专利名称：大型旋转托架的围框结构及安装方法
技术领域：
本发明涉及大型非刚性旋转构件的结构和安装，具体的说是一种 大型旋转托架的围框结构及安装方法。
背景技术：
自动钻铆系统是大型飞机机翼壁板自动铆接的特种设备。大型数 控托架是自动钻铆系统的关键部分，托架一般有支撑立柱、围框和传 动系统组成，其作用是通过在立柱的支撑下由传动系统带动围框进行 灵活的三自由度的运动，将工件壁板运动到钻铆头能够铆接的理想状 态进行加工。由于大型数控托架的围框是一个运动的加工平台，因此 围框的结构是整个数控托架的关键之一，数十米跨度的托架围框的结 构形式及安装合理性决定着数控托架是否可以灵活运动及安装后是 否变形的关键。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大型旋转托架的围框结构及安装方法。
大型旋转托架的围框结构，围框是由两个端梁和两个横梁组成的 一个四边形的框架结构，围框的两个端梁中心位于同一轴线上并分别 与旋转轴承连接，其特征在于所述的端梁和横梁之间通过法兰盘对接 固定，在端梁的中心设有基准孔，两侧端梁的基准孔位于同一轴线， 在端梁和横梁的上表面上设有多个基准块，且基准块的上表面位于同 一个平面，该平面与两端旋转轴平行，与两侧端梁基准孔的轴线平行。
为了增加围框的刚性，同时又不增加围框的重量，上述的端梁和横梁设计为中空的箱形结构，端梁与横梁之间通过法兰盘连接。
由于围框两侧的端梁与旋转轴承连接，为了增加端梁的刚性，端梁被设计成一个变截面的箱形结构，端梁的中部截面大于端梁两端的截面，端梁的中部外侧设有转盘轴承安装座，端梁两端的截面与横梁 截面相同。
围框上的基准块是用来标示和测量围框安装和加工的基准所用，每个端梁的两端各设有一个基准块，每个横梁上每隔一米设有一个基准块。
为了准确的标示和测量围框基准，在上述的基准块的中心上设有标准孔，用于安装测量用的监测目标。
大型旋转托架围框的安装方法，包括两个位于托架围框两端的支撑立柱，支撑立柱的中心连线必须同X向导轨平行，固定在支撑立柱上的传动机构，以及托架围框，其特征在于首先分别将托架围框的 两个端梁固定安装在支撑立柱上，并保证两侧端梁的中心线位于同一 轴线并与X向导轨平行，两恻端梁的基准块的上表面位于同一平面，再将横梁两端的法兰与端梁的法兰对接，并确保横梁上的基准块的表 面与端梁基准块的表面位于同一平面。
本发明的优点在于围框结构合理，具有极好的刚性和稳定性，且便于安装。以下结合实施例附图作进一步描述。
图1是本发明的大型旋转托架的结构示意
图2是本发明的大型旋转托架围框的结构示意
图3是围框的平面结构示意
图4是端梁的结构示意
图5是端梁的剖面结构示意
图6是横梁的剖面结构示意
具体实施例
参见图1,大型旋转托架包含两侧的支撑立柱1、运动机构2和 围框8，运动机构2带动围框8可进行多自由度的运动。本发明的围 框是大型旋转托架的重要组成部分，其结构如图2和图3所示，围框 是一个由端梁3和横梁4组成的四边形的框架结构，横梁的长度大于 端梁，横梁是直梁结构，横梁的两端设有与横梁中心线垂直的端面法 兰5，端梁是两端回折的帽型结构，端梁的两端设有与端梁中心线平 行的端面法兰4，端梁两端的法兰在同一平面内；端梁和横梁之间通 过法兰4和法兰5连接成一个整体围框。
在端梁和横梁的上表面还设有多个基准块7，每个端梁或横梁上 至少设有两个基准块，端梁上的基准块分布在两端较好，横梁上的基 准块根据横梁的长度可以设有两个以上的基准块，但至少设有两个基 准块，值得注意的是所有基准块7的上表面位于同一基准面；该平面 与两端旋转轴平行，与两侧端梁基准孔13的轴线平行；每个基准块 的中心还有一个标准孔9，该基准块和标准孔用来测量围框安装和加 工基准所用。
图4所示，在端梁的中心设有基准孔13，两侧端梁的基准孔13 位于同一轴线，该基准孔用于安装测量光栅；为了增加端梁的刚性和旋转扭矩，端梁的中部11的截面大于端部12的截面，端梁的端部截 面与横梁截面相同。同时在端梁的中部外恻是转盘式轴承安装座10，该安装座10与端梁为一体结构，安装座10的中心与端梁的基准孔 13的中心线重合。
参见图5和图6，为了增加围框的刚性，同时又不增加围框的重 量，上述的端梁和横梁由钢板焊接成中空的箱形结构。
对于如本发明的大型非刚性旋转构件的制造安装目前大多采用 的是在构件制造完成后在构件中间设立几个支点再安装两端的支撑 点，这样的安装方法会使非刚性构件在安装过程中因为支点和重力的 相互作用而产生预变形，在安装完成撤出支点后因为重力的作用使构 建产生变形，使两端的旋转支点同心度发生变化，从而影响构件的运 动性能，导致构件无法正常旋转。针对上述大型非刚性旋转构件，本 发明还提供一种无应力安装方法。
由于两恻立柱1距离较远，为了保证旋转围框8安装后两端的回 转轴同设备的X向运行方向平行，要求两端立柱1的中心连线必须 同X向导轨平行。
该端梁3采用钢板焊接件，因此焊接的质量、焊接后的变形及内 应力的消除对旋转围框的质量都有较大的影响。因此，该端梁l的焊 接严格注意了钢板的布置，焊接次序以及焊接电流的控制。同时在焊 接完成后进行了振动时效处理，消除了端梁因焊接产生的内应力，确 保端梁在今后较长时间内不会因内应力的释放而产生变形。
端梁3的加工不仅要保证本身的设计精度，同时要加工出安装时
所需要的各种基准面。先用镗床加工端梁3两端基准块7的基准面， 然后以这两个基准面为基准找正，加工连接法兰4的端面，保证连接 法兰4的端面同基准面的垂直度，且两个法兰的端面必须在同一平面 内。
两件端梁的基准面及法兰连接面都加工完成后将两件端梁用螺 栓连接在一起，连接时保证四个基准面在同一平面内，且法兰端面连 接可靠。然后以基准面找正，在两侧轴承安装座中心处镗出中心基准 孔13，要求两件端梁3的中心基准孔13同心，以便以后的安装找正， 所镗的中心基准孔13同法兰4的端面垂直、同基准块7的表面平行。 在基准孔13镗完之后将两件端梁3分开，转立车加工端梁3的转盘 轴承安装座10的基准面，加工时以法兰4和基准块7的基准面找正， 保证加工后的转盘轴承安装座10的基准面同法兰4的端面平行，同 中心基准孔13轴线垂直，止口同中心基准孔13同轴，以保证转盘轴 承安装后回转面同安装好的托架为框平面垂直。
旋转围框的安装由于旋转围框的长度长，安装精度要求高，刚性差，因此整个框 架一体安装无法进行，只能进行分块安装。
先安装围框的两侧端梁3，保证两端梁中心轴的同轴度要求，利 用光学仪器测量中心轴连线同主导轨侧面的距离，并进行调整，保证 两端距离一致，这样就保证了两端梁回转轴同心且回转轴的连线同主 导轨平行，为围框的整体装配精度提供了保证。然后利用可调支撑调 整端梁和横梁，使端梁和横梁所有基准块7的基准面在同一平面内，将单个横梁放置于端梁之间，调整横梁两端的高度，确保基准面在同 一水平面内，将横梁连接法兰5与端梁的连接法兰4用螺栓连接好后 对接，然后用小电流将横梁连接法兰5和横梁焊接在一起。焊接时一 定要严格控制焊接电流、焊接次序、焊接热量的释放等焊接工艺，确 保焊接质量及较小的焊接变形及焊接应力的产生。
这样安装完成的旋转围框的同心度完全满足设计及运行要求，同 时施工简便，大大提高了施工质量、减小了施工难度，縮短了施工周 期。
权利要求
1、大型旋转托架的围框结构，围框是由两个端梁和两个横梁组成的一个四边形的框架结构，围框的两个端梁中心位于同一轴线上并分别与旋转轴承连接，其特征在于所述的端梁和横梁之间通过法兰盘对接固定，在端梁的中心设有基准孔，两侧端梁的基准孔位于同一轴线，在端梁和横梁的上表面上设有多个基准块，且基准块的上表面位于同一个平面，该平面与两端旋转轴平行，与两侧端梁基准孔的轴线平行。
2、 如权利要求l所述的围框结构，其特征在于所述的端梁和横梁为中 空的箱形结构，端梁与横梁之间通过法兰盘连接。
3、 如权利要求1或2所述的围框结构，其特征在于所述的每个端梁的 两端各设有一个基准块，每个横梁上至少设有两个基准块。
4、 如权利要求3所述的围框结构，其特征在于在上述的基准块的中心 上设有标准孔。
5、 如权利要求1或2所述的围框结构，其特征在于所述的端梁是一个 箱形变截面结构，端梁的中部截面大于端梁两端的截面，端梁两端的截面 与横梁截面相同。
6、 如权利要求5所述的围框结构，其特征在于所述端梁的中部外侧设 有圆盘式轴承安装座。
7、 大型旋转托架围框的安装方法，包括两个位于托架围框两端的支撑 立柱，支撑立柱的中心连线必须同X向导轨平行，固定在支撑立柱上的传 动机构，以及托架围框，其特征在于首先分别将托架围框的两个端梁固定 安装在支撑立柱上，并保证两恻端梁的中心线位于同一轴线并与X向导轨 平行，两侧端梁的基准块的上表面位于同一平面，再将横梁两端的法兰与 端梁的法兰对接，并确保横梁上的基准块的表面与端梁基准块的表面位于 同一平面。
全文摘要
大型旋转托架的围框结构及安装方法，围框是由两个端梁和两个横梁组成的一个四边形的框架结构，围框的两个端梁中心位于同一轴线上并分别与旋转轴承连接，端梁和横梁之间通过法兰盘对接固定，在端梁的中心设有基准孔，在端梁和横梁的上表面上设有多个基准块；大型旋转托架围框的安装方法，首先分别将托架围框的两个端梁固定安装在支撑立柱上，再将横梁两端的法兰与端梁的法兰对接，并确保横梁上的基准块的表面与端梁基准块的表面位于同一平面。本发明的优点在于围框结构合理，具有极好的刚性和稳定性，且便于安装。
文档编号B21J15/30GK101199980SQ20071016627
公开日2008年6月18日 申请日期2007年11月9日 优先权日2007年11月9日
发明者刘晓燕, 孟祥莲, 曹熙升, 王根闯, 郝勇智 申请人:西安飞机工业(集团)有限责任公司