專利名稱：精密裝配大型機械部件的裝置和方法
技術領域：
本發明涉及用于裝配大型機械部件的裝置，特別是涉及以可控制的方式提升和扭轉汽輪機節流閥套的裝置。
雖然像蒸汽輪機這樣的大型機械設備是由較小的分部件和通過使用如螺紋連接這樣的傳統緊固件所組成的部件來構成的，但是，這些部件的尺寸和體積使得裝配工作極為困難。例如，擰入節流閥帽的汽輪機節流閥套重大約54公斤。該閥套有5.50-12UN螺紋，在該螺紋下面有3個緊密配合面。要把該閥套裝在該閥帽中，必須小心地將其降低;對準螺紋并擰緊到適當的力矩。
不幸，通過吊車和其它一般用于操作這樣部件的裝置很難進行這種精密的裝配工作。當閥套降低時，它會接觸閥帽的螺紋部分。就這一點而言，很難充分精確地控制大多數部件操作設備，以防止閥套的全部重量壓在閥帽的螺紋上。由于各種原因，這種情況是不利的。首先，部件會以導致螺紋損壞的方式相互接觸。特別是當螺紋部分不能清楚地看見和部件的尺寸使得難以“感覺”到是否開始產生錯扣時，部件也會以導致錯扣的方式結合在一起。此外，雖然部件最初適當對準地被裝配，但是，部件重量所產生的摩擦力會導致緊固或其它困難，這些困難使得精確的轉矩測量難于進行。
因此，本發明的主要目的是提供一種裝置。借助該裝置，部件能以可控制的方式被引導就位，以避免碰撞和不精確操作所產生的問題;同時，可以有效的方式順序地最終裝配達到規定的力矩。
根據這一目的，本發明屬于一種用于起重和對物體施加轉矩的裝置。它包括用于該裝置與起重裝置連接的起重環裝置、固定到該起重環裝置上的殼體裝置、連接施加轉矩的裝置的傳動裝置、可拆卸地連接該殼體裝置和該轉動裝置的套筒保持裝置、支承物體的支承裝置以及連接該傳動裝置和該支承裝置的本體部分。該本體部分適于與該物體接合。本發明的特征在于，平衡裝置彈性地連接該套筒保持裝置和殼體裝置，這樣，當物體被提升到其待裝配的位置時，物體重量所產生的力被減小，而施加到傳動裝置的轉矩經本體部分傳遞到物體。
本發明的目的還可以通過以下途徑達到上述平衡裝置包括一個與上述殼體滑動配合的承壓板、和置于該承壓板與該平衡裝置之間的彈簧裝置，當由上述支承裝置固定物體時該彈簧產生力。
用于接受直接給上述本體部分施加轉矩的裝置的裝置。連接螺栓在上述承壓板和上述套筒保持裝置間延伸，以便把承壓板的提升力傳遞到該套筒保持裝置。
上述套筒保持裝置是個鎖定銷。該鎖定銷是球頭鎖定銷。
當物體被提升到將被扭轉的位置時，平衡裝置減小了由物體重量所產生的力。施加到傳動裝置的轉矩通過本體部分傳遞到物體。這樣，有關操作大型部件的問題被基本解決，因為，擰螺紋是在減力的情況下開始實現的。本發明的裝置在部件操作裝置和待裝配部件間實現了“柔性”或“浮動”連接。在最佳實施例中，彈性裝置是被壓縮設置的彈簧。該裝置最好還包括在平衡裝置和本體部分間可脫開的連接部分。通過脫開這一連接部分，一部件的全部重量可壓在另一部件上。脫開彈性裝置后，本體部分保留;同時，露出適于接受轉矩扳手或其它裝配工具的部分。
在最佳實施例中，公開了一種在節流閥帽上安裝節流閥套的裝置。該裝配裝置包括一個具有第一端部和第二端部的本體部分。第一端部形成有操縱緊固件的承接座。第二端部適于接受給該裝置提供轉矩的裝置。一桿件在其至少一部分上具有螺紋。它可拆卸地連接到本體部分的第一端部。而支承節流閥套的支承裝置被固定到該桿的末端。
彈簧平衡裝置可減小節流閥套和節流閥帽之間的力。該平衡裝置最好包括一個具有第一端和第二端的殼體部分。第一端有與起重裝置接合的起重環裝置。而第二端可拆卸地連接到本體部分的第二端。彈性裝置設置在該殼體的第一和第二端之間。它可使第一端相對于第二端彈性移動。因此，閥套重量所產生的垂直力被彈性裝置的移動所產生的力減小。
還公開裝配機械部件的方法。設置有螺紋連接部的第一和第二部件。第一部件被裝到第二部件和并有施加轉矩的裝置。裝配裝置有第一端和第二端。第一端適于同給第一部件提供轉矩的裝置相合作。第二端適于連接到部件操作裝置上。在一開始，該裝配裝置被固定到第一部件上。裝配裝置在部件操作裝置和第一部件間設有可脫開的彈性連接。爾后，裝配裝置連接到部件操作裝置上。第一部件被移動到將要安裝到第二部件的位置上。然后，第一部件降低到裝配位置上。部件的螺紋部開始嚙合。然而，第一部件由裝配裝置彈性地支承。這樣，其全部重量沒有壓在第二部件上。爾后，脫開部件操作裝置和第一端間的可脫開的彈性連接并給裝配裝置的第二端提供轉矩。裝配裝置從第一部件拆除，從而完成裝配過程。
結合附圖，從下面僅以示例方式所表示的實施例的說明中，本發明將更加容易理解。在附圖中
圖1是本發明起重和扭轉裝置最佳實施例的整體側視圖。
圖2是圖1的裝置的局部側面剖視圖，以表示優選的彈簧平衡裝置。
本發明所公開的起重和扭轉的裝置可允許大而笨重的部件由吊車或起重機吊起并且可將其引導到待裝配或待安裝的位置上。參考圖1，表示出本發明的整體側視圖。在本發明裝置100的本體部分104的第一端設有安全起重環102。起重環102可提升和操縱本發明裝置100和部件200。該部件通過吊車或如圖1所示的其它起重裝置固定到本發明裝置上。起重環102可單獨使用，或者，與物體或待裝配部件200上設置的另外的起重接點210結合使用。如圖所示，在笨重或輕的大型部件200的情況下，最好包括一個以上的其它輔助點210。另外，纜繩或其它引導裝置可連在到這些輔助點210并可在物體被提升時用來引導、調整或固定操縱物體。
起重環102被固定到彈簧平衡裝置110(下面詳細說明)。彈簧平衡裝置100在吊車或起重機和部件200間提供彈性或“柔性”連接。因此，從廣義上講，本發明可使提升物體的裝置如吊車和待提升物體間彈性地連接。所公開的裝置的優點之一是本發明可以傳統有效的方式安裝部件200并可順序地把其扭轉，完成最終的裝配。
如圖1所示，彈簧平衡裝置110由可拆卸連接裝置116可拆卸地連接到該裝置本體部分104。可拆卸連接裝置最好設有一個單獨作用的球頭鎖定銷106。該鎖定銷插在穿過彈簧平衡裝置110和本體部分104的孔中。最好還設有通孔105。這可使桿插入本體104，以便操作部件。當移開鎖定銷106時，彈簧平衡裝置可從本體104的支架中拆除。余下的裝置借助插入通孔105的桿操縱。另外，當拆除了彈簧平衡裝置110時，給本體部分104提供轉矩的裝置117暴露出來。由此，部件可被轉動實現最終的裝配。在相反于彈簧平衡裝置的本體部分104的一端，設有用于與待裝配物體嚙合連接的承接裝置108。例如，在上述汽輪機節流閥套的條件下，可設置120mm六方連接部以便將閥套200擰入節流閥帽。因此，在最佳實施例中，120mm承接裝置108被固定到或形成在本體部分104的末端。
為了提升物體200，必須在物體200和承接裝置108間提供連接。這樣的連接導致本發明裝置100和待裝物體200成為一個單一件。因此，物體200和裝置100能夠一起操縱，直至完成裝配和從物體200上拆除本發明裝置100。在最佳實施例中，設有連接到本體部分104和承接裝置108的螺桿120。螺桿120的鄰近端最好是剛性的并可拆卸地連接到本體部分104。最好在承接裝置108上設置一個孔或其它接合裝置以及止動螺絲109。該止動螺絲與螺桿120垂直并可防止它從承接裝置108退出。在螺桿120的末端設有導向或支承裝置122。如圖所示，支承裝置直接擰到螺桿120上。最好設置滾花部分123以便支承裝置相對物體200緊固。如圖1所示，螺桿120通過物體200延伸并由支承裝置122終止于其末端。支承裝置122緊靠物體200擰緊以相對物體200牢固夾持本發明裝置100。可以理解，支承裝置122的設計將由物體200的幾何形狀所確定。如圖1所示，如果螺桿120延伸通過物體的這部分是相對的小直徑孔，支承裝置可由一略大些的元件構成。該元件具有緊靠物體200的表面。要使用其它物體，最好支承裝置122設有較大的表面面積。總之，應設計支承裝置122以便它可從本體部分104上拆卸并且可使本發明裝置100從待裝物體或部件200上拆除。
圖2表示彈簧平衡裝置110的最佳實施例的細節。起重環102被固定到平衡裝置殼體112的第一端。平衡裝置112相反的一端裝到套筒保持裝置114上。套筒保持裝置114在平衡裝置殼體和該裝置本體部分104間有連接部。如上所述，套筒保持裝置最好以可拆卸的方式連接到本體部分104。為此目的，設置銷106。該銷106穿過套筒保持裝置和用于給本體部分104提供轉矩的傳動裝置116。在最佳實施例中，傳動裝置116包括一個25mm方形驅動頭。傳動裝置116最好是57mm承接頭117的傳動端部。承接頭117的外徑大約是82mm。因此，它可裝到具有大約82mm內徑的管子的一部分上并在適當位置焊接。在相反的一端，承接裝置108可類似地在適當位置焊接。這樣，如圖1所示，本體部分104由具有方形驅動頭的承接頭117和另一承接裝置108的管狀部分構成。承接頭117被焊接到第一端以便傳動部分116被暴露出來。承接裝置108被焊接到第二端以便承接部分被暴露出來。
參考圖2，在平衡裝置外殼112內部，表示出彈性裝置。該彈性裝置實現本發明提升情況下的“浮動”效果。設有滑動地裝到平衡裝置外殼112內部的承壓板150。承壓板被設計成可滑動地套裝在連接螺栓160上并避免與其干涉。如圖所示，連接螺栓160的頭部162緊靠套筒保持裝置114的內表面。連接螺栓160的螺栓部分向上延伸到平衡裝置外殼112中。連接螺栓160的末端與螺母161或其它螺紋連接件配合。其它的螺紋連接件有比螺栓160的外徑稍大的直徑。如圖所示，墊圈還可放在螺母161和承壓板150之間。因此，承壓板150上的孔徑必須略微大于螺栓160的外徑并且略小于螺母161的直徑，以便使承壓板150緊靠螺母161而不脫出。
固定到平衡裝置殼體112上的是一個或多個導向桿152。該導向桿通過承壓板150上的孔延伸。這些孔被加工成在承壓板150和導向桿152上的動配合的尺寸。壓縮彈簧154圍繞導向桿152并置于承壓板150和平衡裝置殼體112的底部之間。彈簧154的數量和位置取決于各種因素，如將承受的負載和可獲得的彈簧的彈簧常數。然而，盡管如圖示壓縮彈簧部件是本發明的最佳實施例，但是，也可設置其它彈性裝置，如拉伸彈簧，彈性件或液壓缸。在大多數應用的場合，該裝置被設計成，該裝置上所放的負載使套筒保持裝置114自彈性平衡裝置110少量地位移。這一位移在操作和裝配時可使該裝置和所連接的部件彈性地沿任一方向移動。
在使用時，首先，將本發明裝置固定到待裝配的部件上。通過把承接裝置108放在部件適于接受它的部分并把支承裝置122擰到螺桿120上，這一工作可以完成。在其它的實例中，例如，當沒有螺桿120通過的適當的孔時，其它的固定裝置也是必須的。在這種情況下，該裝置的設計將通過增加適當的緊固板、支撐桿、伸出部分或其它可拆卸地固定部件的裝置211得到改進，在部件上安裝該裝置后，開始使用普通的部件操作設備進行裝配。
在該裝置上安全起重環102的設置可允許至少一個點與吊車或其它起重裝置連接。在某些情況下，最好其供其它的點與待操作的物體連接以便可以穩定地操作。然后，部件被大約移動到配裝的位置。部件的全部重量大體上由安全起重環102承受，因而，它也由本發明裝置承受。如上所述，就這一點而言，套筒保持裝置114將自彈簧平衡裝置110位移。現在，待裝的部件開始下降。
由于吊車的作用部件降低時，螺紋和/或部件的其它部分在待裝配的位置開始接觸。然而，與普通的裝置不同，接觸力將不是由部件的全部重量所產生的。相反，本發明裝置通過上述彈簧平衡裝置110的作用提供平衡力，這樣形成“柔性”組裝。當部件降低并開始接觸時和在螺紋最初嚙合時，由于本發明裝置所提供的彈性可更精確地操作部件。如圖示，設有穿過本體部分104的孔105。該孔可使一根桿通過裝置插入。該桿可用于使螺紋穩妥地移動到適當的位置上并開始彼此轉動兩部件，而且幾乎可消除錯扣的可能性。
部件開始擰到適當的位置后，部件操作裝置脫開連接或者將拉力放松，這樣該裝置上沒有向上的力。銷106可被拉出并除去彈簧平衡裝置110。由此，傳動裝置116被暴露出來。這時，因為部件已被擰到適當的位置上，所以，可把適當的轉矩扳手用于該傳動裝置。現在，部件可被裝配到其最終的力矩。
部件完全到位后，可通過擰松開支承122并退出帶有螺桿120的裝置，這樣可拆除本發明裝置;或者，通過拆卸保持螺桿120就位的止動螺絲109使螺桿120被拆除，這樣也可以拆除本發明裝置后者的操作可從與扭轉操作相同的一側進行。在進出受限制的一定場合，這種操作是理想的。如熟悉本領域的普通技術人員所理解的那樣，如果用另外的方法把裝置連接固定到部件上，那么也必須提供另外的拆卸方法。
權利要求
1.用于起重和對物體施加轉矩的裝置，它包括用于該裝置與起重裝置相連接的起重環裝置(102)，一個固定到該起重環裝置的殼體裝置(112)，連接施加轉矩裝置的傳動裝置(116)，可拆卸地連接該殼體裝置(112)和該傳動裝置(116)的套筒保持裝置(114)，支承物體的支承裝置(122)，和連接該傳動裝置(116)和該支承裝置(122)的本體部分(104)，該本體部分(104)適于與上述物體部分相接合，其特征在于，彈性地連接該套筒保持裝置(114)和該殼體裝置(112)的平衡裝置(110)，當上述物體被提升到其待裝配的位置時，由物體重量所產生的力被減小，施加到該傳動裝置(116)的轉矩經該本體部分(104)傳遞到上述物體。
2.按權利要求1所述的裝置，其特征在于，上述平衡裝置(110)，包括一個與上述殼體(112)滑動配合的承壓板(150)、和置于該承壓板(150)與該平衡裝置(110)之間的彈簧裝置(154)，當由上述支承裝置(122)固定物體時該彈簧產生力。
3.按權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，用于接受直接給上述本體部分(104)施加轉矩的裝置的裝置(105)。
4.按權利要求2所述的裝置，其特征在于，連接螺栓(160)在上述承壓板(150)和上述套筒保持裝置(114)間延伸，以便把承壓板(150)的提升力傳遞到該套筒保持裝置(114)。
5.按權利要求1至4的任何權利要求所述的裝置，其特征在于，上述套筒保持裝置是個鎖定銷(106)。
6.按權利要求5所述的裝置，其特征在于，該鎖定銷(106)是球頭鎖定銷。
全文摘要
在用于起重和對物體施加轉矩的裝置中，包括，固定到起重環(102)上的殼體(112)，施加轉矩的傳動裝置(116)，可脫開地連接殼體(112)和傳動裝置(116)的套筒保持裝置(114)，支承物體的支承裝置(122)，和連接傳動裝置(116)和支承裝置(122)的本體部分(104)，設置平衡結構(110)以便彈性地連接套筒保持裝置(114)和殼體(112)。從而，在待裝配位置物體重量所產生的力被減小。施加到傳動裝置(116)的轉矩經本體部分(104)傳遞到物體。
文檔編號B23P19/06GK1053409SQ9110010
公開日1991年7月31日 申請日期1991年1月4日 優先權日1990年1月5日
發明者馬施爾·約·羅斯 申請人:西屋電氣公司