[发明专利]一种用于约束壳体变形的自适应液压支撑装置

说明书

本发明提供了一种用于约束壳体变形的自适应液压支撑装置，包括液压控制系统、液压支撑系统、多个支撑杆和垫板，液压控制系统包括液压主轴控制系统和液压支撑臂控制系统；液压支撑系统包括伸缩主轴和多个液压支撑臂；液压主轴控制系统通过液压泵与伸缩主轴控制相连以控制伸缩主轴做升降运动；液压支撑臂控制系统通过液压泵与每个液压支撑臂均控制相以控制每个液压支撑臂做伸缩运动；伸缩主轴包括上、下支座和液压支撑柱，上、下支座分别设置于液压支撑柱的上、下两端；液压支撑臂与上支座铰接相连，支撑杆分别与液压支撑臂的中部及下支座铰接相连，用以支撑液压支撑臂；垫板设置于每个液压支撑臂的尾端，用以和待约束变形壳体内壁相接。

技术领域

本发明涉及先进加工制造技术领域，具体涉及一种用于约束壳体变形的自适应液压支撑装置。

背景技术

钢制容器广泛应用于石化、核电、船舶、航空航天等领域。作为设备成型重要手段之一的焊接技术是生产过程中不可缺少的金属加工工艺。随着设备向着大型化方向发展，对焊接质量提出了更高的要求，必需对设备进行焊后热处理。热处理技术是降低焊接残余应力，改善材料性能的重要手段。对于小型设备可将其放入加热炉或采用内燃法进行整体热处理；而对于大型设备，整体热处理需要消耗巨量的能量，且温度的均匀性难以控制，显然不适用。因此，对这类产品通常采用局部热处理方法。而局部热处理会使局部温度梯度过大导致壳体产生不均匀变形，甚至开裂。即使热处理过程中不发生开裂，冷却后还会形成巨大的残余应力，不仅达不到消除残余应力的效果，还会引入额外的热应力，引起设备应力腐蚀、疲劳、蠕变开裂，加剧设备失效风险。

目前，可有效控制壳体变形的方法为筋板加固法和辅助加热法。筋板加固需要制作特定形状的筋板沿着焊缝按一定间距焊接固定，以此加强焊缝处抵抗变形的能力。该方法操作复杂，需进行大量焊接作业，且不便于拆除。辅助加热法是在主加热带周边布置辅助加热带，以此控制整体温度梯度。该方法需要消耗大量能量，且温度控制困难，不便于操作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：钢制壳体在焊接或局部热处理过程中产生过大变形的问题。克服现有技术的不足，提供一种用于约束壳体变形的自适应液压支撑装置，具体为一种用于约束壳体在焊接或局部热处理中变形的自适应伞式液压支撑装置，该装置操作简单高效、应用范围广、可实现自适应。

本发明采用以下的技术方案：

一种用于约束壳体变形的自适应液压支撑装置，包括液压控制系统、液压支撑系统、多个支撑杆和垫板，所述液压控制系统包括液压主轴控制系统和液压支撑臂控制系统；所述液压支撑系统包括伸缩主轴和多个液压支撑臂；所述液压主轴控制系统通过液压泵与伸缩主轴控制相连，用以控制伸缩主轴做升降运动；所述液压支撑臂控制系统通过液压泵与每个液压支撑臂均控制相连，用以控制每个液压支撑臂做伸缩运动；

所述伸缩主轴包括上支座、下支座和液压支撑柱，所述上支座和所述下支座分别设置于所述液压支撑柱的上、下两端；

每个液压支撑臂的首端均与所述上支座的下方通过上支座铰接机构铰接相连；每个所述支撑杆的一端均分别通过支撑臂铰接机构与液压支撑臂的中部铰接相连，另一端均分别通过下支座铰接机构与所述下支座的上方铰接相连；所述垫板设置于每个液压支撑臂的尾端，用以和待约束变形壳体内壁相接。

进一步地，所述上支座铰接机构包括第一轴套和第一轴头，所述第一轴套为多组，多组第一轴套均匀固设于所述上支座的下方，第一轴头设置于每个液压支撑臂的首端，第一轴头通过相应尺寸的轴销与第一轴套铰接相连。

进一步地，所述下支座铰接机构包括第二轴套和第二轴头，所述第二轴套为多组，多组第二轴套均匀固设于所述下支座的上方，第二轴头设置于每个支撑杆的尾端，第二轴头通过相应尺寸的轴销与第二轴套铰接相连。

进一步地，所述支撑臂铰接机构包括第三轴套和第三轴头，所述第三轴套设置于液压支撑臂的中部上，第三轴头设置于每个支撑杆的首端，第三轴头通过相应尺寸的轴销与第三轴套铰接相连。