[发明专利]一种环肋圆柱壳耐压结构的撑圆工装及其撑圆方法

说明书

本发明涉及一种环肋圆柱壳耐压结构的撑圆工装及其撑圆方法，包括支撑环，支撑环上间隔均匀套装偶数组外撑组件，支撑环中部安装顶撑机构，位于同一直径方向的两组外撑组件在顶撑机构作用下同时外撑并施力于圆柱壳内壁面；还包括与顶撑机构固装的转动机构，转动机构带动顶撑机构以支撑环的圆心为中心转动；工作时，撑圆工装由外部升降平台支撑至圆柱壳内部某一高度处，顶撑机构驱动相对的两组外撑组件外撑施力于圆柱壳内壁面并锁止，顶撑机构在转动机构带动下依次转至其余外撑组件处并驱动其外撑，在圆柱壳外壁面该高度处焊装环肋；重复其余高度处的撑圆、焊装环肋。本发明大大提高了圆柱壳的撑圆效率，适用于不同尺寸的圆柱壳，并且可靠性高。

技术领域

本发明涉及圆柱壳撑圆装置技术领域，尤其是一种环肋圆柱壳耐压结构的撑圆工装及其撑圆方法。

背景技术

环肋圆柱壳结构作为一种较理想的耐压结构形式，被广泛用于潜艇、潜水器等水下结构物中。环肋圆柱壳由圆柱壳和环形肋骨两部分组成，二者先独立加工，再装配焊接成一个整体结构。圆柱壳的圆度是一个至关重要的技术指标，它既关系到静水外压工况下的结构承载能力，又关系到圆柱壳与肋骨的可装配性。在工程实际中，受限于技术水平，圆柱壳结构总是存在不圆度问题，即结构的实际形状与理想圆之间存在一定偏差，一方面降低了结构的安全性，另一方面由于圆柱壳与肋骨的可装配性变差而导致了额外的残余应力和变形问题，进一步恶化结构安全性。

为了保证圆柱壳耐压结构的圆度，现有技术中，主要有两种撑圆方法：

1)利用固定式刚性工装和液压设备从圆柱壳内部进行撑圆，常见的固定式刚性工装形式为“米”字型结构；

2)利用带螺杆的刚性工装从圆柱壳内部进行撑圆，通过螺杆支撑圆柱壳并调节尺寸。

上述撑圆方法均存在较明显的缺陷，第一种撑圆工装通常是一次性的，不能重复使用，经济性差；第二种撑圆工装通过螺纹提供支撑力，当圆柱壳撑圆的反力较大时，螺纹容易失效，可靠性差。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的环肋圆柱壳耐压结构的撑圆工装及其撑圆方法，从而大大提高撑圆效率，有效助力于提升耐压结构安全性和可靠性，并且可重复使用，适用于不同尺寸的圆柱壳。

本发明所采用的技术方案如下：

一种环肋圆柱壳耐压结构的撑圆工装，包括支撑环，支撑环上间隔均匀套装有偶数组外撑组件，所述支撑环中部安装有顶撑机构，位于同一直径方向的两组外撑组件在顶撑机构作用下同时外撑并施力于圆柱壳内壁面；还包括与顶撑机构固装的转动机构，顶撑机构在转动机构带动下以支撑环的圆心为中心转动。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述外撑组件的结构为：包括主楔块，主楔块一侧安装有反C型结构的侧楔块一，主楔块另一侧安装有C型结构的侧楔块二，侧楔块一两臂端部容纳于侧楔块二两臂之间，所述主楔块容纳于侧楔块一和侧楔块二形成的空间内，主楔块两侧面分别与对应的侧楔块一内侧面、侧楔块二内侧面斜面配合；所述侧楔块一上下两臂端部分别向外延伸形成外翻边，侧楔块二上下两臂端部分别向内延伸形成内翻边，对应外翻边和内翻边之间共同斜面配合安装有楔条，楔条与侧楔块二之间安装有拉伸状态的大弹簧；从左至右依次贯穿侧楔块二、主楔块和侧楔块一开有套装于支撑环的通孔。

所述外翻边和内翻边相对的侧面分别设置为外斜面和内斜面，外斜面和内斜面共同与楔条两侧斜面配合；所述楔条沿着支撑环的径向布置，楔条的宽度向着支撑环的中心增宽；所述楔条上沿着支撑环的径向开有容纳大弹簧的容纳槽，所述侧楔块二顶部和底部均开有滑槽，贯穿单个滑槽容置有小滑块，位于侧楔块二内部的小滑块端部开有卡槽，所述大弹簧内端头与楔条固装，大弹簧外端头绕装于卡槽内。

所述楔条内端部设置有小斜面，与小斜面相对应的侧楔块二顶部或底部还开有多个螺纹孔，其中一个螺纹孔内锁装有锁止螺栓，锁止螺栓内端头与小斜面贴合压紧。