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《安徽冶金科技職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)》2016年第2期

摘要:

工業(yè)生產(chǎn)中用到大量的圓柱形筒體設(shè)備或管道，這些設(shè)備在安裝過程中通常要進(jìn)行地面組裝。本文介紹一種可以快速實(shí)現(xiàn)圓柱形設(shè)備組裝及找正的方法，可以安全高效地完成圓柱形設(shè)備的組裝、找正以及焊接等操作。

關(guān)鍵詞:

圓柱形筒體;組裝;找正

隨著我國(guó)大型裝備制造業(yè)的不斷發(fā)展，大型筒體類設(shè)備或管道的安裝數(shù)量和精度要求也不斷提高。由于大型筒體類設(shè)備具有體積大、重量重、焊接易變形等特點(diǎn)，在安裝時(shí)需要嚴(yán)格控制其安裝找正的精度，否則會(huì)由于安裝后筒體的同軸度誤差過大從而導(dǎo)致筒體的傾斜、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)跳動(dòng)過大，甚至?xí)a(chǎn)生斷裂、倒塌等嚴(yán)重后果。目前，大型臥式安裝筒體或管道在組裝上普遍采用筒體下部墊道木或型鋼，再借助手拉葫蘆或千斤頂調(diào)整，用型鋼支撐焊接在筒體和地面上固定，然后采用不同方位的焊接方式連接成一體。由于筒體直徑或長(zhǎng)度尺寸較大，重量較重，使得筒體在組裝過程中需要使用較多的人工和時(shí)間;并且這種方式組裝出的筒體直線度和同軸度均難以保證，組對(duì)時(shí)手拉葫蘆易造成筒體變形;同時(shí)，焊接時(shí)要搭設(shè)腳手架、采用多方位焊接，對(duì)焊接效率、焊接質(zhì)量和作業(yè)安全性都有著較大的考驗(yàn)。

1傳統(tǒng)筒體組裝找正傳統(tǒng)方法

大型設(shè)備筒體或管道一般由鋼板卷制而成，鋼板的軋制寬度一般為2米左右，使得一段筒體或管道要由多個(gè)筒節(jié)進(jìn)行拼裝焊接成整體。筒節(jié)之間組裝焊接一般采用水平放置，并且受運(yùn)輸和現(xiàn)場(chǎng)吊裝條件限制，不能組裝過長(zhǎng)。所以筒體的安裝一般由工廠內(nèi)組裝焊接、運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)再組裝、焊接、吊裝就位等環(huán)節(jié)組成。通常的簡(jiǎn)易組裝找正模式是將筒體水平放置在固定的基礎(chǔ)或支撐面上，為了保證組裝精度，支撐面需要事先進(jìn)行找平。在不同直徑筒體的組裝時(shí)，支撐面與筒體的接觸位置發(fā)生變化，影響了支撐的穩(wěn)定性，所以一般要重新設(shè)置間距并調(diào)整固定好。由于筒體或管道外形直徑較大，組裝時(shí)，為防止筒體或管道在支撐面上擺動(dòng)影響找正精度，需要將筒體與地面之間剛性固定或用吊機(jī)手拉葫蘆拉住。筒體固定后就不能沿圓周方向轉(zhuǎn)動(dòng)，焊接作業(yè)人員進(jìn)行上部焊接就需要借助爬梯站到筒體上方，焊接下部焊縫時(shí)，就要采取仰焊位。焊接完成后，需要將剛性固定支撐拆除。

2新型筒體組裝找正裝置

為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)的大型臥式筒體或管道組裝方式的缺陷與不足，本文運(yùn)用一種快速組裝找正裝置對(duì)筒體或管道進(jìn)行組對(duì)，在保證筒體組裝質(zhì)量的同時(shí)，提高了筒體組裝的效率，使用更少的人工，在更短的時(shí)間內(nèi)完成筒體的組裝、焊接，改善焊接作業(yè)環(huán)境，避免或減少焊接高空作業(yè)，提高作業(yè)安全性。根據(jù)圓柱形筒體或管道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，一般水平放置的筒體或管道需要在地面采用四點(diǎn)支撐以保證擺放的穩(wěn)固，但一般待組裝的筒體與另一段筒體進(jìn)行組裝時(shí)，往往很難保證筒體放到支撐上可以直接與相鄰?fù)搀w連接上，需要經(jīng)過反復(fù)調(diào)整才能使得兩段筒體的同軸度滿足要求。所以本文設(shè)計(jì)一種可將筒體組裝時(shí)的支撐面改造為可調(diào)節(jié)間距結(jié)構(gòu)的組裝找正裝置，從而實(shí)現(xiàn)待組裝筒體位置的快速調(diào)整與旋轉(zhuǎn)，并且該裝置可多次重復(fù)使用。這種筒體或管道快速組裝找正裝置，可以使得被組裝的圓柱形工件在找正裝置上支撐牢靠、滾動(dòng)靈活，并且能夠輕松調(diào)整擬組裝工件的位置。筒體組裝和找正裝置為成對(duì)使用，本裝置結(jié)構(gòu)見下圖1，主要由機(jī)架1、支承輥2、轉(zhuǎn)軸4、移動(dòng)架3、調(diào)節(jié)手柄6、標(biāo)尺5和手柄檔塊7等部分組成。本裝置機(jī)架采用鋼板焊接而成或使用槽鋼做成一個(gè)箱形結(jié)構(gòu);在機(jī)架上裝有兩個(gè)支承輥，支承輥采用滑動(dòng)軸承或者經(jīng)過加工的輥輪;支承輥通過連接轉(zhuǎn)軸裝在機(jī)架兩側(cè)開的水平槽上，水平槽在加工時(shí)要保證其直線度，以便于連接軸在槽內(nèi)運(yùn)行平穩(wěn);在轉(zhuǎn)軸上機(jī)架的內(nèi)側(cè)裝有一個(gè)移動(dòng)架，調(diào)節(jié)手柄穿過機(jī)架與移動(dòng)架之間采用螺紋連接，通過轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)手柄來實(shí)現(xiàn)移動(dòng)架的前后移動(dòng)，從而帶動(dòng)支承輥沿著機(jī)架上的滑道前后移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)兩個(gè)支承輥之間的間距和中心;在機(jī)架上與兩輥中心線的平行方向裝上鋼尺帶，作為調(diào)整距離的參照標(biāo)尺，標(biāo)尺通過焊接或螺釘連接在機(jī)架的支承輥導(dǎo)槽下方。為了防止在使用過程中，支承輥在水平方向上產(chǎn)生滑動(dòng)造成上方組裝工件的位移影響組裝精度，還需要在操作手柄與機(jī)架之間連接的內(nèi)側(cè)設(shè)置一只止推軸承或者擋塊(件號(hào)7)。

3組裝找正裝置操作方法

3．1擺放筒體快速組裝裝置

使用前，根據(jù)待組裝筒體的長(zhǎng)度以及原筒體的位置計(jì)算與測(cè)量，先將成對(duì)的組裝找正裝置擺放到組裝平臺(tái)上。擺放位置要保證待組裝的筒體與原筒體之間能夠順利接觸，并且不宜距待組裝的筒體兩端距離過遠(yuǎn)，以保證筒體在找正裝置上的擺放穩(wěn)定和能夠容易轉(zhuǎn)動(dòng)。筒體的擺放如圖2如示。本文的組裝找正裝置采用成對(duì)使用的工裝胎具實(shí)現(xiàn)對(duì)大型筒體設(shè)備或管道的快速組裝、找正與連接。首先，根據(jù)筒體或管道的長(zhǎng)度，將兩臺(tái)找正裝置分別放置在待組裝筒體位置下方的兩端，通過原筒體的中心線，定出找正裝置擺放的中心，將兩臺(tái)找正裝置標(biāo)尺上的中心“0”刻度線分別與筒體中心線重合。

3．2調(diào)整筒體或管道中心

找正裝置定好位并固定后，將待組裝的筒體吊到找正裝置上，通過轉(zhuǎn)動(dòng)其兩側(cè)調(diào)節(jié)手柄來調(diào)整支承輥位置，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)筒體在支承輥上的高度。根據(jù)筒體外徑和支承輥外徑相切，計(jì)算出兩支承輥到“0”刻度線的距離，或者根據(jù)筒體中心線的安裝標(biāo)高來調(diào)節(jié)支承輥位置，將每個(gè)支承輥轉(zhuǎn)到相應(yīng)的位置后，復(fù)測(cè)筒體的中心線，滿足要求后鎖定手柄。以此來達(dá)到快速找出筒體的中心。筒體中心位置確定后，將兩段筒體點(diǎn)焊或者法蘭連接。如原筒體位置未固定，還可在找正裝置上轉(zhuǎn)動(dòng)筒體，以方便兩段筒體間的連接。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄來帶動(dòng)支承輥前后移動(dòng)時(shí)，在輥道上方的待組裝的筒體或者管道就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)筒體或管道的高度、水平度和直線度，達(dá)到快速找正中心的目的。

3．3筒體或管道調(diào)節(jié)方法

筒體或管道組裝找正裝置的使用及調(diào)節(jié)方法如下:

(1)如果待組裝筒體的一端偏高，可以通過同時(shí)將其兩側(cè)的手柄往外搖，增加支承輥中心距來調(diào)整。并且，通過支承輥的旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)筒體沿輥道上方轉(zhuǎn)動(dòng)，以便于筒體的組裝和焊接。

(2)如果待組裝筒體的一端偏低，則與上述方法相反，將手柄同時(shí)向內(nèi)搖。

(3)如果筒體的一端偏左或右，則將其兩側(cè)手柄同時(shí)向右或向左搖，帶動(dòng)筒體向相應(yīng)的方向調(diào)節(jié)。

(4)如果待組裝筒體整體偏高或偏低，可以將筒體兩端的調(diào)節(jié)裝置同時(shí)向一個(gè)方向調(diào)整，直到滿足與原筒體間組對(duì)位置精度為止。

(5)兩段筒體間找正好后，就可以對(duì)筒體連接縫進(jìn)行焊接。焊接時(shí)，由于筒體下方的找正裝置上設(shè)有支承輥，可以輕松實(shí)現(xiàn)筒體的轉(zhuǎn)動(dòng)焊接，無需在筒體上方搭設(shè)腳手架和在底部采用仰焊位焊接。

4總結(jié)

本文設(shè)計(jì)的筒體組裝找正裝置及使用方法具有構(gòu)造簡(jiǎn)單，制造成本較低，易于制造，便于操作應(yīng)用廣泛的特點(diǎn)。組裝用胎具采用成對(duì)使用，構(gòu)造上互相獨(dú)立，體積小，便于運(yùn)輸和移動(dòng)。通過該組裝和找正裝置，可在提高大型筒體設(shè)備或管道的組裝精度的同時(shí)，減少筒體組裝的時(shí)間和人員，并且提高了筒體的縱、環(huán)縫焊接效率和安全性，改善焊接方位，更加有效地保障了焊接質(zhì)量。對(duì)于從事大型管道、容器、圓筒體類工業(yè)制造和安裝的企業(yè)，具有很高的推廣價(jià)值;對(duì)于提高企業(yè)的筒體類大型設(shè)備制造與安裝水平有著很大的借鑒性。

參考文獻(xiàn)：

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作者:晉杰 單位:馬鋼工程技術(shù)集團(tuán)有限公司