[发明专利]一种筒体内撑装置

说明书

本发明涉及用于大型薄壁筒段撑圆的内撑装置，其包括圆形基座，设置在基座周边通过导向装置能沿径向伸缩的撑块，所述基座内环上设置同步机构，所述同步机构包括一个与基座同心的可绕基座轴线进行转动的同步圆环，所述撑块下部通过撑块驱动连杆连接同步圆环；基座上至少固连一气缸，气缸通过圆环驱动连杆连接同步圆环。本发明可实现内撑机构上各撑块沿半径方向同步运动，从而使该装置具备变径功能，以适应大型薄壁筒段因制造误差而造成的直径变动问题。在撑块沿半径方向运动到位后，撑块连杆所使用的曲柄机构接近“死点”位置，同时，驱动气缸所连接的多连杆机构也接近“死点”位置，从而使整个装置获得较大的支撑刚度。本发明在减轻人工劳动强度的同时，也降低了对驱动装置的驱动能力的要求，有助于简化内撑结构，降低整体质量。

技术领域

本发明涉及用于大型薄壁筒段撑圆的内撑装置，特别是一种可实现支撑模块在半径方向同步进行半径调节，并具备在半径调节位置进行锁止的内撑装置

背景技术

大型贮箱主要由封头、筒身、法兰等部件组成，其中筒身是由多段薄壁筒段焊接而成。单个筒段端面的平面度，以及其与自身轴线的垂直度，将影响贮箱上焊缝的连接质量，以及最终贮箱的形状精度。由于薄壁筒段自身刚度较弱，其在外力作用下容易变形。为了获得良好的端面形状，并为后续的加工工作提供便利，通常借助内撑工装、也称为撑圆工装，通过沿半径方向伸出的多个撑块对筒段端面所在的区域进行顶撑，使其使焊接环缝形成一个完整的圆，才能满足贮箱环缝焊接要求。传统的内撑装置，撑块顶部为弧形结构，多个撑块的弧形顶部形成一个圆，撑块下部连接螺杆，通过螺杆旋转驱动撑块对筒段端面区域进行顶紧，撑圆。这种对单个撑块独立调节的方式虽然具有灵活便捷、适应性强的优点，但是也包含一些不足：

1.撑圆过程调节繁琐、工人劳动强度大。移动单个撑块，需要工人旋动螺母，驱动螺杆伸出或缩进来进行调节。出于获得较大顶紧力的考虑，螺杆的螺纹升角一般较小，造成调节单个撑块的工作量的增大。随着需要撑圆的零件半径尺寸的增大，撑块的数量会进一步增加，使得这一矛盾进一步突出。

2.各个撑块独立运动，无法实现半径的同步调节。在实际生产过程中，由于需要撑圆的薄壁筒段直径总会存在一定的偏差，因而在调节前难以确定各个撑块的最终顶紧位置。为了使薄壁筒段获得理想的端面圆度，调节过程就是在不断地伸出或缩进单个撑块，来摸索适合顶紧位置的过程，进一步加剧了调节工作的繁琐程度。

因内撑工装有着广泛的应用场合，业内技术人员开展了许多大型内撑工装的研究工作，并提出利用气缸来替代人工实现撑块的伸出或者缩进的设计思路。但是这仅仅降低了工人的劳动强度，并没有解决传统内撑工装难以实现内撑半径同步调节，以获得良好圆度的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种各撑块在半径方向同步运动，可在一定范围内实现内撑装置半径的筒体内撑装置。

为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

筒体内撑装置，包括圆形基座，设置在基座周边能依靠导向装置沿径向伸缩的撑块，所述基座内环上设置同步机构，所述同步机构包括一个与基座同心的可绕基座轴线进行转动的同步圆环，所述撑块下部通过撑块驱动连杆连接同步圆环；基座上至少固连一气缸，气缸通过圆环驱动连杆连接同步圆环。

上述装置，同步圆环和撑块之间，通过连接撑块驱动连杆，形成曲柄滑块机构。当气缸驱动圆环驱动连杆带动同步圆环转动，将驱动撑块驱动连杆带动每一块撑块实现同步沿径向伸出和缩进动作，从而实现了了撑块沿径向的同步调节。

上述气缸的数量设置，可以根据驱动圆环转动力的大小做适应性调整。