一种运载火箭贮箱箱底环缝焊接装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种运载火箭贮箱箱底环缝焊接装置，由两个部分组成：焊接边内侧顶紧装置和焊接边外侧压紧装置，焊接边外侧压紧装置从箱底的外侧将圆环和型材框的焊接边压紧，焊接边内侧顶紧装置从箱底的内侧将圆环和型材框的焊接边顶紧。本实用新型专利技术专利主要用于在自动焊接过程中，可靠固定焊接工件的焊接边，在保证焊接质量的前提下，可显著提高焊接效率。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种可用于运载火箭贮箱箱底环缝焊接的装置。
技术介绍
贮箱是运载火箭箭体结构中最大的结构部件，作为压力容器用来贮存液氢/液氧 推进剂，同时作为火箭的主承力结构，起着支撑热防护系统(即绝热防护层)以及为其他系 统仪器设备提供安装基础和空间的作用。如图Ia-Ib所示，贮箱两端的椭球底称为箱底，均采用零件拼焊，焊接方法为钨极 氩弧焊或变极性等离子焊。箱底拼焊的零件有圆环3(6块瓜瓣)、顶盖2、型材框4和法兰 1等(图1)。圆环3与型材框4之间的焊缝称为环缝(如图Ia所示)。由于箱底为椭球体，焊接边区域是曲面，因此焊接装夹困难。在箱底自动化焊接过 程中，要求圆环3与型材框4靠近环缝的焊接边必须可靠固定，准确对齐，且在焊接过程中 不出现错边等现象。
技术实现思路
目前的运载火箭环缝焊接装置主要用于箱底手工焊接，存在工装笨重，操作繁琐， 工艺准备时间长等诸多缺点，且不能可靠压紧零件的焊接边，达不箱底自动化焊接要求，故 本技术所要解决的技术问题在于提供一种可用于自动焊的箱底环缝焊接装置。本技术对箱底环缝焊接边固定的主要思路是外压内顶，即从箱底的外侧将 圆环和型材框的焊接边压紧，从箱底的内侧将圆环和型材框的焊接边顶紧。为此，本实用新 型提供的箱底环缝焊接装置，包括焊接边内侧顶紧装置和焊接边外侧压紧装置，其中焊接边外侧压紧装置包括手轮、顶杆安装盘、螺柱、双向调节螺杆、内胎、圆环压圈 和圆环，顶杆安装盘中央设有一通孔，可穿过内胎上的螺柱，放置在内胎上；手轮与螺柱采 用螺纹副连接，通过转动手轮，将顶杆安装盘固定住，使其在内胎轴向不发生移动；圆环压 圈设置在圆环上，圆环压圈内壁和圆环的外壁椭球母线方程相同，二者贴合良好；顶杆安装 盘的圆周上均布有16根双向调节螺杆；双向调节螺杆的一端与顶杆安装盘采用螺接，另一 端顶在圆环压圈上；通过转动双向调节螺杆上的双头螺母，双向调节螺杆可缩短或伸长，将 圆环压圈压紧，从而实现从箱底外侧将圆环焊接边压紧；焊接边内侧顶紧装置包括型材框压圈、螺栓、螺母和型材框，型材框压圈设置在型 材框上，型材框压圈内壁和型材框外壁的椭球母线方程相同，二者贴合良好；型材框压圈的 圆周上均布有12个通孔，内胎的相应位置亦设有相同的12个通孔；两组通孔对齐，放置型 材框压圈；螺栓穿过两组通孔，安装好螺母；通过拧紧螺母，型材框压圈逐渐从外侧将型材 框压紧。本技术上述箱底环缝焊接装置中还包括气动涨圈本体，气动涨圈本体的剖截 面为C型，采用M24螺栓组件螺接在内胎上。本技术上述箱底环缝焊接装置中，气动涨圈本体上螺接有弹簧座、限位块和撑板；气囊和滑块均嵌在气动涨圈本体的C型槽内；拉杆座、焊漏板均螺接在滑块上；气囊 的一头封死，另一头设有充气嘴，充气嘴通压缩空气；拉杆上套有压缩弹簧，拉杆插入弹簧 座，一端和拉杆座固定。本技术的操作流程包括如下步骤将型材框和圆环都吊装到内胎上；将型材 框压圈放置到型材框上，拧紧螺栓，使型材框压圈从外侧压紧型材框的焊接边；将圆环压圈 放置到圆环上，顶杆安装盘吊装到内胎上。通过调整双向调节螺杆，使圆环压圈从外侧压紧 圆环的焊接边；气动涨圈充气，在气动涨圈圆周上均布的滑块逐渐撑出，从内侧顶紧圆环和 型材框的焊接边；开始环缝焊接；焊接结束，气动涨圈放气，再以此拆除上述装置和工件。相对于现有技术，该技术解决了运载火箭贮箱箱底环缝自动焊接过程中的难 题，有力保证了新一代运载火箭研制的顺利推进。附图说明图Ia是常见的运载火箭贮箱箱底的结构示意图。图Ib是图Ia的A-A剖视图。图2a_2c是本技术箱底环缝焊接装置的结构示意图。图3a是本技术箱底环缝焊接装置中气动涨圈的结构示意图。图3b是图3a中A部位的放大图。图Ia中1为法兰；2为顶盖；3为圆环(6块瓜瓣拼焊而成)；4为型材框；图2a_2c中1为手轮；2为顶杆安装盘；3为螺柱；4为双向调节螺杆(16根)；5 为内胎；6为圆环压圈；7为型材框压圈；8为螺栓(12个)；9为螺母(12个)；10为气动涨 圈；11为型材框；12为圆环(仅显示1/2) ；13为调压装置；14为出气管；15为双头螺母。图3a_3b中1为M24螺栓组件；2为气动涨圈本体；3为气囊；4为滑块5为弹簧 座；6为焊漏板；7为压缩弹簧；8为拉杆；9为拉杆座；10为限位块；11为撑板；12为内胎； 13为充气嘴。具体实施方式以下结合附图和具体实施例，进一步阐述本技术。这些实施例应理解为仅用 于说明本技术而不用于限制本技术的保护范围。在阅读了本技术记载的内容 之后，本领域技术人员可以对本技术作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落 入本技术权利要求所限定的范围。如图2a_2c所示，本技术较佳实施例提供的箱底环缝焊接装置由两个部分组 成焊接边内侧顶紧装置和焊接边外侧压紧装置，焊接边外侧压紧装置从箱底的外侧将圆 环12和型材框11的焊接边压紧，焊接边内侧顶紧装置从箱底的内侧将圆环12和型材框的 焊接边顶紧，其中焊接边外侧压紧装置包括手轮1、顶杆安装盘2、螺柱3、双向调节螺杆4、内胎5、圆 环压圈6、型材框压圈7和螺栓等，顶杆安装盘2中央有一通孔，可穿过内胎5上的螺柱3， 放置在内胎5上。手轮1与螺柱3采用螺纹副连接，通过转动手轮1，将顶杆安装盘2固定 住，使其在内胎5轴向不发生移动。圆环压圈6放置在圆环12上，圆环压圈6内壁和圆环 12的外壁椭球母线方程相同，二者贴合良好。顶杆安装盘2的圆周上均布有16根双向调节螺杆4。双向调节螺杆4的一端与顶杆安装盘2采用螺接，另一端尖头顶在圆环压圈6上。 通过转动双向调节螺杆4上的双头螺母15，双向调节螺杆4可缩短或伸长，将圆环压圈6压 紧，从而最终实现从箱底外侧将圆环12焊接边压紧。焊接边内侧顶紧装置包括型材框压圈7、螺栓8、螺母9和型材框11，型材框压圈7 放置在型材框11上。型材框压圈7内壁和型材框11外壁的椭球母线方程相同，二者贴合 良好。型材框压圈7的圆周上均布有12个通孔，内胎5的相应位置亦钻有相同的12个通 孔。在放置型材框压圈7时，须将两组孔对齐。螺栓8穿过两组通孔，安装好螺母9。通过 拧紧螺母9，型材框压圈7逐渐从外侧将型材框11压紧。本技术另一优选实施例中，从箱底内侧顶紧圆环和型材框的焊接边主要依靠 气动涨圈，如图2b所示，气动涨圈本体10螺接在内胎上。如图3所示，气动涨圈本体2的剖截面为C型，采用M24螺栓组件1螺接在内胎12 上。螺接在气动涨圈本体2的零件包括弹簧座5、限位块10、撑板11。气囊3和滑块4均 嵌在气动涨圈本体2的C型槽内。拉杆座9、焊漏板6均螺接在滑块4上。气囊3的结构 形式和消防水带一致，一头封死，另一条有充气嘴13。充气嘴13通压缩空气。拉杆8上套 有1个压缩弹簧7，拉杆8插入弹簧座5，一端和拉杆座9固定。撑板11主要用于支撑圆环 (如图2中12)。以下结合附图具体说明气动涨圈的动作流程如图3所示，压缩空气通过充气嘴13，充入气囊3内，气囊3内的气压升高，逐渐涨 大；在气囊3的推动下，嵌在气动涨圈本体2C型槽内的滑块4逐渐撑出；同时压缩弹簧7被 逐渐压缩；当滑块4的底部碰到限位块10时，滑块4停止运动，从箱底内侧顶紧圆环和型材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运载火箭贮箱箱底环缝焊接装置，其特征是，包括焊接边内侧顶紧装置和焊接边外侧压紧装置，其中：　　焊接边外侧压紧装置包括手轮、顶杆安装盘、螺柱、双向调节螺杆、内胎、圆环压圈和圆环，顶杆安装盘中央设有一通孔，可穿过内胎上的螺柱，放置在内胎上；手轮与螺柱采用螺纹副连接，通过转动手轮，将顶杆安装盘固定住，使其在内胎轴向不发生移动；圆环压圈设置在圆环上，圆环压圈内壁和圆环的外壁椭球母线方程相同，二者贴合良好；顶杆安装盘的圆周上均布有１６根双向调节螺杆；双向调节螺杆的一端与顶杆安装盘采用螺接，另一端顶在圆环压圈上；通过转动双向调节螺杆上的双头螺母，双向调节螺杆可缩短或伸长，将圆环压圈压紧，从而实现从箱底外侧将圆环焊接边压紧；　　焊接边内侧顶紧装置包括型材框压圈、螺栓、螺母和型材框，型材框压圈设置在型材框上，型材框压圈内壁和型材框外壁的椭球母线方程相同，二者贴合良好；型材框压圈的圆周上均布有１２个通孔，内胎的相应位置亦设有相同的１２个通孔；两组通孔对齐，放置型材框压圈；螺栓穿过两组通孔，安装好螺母；通过拧紧螺母，型材框压圈逐渐从外侧将型材框压紧。

【技术特征摘要】
1.一种运载火箭贮箱箱底环缝焊接装置，其特征是，包括焊接边内侧顶紧装置和焊接 边外侧压紧装置，其中焊接边外侧压紧装置包括手轮、顶杆安装盘、螺柱、双向调节螺杆、内胎、圆环压圈和圆 环，顶杆安装盘中央设有一通孔，可穿过内胎上的螺柱，放置在内胎上；手轮与螺柱采用螺 纹副连接，通过转动手轮，将顶杆安装盘固定住，使其在内胎轴向不发生移动；圆环压圈设 置在圆环上，圆环压圈内壁和圆环的外壁椭球母线方程相同，二者贴合良好；顶杆安装盘的 圆周上均布有16根双向调节螺杆；双向调节螺杆的一端与顶杆安装盘采用螺接，另一端顶 在圆环压圈上；通过转动双向调节螺杆上的双头螺母，双向调节螺杆可缩短或伸长，将圆环 压圈压紧，从而实现从箱底外侧将圆环焊接边压紧；焊接边内侧顶紧装置包括型材框压圈、螺栓、螺母和型材框...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦超，陈杰，沈彩霞，毛旦平，黄雅月，罗志强，林立芳，杨学勤，徐爱杰，李来平，
申请(专利权)人：上海航天精密机械研究所，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]