齿轮齿条升降系统安装架的制作方法与流程

本发明涉及焊接技术领域，特别涉及一种齿轮齿条升降系统安装架的制作方法。

背景技术：

自升式钻井平台是由一个上层平台和多个可相对上层平台升降的桩腿所组成的海上平台。这些桩腿在升降装置的驱动下相对上层平台作上下移动，平台钻井作业时，将桩腿支承于海底，通过升降装置实现上层平台的升降。其中，升降装置通过安装架固定安装在上层平台上，安装架作为自升式钻井平台升降系统的重要的受力及传力部件。

安装架为大型复杂箱型结构，包括依次平行间隔设置的面板、主板和底板，安装架的中部设有若干贯穿面板、主板和底板的安装孔，安装孔的一端设置有插装在底板和主板上的第一法兰，安装孔的另一端在面板上插装有第二法兰，在主板和底板之间焊接有大量的立筋板，在主板和面板之间焊接有大量的支撑筋板。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

安装架的面板、主板和底板的结构较长，且在安装架的面板、主板和底板之间需要焊接大量的筋板，在筋板的焊接过程中，面板、主板和底板上的焊接变形的累积量较大，导致安装架变形严重，且安装架为箱型结构，焊接变形一旦形成，就难以校正，容易导致安装架的报废，增加产品的制造成本，影响产品的制造周期。

技术实现要素：

为了解决安装架面板、主板和底板的结构较长，且在安装架的面板、主板和底板之间需要焊接大量的筋板，焊接变形的累积量较大，导致安装架变形严重的问题，本发明实施例提供了一种齿轮齿条升降系统安装架的制作方法。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种齿轮齿条升降系统安装架的制作方法，所述安装架包括依次平行间隔设置的面板、主板和底板，所述主板和所述底板之间设有若干立筋板，所述主板和所述面板之间设有若干支撑筋板，所述安装架的中部设有若干安装孔，所述安装孔贯穿所述面板、主板和底板，所述制作方法包括：

将所述安装架沿所述面板的长度方向依次分为顶部组件、中部组件和底部组件，且所述安装孔位于所述中部组件上；

分别装焊所述顶部组件、所述底部组件和所述中部组件，并分别对所述顶部组件、所述底部组件和所述中部组件进行校正；

将所述中部组件的两端分别与所述顶部组件以及所述底部组件对接装焊。

进一步地，所述安装架的中部组件上的还设有若干安装孔，每个所述安装孔分别贯穿所述中部组件的面板、主板和底板，所述安装孔的两端分别设有第一法兰和第二法兰，且所述第一法兰固定插装在所述中部组件的底板和主板上，所述第二法兰固定插装在所述中部组件面板上，装焊所述中部组件，包括：

将所述第一法兰固定在焊接平台上；

将所述中部组件的底板套装在所述第一法兰上，且将所述中部组件的底板与所述第一法兰焊接；

在所述中部组件的底板上装焊所述中部组件的立筋板；

将所述中部组件的主板装焊到所述中部组件的立筋板上，且所述中部组件的主板套装在所述第一法兰上；

在所述中部组件的主板上装焊所述中部组件的支撑筋板；

在所述中部组件的支撑筋板上装焊所述第二法兰。

进一步地，将所述中部组件的底板套装到所述第一法兰上之前，所述制作方法还包括：

在所述中部组件的底板的长度方向和宽度方向设置预变形量。

进一步地，将所述中部组件的底板与所述第一法兰焊接之前，所述制作方法还包括：

在所述中部组件的底板的边缘沿周向装焊若干工装马板，所述中部组件的底板通过所述工装马板固定在所述焊接平台上。

进一步地，将所述中部组件分别与所述顶部组件和所述底部组件对接装焊，包括：

将所述中部组件的主板的一端与所述顶部组件的主板对接装焊，将所述中部组件的主板的另一端与所述底部组件的主板对接装焊。

进一步地，装焊所述顶部组件和所述底部组件，包括：

在所述顶部组件的主板的两侧分别焊接所述顶部组件的立筋板和支撑筋板，所述顶部组件的面板和底板暂不安装，

在所述底部组件的主板的两侧分别焊接所述底部组件的立筋板和支撑筋板，所述底部组件的面板和底板暂不安装。

进一步地，将所述中部组件的两端分别与所述顶部组件以及所述底部组件对接装焊之后，所述制作方法还包括：

分别装焊所述顶部组件和所述底部组件的面板和底板。

进一步地，分别装焊所述顶部组件和所述底部组件的面板和底板，包括

在所述主板的长度方向的中心线的两侧分别对称焊接所述顶部组件面板和底板以及所述底部组件的面板和底板。

进一步地，所述安装架的两侧还设有侧封板，所述安装架的顶部还设有顶部封板，所述安装架的底部还设有底部封板，所述制作方法还包括：

在所述安装架的侧面焊接所述侧封板，在所述顶部组件的上端焊接所述顶部封板，在所述底部组件的下端焊接所述底部封板。

进一步地，在所述安装架的侧面焊接所述侧封板，包括：

从所述安装架的中部向两端对称焊接所述侧封板。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过将安装架分为顶部组件、中部组件和底部组件三部分，先分别对顶部组件、中部组件和底部组件进行装焊，再将中部组件与顶部组件和底部组件进行对接装焊，对每个组件的焊接变形更容易控制，且通过分组件装焊，可以分别对各组件进行校正来保证安装架最终的成型尺寸，由于顶部组件和底部组件的面板和底板是最后焊接的，这样便于安装架内部焊缝的焊接，提高了内部筋板焊接的可达性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的齿轮齿条升降系统安装架的制作方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的安装架的侧视透视结构示意图；

图3是本发明实施例提供的焊接底板与第一法兰的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的焊接顶部组件和底部组件的横截面示意图

图5是本发明实施例提供的焊接侧封板的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

齿轮齿条升降系统的安装架是自升式钻井平台升降系统的重要受力及传力部件，图2是本发明实施例提供的安装架的侧视透视结构示意图，参见图2，安装架包括依次平行间隔设置的面板1、主板2和底板3，主板2和底板3之间设有若干立筋板5，主板2和面板1之间设有若干支撑筋板4，安装架的中部设有若干安装孔d，安装孔d贯穿面板1、主板2和底板3，图1是本发明实施例提供的齿轮齿条升降系统安装架的制作方法的流程图，参见图1，该制作方法包括：

步骤101：将安装架沿面板的长度方向依次分为顶部组件、中部组件和底部组件，且安装孔位于中部组件上。

如图2所示，将安装架沿面板的长度方向依次分为顶部组件a、中部组件b和底部组件c，中部组件b的面板分别与顶部组件a和底部组件c的面板相连，中部组件b的主板分别与顶部组件a和底部组件c的主板相连，中部组件b的底板分别与顶部组件a和底部组件c的底板相连，安装架中部设有安装孔d的部分均位于中部组件b上。在本实施例中，将安装架分为三部分，且顶部组件和底部组件上不设置安装孔，这样便于顶部组件和底部组件的装焊，且将安装架分为三个组件，便于各个组件的焊接变形的控制。当然，在本发明的其他实施例中，可以将安装架分为四个或四个以上的组件，使每个组件的长度更短，便于各组件的焊接变形的控制，但是各组件之间焊接时也会产生的焊接变形。

步骤102：分别装焊顶部组件、底部组件和中部组件，并分别对顶部组件、底部组件和中部组件进行校正。

再次参见图2，中部组件b上的每个安装孔d分别贯穿中部组件b的面板、主板和底板，安装孔d的两端分别设有第一法兰6和第二法兰7，且第一法兰6固定插装在中部组件b的底板和主板上，第二法兰7固定插装在中部组件b面板上，装焊中部组件b的方法包括：

(1)将第一法兰固定在焊接平台上；

(2)将中部组件的底板套装在第一法兰上，且将中部组件的底板与第一法兰焊接；

(3)在中部组件的底板上装焊中部组件的立筋板；

(4)将中部组件的主板装焊到中部组件的立筋板上，且中部组件的主板套装在第一法兰上；

(5)在中部组件的主板上装焊中部组件的支撑筋板；

(6)在中部组件的支撑筋板上装焊第二法兰和中部组件的面板。

在本实施例中，可以采用点焊固定的方式将第一法兰固定在焊接平台上，这样可以保证在中部组件的装焊过程中，第一法兰的位置不会发生改变，因此可以保证中部组件上的多个安装孔之间的位置精度。

在本实施例中，在将中部组件的底板套装到第一法兰上之前，在中部组件的底板的长度方向和宽度方向分别设置预变形量，该预变形量设置的方向与中部组件焊接时发生变形的方向相反，通过预变形处理将底板和第一安装法兰之间的焊接变形抵消，进一步保证了安装架的制作精度。

具体地，可以将中部组件的底板设置为用于焊接立筋板的一侧的中部高，四周低。具体地，可以使中部组件的底板的中心到其宽度方向的最远端的点的高度差为3mm，使中部组件的底板的中心到其长度方向的最远端的高度差为6mm。

图3是本发明实施例提供的焊接底板与第一法兰的结构示意图，参见图3，在本实施例中，将中部组件b的底板3与第一法兰7焊接之前，在中部组件b的底板3边缘装焊一圈工装马板8，中部组件b的底板3通过工装马板8与焊接平台固定连接。通过工装马板8将中部组件b的底板3固定在焊接平台上，可以防止中部组件的底板在焊接时边缘处发生波浪变形。

图4是本发明实施例提供的焊接顶部组件和底部组件的横截面示意图，在装焊顶部组件a和底部组件c时，先在顶部组件a的主板2两侧分别焊接顶部组件a的立筋板5和支撑筋板4，在底部组件c的主板2两侧分别焊接底部组件c的立筋板5和支撑筋板4，顶部组件a的面板1和底板3以及底部组件c的面板1和底板3暂不安装。由于安装架为箱型结构，暂不安装顶部组件和底部组件的面板和底板，便于顶部组件、中部组件和底部组件内部焊缝的焊接。

对顶部组件和底部组件进行校正时，可以采用垂直度检测仪来检测顶部组件和顶部组件的支撑筋板和立筋板与主板之间的垂直度，若垂直度在预定范围内，则判断为合格，具体地，可以设置垂直度的范围为2mm以内。

如图4所示，在顶部组件a和底部组件c的主板2上焊接立筋板5和支撑筋板4时，可以在主板2与立筋板5和支撑筋板4之间装焊若干槽钢10进行固定，通过槽钢10的固定减小主板2与立筋板4和支撑筋板5之间的焊接变形。

在本实施例中，支撑筋板4上还焊接有若干平行于主板2的加强筋9，通过加强筋9来支撑支撑筋板4，以增加安装架的刚性。

步骤103：将中部组件的两端分别与顶部组件和底部组件对接装焊。

具体地，将中部组件的主板分别与顶部组件和底部组件的主板对接装焊，中部组件的面板分别与顶部组件和底部组件的面板对接装焊，中部组件的底板分别与顶部组件和底部组件的底板对接装焊。

具体地，分别将底部组件和顶部组件的主板对接到中部组件的主板的两端时，可以设置预变形量，在本实施例中，中部组件的主板到第一法兰的底面的距离为295mm，设置预变形量的方法为使顶部组件的主板远离中部组件的一端到第一法兰底面所在平面的距离为290mm，而底部组件的主板远离中部组件的一端到第一法兰底面所在平面的距离为280mm，即顶部组件留5mm预变形量，底部组件留15mm预变形量，这是由于底部组件的主板长度大于顶部组件的主板，所以需要留有更多的预变形量，在本发明的其他实施例中，本领域技术人员也可结合有限试验得到需要的预变形量。通过预变形处理可以抵消顶部组件、中部组件和底部组件对接装焊时的焊接变形，进一步提高安装架的制造精度。

若在步骤102中，装焊顶部组件和底部组件时，暂不安装顶部组件和底部组件的主板和面板，则先将中部组件的主板分别与顶部组件和底部组件的主板对接装焊，然后安装顶部组件和底部组件的面板和底板，再分别将中部组件的底板和面板与顶部组件和底部组件的底板和面板对接装焊。这样可以便于安装架内部焊缝的焊接。

在本实施例中，安装架的两侧还设有侧封板，安装架的顶部还设有顶部封板，安装架的底部还设有底部封板，将中部组件的两端分别与顶部组件和底部组件对接装焊之后，制作方法还包括：

在安装架的侧面焊接侧封板，在顶部组件的上端焊接顶部封板，在底部组件的下端焊接底部封板。

优选地，在焊接侧封板时，可以从安装架的中间位置向两端焊接，这样可以减小侧封板的焊接的变形量。

图5是本发明实施例提供的焊接侧封板的结构示意图，参见图5，在本实施例中，焊接安装架的侧封板11时，可以将安装架一侧朝上，放置在胎架12上，且在胎架12上位于面板一侧和底板一侧设置支撑槽钢13对安装架进行固定，在安装架的侧面焊接侧封板11，焊接完一侧的侧封板11后将安装架翻面后焊接另一侧的侧封板11。

本发明的有益效果是通过将安装架分为顶部组件、中部组件和底部组件三部分，先分别对顶部组件、中部组件和底部组件进行装焊，再将中部组件与顶部组件和底部组件进行对接装焊，对每个组件的焊接变形更容易控制，且通过分组件装焊，可以分别对各组件进行校正来保证安装架最终的成型尺寸，由于顶部组件和底部组件的面板和底板是最后焊接的，这样便于安装架内部焊缝的焊接，提高了内部筋板焊接的可达性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。