【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及可控核聚变的托卡马克装置安装，尤其是一种托卡马克装置大型环状部件翻转工装和方法,属于用于起重机或绞车的载荷吊挂装置(b66c13/08)。
技术介绍
1、托卡马克装置为超大型真空容器，大型环状部件为其关键部件之一。此环状部件在制造中的主要工序为大尺寸厚板焊接，焊接厚度为65～145mm；为保证焊缝质量，需要以双面施焊的方式进行焊接，因此需要对环状部件整体进行多次焊接翻转。当前主流做法为平焊+仰焊双面焊接或者部件上直接加吊耳进行翻转，其中平焊+仰焊方式存在仰焊位置焊接难度大、焊接质量差的问题，过程中会出现大量的焊缝返修，不利于产品的质量控制。直接加吊耳进行翻转的方式在翻转的到90°瞬间容易失稳，出现极大的动能，具有一定的安全隐患。同时因为此环状部件的尺寸达φ17600×865mm，重约197吨，需要焊接大量的吊耳，焊接与去除对工件本身存在一定损伤。
技术实现思路
1、本专利技术的技术问题是，如何对托卡马克装置的大型环状部件进行无损翻转，从而方便该大型环状部件的焊接。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案一是：一种托卡马克装置大型环状部件的翻转工装，含有可以彼此对合和分开的下半框架和上半框架，所述下半框架外的相对两侧分别设有翻转吊耳；所述上半框架和下半框架分别呈八个镂空矩形边框围成的八边形，所述边框包括上下平行的固定层边杆和架高层边杆构成的两层边杆以及垂向固连两层边杆的立撑杆，所述上半框架和下半框架在其八边形边框之内均形成有与固定层边杆齐平联接的
3、所述下半桁架上固设有下内侧压圈和下外侧压圈，所述下半桁架上固设有位于下内侧压圈和下外侧压圈之间且在圆周内间隔分布的多个下调平杆，所述下内侧压圈上固设有沿圆周间隔分布的多个下内侧水平限位杆，所述下外侧压圈上固设有沿圆周间隔分布的多个下外侧水平限位杆，所述下内侧压圈、下外侧压圈和下调平杆上均固设有沿圆周间隔分布的多个液压杆；
4、所述上半桁架上固设有依次由内到外的上内侧压圈、中间压圈和上外侧压圈，所述上半桁架上固设有位于中间压圈和上外侧压圈之间且在圆周内间隔分布的多个上调平杆，所述上内侧压圈上固设有沿圆周间隔分布的多个上内侧水平限位杆，所述中间压圈上固设有沿圆周间隔分布的多个上外侧水平限位杆，所述上内侧压圈、中间压圈、上外侧压圈和上调平杆上均固设有竖向限位杆。
5、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案二是：使用上述技术方案一的一种托卡马克装置大型环状部件的翻转工装的使用方法，其中
6、所述大型环状部件包括上下两层环状平板组件、垂直固定在上下两层环状平板组件之间的环状立板组件和多个夹层加强筋组件，下层环状平板组件包括内圈组件和外圈组件，所述环状平板组件和环状立板组件由沿圆周均匀分割的多个零件拼焊而成；
7、包括以下步骤：
8、1）将下半框架平放，下半框架的固定层边杆和下半桁架在下，下半框架的架高层边杆、下内侧压圈、下外侧压圈、下调平杆、下内侧水平限位杆、下外侧水平限位杆和液压杆朝上；
9、2）将下层环状平板组件的内圈组件和外圈组件各零件下表面放置在下半框架的液压杆上，调整液压杆的高度，使各零件处于水平面内具有统一的水平度，再点焊固定，调整下内侧水平限位杆和下外侧水平限位杆，使下内侧水平限位杆压紧下层环状平板组件的内圈边缘，使下外侧水平限位杆压紧下层环状平板组件的外圈边缘；
10、将夹层加强筋组件、环状立板组件各零件的下端圈分别与下层环状平板组件的内圈组件点焊固定，再将上层环状平板组件的各零件的表面放置在夹层加强筋组件的上表面，调整统一水平度后再点焊固定；
11、3）通过吊装将上半框架吊至大型环状部件的上方并落下，使上半框架与下
12、半框架对合，使上层环状平板位于上内侧压圈的上内侧水平限位杆与中间压圈的上外侧水平限位杆之间，上半框架的架高层边杆、上内侧压圈、中间压圈、上外侧压圈、上外侧水平限位杆、上内侧水平限位杆、上调平杆和竖向限位杆朝下；
13、上半框架与下半框架的边框之间通过螺栓连接固定；
14、调整上内侧水平限位杆和上外侧水平限位杆，使上内侧水平限位杆压紧上层环状平板的内圈边缘，使上外侧水平限位杆压紧上层环状平板的外圈边缘；
15、调整上外侧压圈和上调平杆上的竖向限位杆，使其抵压在下层环状平板的上表面，调整上内侧压圈和中间压圈上的竖向限位杆，使其抵压在上层环状平板的上表面，通过上半框架的竖向限位杆以及下半框架的液压杆实现大型环状部件的竖向夹紧；
16、4）对下层环状平板组件的内圈组件和外圈组件的各零件之间进行第一次对焊；
17、对上层环状平板组件的各零件之间进行第一次对焊；
18、对夹层加强筋组件和上下两层环状平板组件之间进行角焊；
19、对环状立板组件的各零件之间进行双面对焊；
20、对环状立板组件与上下两层环状平板组件进行双面对焊；
21、5）将翻转工装和大型环状部件转运至翻转区域，起重机通过翻转吊耳起吊翻转工装和大型环状部件，利用卷扬机提供翻转动力，卷扬机的卷扬连接点位于上半框架与下半框架的翻转轴线两侧的固定层边杆；
22、6）完成翻转工装和大型环状部件的首次翻转后放置于支撑平台，继续对下层环状平板组件的内圈组件和外圈组件各零件之间进行第二次对焊，继续对上层环状平板组件的各零件之间第二次对焊；
23、7）再次对翻转工装和大型环状部件进行翻转，继续对下层环状平板组件的内圈组件和外圈组件各零件之间进行第三次对焊，继续对上层环状平板组件的各零件之间第三次对焊；
24、自首次翻转开始进行多次翻转，以完成全部焊接；
25、8）拆除连接上半框架与下半框架的边框之间的螺栓，调整上内侧水平限位杆和上外侧水平限位杆，使上内侧水平限位杆离开上层环状平板的内圈边缘，使上外侧水平限位杆离开上层环状平板的外圈边缘，
26、起吊上半框架；
27、调整下内侧水平限位杆和下外侧水平限位杆，使下内侧水平限位杆离开下层环状平板的内圈边缘，使下外侧水平限位杆离开下层环状平板的外圈边缘；
28、再将大型环状部件从下半框架中吊出。
29、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：完全适应大型环状部件的外形要求,将翻转工装分成两半部分即上半框架与下半框架,通过对上半框架与下半框架的结构进行特别的设计,使得大型环状部件放置在翻转工装内时,可以被上半框架与下半框架在水平方向和竖直方向被牢牢地压紧限位,从而可以随着翻转工装完成多次翻转；而且上半框架与下半框架以及边框均设计为镂空结构，因此方便对大型环状部件进行多次焊接。
30、上述技术方案一进一步是，边框本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种托卡马克装置大型环状部件的翻转工装，其特征在于:含有可以彼此对合和分开的下半框架和上半框架，所述下半框架外的相对两侧分别设有翻转吊耳；所述上半框架和下半框架分别呈八个镂空矩形边框围成的八边形，所述边框包括上下平行的固定层边杆和架高层边杆构成的两层边杆以及垂向固连两层边杆的立撑杆，所述上半框架和下半框架在其八边形边框之内均形成有与固定层边杆齐平联接的上半桁架和下半桁架，所述桁架均为多根杆以米字型和半米字型联接形成镂空结构；所述上半框架和下半框架在其八边形边框之内均形成有与架高层边杆齐平的正方形中心架，所述中心架与所述桁架之间通过层间连接杆固定连接；
2.根据权利要求1所述托卡马克装置大型环状部件的翻转工装，其特征在于：所述边框在其八边形的相对两边形成复框结构，所述复框结构是将边框的一个边整体向外平行延伸一小段复制形成与边框完全相同的框并用短杆将两者连接。
3.根据权利要求1所述托卡马克装置大型环状部件的翻转工装，其特征在于：所述固定层边杆和架高层边杆之间还固设有斜撑杆。
4.根据权利要求1所述托卡马克装置大型环状部件的翻转工装，其特征在于
5.根据权利要求1所述托卡马克装置大型环状部件的翻转工装，其特征在于：所述上内侧压圈和中间压圈上的竖向限位杆比所述上调平杆和上外侧压圈上的竖向限位杆短。
6.根据权利要求1所述托卡马克装置大型环状部件的翻转工装，其特征在于：所述镂空结构在其投影面分成四个边角区A、四个边区B、一个中心区C和两个复框区D；A区为等边直角三角形的半米字型联接结构；B区为长方形的米字型联接结构；C区为正方形的米字型联接结构；D区为细长方形联接结构。
7.根据权利要求1所述托卡马克装置大型环状部件的翻转工装，其特征在于：所述翻转吊耳包括内侧固定板、中间固定板、外侧固定板、转动轴、吊耳件和滚动轴承；所述内侧固定板、中间固定板和外侧固定板焊接固定在固定层边杆上，所述转动轴穿过所述中间固定板、内侧固定板和外侧固定板并焊接固定，所述转动轴和吊耳件通过所述滚动轴承构成转动连接，所述吊耳件设有用于进行吊装的吊孔。
8.根据权利要求1所述托卡马克装置大型环状部件的翻转工装，其特征在于：所述下内侧水平限位杆、下外侧水平限位杆、上内侧水平限位杆和上外侧水平限位杆的结构相同，均包括工字筋、腹板、调整组件、限位板和加强筋；所述调整组件包括调平螺杆和螺母；所述工字筋与所述腹板彼此焊接固定，所述限位板和所述加强筋彼此焊接固定；所述调整组件的调平螺杆穿过所述工字筋抵靠在所述限位板上；通过所述调整组件的调平螺杆实现所述限位板的水平位移。
9.根据权利要求1所述托卡马克装置大型环状部件的翻转工装，其特征在于：所述液压杆包括立柱、液压千斤顶、挡板、顶板、底板和螺栓调整组件；所述液压杆分别焊接在所述下内侧压圈、下外侧压圈和下调平杆的表面；所述液压千斤顶位于所述立柱和顶板之间并通过所述挡板和螺钉实现固定或取出；所述立柱和顶板之间通过螺栓调整组件调整垂直位移；所述竖向限位机构包括与所述液压杆相同的立柱、顶板、底板和螺栓调整组件。
10.根据权利要求1-9之任一所述托卡马克装置大型环状部件的翻转工装的使用方法，所述大型环状部件包括上下两层环状平板组件、垂直固定在上下两层环状平板组件之间的环状立板组件和多个夹层加强筋组件，下层环状平板组件包括内圈组件和外圈组件，所述环状平板组件和环状立板组件由沿圆周均匀分割的多个零件拼焊而成；其特征在于包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种托卡马克装置大型环状部件的翻转工装，其特征在于:含有可以彼此对合和分开的下半框架和上半框架，所述下半框架外的相对两侧分别设有翻转吊耳；所述上半框架和下半框架分别呈八个镂空矩形边框围成的八边形，所述边框包括上下平行的固定层边杆和架高层边杆构成的两层边杆以及垂向固连两层边杆的立撑杆，所述上半框架和下半框架在其八边形边框之内均形成有与固定层边杆齐平联接的上半桁架和下半桁架，所述桁架均为多根杆以米字型和半米字型联接形成镂空结构；所述上半框架和下半框架在其八边形边框之内均形成有与架高层边杆齐平的正方形中心架，所述中心架与所述桁架之间通过层间连接杆固定连接；
2.根据权利要求1所述托卡马克装置大型环状部件的翻转工装，其特征在于：所述边框在其八边形的相对两边形成复框结构，所述复框结构是将边框的一个边整体向外平行延伸一小段复制形成与边框完全相同的框并用短杆将两者连接。
3.根据权利要求1所述托卡马克装置大型环状部件的翻转工装，其特征在于：所述固定层边杆和架高层边杆之间还固设有斜撑杆。
4.根据权利要求1所述托卡马克装置大型环状部件的翻转工装，其特征在于：所述下内侧压圈和下外侧压圈与所述下半桁架通过立撑杆和斜撑杆进行连接固定。
5.根据权利要求1所述托卡马克装置大型环状部件的翻转工装，其特征在于：所述上内侧压圈和中间压圈上的竖向限位杆比所述上调平杆和上外侧压圈上的竖向限位杆短。
6.根据权利要求1所述托卡马克装置大型环状部件的翻转工装，其特征在于：所述镂空结构在其投影面分成四个边角区a、四个边区b、一个中心区c和两个复框区d；a区为等边直角三角形的半米字型联接结构；b区为长方形的米字型联接结构；c区为正方形的米字型联接结构；d区为细长方形联接结构。
【专利技术属性】
技术研发人员：吴高强，丁勇，冯灿彪，高桠楠，敬小梅，林艺斌，俞文沁，李伟东，张驰，陈婷婷，
申请(专利权)人：航天晨光股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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