一种大型筒体对接无马装配工装及方法

技术领域

本发明涉及船舶制造技术领域，尤其涉及一种大型筒体对接无马装配工装及方法。

背景技术

以往大型筒体对接，尤其是大厚板的错边调整，只能依靠马板码平错边量，装马、清马及气刨工作量巨大。由于大型筒体尺寸巨大，很多时候需要高处作业，也会为现场装配工和电焊工带来施工安全风险。如果板材为特殊材质，还需要预热及后热，增加了施工时间，也就增加了周期成本。

当某些大型筒体的板材材由于是特殊材质，焊前需要严格的预热，焊后也需要严格的后热，焊接要求很高，很容易产品裂纹，带来质量风险。

为了提升大型筒体对接时大接头的装配和焊接质量，提升现场施工效率，亟需设计一种工装，能够完成大型筒体的无马对接。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供一种大型筒体对接无马装配工装及方法。

本申请提供一种大型筒体对接无马装配工装，包括至少两个弧形工件和多个连接板；弧形工件包括两个环向T型材和多个横向T型材，环向T型材包括第一面板和第一腹板，第一腹板呈弧形件设置，第一腹板包括外周和内周，第一腹板的外周一端与第一面板固定连接，在弧形工件中多个横向T型材沿弧向依次间隔设置，两个环向T型材分别与横向T型材的两端固定连接，且第一腹板的内周一端比横向T型材的底端要凸出一个预设距离；连接板开设有T型槽和螺栓孔，环向T型材穿设于T型槽，在环向T型材的在弧形上的两个端部位置均固定安装一个连接板，相邻两个连接板通过螺栓配合螺栓孔实现固定连接；其中，所有的弧形工件依次首尾连接并组成一个圈形，在使用状态下第一腹板的内周处与待对接的筒体分段紧密接触。

在一些实施方式中，横向T型材包括第二面板和第二腹板，第二腹板一端与第二面板固定连接，第二面板与第一面板平齐，第一腹板比第二腹板要凸起一个预设距离。

在一些实施方式中，预设距离控制在10mm-30mm范围内。

在一些实施方式中，预设距离为20mm。

在一些实施方式中，连接板开设有两个螺栓孔，两个螺栓孔分别设置在T型槽的两侧。

在一些实施方式中，弧形工件连接有吊耳。

在一些实施方式中，工装包括两个弧形工件，弧形工件在弧向上占180°设置。

在一些实施方式中，第一面板与第二面板焊接。

在一些实施方式中，第一腹板与第二腹板焊接。

一种大型筒体对接无马装配方法，应用上述工装，本方法包括：在两个大型筒体分段完成对接后，将工装吊上分段，在连接板进行螺栓连接以将所有的弧形工件首尾连接，固定好后，检查两个大型筒体分段的错边情况，在突出位置于横向T型材与筒体分段壳板之间的间隙中敲入楔铁，以压平突出位置，待整圈全部调平后，从筒体内部焊接，在内部焊接完成后拆开连接板，最后吊下工装。

本申请有益效果如下：一种大型筒体对接无马装配工装，包括至少两个弧形工件和多个连接板，在两个大型筒体分段完成对接后，将弧形工件吊上分段，然后通过位于弧形工件两端的连接板进行螺栓连接，使得所有的弧形工件依次首尾连接并组成一个圈形，弧形工件包括两个环向T型材和多个横向T型材，环向T型材包括第一面板和第一腹板，第一腹板呈弧形件设置，第一腹板包括外周和内周，第一腹板的外周一端与第一面板固定连接，在弧形工件中多个横向T型材沿弧向依次间隔设置，两个环向T型材分别与横向T型材的两端固定连接，且第一腹板的内周比横向T型材的底端要凸出一个预设距离；在弧形工件吊上分段并连接后，在横向T型材与筒体分段壳板之间的间隙中敲入楔铁，以压平突出位置，待整圈全部调平后，从筒体内部焊接，在内部焊接完成后拆开连接板，最后吊下本工装；

通过本申请的工装，能够有效解决大型筒体对接时错边量的调节问题，楔铁使用灵活，成本低廉，配合本工装可以达到良好的效果，可以有效保证大型筒体壳板的制造质量，避免大量焊接带来的质量风险，减小工人的劳动量。该工装结构简单，制造成本低，整套工装容易拆装，并可重复使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。

图1为本申请提供的一种大型筒体对接无马装配工装的整体结构示意图；

图2为本申请提供的一种大型筒体对接无马装配工装的使用状态示意图；

图3为本申请提供的一种大型筒体对接无马装配工装中连接板的结构示意图；

图4为本申请提供的一种大型筒体对接无马装配工装的截面图；

图5为本申请提供的一种大型筒体对接无马装配工装的空间视图。

附图标注：100-弧形工件，110-环向T型材，111-第一面板，112-第一腹板，1121-外周，1122-内周，120-横向T型材，121-第二面板，122-第二腹板，200-连接板，210-T型槽，220-螺栓孔，300-吊耳，a-预设距离。

具体实施方式

请参照图1，本实施例提供一种大型筒体对接无马装配工装，包括至少两个弧形工件100，还包括多个连接板200。

在图1中展示的是工装包括两个弧形工件100、且每个弧形工件100在弧向上占180°设置。

在更多可实施方式中，还可以选择工装包括三个、四个等弧形工件100，在连接板200相互连接的作用下，所有的弧形工件100共同构成一个圈形。

请参照图1、图2、图4和图5，展示了弧形工件100的结构，弧形工件100包括两个环向T型材110和多个横向T型材120，两个环向T型材110相对平行设置，横向T型材120位于两个环向T型材110之间，两个环向T型材110分别与横向T型材120的两端固定连接。在一些实施方式中，环向T型材110与横向T型材120采用焊接的方式连接。

如图4和图5所示，环向T型材110包括第一面板111和第一腹板112，请结合图1理解，第一腹板112呈弧形件设置，而弧形件存在着外周1121缘和内周1122缘，在图4中展示了第一腹板112的外周1121位置和内周1122位置。

请参照图4，第一腹板112的外周1121一端与第一面板111固定连接。请结合图1和图2理解，当本工装处于使用状态时，第一腹板112的内周1122一端与筒体分段壳板相接触。

如图1所示，弧形工件100存在着弧向。请参照图2，在一个弧形工件100中，多个横向T型材120沿该弧向依次间隔设置。

关于连接板200与弧形工件100的配合关系，请参照图3，连接板200开设有T型槽210和螺栓孔220。请结合参照图1、图3和图5，连接板200与弧形工件100的环向T型材110配合连接，环向T型材110穿设于T型槽210，环向T型材110在弧向上具有两个端部，两个端部位置处均固定安装一个连接板200。连接板200可通过焊接的方式与环向T型材110连接。在对接形成图1的圈形结构时，相邻两个连接板200通过螺栓连接，从而使得相邻两个弧形工件100能够固定连接。相应的，在弧形工件100包括左右两侧的环向T型材110的基础上，每个弧形工件100包括至少4个连接板200。最终，有的弧形工件100依次首尾连接，组成如图1所示的一个圈形。

请参照图3，第一腹板112的内周1122一端比横向T型材120要凸出一些，第一腹板112的内周1122一端与横向T型材120的底端要凸出一个预设距离a。也可以描述为，在弧形工件100的径向方向上，第一腹板112的内周1122一端与横向T型材120的底端相隔一个预设距离a。通过设计预设距离a，在本工装套在筒体之后，在横向T型材120与筒体分段的耐压壳板之间就形成了空隙。

在具体使用时，本工装的各个弧形工件100处于分离状态，在两个大型筒体分段完成对接之后，具体在调节端口壳板错边量之前，将工装吊上分段，相应可在弧形工件100上固定安装吊耳300，通过吊耳300提供吊装基础。然后，将相邻两个弧形工件100的对接连接板200进行螺栓连接，使得所有的弧形工件100首尾连接，将本工装初步套装在筒体上。接着，检查两个大型筒体分段的错边情况，在突出位置于横向T型材120与筒体分段壳板之间的间隙中敲入楔铁，以压平突出位置。待整圈全部调平后，从筒体内部焊接，在内部焊接完成后拆开连接板200，最后吊下工装。

上述操作方式中，通过楔铁作用于横向T型材120与筒体分段壳板之间的间隙，使得第一腹板112的内周1122处与待对接的筒体分段紧密接触，压平突出位置，达到了整圈全部调平的目的。

还需要说明的是，在本工装设计中，包括左右两侧的环向T型材110，在使用状态时，左侧的环向T型材110与左侧的筒体分段相接触，右侧的环向T型材110与右侧的筒体分段相接触。

以往需要在对接端口烧一圈“7”字马，然后再敲入楔铁调节，焊接工作量和装配工作量都非常大，同时，由于大型筒体板厚大、强度大，普通的机械顶或液压顶都无法顶平错边。

采用本实施例的大型筒体对接无马装配工装，整个校正过程不需要烧马，避免了对壳板的损伤，同时也减轻了焊工工作量。

采用本实施例的大型筒体对接无马装配工装，能够有效解决大型筒体对接时错边量的调节问题，楔铁使用灵活，成本低廉，配合本工装可以达到良好的效果，可以有效保证大型筒体壳板的制造质量，避免大量焊接带来的质量风险，减小工人的劳动量。

本工装结构简单，制造成本低，整套工装容易拆装，并可重复使用。

本工装通过设计预设距离a，配合楔铁进行紧固，具有操作简单和成本低廉的突出优点。

在其他类似结构上，都可采用本专利的方法，具备较大的推广价值。

在一些实施方式中，请参照图4和图5，横向T型材120包括第二面板121和第二腹板122，第二腹板122一端与第二面板121固定连接，第二面板121与第一面板111平齐，第一腹板112比第二腹板122要凸起一个预设距离a。可选择第一面板111与第二面板121焊接的加工方式。可选择第一腹板112与第二腹板122焊接的加工方式。

请参照图3，在一些实施方式中，连接板200开设有两个螺栓孔220，两个螺栓孔220分别设置在T型槽210的两侧。通过设置上述两个螺栓孔220，实际使用效果好。

在一些实施方式中，发明人经过研究，将预设距离a设计为20mm，实际操作效果好。

在一些实施方式中，将预设距离扩展至10mm-30mm范围内，也可满足实际使用。

基于上述的大型筒体对接无马装配工装，本实施例还一种大型筒体对接无马装配方法，包括：在两个大型筒体分段完成对接后，将工装吊上分段，在连接板200进行螺栓连接以将所有的弧形工件100首尾连接，固定好后，检查两个大型筒体分段的错边情况，在突出位置于横向T型材120与筒体分段壳板之间的间隙中敲入楔铁，以压平突出位置，待整圈全部调平后，从筒体内部焊接，在内部焊接完成后拆开连接板200，最后吊下工装。通过本方法，能够有效解决大型筒体对接时错边量的调节问题。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。