿與分段相應位置進行焊接，在完成運輸、合攏后，將支撐桿與分段斷開，并將斷口打磨平滑。這種胎架的構建方法存在以下問題1、支撐桿的長度是根據胎架底部到相應分段底部的高度選定的，并在胎架與分段分離時被切斷，不能重復利用，帶來了材料的浪費，以及加工成本的提高，加工質量差，設備占用率高，延長了工期。2、支撐桿和分段的連接是通過焊接來完成的，在完成運輸、合攏后，將支撐桿與分段斷開，并將斷口打磨平滑，這種方式對分段的焊接處的材料造成了損傷，加大了腐蝕、破損的風險，加大了船舶、海工裝備等的安全隱患，而且增加了后續工作量。3、支撐桿和分段是通過電焊完成連接的，連接面積小需要多個支撐桿才能完成對分段的支撐，胎架個數多，工期時間長，設備占用率高。4、對于復雜曲面分段，現有胎架設計和調整費時費力。
發明內容
本發明的目的是提供一種可重復使用的適合曲面分段建造的自由可調電磁吸附式柔性胎架結構。通過調節胎架支撐桿高度以及利用支撐桿頂部的電磁鐵與分段進行連接，以達到可重復使用的目的。本發明可操作性強、適用性好、工作效率高、可重復使用，特別適用于分段形狀不規則的分段連接，其精確度高，穩定性好，減少后續加工量和胎架的使用里。本發明所提供的一種自由可調的電磁吸附式柔性胎架結構，主要包括胎架底座、 胎架支撐管、兩個連接耳、保護法蘭、電流控制器、電線、全角度旋轉頭、電磁式帶弧度托板、 橫向支撐桿、底座加強筋等，其特征在于，胎架底座為單獨的圓形法蘭狀，胎架支撐管分為上螺旋管和下螺旋管，其中胎架底座通過焊接與下螺旋管連接，并通過底座加強筋加固下螺旋管；上螺旋管和下螺旋管通過螺紋連接，用以調節胎架高度；在下螺旋管1/4 3/4處安裝兩個連接耳，并且每個連接耳可實現360°旋轉，用于連接橫向支撐桿，以增加胎架強度、穩定性；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法蘭，以保護電流控制器；在胎架頂端加裝全角度旋轉頭和電磁式帶弧度托板，通過電磁式帶弧度托板完成胎架與分段的連接，其中全角度旋轉頭和電磁式帶弧度托板是固定在一起的，通過電線與電流控制器連接，電流控制器與電源相連接， 根據不同弧度的分段連接處選擇對應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行抗磨處理，吸附力可以通過電流強度進行調整。上述的自由可調的電磁吸附式柔性胎架結構，其特征在于，胎架底座上開有4個互成90°的螺紋孔。上述的自由可調的電磁吸附式柔性胎架結構，其特征在于，在每個連接耳的上下方均分別焊接固定法蘭，以限定每個連接耳的縱向移動，固定法蘭的位置為與相應的連接耳的上下面的間距保持在2mm IOmm之間。上述的自由可調的電磁吸附式柔性胎架結構，其特征在于，全角度旋轉頭可以插入上螺旋管進行360°旋轉，并且全角度旋轉頭開有內槽，安裝時可將上螺旋管插入內槽內，以減少在運輸安裝分段時全角度旋轉頭的傾斜度，保證全角度旋轉頭的穩定性。上述的自由可調的電磁吸附式柔性胎架結構，其特征在于，橫向支撐桿的兩端具有螺紋，其長度系列化，其長度可以選擇，能根據各個胎架不同間距選擇不同的橫向支撐桿，使用時將橫向支撐桿插入第一連接耳或第二連接耳內，并通過第一連接耳或第二連接耳兩側的螺母進行固定，其中橫向支撐桿兩端的螺紋分別為橫向支撐桿的總長的1/4 1/2。上述的一種自由可調的電磁吸附式柔性胎架結構，其特征在于，電磁式帶弧度托板的曲率規格化、系列化，電磁式帶弧度托板的長L、寬K與下螺栓管的直徑D的關系為L =1. 25D 2D、K = 1. 25D 1. 5D。上述的自由可調的電磁吸附式柔性胎架結構，其特征在于，胎架底座可以與其他底座進行連接。本發明具有如下技術優勢1、將胎架支撐桿改為上、下螺紋管，通過旋轉上螺紋管來達到宏微調節高度的目的，有效地避免了傳統胎架中胎架管利用率低的問題，大大減少了材料的浪費，降低了加工成本，提高了設備占用率，縮短了工期。2、電磁式帶弧度托板和分段是通過電磁鐵進行連接的，降低了傳統胎架中通過焊接帶來的安全隱患，無需焊接，無需后續打磨工作，降低了加工成本，提高了設備利用率，縮短了工期。3、胎架與分段通過電磁式帶弧度托板連接，連接面積遠遠大于傳統電焊面積，有效減少了胎架個數，穩定性增強，而且可以重復使用。4、由于胎架底座采用單獨的圓形法蘭狀鑄鐵，并且各個胎架之間通過橫向支撐桿連接，各個連接耳可以360°旋轉，實現了可以任意擺放胎架的目的，達到了胎架的最大利用化的目的。
圖1為自由可調的電磁吸附式柔性胎架結構示意圖；圖2為電磁式帶弧度托板和全角度旋轉頭結構圖；圖3為自由可調的電磁吸附式柔性胎架與帶弧度分段作用結構示意圖；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.保護法蘭6.電流控制器7.電線8.全角度旋轉頭9.電磁式帶弧度托板10.第二連接耳11.橫向支撐桿12.底座加強筋13.底座螺紋孔14.螺母15.分段。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明進一步詳細說明。如圖1所示，一種自由可調的電磁吸附式柔性胎架結構，主要包括胎架底座1、胎架支撐管、兩個連接耳、保護法蘭5、電流控制器6、電線7、全角度旋轉頭8、電磁式帶弧度托板9、橫向支撐桿11、底座加強筋12，其中胎架底座1為單獨的圓形法蘭狀，胎架支撐管分為上螺旋管4和下螺旋管2，胎架底座1通過焊接與下螺旋管2連接，并通過底座加強筋12 加固下螺旋管2，胎架底座1上開有4個互成90°的螺紋孔，必要時可以與其他底座進行連接，上螺旋管4和下螺旋管2通過螺紋連接，用以調節胎架高度；在下螺旋管1/4 3/4處安裝兩個連接耳第一連接耳3和第二連接耳10，并且每個連接耳可實現360°旋轉，用于連接橫向支撐桿11 ；在每個連接耳的上下方分別焊接固定法蘭，以限定每個連接耳的縱向移動，固定法蘭的位置為與相應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下方加焊保護法蘭5，以保護電流控制器6。如圖2所示，胎架頂端加裝帶有內槽的全角度旋轉頭8和電磁式帶弧度托板9，其中電磁式帶弧度托板9的長L、寬K與下螺栓管2直徑D的關系為L = 1. 25D 2D、K = 1. 25D 1. 5D，全角度旋轉頭8和電磁式帶弧度托板9是固定在一起的，并通過電線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，在本發明的自由可調的電磁吸附式柔性胎架結構使用過程中，可根據實際分段15的重量、合攏要求、擺放位置和穩定性情況，確定胎架支撐位置和胎架個數， 并根據企業實際情況和標準化、規范化的要求，生產系列化電磁式帶弧度托板9，再根據不同弧度的分段15底部形狀選取與其對應的電磁式帶弧度托板9，并根據分段15上的支撐位置和分段15的法線方向選擇如圖4所示的對應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的接觸表面進行抗磨處理，通過電磁式帶弧度托板9完成胎架與分段15的連接。根據各個胎架間的距離選取長度相近的橫向支撐桿11，將橫向支撐桿11插入各個下螺旋管2上的第一連接耳3和第二連接耳10內，并通過螺母14固定，以增加胎架的穩定性，其中橫向支撐桿11兩端螺紋分別為橫向支撐桿11總長的1/4 1/2。根據胎架底座1與分段15之間的距離，旋轉上螺旋管4到離分段15底面30cm 40cm處；選擇好能支撐對應電磁式帶弧度托板9的全角度旋轉頭8，并將全角度旋轉頭8插
5入上螺旋管4，通過電線7與電流控制器6相連接，電流控制器與電源相連接；當旋轉上螺旋管4到離分段Icm 3cm處時，打開電源，將電流控制在適當強度，使電磁式帶弧度托板 9和全角度旋轉頭8能夠吸附在分段上，吸附力可以通過電流強度進行調整；繼續旋轉上螺旋管4，直到能和全角度旋轉頭8開設的凹槽完全接觸時，并適當調整電磁式帶弧度托板 9以達到能和分段15有最佳的貼合度；根據分段和吸附力的需求情況，調整合適的電流強度，可以滿足運輸、合攏的需求；完成運輸、合攏后，關閉電流，旋轉上螺旋管4，使胎架與分段15進行分離。將電磁式帶弧度托板9和全角度旋轉頭8取下，拆下橫向支撐桿11，按照規格統一擺放和管理。本發明的自由可調的電磁吸附式柔性胎架結構，當分段形狀改變時，在布置胎架時，只需根據分段重量、合攏要求、擺放位置和穩定性情況，選擇對應曲率和類別的電磁式帶弧度托板9。本發明的自由可調的電磁吸附式柔性胎架結構，通過調節胎架支撐桿高度以及利用支撐桿頂部的電磁鐵與分段進行連接，以達到可重復使用的目的。本發明可操作性強、適用性好、工作效率高、可重復使用，特別適用于形狀不規則的分段連接，其精確度高，加工質量好。
權利要求
1.一種自由可調的電磁吸附式柔性胎架結構，主要包括胎架底座(1)、胎架支撐管、 兩個連接耳、保護法蘭(5)、電流控制器(6)、電線(7)、全角度旋轉頭(8)、電磁式帶弧度托板(9)、橫向支撐桿(11)、底座加強筋(12)，其特征在于，胎架底座(1)為單獨的圓形法蘭狀，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)通過焊接與下螺旋管 (2)連接，并通過底座加強筋(1 加固下螺旋管O)；上螺旋管(4)和下螺旋管( 通過螺紋連接，用以調節胎架高度；在下螺旋管1/4 3/4處安裝兩個連接耳第一連接耳(3)和第二連接耳(10)，并且每個連接耳可實現360°旋轉，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)下方加焊保護法蘭(5)，以保護電流控制器(6)；胎架頂端加裝全角度旋轉頭⑶ 和電磁式帶弧度托板(9)，電磁式帶弧度托板(9)與分段(15)的接觸表面進行抗磨處理， 通過電磁式帶弧度托板(9)完成胎架與分段(1 的連接，其中全角度旋轉頭(8)和電磁式帶弧度托板(9)是固定在一起的，通過電線(7)與電流控制器(6)連接，電流控制器(6)與電源相連接，根據不同弧度的分段連接處選擇對應的電磁式帶弧度托板(9)與分段本體連接，吸附力可以通過電流強度進行調整。
2.根據權利要求1所述的自由可調的電磁吸附式柔性胎架結構，其特征在于，胎架底座(1)上開有4個互成90°的螺紋孔(13)。
3.根據權利要求1所述的自由可調的電磁吸附式柔性胎架結構，其特征在于，在每個連接耳的上下方均分別焊接固定法蘭，以限定每個連接耳的縱向移動，固定法蘭的位置為與相應的連接耳上下面的間距保持在2mm IOmm之間。
4.根據權利要求1所述的自由可調的電磁吸附式柔性胎架結構，其特征在于，全角度旋轉頭(8)可以插入上螺旋管(4)進行360°旋轉，并且全角度旋轉頭(8)開有內槽，安裝時可將上螺旋管(4)插入內槽內，以減少在運輸安裝分段時全角度旋轉頭(8)的傾斜度，保證全角度旋轉頭(8)的穩定性。
5.根據權利要求1所述的自由可調的電磁吸附式柔性胎架結構，其特征在于，橫向支撐桿(11)的兩端具有螺紋，其長度根據各個胎架不同間距選擇，使用時將橫向支撐桿(11) 插入第一連接耳C3)或第二連接耳(10)內，并通過第一連接耳C3)或第二連接耳(10)兩側的螺母(14)進行固定，其中橫向支撐桿(11)兩端的螺紋分別為橫向支撐桿(11)總長的 1/4 1/2。
6.根據權利要求書1所述的自由可調的電磁吸附式柔性胎架結構，其特征在于，電磁式帶弧度托板(9)的曲率規格化、系列化，電磁式帶弧度托板(9)的長L、寬K與下螺栓管 (2)的直徑D的關系為L = 1. 25D 2D、K = 1. 25D 1. OT。
7.根據權利要求2所述的自由可調的電磁吸附式柔性胎架結構，其特征在于，胎架底座(1)與其他基座進行連接。
全文摘要
本發明涉及一種自由可調的電磁吸附式柔性胎架結構，包括胎架底座(1)、下螺旋管(2)、第一連接耳(3)、上螺旋管(4)、保護法蘭(5)、電流控制器(6)、電線(7)、全角度旋轉頭(8)、電磁式帶弧度托板(9)、第二連接耳(3)、橫向支撐桿(11)、底座加強筋(12)。根據船體分段需求，設計并生產不同曲率的電磁式帶弧度托板(9)，電磁式帶弧度托板(9)與分段的連接通過電磁效應吸附在分段本體上，電磁式帶弧度托板(9)的方位由全角度旋轉頭(8)控制，同時通過下螺旋管(2)和上螺旋桿(4)的螺紋連接來完成胎架高度的宏微調節，胎架的布置個數根據分段重量和胎架強度設置。
文檔編號B25B11/00GK102166738SQ20111005355
公開日2011年8月31日 申請日期2011年3月7日 優先權日2011年3月7日
發明者屠艷, 莊建軍, 張朝陽, 張永康, 李炳男, 楊超君, 王勻, 許楨英 申請人:江蘇大學