[发明专利]一种自由可调的电磁吸附式柔性胎架结构

说明书

技术领域

本发明涉及船舶和海工装备大型合拢建造领域，特指一种自由可调的电磁吸附式柔性胎架结构，特别适用于大型分段、复杂形状分段的分段合拢建造。其可操作性强、适用性好、工作效率高、可重复使用，加工质量高。

背景技术

在建造大型船舶和海工产品等过程中，常常采用分段建造的方法将船舶等划分为几个部分，分别建造，然后将各个分段进行合拢。由于各个分段的形状不规则，在分段建造和合拢过程中，需要胎架为分段提供支撑以保证其精度和稳定性，防止船体变形。胎架是分段装配与焊接的一种专用工艺装备，它的工作面应与分段外形相贴合，其作用在于使分段的装配、焊接工作具有良好的条件。随着数控切割的广泛应用，构件精度的提高，分段的线性精度可由构件来保证，因而胎架的形式可由焊接式演变为支撑式胎架。

现在通用的胎架就为支撑式胎架，其特点在于：在胎架底部相应位置安装胎架支撑杆，支撑杆的长度根据胎架底部到相应分段底部的高度选定，然后将支撑杆与分段相应位置进行焊接，在完成运输、合拢后，将支撑杆与分段断开，并将断口打磨平滑。这种胎架的构建方法存在以下问题：

1、支撑杆的长度是根据胎架底部到相应分段底部的高度选定的，并在胎架与分段分离时被切断，不能重复利用，带来了材料的浪费，以及加工成本的提高，加工质量差，设备占用率高，延长了工期。

2、支撑杆和分段的连接是通过焊接来完成的，在完成运输、合拢后，将支撑杆与分段断开，并将断口打磨平滑，这种方式对分段的焊接处的材料造成了损伤，加大了腐蚀、破损的风险，加大了船舶、海工装备等的安全隐患，而且增加了后续工作量。

3、支撑杆和分段是通过电焊完成连接的，连接面积小需要多个支撑杆才能完成对分段的支撑，胎架个数多，工期时间长，设备占用率高。

4、对于复杂曲面分段，现有胎架设计和调整费时费力。

发明内容：

本发明的目的是提供一种可重复使用的适合曲面分段建造的自由可调电磁吸附式柔性胎架结构。通过调节胎架支撑杆高度以及利用支撑杆顶部的电磁铁与分段进行连接，以达到可重复使用的目的。本发明可操作性强、适用性好、工作效率高、可重复使用，特别适用于分段形状不规则的分段连接，其精确度高，稳定性好，减少后续加工量和胎架的使用量。

本发明所提供的一种自由可调的电磁吸附式柔性胎架结构，主要包括：胎架底座、胎架支撑管、两个连接耳、保护法兰、电流控制器、电线、全角度旋转头、电磁式带弧度托板、横向支撑杆、底座加强筋等，其特征在于，胎架底座为单独的圆形法兰状，胎架支撑管分为上螺旋管和下螺旋管，其中胎架底座通过焊接与下螺旋管连接，并通过底座加强筋加固下螺旋管；上螺旋管和下螺旋管通过螺纹连接，用以调节胎架高度；在下螺旋管1/4～3/4处安装两个连接耳，并且每个连接耳可实现360°旋转，用于连接横向支撑杆，以增加胎架强度、稳定性；在上螺旋管上安装电流控制器，其位置距离上螺旋管的顶端300mm～500mm，并在电流控制器下方加焊保护法兰，以保护电流控制器；在胎架顶端加装全角度旋转头和电磁式带弧度托板，通过电磁式带弧度托板完成胎架与分段的连接，其中全角度旋转头和电磁式带弧度托板是固定在一起的，通过电线与电流控制器连接，电流控制器与电源相连接，根据不同弧度的分段连接处选择对应的电磁式带弧度托板与分段本体连接，电磁式带弧度托板与分段的接触表面进行抗磨处理，吸附力可以通过电流强度进行调整。

上述的自由可调的电磁吸附式柔性胎架结构，其特征在于，胎架底座上开有4个互成90°的螺纹孔。

上述的自由可调的电磁吸附式柔性胎架结构，其特征在于，在每个连接耳的上下方均分别焊接固定法兰，以限定每个连接耳的纵向移动，固定法兰的位置为与相应的连接耳的上下面的间距保持在2mm～10mm之间。

上述的自由可调的电磁吸附式柔性胎架结构，其特征在于，全角度旋转头可以插入上螺旋管进行360°旋转，并且全角度旋转头开有内槽，安装时可将上螺旋管插入内槽内，以减少在运输安装分段时全角度旋转头的倾斜度，保证全角度旋转头的稳定性。

上述的自由可调的电磁吸附式柔性胎架结构，其特征在于，横向支撑杆的两端具有螺纹，其长度系列化，其长度可以选择，能根据各个胎架不同间距选择不同的横向支撑杆，使用时将横向支撑杆插入第一连接耳或第二连接耳内，并通过第一连接耳或第二连接耳两侧的螺母进行固定，其中横向支撑杆两端的螺纹分别为横向支撑杆的总长的1/4～1/2。