一种手自一体柔性胎架的制作方法与工艺

本发明属于船舶制造领域，涉及一种手自一体柔性胎架。

背景技术：
在建造大型船舶和海工产品等过程中，常常采用分段建造的方法，将船舶等划分为几个部分分别建造，然后将各个分段进行合拢。由于各个分段的形状不规则，在分段建造和合拢过程中一般需要采用胎架辅助建造，用以保证各曲面分段外板线型。胎架是船体分段建造及焊接的一种专用工艺装备，其工作面与分段外形相贴合，其作用是保证分段在装配、焊接时具有良好的作业条件，保证船体曲面分段的准确线型，并具有控制焊接变形的作用。现有技术使用的数控胎架仅仅能够实现数控调节，未能实现手动调节与机动调节一体化，并且未能实现过载保护，调节范围固定，需要为不同高度设计不同型号，工作量较大。

技术实现要素：
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种手自一体柔性胎架，具有可操作性强、适用性好、工作效率高、可重复使用、能实现数控操作以及手动操作一体化的优点。技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种手自一体柔性胎架，包括底座，底柱，箱体，上支柱，丝杠，手轮和同步齿形带传动结构，所述底柱的下端固定在底座上，底柱的上端与箱体固定连接，箱体的顶部与上支柱的下端固定连接，所述底柱和上支柱均为空心管并套住丝杠，所述箱体内设有蜗轮、手动蜗杆和机动蜗杆，蜗轮与丝杠螺纹旋合，手动蜗杆、机动蜗杆均与蜗轮啮合，手动蜗杆伸出箱体与手轮连接，机动蜗杆与同步齿形带传动结构连接。有益效果：本发明与现有技术相比，可以实现手自一体操作，可适应各种工作环境，工作效率高，可重复使用，整体结构简单；通过增设张紧装置，可以调节传动结构的皮带的张紧程度，通过增设扭力限制器连接步进电机与传动机构，可以实现过载保护，有效保护电机；通过增设止推螺母安装套筒，增加调节范围，提高丝杠长度的利用率，适用于大多数船体的曲面分段的建造。其中手动蜗杆及机动蜗杆平行的位于蜗轮两侧，在手动蜗杆或者机动蜗杆传动时保持蜗杆另一侧啮合的稳定；同时充分利用箱体内的空间，有利于整体结构的紧凑。附图说明图1是本发明的整体结构示意图。图2是本发明的底柱的结构示意图。图3是本发明的箱体的剖视示意图。图4是本发明的盖板的结构示意图。图5是本发明的上支柱的剖视图。图6是本发明的核心传动机构的结构示意图。图7是本发明的同步齿形带传动结构的结构示意图。图8是本发明的张紧装置的结构示意图。图9是本发明的张紧轮轴的结构示意图。图10是本发明的止推螺母的俯视图。图11是图10的A-A方向上的剖视图。具体实施方式下面结合附图对本发明作更进一步的说明。如图1与6所示，手自一体柔性胎架包括底座1，底柱2，箱体3，上支柱4，丝杠5，手轮6和同步齿形带传动结构7，所述底柱2的下端固定在底座1上，底柱2的上端与箱体3固定连接，箱体3的顶部与上支柱4的下端固定连接，所述底柱2和上支柱4均为空心管并套住丝杠5，所述箱体2内设有蜗轮8、手动蜗杆9和机动蜗杆10，蜗轮8与丝杠5螺纹旋合，手动蜗杆9、机动蜗杆10均与蜗轮8啮合，手动蜗杆9伸出箱体3与手轮6连接，机动蜗杆10与同步齿形带传动结构7连接。手动蜗杆9与机动蜗杆10的配合实现了胎架的手自操作一体化。如图2所示，底柱2的底部焊有底座1，通过地脚螺栓固定在地基上，底柱2内设有通孔，丝杠5位于通孔内。底柱2周围均布加强筋21，用以加强底柱2的强度，本实施例中，加强筋21共有四块，成90°均布在底柱2的下端。底柱2的上端焊有法兰盘22，法兰盘22上设有均布的螺纹通孔，通过螺栓连接箱体3，本实施例中，法兰盘22上的螺纹通孔数为六个。如图3和4所示，箱体3包括前轴承挡板31、后轴承挡板32、侧板33、底板34和盖板35，所述底板34的中心焊有下蜗轮焊接轴承座341，所述盖板35中心焊有上蜗轮焊接轴承座351，所述下蜗轮焊接轴承座341与下蜗轮焊接轴承座351上均开有六个均布的螺纹孔，用于连接底柱2和上支柱4，所述蜗轮8的两端通过轴承固定在下蜗轮焊接轴承座341和上蜗轮焊接轴承座351上。所述前轴承挡板31上焊有左止推轴承座311与右止推轴承座312，所述后轴承挡板32上焊有分别与左止推轴承座311与右止推轴承座312相对应的左蜗杆焊接轴承座321与右蜗杆焊接轴承座322。下蜗轮焊接轴承座341以箱体3上表面G为基准，焊接在底板34的中心，左止推轴承座311以箱体3上表面G、下蜗轮焊接轴承座341内表面H以及右止推轴承座312的外表面I为基准焊接在前轴承挡板31上，左蜗杆焊接轴承座321以左止推轴承座311为基准焊接在后轴承挡板32上。所述手动蜗杆9的两端通过轴承固定在左止推轴承座311和左蜗杆焊接轴承座321上，所述机动蜗杆10的两端通过轴承固定在右止推轴承座312和右蜗杆焊接轴承座322上。前轴承挡板31一端突出箱体3，突出部分开有一通孔，通孔外围开有均布的螺纹通孔，用于连接步进电机71。如图5所示，上支柱4的底部焊有法兰盘41，法兰盘41上设有均布的螺纹通孔，通过螺栓连接箱体3，本实施例中，法兰盘41上的螺纹通孔数为六个。上支柱4内设有通孔，上支柱4上端焊有支柱盖42，支柱盖设有通孔，丝杠5位于通孔内。支柱盖42内壁开有键槽421，键槽上开有对称的两个通孔422，键槽配套的键上开有对应位置的螺纹通孔，通过螺钉固定键，限制丝杠5在圆周方向上的转动。如图6所示，丝杠5上开有键槽51，底部设有止推轴肩52，顶端设有螺纹孔，用于安装支承头(不知道是不是支柱盖)。蜗轮8两端设有两对称的轴承座，蜗轮8位于箱体3内，蜗轮8的两端由轴承与箱体3连接，通过轴承与下蜗轮焊接轴承座341及上蜗轮焊接轴承座351固定位置，蜗轮8设有内螺纹，蜗轮8与丝杠5旋合，蜗轮8与手动蜗杆9、机动蜗杆10啮合；手动蜗杆9的两端由轴承与左止推轴承座311及左蜗杆焊接轴承座321固定位置，轴颈伸出后轴承挡板32，通过键连接手轮6；机动蜗杆10的两端由轴承与右止推轴承座312及右蜗杆焊接轴承座322固定位置，轴颈伸出前轴承挡板31，通过键连接同步齿形带传动结构7。如图7所示，同步齿形带传动结构7位于前轴承挡板31上，包括步进电机71、主动轮72、从动轮73、张紧装置74、扭力限制器75，步进电机71与主动轮72连接，通过皮带带动从动轮73，从动轮73连接位于箱体3内的机动蜗杆10。扭力限制器75连接步进电机71和主动轮72，起到过载保护的作用。如图8和9所示，张紧装置74位于手动蜗杆10竖直方向上，并且位于主动轮72与从动轮73之间，主要包括张紧轮支架741、张紧轮742、张紧轮轴743和张紧螺栓744，所述张紧轮支架741固定在箱体上，张紧轮支架741上设有腰型孔7411，所述张紧轮742固定在穿过腰型孔7411的张紧轮轴743上，位于张紧轮支架741上的张紧螺栓744的头部插入腰型孔7411内，所述张紧轮轴743上开有与张紧螺栓744配合的螺纹通孔7431。张紧轮轴743的螺纹通孔对称的两侧被铣平，可通过张紧螺栓744调节张紧轮轴743在张紧轮支架741上的位置，达到张紧皮带的目的。如图10和11所示，上支柱4的顶端还设有止推螺母11，止推螺母11设有内螺纹，与丝杠5旋合，内螺纹孔设有键槽111，键槽111上开有对称的两个通孔112，键槽111配套的键上开有对应的螺纹通孔，通过螺钉固定在丝杠5上，用于安装增程装置，增加调节范围，提高丝杠长度的利用率。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。