一种施加预应力的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种施加预应力的装置，包括：上压环模具、下顶环模具、法兰盘支撑环、法兰盘上压盘、测力机构，其中，上压环模具安装于转接环上，转接环安装于工作平台上，所述机构的下顶环模具安装于导向定位轴外轴上，法兰盘支撑盘内嵌于下顶环模具并安装于导向定位轴的内轴上，法兰盘上压盘通过固定螺栓压紧法兰。预应力上压环模具与下顶环模具压紧要焊接法兰的壳体；由液压缸向上推动导向定位轴上升使下顶模具在壳体上顶出一定的变形；测力机构安装于液压缸下部以测量并显示所施加的压力。采用本发明专利技术的技术方案，可以实现在焊接前在焊缝周边施加一定的预应力变形，以抵消在焊接过程中产生的焊接应力与变形。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种施加预应力的装置，尤其涉及一种在薄壁半圆形壳体上焊接圆形法兰盘时在焊缝周边施加预应力的机构装置。
技术介绍
在薄壁半球形壳体上焊接法兰是非常普遍的，尤其是在一些舱体或者储存罐上。但是在薄壁壳体上焊接法兰会产生很大的焊接应力与焊接变形，这会大大降低器件的成品率与使用寿命。
技术实现思路
鉴于上述焊接中的问题，本专利技术的目的在于提供一种施加预应力的装置，可以实现在焊接前在焊缝周边施加一定的预应力变形，以抵消在焊接过程中产生的焊接应力与变形。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种施加预应力的装置包括：上压环模具、下顶环模具、法兰盘支撑环、法兰盘上压盘、测力机构，其中，所述上压环模具通过固定环以扣压的方式进行固定，所述固定环通过螺栓固定到转接环上，所述转接环以螺栓连接于工作平台上；所述下顶环模具安装于导向定位轴外轴上，法兰盘支撑环内嵌于下顶环模具并安装于导向定位轴内轴上，通过固定螺栓与导向定位轴内轴连接使法兰盘上压盘压紧环形法兰使环形法兰固定；所述上压环模具与下顶环模具压紧要焊接环形法兰的半球形壳体；由液压缸向上推动导向定位轴外轴与导向定位轴内轴同时上升，使所述下顶环模具在半球形壳体上顶出一定的向上翘的变形；通过导向定位轴内轴的上下微调螺母机构来调整所述导向定位轴内轴在导向定位轴外轴内上下移动，使所述法兰盘支撑环在所述的下顶环模具内上下移动来调整环形法兰的位置；测力机构安装于液压缸下部以测量并显示所施加的压力。作为优选，所述转接环是用来转接不同直径尺寸的上压环模具以便焊接不同尺寸法兰。作为优选，所述法兰盘支撑环内嵌于下顶环模具内，并且法兰盘支撑环可以相对下顶环模具上下滑动。作为优选，所述预应力的施加方式为上压下顶方式，即上压环模具固定到转接环上，上压环模具压住要焊接的半球形壳体，下顶环模具向上移动在要焊接部位顶出一定预变形。作为优选，所述导向定位轴外轴与导向定位轴内轴的运动关系为：导向定位轴外轴上下运动时导向定位轴内轴会同导向定位轴外轴一起上下运动；转动导向定位轴内轴的上下微调整螺母机构时导向定位轴外轴保持不动，导向定位轴内轴会上下移动。本专利技术的优点及有益效果是：本专利技术可以有效解决半球形薄壁壳体上焊接法兰盘的焊后应力与变形问题，本专利技术结构紧凑，原理简单，并且可以针对不同直径尺寸的法兰方便更换不同的模具能充分保证工件装夹的重复定位精度，并能到达预期的设计效果，部件简单从而降低了设备的维护成本。附图说明图1预紧力机构爆炸图；图2预紧力原理装配图；图3预紧力原理装配局部图；图4预紧力机构在工装当中的安装图。具体实施方式为使本专利技术的目的，技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的实施方式作进一步详细的描述。如图1至4所示，本专利技术实施例提供一种施加预应力的装置包括：上压环模具4、下顶环模具8、法兰盘支撑环9、法兰盘上压盘6、测力机构14，其中，所述上压环模具4通过固定环3以扣压的方式进行固定，所述固定环3通过螺栓固定到转接环2上，所述转接环2以螺栓连接于工作平台1上。所述下顶环模具8安装于导向定位轴外轴11上，法兰盘支撑环9内嵌于下顶环模具8并安装于导向定位轴内轴10上，通过固定螺栓7与导向定位轴内轴10连接使法兰盘上压盘6压紧环形法兰5。所述法兰盘支撑环9与所述法兰盘上压盘6下顶上压方式固定要焊接的环形法兰5。所述上压环模具4与下顶环模具8压紧要焊接环形法兰5的半球形壳体15。由液压缸13向上推动导向定位轴外轴11与导向定位轴内轴10同时上升，使所述下顶环模具8在半球形壳体15上顶出一定的向上翘的变形。通过导向定位轴内轴10的上下微调螺母机构12来调整所述导向定位轴内轴10在导向定位轴外轴11内上下移动，使所述法兰盘支撑环9在所述的下顶环模具内上下移动来调整环形法兰5的位置以便焊接工艺要求。测力机构14安装于液压缸13下部以测量并显示所施加的压力。所述转接环2是用来转接不同直径尺寸的上压环模具4以便焊接不同尺寸法兰。下顶环模具8和法兰盘支撑环9总是成套使用都是以螺栓固定方式，便于更换。所述下顶环模具8固定到导向定位轴外轴11上，所述法兰盘支撑环9固定到导向定位轴内轴11上。所述法兰盘支撑环9内嵌于下顶环模具8内，并且法兰盘支撑环9可以相对下顶环模具8上下滑动。上压环模具4固定到转接环2上，上压环模具压住要焊接的半球形壳体15，导向定位轴外轴11在液压缸推动下向上移动带动下顶环模具8向上移动在要焊接部位顶出一定预变形。法兰盘支撑环9与所述法兰盘上压盘6下顶上压方式固定要焊接的环形法兰5。通过导向定位轴内轴10的上下微调螺母机构12来调整所述导向定位轴内轴10在导向定位轴外轴11内上下移动，使所述法兰盘支撑环9在所述的下顶环模具内上下移动来调整环形法兰5的位置。所述导向定位轴外轴11与导向定位轴内轴10的运动关系为：导向定位轴外轴11上下运动时导向定位轴内轴10会同导向定位轴外轴11一起上下运动；转动导向定位轴内轴10的上下微调整螺母机构12时导向定位轴外轴11保持不动，导向定位轴内轴10会上下移动。液压缸13可以以支点A旋转90度，以适应专用的焊接变位机对工件的位置进行调整。本专利技术不具备单独使用条件，须有专用的变位机用来调整要焊接工件的位置与其配合，此预应力加力装置需安装到特定的工装上才能发挥其预加力的作用以上所述仅为本专利的最佳实施例，其他运用本专利技术专利的等效变化，均应属本专利技术专利范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种施加预应力的装置，其特征在于，包括：上压环模具、下顶环模具、法兰盘支撑环、法兰盘上压盘、测力机构，其中，所述上压环模具通过固定环以扣压的方式进行固定，所述固定环通过螺栓固定到转接环上，所述转接环以螺栓连接于工作平台上；所述下顶环模具安装于导向定位轴外轴上，法兰盘支撑环内嵌于下顶环模具并安装于导向定位轴内轴上，通过固定螺栓与导向定位轴内轴连接使法兰盘上压盘压紧环形法兰使环形法兰固定；所述上压环模具与下顶环模具压紧要焊接环形法兰的半球形壳体；由液压缸向上推动导向定位轴外轴与导向定位轴内轴同时上升，使所述下顶环模具在半球形壳体上顶出一定的向上翘的变形；通过导向定位轴内轴的上下微调螺母机构来调整所述导向定位轴内轴在导向定位轴外轴内上下移动，使所述法兰盘支撑环在所述的下顶环模具内上下移动来调整环形法兰的位置；测力机构安装于液压缸下部以测量并显示所施加的压力。

【技术特征摘要】
1.一种施加预应力的装置，其特征在于，包括：上压环模具、下顶环模具、法兰盘支撑环、法兰盘上压盘、测力机构，其中，所述上压环模具通过固定环以扣压的方式进行固定，所述固定环通过螺栓固定到转接环上，所述转接环以螺栓连接于工作平台上；所述下顶环模具安装于导向定位轴外轴上，法兰盘支撑环内嵌于下顶环模具并安装于导向定位轴内轴上，通过固定螺栓与导向定位轴内轴连接使法兰盘上压盘压紧环形法兰使环形法兰固定；所述上压环模具与下顶环模具压紧要焊接环形法兰的半球形壳体；由液压缸向上推动导向定位轴外轴与导向定位轴内轴同时上升，使所述下顶环模具在半球形壳体上顶出一定的向上翘的变形；通过导向定位轴内轴的上下微调螺母机构来调整所述导向定位轴内轴在导向定位轴外轴内上下移动，使所述法兰盘支撑环在所述的下顶环模具内上下移动来调整环形法兰的位置；测力机构安装于液压缸...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈树君，李德保，蒋凡，苏珊，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11