大型双层壳体的卧式装配工装及方法与流程

1.本发明涉及一种大型双层壳体的卧式装配工装及装配方法，具体是解决双层带有内外环筋的大长壳体装配问题。


背景技术：

2.随着技术水平的不断发展，材料科学与机械设计水平的不断提升，双层壳体因其良好的抗压性能与功能性被广泛应用与各种产品中。同时，该类产品的装配要求也不断提高，装配难度也在不断上升。
3.具体来讲，现有的装配方法存在的技术问题如下：1）目前主流双层壳体结构在装配时，主要采用立式吊装方法，该方法对于场地，设备要求较高，在装配大型双层壳体时，由于体积、重量较大，现场条件满足困难，存在安全风险。
4.2）大型双层壳体往往包含内、外结构加强筋，端面为法兰结构，两层壳体间含有多道o型密封圈结构，装配时存在干涉、阻力较大、通过困难，同时难以控制角相。
5.3）大型双层壳体一般长度长、直径和重量较大，由于自重原因可能会发生形变，造成壳体中心轴线下移或偏离现象，使内外壳体形成干涉，难以装配。


技术实现要素：

6.本发明为解决大长度双层壳体在吊装装配时存在的装配时存在干涉、作业困难的技术问题，提供一种大型双层壳体的卧式装配工装及装配方法。
7.本发明所述大型双层壳体的卧式装配工装是采用如下技术方案实现的：一种大型双层壳体的卧式装配工装，包括底座、方轨和至少一个运动壳体支撑座；底座呈前后走向，底座后端安装有第一导轨支撑座，底座中部安装有第二导轨支撑座，在底座的第一、第二导轨支撑座之间设有静止壳体支撑座；底座上由第二导轨支撑座向底座前端延伸的方向上设有前后走向的滑轨，滑轨上活动设有至少一个导轨运动小车；第一导轨支撑座顶部与方轨的末端转动连接，方轨走向与底座走向相同；至少一个运动壳体支撑座活动设置在方轨上；静止壳体支撑座顶部装有轴向呈前后走向的静止壳体支撑滚轮及锁紧装置；第二导轨支撑座转动安装在底座上且能够在竖直方向实现定位以支撑方轨；导轨运动小车包括小车底座以及高度能够调节的上支撑部，上支撑部能够沿与滑轨垂直的方向在小车底座上横向调节，且上支撑部与小车底座之间为拆卸式连接。
8.方轨可通过第一、第二导轨支撑座以及导轨运动小车实现支撑，其中第二导轨支撑座可以转动且定位，导轨运动小车的上支撑部能够拆卸，因此第二导轨支撑座和导轨运动小车可以交替支撑，进而能够实现内、外壳体套到方轨外侧实现装配。静止壳体支撑座用于支撑外壳体，且其上的静止壳体支撑滚轮能够转动以调节外壳体的径向位置，运动壳体支撑座用于支撑内壳体并运输至外壳体所在位置。导轨运动小车可通过前后移动以及其上
支撑部的横向移动来调整方轨的形变姿态，确保装配的精度。
9.本发明所述的大型双层壳体的卧式装配方法是采用如下技术方案实现的：一种大型双层壳体的卧式装配方法，包括如下步骤：1）将外壳体安装到装配工装上将导轨运动小车的上支撑部拆下，并将第二导轨支撑座竖起，外壳体通过吊装方式穿过方轨，当外壳体吊装到第二导轨支撑座和导轨运动小车之间时，先将导轨运动小车的上支撑部装回导轨运动小车上并支撑方轨，将第二导轨支撑座放倒，再继续将外壳体吊装放置在静止壳体支撑座上；2）将内壳体安装到装配工装上将导轨运动小车的上支撑部拆下，并将第二导轨支撑座竖起，内壳体通过吊装方式穿过方轨，放置在运动壳体支撑座上，再将导轨运动小车的上支撑部装回导轨运动小车上，同时放倒第二导轨支撑座；3）内外壳体进行装配内壳体通过运动壳体支撑座沿方轨向放置在静止壳体支撑座上的外壳体方向运动，在运动装配过程中，通过调节导轨运动小车的进退以及导轨运动小车上支撑部的横向移动对方轨进行上下和左右的调整，进而保证内壳体顺利进入外壳体内部；在运动壳体支撑座带动内壳体向外壳体方向滑动时，导轨运动小车进行同步移动，不断减小方轨的形变；内外壳体径向关系可以通过转动外壳体实现，配合完成内外壳体之间的装配。
10.本发明有益效果如下：1）采用卧式装配的方法，降低大长度双层壳体在吊装装配时高度过高、对场地、设备所提出的要求，减少安全风险；2）运用内穿轨道的方法，保证壳体装配过程中稳定，相对位置可控，角相位可调整。提高装配精度，保证壳体复杂结构通过良好、装配到位；3）卧式装配能够对内、外壳体分别采用多点支撑固定，有效减少壳体形变，保证装配精度。同时轨道在装配过程中可时刻调整，轨道支点随两层壳体装入不断前移，减少轨道形变。
附图说明
11.图1本发明所述大型双层壳体的卧式装配工装结构示意图。
12.图2 第一导轨支撑座结构示意图。
13.图3静止壳体支撑座主视结构示意图。
14.图4为图3的侧视图。
15.图5第二导轨支撑座结构示意图。
16.图6导轨运动小车结构示意图。
17.图7运动壳体支撑座结构示意图。
18.图8内壳体支撑结构示意图。
19.1-底座，2-方轨，3-运动壳体支撑座，4-第一导轨支撑座，5-静止壳体支撑座，6-第二导轨支撑座，7-导轨运动小车；31-滑动底座，32-第一滑动滚轮，33-第二滑动滚轮，34-内壳体支撑，35-连接螺
栓；41-第一支撑柱，42-调节锁紧轮，43-推力轴承；51-静止支撑柱，52-滚轮轴，53-静止壳体支撑滚轮；61-第二支撑柱，62-旋转机构，63-定位销孔，64-防滑垫；71-小车底座，72-小车滚轮，73-滑动座，74-小车调节锁紧轮，75-调节柱，76-小车支撑柱，77-小车推力轴承，78-止动销，79-小车支撑滚轮。
具体实施方式
20.以下结合附图对本发明所述工装以及方法做进一步的说明。
21.如图1所示，一种大型双层壳体的卧式装配工装，包括底座1、方轨2和至少一个运动壳体支撑座3；底座1呈前后走向，底座1后端安装有第一导轨支撑座4，底座中部安装有第二导轨支撑座6，在底座的第一、第二导轨支撑座之间设有静止壳体支撑座5；底座1上由第二导轨支撑座6向底座1前端延伸的方向上设有前后走向的滑轨，滑轨上活动设有至少一个导轨运动小车7；第一导轨支撑座4顶部与方轨2的末端转动连接，方轨2走向与底座1走向相同；至少一个运动壳体支撑座3活动设置在方轨2上；静止壳体支撑座5顶部装有轴向呈前后走向的静止壳体支撑滚轮53及锁紧装置；第二导轨支撑座6转动安装在底座1上且能够在竖直方向实现定位以支撑方轨2；导轨运动小车7包括小车底座71以及高度能够调节的上支撑部，上支撑部能够沿与滑轨垂直的方向在小车底座71上横向调节，且上支撑部与小车底座71之间为拆卸式连接。
22.如图2所示，底座1前端开有光孔，第一导轨支撑座4包括杆状的第一支撑柱41以及与第一支撑柱41螺纹连接的调节锁紧轮42，第一支撑柱41穿过调节锁紧轮42后伸入底座1的孔内；所述方轨2末端与第一支撑柱41顶部转动连接。调节锁紧轮42与底座1之间设有一个推力轴承43，调节锁紧轮42靠自重压在推力轴承43上，便于转动；或者推力轴承43的下圈可以限位于底座上的限位槽内，调节锁紧轮42底部也开有限位槽，推力轴承43的上圈卡在调节锁紧轮42的限位槽内并通过销实现连接。
23.如图3、4所示，静止壳体支撑座5至少包括两组，两组静止壳体支撑座5前后排列，每组静止壳体支撑座5由两个静止支撑柱51组成，两个静止支撑柱51横向排列；每个静止支撑柱51顶部安装有通过滚轮轴52安装有静止壳体支撑滚轮53，静止壳体支撑滚轮53轴向呈前后走向。在需要外壳体定位时锁紧装置可以锁紧静止壳体支撑滚轮。
24.如图5所示，第二导轨支撑座6包括第二支撑柱61、旋转机构62以及定位销；所述第二支撑柱61通过旋转机构62转动安装在底座1上，旋转机构62上开有定位销孔63并通过定位销实现第二支撑柱61的定位；第二支撑柱61顶部安装有防滑垫64。
25.如图6所示，导轨运动小车的小车底座71下方安装有小车滚轮72；所述上支撑部包括滑动座73、小车调节锁紧轮74、调节柱75、小车支撑柱76、小车推力轴承77、止动销78、销轴、小车支撑滚轮79；小车底座72上开有横向滑槽，滑动座73滑动安装在横向滑槽内且通过小车底座72上设置的销轴实现定位，滑动座73上方开有光孔，调节柱75下端插入光孔内，调节柱75位于光孔外的部分通过螺纹与小车调节锁紧轮74连接，小车调节锁紧轮74与滑动座73顶部之间设有小车推力轴承77，小车调节锁紧轮74靠自重压在小车推力轴承77上方，便于小车调节锁紧轮74的转动；或者在滑动座73在光孔的外缘上开有凹槽，小车推力轴承77
的下圈限位于该凹槽内，小车调节锁紧轮74底部也开有凹槽，小车推力轴承77的上圈限位于小车调节锁紧轮74的底部凹槽内并通过销实现连接；滑动座73上开有连通光孔内外的销孔，调节柱75上开有竖向的限位槽，所述止动销78由销孔插入光孔内并卡在调节柱75的限位槽内；小车支撑柱76安装在调节柱75顶部，小车支撑滚轮79安装在小车支撑柱76顶部以支撑方轨2。
26.如图7、8所示，所述运动壳体支撑座3有两组，每个运动壳体支撑座3包括滑动底座31，滑动底座31前后分别设有一对第一滑动滚轮32，滑动底座31两侧均向下延伸后又相向延伸并安装有一对第二滑动滚轮33，所述第一滑动滚轮32位于方轨2上表面，第二滑动滚轮33卡在方轨2下表面；滑动底座31上方横向安装有呈圆弧状的内壳体支撑34。
27.图1中，底座1上表面呈台阶状结构，底座1设有滑轨的部分低于其余部分，第二导轨支撑座6位于台阶的边缘。
28.第一导轨支撑座的第一支撑柱与调节锁紧轮为螺纹连接，第一支撑柱同时插入底座上光孔内。可以通过水平旋转调节锁紧轮调整第一支撑柱的垂直高度，并通过锁紧调节锁紧轮固定。同时第一支撑柱可以沿竖直方向旋转。第一导轨支撑座的高度调整幅度较少，一般在装配时会适当调整一下方轨的角度。
29.静止壳体支撑座固定在底座上，延中心线对称布置，两组共四个，位置可以进行调整。间距依据外壳体直径布置，顶端安放有静止壳体支撑滚轮及锁紧装置，通过滚轮与外壳体接触便于外壳体沿轴向进行旋转、锁定。
30.第二导轨支撑座通过旋转机构固定在底座上，可直立与放倒，通过定位销进行固定。
31.导轨运动小车的小车底座可以通过轮子或其它机构在底座轨道槽中进行移动，小车上有滑动槽用于滑动座进行横向移动，同时小车底座上有锁紧机构，用于固定滑动座横向位置。滑动座下有两个销轴在滑动槽中固定位置，上有光孔用于调节柱移动空位。调节柱整体外螺纹结构，通过与小车调节锁紧轮配合调整调节柱的高度，头部有连接机构与小车支撑柱进行连接。小车支撑柱上部位有小车支撑滚轮，在对方轨形成支撑的前提下，能够进行移动，同时能够进行轴向移动调整方向。
32.方轨通过第一、第二导轨支撑座以及导轨运动小车进行支撑，结构可不限定为方钢，在保证上下表面能够进行滑动与形变可控的前提下，可采用其它结构（如工字钢等）。
33.运动壳体支撑座包括滑动底座以及内壳体支撑，滑动底座共设置三组滚动轮，两组用于对壳体的支撑，一组从下部抱紧方轨防止滑动小车侧翻，防止侧翻，滑轮位置能够进行调节，保证抱紧方轨；滑动底座上部有连接结构（连接螺栓）与内壳体支撑相连接。内壳体支撑下部与小车连接，上部为半圆形结构，对内壳体进行支撑。一组机构共配备二到多组运动壳体支撑座，依据壳体长度调整。
34.装配时使用如图1-8所示工装，具体使用方法及装配步骤如下：1）将外壳体安装到装配工装上将导轨运动小车7的上支撑部拆下，并将第二导轨支撑座6竖起，外壳体通过吊装方式穿过方轨2，当外壳体吊装到第二导轨支撑座6和导轨运动小车7之间时，先将导轨运动小车7的上支撑部装回导轨运动小车7上并支撑方轨2，将第二导轨支撑座6放倒，再继续将外壳体吊装放置在静止壳体支承座5上；
2）将内壳体安装到装配工装上将导轨运动小车7的上支撑部拆下，并将第二导轨支撑座6竖起，内壳体通过吊装方式穿过方轨2，放置在运动壳体支撑座3上，再将导轨运动小车7的上支撑部装回导轨运动小车7上，同时放倒第二导轨支撑座6；3）内外壳体进行装配内壳体通过运动壳体支撑座3沿方轨2向放置在静止壳体支撑座5上的外壳体方向运动，在运动装配过程中，通过调节导轨运动小车7的进退以及导轨运动小车7上支撑部的横向移动对方轨进行上下和左右的调整，进而保证内壳体顺利进入外壳体内部；在运动壳体支撑座3带动内壳体向外壳体方向滑动时，导轨运动小车7进行同步移动，不断减小方轨2的形变；内外壳体径向关系可以通过转动外壳体实现，配合完成内外壳体之间的装配。

技术特征：
1.一种大型双层壳体的卧式装配工装，其特征在于，包括底座（1）、方轨（2）和至少一个运动壳体支撑座（3）；底座（1）呈前后走向，底座（1）后端安装有第一导轨支撑座（4），底座（1）中部安装有第二导轨支撑座（6），在底座（1）的第一、第二导轨支撑座之间设有静止壳体支撑座（5）；底座（1）上由第二导轨支撑座（6）向底座（1）前端延伸的方向上设有前后走向的滑轨，滑轨上活动设有至少一个导轨运动小车（7）；第一导轨支撑座（4）顶部与方轨（2）的末端转动连接，方轨（2）走向与底座（1）走向相同；至少一个运动壳体支撑座（3）活动设置在方轨（2）上；静止壳体支撑座（5）顶部装有轴向呈前后走向的静止壳体支撑滚轮（53）及锁紧装置；第二导轨支撑座（6）转动安装在底座（1）上且能够在竖直方向实现定位以支撑方轨（2）；导轨运动小车（7）包括小车底座（71）以及高度能够调节的上支撑部，上支撑部能够沿与滑轨垂直的方向在小车底座（71）上横向调节，且上支撑部与小车底座（71）之间为拆卸式连接。2.如权利要求1所述的大型双层壳体的卧式装配工装，其特征在于，底座（1）前端开有光孔，第一导轨支撑座（4）包括杆状的第一支撑柱（41）以及与第一支撑柱（41）螺纹连接的调节锁紧轮（42），第一支撑柱（41）穿过调节锁紧轮（42）后伸入底座（1）的孔内；所述方轨（2）末端与第一支撑柱（41）顶部转动连接。3.如权利要求2所述的大型双层壳体的卧式装配工装，其特征在于，调节锁紧轮（42）与底座（1）之间设有一个推力轴承（43）。4.如权利要求1所述的大型双层壳体的卧式装配工装，其特征在于，静止壳体支撑座（5）至少包括两组，两组静止壳体支撑座（5）前后排列，每组静止壳体支撑座（5）由两个静止支撑柱（51）组成，两个静止支撑柱（51）横向排列；每个静止支撑柱（51）顶部安装有通过滚轮轴（52）安装有静止壳体支撑滚轮（53），静止壳体支撑滚轮（53）轴向呈前后走向。5.如权利要求1所述的大型双层壳体的卧式装配工装，其特征在于，第二导轨支撑座（6）包括第二支撑柱（61）、旋转机构（62）以及定位销；所述第二支撑柱（61）通过旋转机构（62）转动安装在底座（1）上，旋转机构（62）上开有定位销孔（63）并通过定位销实现第二支撑柱（61）的定位；第二支撑柱（61）顶部安装有防滑垫（64）。6.如权利要求1所述的大型双层壳体的卧式装配工装，其特征在于，导轨运动小车的小车底座（71）下方安装有小车滚轮（72）；所述上支撑部包括滑动座（73）、小车调节锁紧轮（74）、调节柱（75）、小车支撑柱（76）、小车推力轴承（77）、止动销（78）、销轴、小车支撑滚轮（79）；小车底座（72）上开有横向滑槽，滑动座（73）滑动安装在横向滑槽内且通过小车底座（72）上设置的销轴实现定位，滑动座（73）上方开有光孔，调节柱（75）下端插入光孔内，调节柱（75）位于光孔外的部分通过螺纹与小车调节锁紧轮（74）连接，小车调节锁紧轮（74）与滑动座（73）顶部之间设有小车推力轴承（77）；滑动座（73）上开有连通光孔内外的销孔，调节柱（75）上开有竖向的限位槽，所述止动销（78）由销孔插入光孔内并卡在调节柱（75）的限位槽内；小车支撑柱（76）安装在调节柱（75）顶部，小车支撑滚轮（79）安装在小车支撑柱（76）顶部以支撑方轨（2）。7.如权利要求1所述的大型双层壳体的卧式装配工装，其特征在于，所述运动壳体支撑座（3）有两组，每个运动壳体支撑座（3）包括滑动底座（31），滑动底座（31）前后分别设有一
对第一滑动滚轮（32），滑动底座（31）两侧均向下延伸后又相向延伸并安装有一对第二滑动滚轮（33），所述第一滑动滚轮（32）位于方轨（2）上表面，第二滑动滚轮（33）卡在方轨（2）下表面；滑动底座（31）上方横向安装有呈圆弧状的内壳体支撑（34）。8.如权利要求1-7任一项所述的大型双层壳体的卧式装配工装，其特征在于，底座（1）上表面呈台阶状结构，底座（1）设有滑轨的部分低于其余部分，第二导轨支撑座（6）位于台阶的边缘。9.一种大型双层壳体的卧式装配方法，其特征在于，包括如下步骤：1）将外壳体安装到装配工装上将导轨运动小车（7）的上支撑部拆下，并将第二导轨支撑座（6）竖起，外壳体通过吊装方式穿过方轨（2），当外壳体吊装到第二导轨支撑座（6）和导轨运动小车（7）之间时，先将导轨运动小车（7）的上支撑部装回导轨运动小车（7）上并支撑方轨（2），将第二导轨支撑座（6）放倒，再继续将外壳体吊装放置在静止壳体支撑座（5）上；2）将内壳体安装到装配工装上将导轨运动小车（7）的上支撑部拆下，并将第二导轨支撑座（6）竖起，内壳体通过吊装方式穿过方轨（2），放置在运动壳体支撑座（3）上，再将导轨运动小车（7）的上支撑部装回导轨运动小车（7）上，同时放倒第二导轨支撑座（6）；3）内外壳体进行装配内壳体通过运动壳体支撑座（3）沿方轨（2）向放置在静止壳体支撑座（5）上的外壳体方向运动，在运动装配过程中，通过调节导轨运动小车（7）的进退以及导轨运动小车（7）上支撑部的横向移动对方轨（2）进行上下和左右的调整，进而保证内壳体顺利进入外壳体内部；在运动壳体支撑座（3）带动内壳体向外壳体方向滑动时，导轨运动小车（7）进行同步移动，不断减小方轨（2）的形变；内外壳体径向关系可以通过转动外壳体实现，配合完成内外壳体之间的装配。

技术总结
本发明涉及一种大型双层壳体的卧式装配工装及装配方法，解决了大长度双层壳体在吊装装配时存在的装配时存在干涉、作业困难的技术问题。所述工装包括底座、方轨和至少一个运动壳体支撑座；底座后端安装有第一导轨支撑座，底座中部安装有第二导轨支撑座，在底座的第一、第二导轨支撑座之间设有静止壳体支撑座；滑轨上活动设有至少一个导轨运动小车；第一导轨支撑座顶部与方轨的末端转动连接，至少一个运动壳体支撑座活动设置在方轨上；静止壳体支撑座顶部装有轴向呈前后走向的静止壳体支撑滚轮及锁紧装置；第二导轨支撑座转动安装在底座上且能够在竖直方向实现定位以支撑方轨。座上且能够在竖直方向实现定位以支撑方轨。座上且能够在竖直方向实现定位以支撑方轨。


技术研发人员：殷建生 班日华 苏学玲 白伊明 郑环峰 李宁
受保护的技术使用者：山西平阳重工机械有限责任公司
技术研发日：2023.05.23
技术公布日：2023/8/16