【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于运载火箭贮箱箱体环缝搅拌摩擦焊接，具体涉及一种筒段与共底锁底环缝固定内支撑自动调平及撑紧装置。
技术介绍
1、新一代载人运载火箭5m直径贮箱箱体环缝搅拌摩擦焊采用立式装配焊接方案，能够消除卧式装配时因重力带来的贮箱结构件变形等不利影响，降低产品装配难度，同时利用重力作用减小环缝装配间隙，有利于保证形位尺寸，提高环缝装配焊接质量。
2、产品材料：2219铝合金、2195铝锂合金等航天高强铝合金。
3、产品特点：该系列产品有超长、大厚度、新结构的特点，贮箱最长近37m，焊接厚度最大20mm，贮箱采用单层共底结构以及双层共底结构。
4、产品结构组成：共底结构贮箱由前底组合件、后底组合件、共底结构组合件和中间筒段4大部分组成，主要涉及的焊缝类型包括：前底组合件/筒段对接环缝、前箱筒段/筒段对接环缝、前箱筒段/共底组合件对接环缝、后箱筒段/共底组合件锁底环缝、后箱筒段/筒段对接环缝、后箱筒段/后底组合件对接环缝。
5、产品焊接顺序：贮箱箱体的立式装配焊接拟从后底组合件开始，向前底组合件顺序装配焊接，焊接过程中不进行二次上架装配，共底组合件与燃箱筒段锁底环缝的套装在架上立式状态下完成，该模式可免除燃箱的封箱焊，在贮箱的整个装焊过程中，只对氧箱前底组合件/筒段对接环缝进行封箱焊即可。
6、大直径贮箱立式装配方案的焊接过程中箱体固定，焊接执行机构围绕箱体旋转完成环缝的焊接，针对后箱筒段/共底组合件锁底环缝状态需要研制一套大直径筒段与共底锁底环缝固定内支撑自动调平及撑紧装置
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种筒段与共底锁底环缝固定内支撑自动调平及撑紧装置，以满足上述需求。
2、为达到上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：
3、一种筒段与共底锁底环缝固定内支撑自动调平及撑紧装置，包括固定基座组件、径向内撑块组件、径向外撑块组件、轴向楔紧块组件和共底调平组件；固定基座组件包括固定基座和直线导轨，固定基座是一个梯形截面的环形焊接结构件，其上表面铺设有均布的直线导轨，用于径向外撑块组件和径向内撑块组件的支撑定位和精确导向，固定基座背部安装固定轴向楔紧块组件；每两组轴向楔紧块组件楔紧固定一组径向内撑块组件，相邻两组径向内撑块组件楔紧两者之间的径向外撑块组件，相邻两组轴向楔紧块组件的外侧连接有一个共底调平组件。
4、径向内撑块组件由内撑块油缸后支座，第一后支座销轴，第一后支座螺钉，第一普通平键，第一定位销，后耳式内撑块油缸，楔形块，楔形块连接螺钉，内撑块基座，内撑块油缸前支座，第一前支座螺钉，第一滑块螺钉，第一滑块，内撑块头部垫板连接螺钉，内撑块头部垫板定位销，内撑块头部垫板组成；后耳式内撑块油缸的后端通过第一后支座销轴与内撑块油缸后支座铰接，内撑块油缸后支座通过第一普通平键、第一定位销和第一后支座螺钉固连在固定基座组件上表面；后耳式内撑块油缸的前端通过第一前支座螺钉将内撑块油缸前支座固定在内撑块基座的背面；内撑块基座的背面左右两侧分别布置一个楔形块，并通过楔形块连接螺钉固定连接；内撑块基座的底部对称布置两个第一滑块，并通过第一滑块螺钉固定连接；内撑块基座的正面环形槽用于镶嵌内撑块头部垫板，并通过两个内撑块头部垫板定位销定位，若干个内撑块头部垫板连接螺钉连接；内撑块基座整体为扇形结构，正面加工环形槽，背面加工楔形块和内撑块油缸前支座的连接平面，底部加工两个第一滑块的定位槽，上表面加工型腔用于减重，左右两侧面为正八字对称斜面，与外撑块基座的斜面形成配合关系。
5、径向外撑块组件由外撑块油缸后支座，第二后支座销轴，第二普通平键，第二定位销，第二后支座螺钉，后耳式外撑块油缸，外撑块油缸前支座，第二前支座螺钉，外撑块基座，第二滑块螺钉，第二滑块，外撑块头部垫板连接螺钉，外撑块头部垫板定位销，外撑块头部垫板组成；后耳式外撑块油缸的后端通过第二后支座销轴与外撑块油缸后支座铰接，外撑块油缸后支座通过第二普通平键、第二定位销和第二后支座螺钉固连在固定基座组件上表面；后耳式外撑块油缸的前端通过第二前支座螺钉将外撑块油缸前支座固定在外撑块基座的背面；外撑块基座的底部对称布置两个第二滑块，并通过第二滑块螺钉固定连接；外撑块基座的正面环形槽用于镶嵌外撑块头部垫板，并通过两个外撑块头部垫板定位销定位，若干个外撑块头部垫板连接螺钉连接；外撑块基座整体为扇形结构，正面加工环形槽，背面加工外撑块油缸前支座的连接平面，底部加工两个第二滑块的定位槽，上表面加工型腔用于减重，左右两侧面为倒八字对称斜面，与内撑块基座的斜面形成配合关系。
6、轴向楔紧块组件由楔紧油缸、楔紧油缸连接螺钉，楔紧油缸安装座，楔紧油缸安装座连接螺钉和方隼楔形块组成；方隼楔形块的方隼段与楔紧油缸安装座的方孔形成配合关系，保证楔紧油缸的活塞杆推出和收回过程不发生转动；楔紧过程中，方隼楔形块的前端斜面与楔形块的斜面形成摩擦副，基于斜面增力原理，可以把楔紧油缸的推力成倍放大传递给径向内撑块组件，保证强大的径向撑紧力，且斜面具有自锁能力，在承受焊接时巨大的顶锻力时，保证焊接过程中不出现退让现象；楔紧油缸的活塞杆与方隼楔形块以螺纹形式连接成一体，并通过楔紧油缸连接螺钉固定在楔紧油缸安装座上；楔紧油缸安装座的前端轴径与固定基座的孔径配合定位，并通过楔紧油缸安装座连接螺钉将楔紧油缸安装座固定连接在固定基座的背部。
7、共底调平组件包括两个伺服电机，两个伺服电机安装座，两个联轴器，左旋和右旋各1个螺旋升降机及其安装座，两个螺旋升降机顶部法兰盘，法兰盘连接螺钉，定位连接板；共底调平组件数量为4组，每组共底调平组件的伺服电机、伺服电机安装座、联轴器连接在螺旋升降机的侧面，两套螺旋升降机上端面连接在两个螺旋升降机安装座下表面，两个螺旋升降机安装座通过螺栓分别连接在相邻的两个轴向楔紧块组件的外侧，定位连接板的两端分别通过法兰盘连接螺钉固定在两台螺旋升降机顶部法兰盘。
8、该装置的驱动方式为液压驱动，包括两种撑紧方案：
9、方案a：径向外撑块组件与径向内撑块组件交替加载，径向外撑块组件与径向内撑块组件同时径向伸出，轴向楔紧块组件背部楔紧，借助强大的增力作用撑出径向内撑块组件，进而撑紧筒段；
10、方案b：径向外撑块组件撑紧到位后，径向内撑块组件全部跟上，最后依靠轴向楔紧块组件楔紧撑大筒段，从而保证径向内撑块组件和径向外撑块组件均与筒段内壁贴合。
11、方案b的撑紧原理：
12、(1)径向外撑块组件在液压缸驱动下撑紧到位，撑紧到位后可靠锁紧，且不发生退让，径向外撑块组件的油缸行程为150mm，缸径160mm，100bar压力作用下的液压缸推力达20t，保证30mm共底组件单边撑大1mm；
13、(2)径向内撑块组件在液压缸驱动下撑开，径向内撑块组件先与产品内壁贴合，径向内撑块组件本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种筒段与共底锁底环缝固定内支撑自动调平及撑紧装置，其特征在于：包括固定基座组件、径向内撑块组件、径向外撑块组件、轴向楔紧块组件和共底调平组件；固定基座组件包括固定基座和直线导轨，固定基座是一个梯形截面的环形焊接结构件，其上表面铺设有均布的直线导轨，用于径向外撑块组件和径向内撑块组件的支撑定位和精确导向，固定基座背部安装固定轴向楔紧块组件；每两组轴向楔紧块组件楔紧固定一组径向内撑块组件，相邻两组径向内撑块组件楔紧两者之间的径向外撑块组件，相邻两组轴向楔紧块组件的外侧连接有一个共底调平组件。
2.根据权利要求1所述的筒段与共底锁底环缝固定内支撑自动调平及撑紧装置，其特征在于：径向内撑块组件由内撑块油缸后支座，第一后支座销轴，第一后支座螺钉，第一普通平键，第一定位销，后耳式内撑块油缸，楔形块，楔形块连接螺钉，内撑块基座，内撑块油缸前支座，第一前支座螺钉，第一滑块螺钉，第一滑块，内撑块头部垫板连接螺钉，内撑块头部垫板定位销，内撑块头部垫板组成；后耳式内撑块油缸的后端通过第一后支座销轴与内撑块油缸后支座铰接，内撑块油缸后支座通过第一普通平键、第一定位销和第一后支座螺钉固连
3.根据权利要求2所述的筒段与共底锁底环缝固定内支撑自动调平及撑紧装置，其特征在于：径向外撑块组件由外撑块油缸后支座，第二后支座销轴，第二普通平键，第二定位销，第二后支座螺钉，后耳式外撑块油缸，外撑块油缸前支座，第二前支座螺钉，外撑块基座，第二滑块螺钉，第二滑块，外撑块头部垫板连接螺钉，外撑块头部垫板定位销，外撑块头部垫板组成；后耳式外撑块油缸的后端通过第二后支座销轴与外撑块油缸后支座铰接，外撑块油缸后支座通过第二普通平键、第二定位销和第二后支座螺钉固连在固定基座组件上表面；后耳式外撑块油缸的前端通过第二前支座螺钉将外撑块油缸前支座固定在外撑块基座的背面；外撑块基座的底部对称布置两个第二滑块，并通过第二滑块螺钉固定连接；外撑块基座的正面环形槽用于镶嵌外撑块头部垫板，并通过两个外撑块头部垫板定位销定位，若干个外撑块头部垫板连接螺钉连接；外撑块基座整体为扇形结构，正面加工环形槽，背面加工外撑块油缸前支座的连接平面，底部加工两个第二滑块的定位槽，上表面加工型腔用于减重，左右两侧面为倒八字对称斜面，与内撑块基座的斜面形成配合关系。
4.根据权利要求2所述的筒段与共底锁底环缝固定内支撑自动调平及撑紧装置，其特征在于：轴向楔紧块组件由楔紧油缸、楔紧油缸连接螺钉，楔紧油缸安装座，楔紧油缸安装座连接螺钉和方隼楔形块组成；方隼楔形块的方隼段与楔紧油缸安装座的方孔形成配合关系，保证楔紧油缸的活塞杆推出和收回过程不发生转动；楔紧过程中，方隼楔形块的前端斜面与楔形块的斜面形成摩擦副，基于斜面增力原理，可以把楔紧油缸的推力成倍放大传递给径向内撑块组件，保证强大的径向撑紧力，且斜面具有自锁能力，在承受焊接时巨大的顶锻力时，保证焊接过程中不出现退让现象；楔紧油缸的活塞杆与方隼楔形块以螺纹形式连接成一体，并通过楔紧油缸连接螺钉固定在楔紧油缸安装座上；楔紧油缸安装座的前端轴径与固定基座的孔径配合定位，并通过楔紧油缸安装座连接螺钉将楔紧油缸安装座固定连接在固定基座的背部。
5.根据权利要求1所述的筒段与共底锁底环缝固定内支撑自动调平及撑紧装置，其特征在于：共底调平组件包括两个伺服电机，两个伺服电机安装座，两个联轴器，左旋和右旋各1个螺旋升降机及其安装座，两个螺旋升降机顶部法兰盘，法兰盘连接螺钉，定位连接板；共底调平组件数量为4组，每组共底调平组件的伺服电机、伺服电机安装座、联轴器连接在螺旋升降机的侧面，两套螺旋升降机上端面连接在两个螺旋升降机安装座下表面，两个螺旋升降机安装座通过螺栓分别连接在相邻的两个轴向楔紧块组件的外侧，定位连接板的两端分别通过法兰盘连接螺钉固定在两台螺旋升降机顶部法兰盘。
6.根据权利要求1所述的筒段与共底锁底环缝固定内支撑自动调平及撑紧装置，其特征在于：该装置的驱动方式为液压驱动，包括两种撑紧方案：
7.根据权利要求6所述的筒段与共底锁底环缝固定内...
【技术特征摘要】
1.一种筒段与共底锁底环缝固定内支撑自动调平及撑紧装置，其特征在于：包括固定基座组件、径向内撑块组件、径向外撑块组件、轴向楔紧块组件和共底调平组件；固定基座组件包括固定基座和直线导轨，固定基座是一个梯形截面的环形焊接结构件，其上表面铺设有均布的直线导轨，用于径向外撑块组件和径向内撑块组件的支撑定位和精确导向，固定基座背部安装固定轴向楔紧块组件；每两组轴向楔紧块组件楔紧固定一组径向内撑块组件，相邻两组径向内撑块组件楔紧两者之间的径向外撑块组件，相邻两组轴向楔紧块组件的外侧连接有一个共底调平组件。
2.根据权利要求1所述的筒段与共底锁底环缝固定内支撑自动调平及撑紧装置，其特征在于：径向内撑块组件由内撑块油缸后支座，第一后支座销轴，第一后支座螺钉，第一普通平键，第一定位销，后耳式内撑块油缸，楔形块，楔形块连接螺钉，内撑块基座，内撑块油缸前支座，第一前支座螺钉，第一滑块螺钉，第一滑块，内撑块头部垫板连接螺钉，内撑块头部垫板定位销，内撑块头部垫板组成；后耳式内撑块油缸的后端通过第一后支座销轴与内撑块油缸后支座铰接，内撑块油缸后支座通过第一普通平键、第一定位销和第一后支座螺钉固连在固定基座组件上表面；后耳式内撑块油缸的前端通过第一前支座螺钉将内撑块油缸前支座固定在内撑块基座的背面；内撑块基座的背面左右两侧分别布置一个楔形块，并通过楔形块连接螺钉固定连接；内撑块基座的底部对称布置两个第一滑块，并通过第一滑块螺钉固定连接；内撑块基座的正面环形槽用于镶嵌内撑块头部垫板，并通过两个内撑块头部垫板定位销定位，若干个内撑块头部垫板连接螺钉连接；内撑块基座整体为扇形结构，正面加工环形槽，背面加工楔形块和内撑块油缸前支座的连接平面，底部加工两个第一滑块的定位槽，上表面加工型腔用于减重，左右两侧面为正八字对称斜面，与外撑块基座的斜面形成配合关系。
3.根据权利要求2所述的筒段与共底锁底环缝固定内支撑自动调平及撑紧装置，其特征在于：径向外撑块组件由外撑块油缸后支座，第二后支座销轴，第二普通平键，第二定位销，第二后支座螺钉，后耳式外撑块油缸，外撑块油缸前支座，第二前支座螺钉，外撑块基座，第二滑块螺钉，第二滑块，外撑块头部垫板连接螺钉，外撑块头部垫板定位销，外撑块头部垫板组成；后耳式外撑块油缸的后端通过第二后支座销轴与外撑块油缸后支座铰接，外撑块油缸后支座通过第二普通平键、第二定位销和第二后支座螺钉固连在固定基座组件上表面；后耳式外撑块油缸的前端通过第二前支座螺钉将外撑块油缸前支座固定在外撑块基座的背面；外撑块基座的底部对称布置两个第二滑块，并通过第二滑块螺钉固定连接；外撑块基座的正面环形槽用于镶嵌外撑块头部垫板，并通过两个外撑块头部垫板定位销定位，...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨富伟，李超，孔德跃，张新棋，陈雪峰，张恒，马康，池海浴，毕煌圣，高文静，刘海燕，孙世烜，于婧，马瑞娜，郝云飞，何凡锋，王剑，董传杰，杨凯，郭旭，张新宇，江蓝，刘亮，孙丹，金涛，李凯华，刘涛，张士军，
申请(专利权)人：北京长征火箭装备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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