动车组端墙立柱吊装及定位辅助工装的制作方法

本发明属于动车组端墙立柱吊装及焊接定位辅助装置领域，具体涉及一种动车组端墙立柱吊装及定位辅助工装。

背景技术：

如图1所示，动车组端墙立柱1包括工字钢立柱1-1和立柱底座1-2，动车组端墙立柱1的组焊要求是将工字钢立柱1-1与立柱底座1-2进行组焊，焊接位置为PB平角焊，焊角大小为z7。且在焊接端墙立柱1时需始终保持工字钢立柱1-1稳固的竖立状态，现有使其保持竖立姿态的方式是利用绳索捆住工字钢立柱1-1的中段并由天车起吊，以保持工字钢立柱1-1在竖直状态不倾倒。焊接一个端墙立柱的工时为1小时，但此方式下，在当前的一个端墙立柱1完成焊接工序之前，天车需要始终与其通过绳索保持连接，这导致了该工序的排队时间较长，天车和场地的周转效率低，不利于提高经济效益。由于用天车绳索辅助悬吊的端墙立柱1并不稳固，焊接过程中容易发生倾倒风险，焊接操作人员缺少保护措施和躲避空间，由此形成安全隐患，无法保证焊接操作质量和作业的安全。

另一方面，如图2至图3所示，动车组端墙立柱1是在工字钢立柱1-1的一个槽口基础上增设了槽口挡边1-1-1，使其一个槽口的横断面由全开放的C字型槽口结构变成了横断面为半开放的G字型新槽口结构1-1-2。新槽口结构1-1-2在现有的端墙立柱1起吊或维持竖立的焊接姿势过程中，立柱底座1-2和新槽口结构1-1-2均未得到利用。

技术实现要素：

为了解决现有动车组端墙立柱没有吊装和定位辅助工装，由绳索捆绑并由天车起吊从而使保持端墙立柱在竖直状态的方法并不稳固可靠，端墙立柱在焊接过程中容易发生倾倒，无法保证焊接操作质量和人员作业的安全的技术问题，本发明提供一种动车组端墙立柱吊装及定位辅助工装。

本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：

动车组端墙立柱吊装及定位辅助工装，其包括T型槽铸铁平台、立柱底端定位板、桁架、水平横梁和四个吊装定位装置，所述立柱底端定位板和桁架的下端均固连于T型槽铸铁平台的上端面，水平横梁的一端与桁架的顶端固连；水平横梁与立柱底端定位板的长边平行；四个吊装定位装置均与水平横梁活动连接。

上述T型槽铸铁平台的上端面设有多组倒立的经纬线T形滑槽；立柱底端定位板为通长平板，其同侧开设有四个立柱底面侧向定位槽。

上述水平横梁包括水平横梁框架、多组斜面式定位卡座和四个立柱定位挡杆，所述水平横梁框架的前端面上等间距地设有多组斜面式定位卡座，斜面式定位卡座包括对称放置的两个直角梯形定位块，其两个直角梯形定位块的斜边共同形成一个倒立的等腰梯形定位卡槽；所述水平横梁框架的后端面上等间距地设有四个立柱定位挡杆，立柱定位挡杆的末端与水平横梁框架的侧壁垂直固连，每一个立柱定位挡杆均分别与一个定位卡座一一对应。

上述吊装定位装置包括嵌入式滑槽定位机构、插销式吊环和环形吊带，所述嵌入式滑槽定位机构包括L型的插销连接座，插销连接座包括插销连接孔板、楔形定位板和顶针套筒，插销连接孔板的后端与楔形定位板的上端连接并一体成型，插销连接孔板的前端垂直固连于顶针套筒中段的外侧壁上，其二者一体成型；插销连接孔板的中段设有螺杆插销通孔，顶针通孔的轴线方向与顶针套筒的轴线平行；顶针套筒的一端设有顶针套筒外螺纹段，顶针套筒的中心设有通孔；所述插销式吊环包括C字型吊环和螺杆插销，C字型吊环的两个端头上分别设有一个吊耳；所述环形吊带套在C字型吊环中段，螺杆插销顺次穿过C字型吊环的一个吊耳、螺杆插销通孔和C字型吊环的另一个吊耳，再通过锁紧螺栓与C字型吊环固连；插销式吊环与嵌入式滑槽定位机构二者共同形成围绕螺杆插销的转动连接幅。

上述楔形定位板的横截面轮廓与斜面式定位卡座中由其两个直角梯形定位块的斜边共同形成的倒立的等腰梯形定位卡槽相匹配，其二者配装卡并活动连接。

上述嵌入式滑槽定位机构还包括防脱顶针、顶针弹簧、第一锁紧端头、第二锁紧端头、垫片和C型弹簧垫片；所述防脱顶针包括端头止挡片和防转销柱，防转销柱是在圆柱光杆的圆柱面上沿轴向铣削出两个防转平面后所成的柱状结构；防转销柱的前端与端头止挡片垂直连接并一体成型，防转销柱的后端设有弹簧垫片环槽；所述第一锁紧端头的内顺次同轴设有的内螺纹盲孔、防转孔板和顶针弹簧腔，防转孔板的中心设有第一防转通孔，第一防转通孔的轮廓与防转销柱的径向横断面完全相同；第一锁紧端头前端面的边缘设有倒角；所述第二锁紧端头的中心设有第二防转通孔，第二防转通孔的轮廓与防转销柱的径向横断面完全相同。

上述防转销柱的后端顺次穿过顶针弹簧、第一锁紧端头内的内螺纹盲孔、防转孔板、顶针弹簧腔以及顶针套筒的中心通孔、第二锁紧端头和垫片，C型弹簧垫片同轴嵌套在弹簧垫片环槽内，C型弹簧垫片与垫片连接；所述内螺纹盲孔与顶针套筒外螺纹段匹配并螺纹连接；顶针弹簧位于顶针弹簧腔内，顶针弹簧的一端与防转孔板连接，其另一端与防脱顶针的端头止挡片连接；端头止挡片完全位于顶针弹簧腔内部。

本发明的有益效果是：该动车组端墙立柱吊装及定位辅助工装通过固定在T型槽铸铁平台上的立柱底端定位板、桁架和水平横梁来共同保障动车组端墙立柱的竖立姿态，吊装定位装置中的嵌入式滑槽定位机构能够嵌入到一个动车组端墙立柱的G字型新槽口结构内，并通过可伸缩的第一锁紧端头固定在动车组端墙立柱的质心附近，以便于通过插销式吊环和环形吊带连接天车挂钩，对动车组端墙立柱进行吊运。吊装定位装置中的插销式吊环和环形吊带能从水平横梁框架的上方跨过，L型的插销连接座上的楔形定位板用于插入水平横梁框架的上的斜面式定位卡座，以限定L型的插销连接座无法转动或沿水平横梁框架的上端面窜动。

在利用一个吊装定位装置完成对一个动车组端墙立柱的辅助吊装及定位工序以后，从天车挂钩上卸下该吊装定位装置上环形吊带即可释放天车和挂钩，使天车可以继续对另外一个吊装定位装置及其对应的另外一个动车组端墙立柱进行起吊和定位作业，从而提高天车利用率和场地周转效率，提高生产效益。

此外该动车组端墙立柱吊装及定位辅助工装还具有结构简单实用，操作方便，成本低廉，便于推广普及等优点。

附图说明

图1是动车组端墙立柱的立体图；

图2是图1中I部分的局部放大图；

图3是动车组端墙立柱的俯视图；

图4是本发明动车组端墙立柱吊装及定位辅助工装的立体图；

图5是图4的爆炸示意图；

图6是图5的中II部分的局部放大图；

图7是本发明桁架和水平横梁的装配示意图；

图8是图7的中III部分的局部放大图；

图9是本发明吊装定位装置的立体图；

图10是图9的爆炸示意图；

图11是本发明嵌入式滑槽定位机构的立体图；

图12是图11的爆炸示意图；

图13是本发明L型的插销连接座的立体图；

图14是本发明C字型吊环的立体图；

图15是本发明防脱顶针的立体图；

图16是本发明防脱顶针的横截面轮廓示意图；

图17是本发明第一锁紧端头的侧视图；

图18是图17图中的A-A向剖面示意图；

图19是本发明第一锁紧端头的立体图；

图20是本发明第一锁紧端头的侧视图；

图21是图20图中的B-B向剖面示意图；

图22是图20图中的C-C向剖面示意图；

图23是本发明立柱底端定位板的立体图；

图24是本发明嵌入式滑槽定位机构嵌入动车组端墙立柱时的应用示意图；

图25是本发明动车组端墙立柱吊装及定位辅助工装的应用。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图4至图23所示，本发明的动车组端墙立柱吊装及定位辅助工装包括T型槽铸铁平台2、立柱底端定位板3、桁架4、水平横梁5和四个吊装定位装置6，立柱底端定位板3和桁架4的下端均固连于T型槽铸铁平台2的上端面，水平横梁5的一端与桁架4的顶端固连。水平横梁5与立柱底端定位板3的长边平行。四个吊装定位装置6均与水平横梁5活动连接。T型槽铸铁平台2的上端面设有多组倒立的经纬线T形滑槽。立柱底端定位板3为通长平板，其同侧开设有四个立柱底面侧向定位槽3-1，每一个立柱底面侧向定位槽3-1均用于对一个对应的立柱底座1-2进行定位。桁架4和立柱底端定位板3的下端均分别通过T型螺栓固连于T型槽铸铁平台2的上端面上，其T型螺栓嵌入T型槽铸铁平台2的T形滑槽内，并可以沿T形滑槽滑动，实现位置和间距调整。

水平横梁5包括水平横梁框架5-1、多组斜面式定位卡座5-2和四个立柱定位挡杆5-3，每一个立柱定位挡杆5-3均用于对一个对应的工字钢立柱1-1侧壁进行扶正定位，并防止其倾倒。水平横梁框架5-1的前端面上等间距地设有多组斜面式定位卡座5-2，斜面式定位卡座5-2包括对称放置的两个直角梯形定位块，其两个直角梯形定位块的斜边共同形成一个倒立的等腰梯形定位卡槽。

水平横梁框架5-1的后端面上等间距地设有四个立柱定位挡杆5-3，立柱定位挡杆5-3的末端与水平横梁框架5-1的侧壁垂直固连，每一个立柱定位挡杆5-3均分别与一个定位卡座5-2一一对应。

吊装定位装置6包括嵌入式滑槽定位机构6-1、插销式吊环6-2和环形吊带6-3，嵌入式滑槽定位机构6-1包括L型的插销连接座6-1-1，插销连接座6-1-1包括插销连接孔板6-1-1-1、楔形定位板6-1-1-2和顶针套筒6-1-1-3，插销连接孔板6-1-1-1的后端与楔形定位板6-1-1-2的上端连接并一体成型，插销连接孔板6-1-1-1的前端垂直固连于顶针套筒6-1-1-3中段的外侧壁上，其二者一体成型。插销连接孔板6-1-1-1的中段设有螺杆插销通孔6-1-1-1-1，顶针通孔6-1-1-1-1的轴线方向与顶针套筒6-1-1-3的轴线平行。顶针套筒6-1-1-3的一端设有顶针套筒外螺纹段6-1-1-3-1，顶针套筒6-1-1-3的中心设有通孔。插销式吊环6-2包括C字型吊环6-2-1和螺杆插销6-2-2，C字型吊环6-2-1的两个端头上分别设有一个吊耳。环形吊带6-3用于替代天车挂钩的起吊绳索，并免除了用绳索对端墙立柱1的捆绑作业。

环形吊带6-3套在C字型吊环6-2-1中段，螺杆插销6-2-2顺次穿过C字型吊环6-2-1的一个吊耳、螺杆插销通孔6-1-1-1-1和C字型吊环6-2-1的另一个吊耳，再通过锁紧螺栓与C字型吊环6-2-1固连。插销式吊环6-2与嵌入式滑槽定位机构6-1二者共同形成围绕螺杆插销6-2-2的转动连接幅。

楔形定位板6-1-1-2的横截面轮廓与斜面式定位卡座5-2中由其两个直角梯形定位块的斜边共同形成的倒立的等腰梯形定位卡槽相匹配，其二者配装卡并活动连接。插销连接孔板6-1-1-1的下端与水平横梁框架5-1的上端面连接，通过将L型的插销连接座6-1-1上的楔形定位板6-1-1-2插入斜面式定位卡座5-2来限定L型的插销连接座6-1-1无法转动或沿水平横梁框架5-1的上端面窜动。

嵌入式滑槽定位机构6-1还包括防脱顶针6-1-2、顶针弹簧6-1-3、第一锁紧端头6-1-4、第二锁紧端头6-1-5、垫片6-1-6和C型弹簧垫片6-1-7。

防脱顶针6-1-2包括端头止挡片6-1-2-1和防转销柱6-1-2-2，防转销柱6-1-2-2是在圆柱光杆的圆柱面6-1-2-2-1上沿轴向铣削出两个防转平面6-1-2-2-2后所成的柱状结构。防转销柱6-1-2-2的前端与端头止挡片6-1-2-1垂直连接并一体成型，防转销柱6-1-2-2的后端设有弹簧垫片环槽6-1-2-2-3。

第一锁紧端头6-1-4的内顺次同轴设有的内螺纹盲孔6-1-4-1、防转孔板6-1-4-2和顶针弹簧腔6-1-4-3，防转孔板6-1-4-2的中心设有第一防转通孔6-1-4-2-1，第一防转通孔6-1-4-2-1的轮廓与防转销柱6-1-2-2的径向横断面完全相同。第一锁紧端头6-1-4前端面的边缘设有倒角6-1-4-2。

第二锁紧端头6-1-5的中心设有第二防转通孔，第二防转通孔的轮廓与防转销柱6-1-2-2的径向横断面完全相同。

防转销柱6-1-2-2的后端顺次穿过顶针弹簧6-1-3、第一锁紧端头6-1-4内的内螺纹盲孔6-1-4-1、防转孔板6-1-4-2、顶针弹簧腔6-1-4-3以及顶针套筒6-1-1-3的中心通孔、第二锁紧端头6-1-5和垫片6-1-6，C型弹簧垫片6-1-7同轴嵌套在弹簧垫片环槽6-1-2-2-3内，C型弹簧垫片6-1-7与垫片6-1-6连接。内螺纹盲孔6-1-4-1与顶针套筒外螺纹段6-1-1-3-1匹配并螺纹连接。顶针弹簧6-1-3位于顶针弹簧腔6-1-4-3内，顶针弹簧6-1-3的一端与防转孔板6-1-4-2连接，其另一端与防脱顶针6-1-2的端头止挡片6-1-2-1连接。端头止挡片6-1-2-1完全位于顶针弹簧腔6-1-4-3内部。

具体应用本发明的动车组端墙立柱吊装及定位辅助工装时，如图24至图25所示，首先，将动车组端墙立柱1水平放在地面，并使其G字型新槽口结构1-1-2朝上放置。

用手旋转吊装定位装置6上的第一锁紧端头6-1-4，使其沿顶针套筒外螺纹段6-1-1-3-1的轴向着第二锁紧端头6-1-5所在的方向发生相对运动，此时，位于顶针弹簧腔6-1-4-3内的顶针弹簧6-1-3处于未被压缩的自然长度状态。当第一锁紧端头6-1-4与第二锁紧端头6-1-5两侧的端面的间距小于G字型新槽口结构1-1-2上两个内侧壁的间距时，将第一锁紧端头6-1-4与第二锁紧端头6-1-5同时嵌入G字型新槽口结构1-1-2内，并将吊装定位装置6沿G字型新槽口结构1-1-2的开槽方向滑动至动车组端墙立柱1的质心附近。此时，第一锁紧端头6-1-4的因受到G字型新槽口结构1-1-2的限位而无法自轴旋转。

此后，用手转动L型的插销连接座6-1-1并使第一锁紧端头6-1-4朝着第二锁紧端头6-1-5所在的方向逐渐远离，此时，顶针弹簧6-1-3在防转孔板6-1-4-2的挤压作用下压缩，并同时向防脱顶针6-1-2的端头止挡片6-1-2-1上施加弹簧压力，防脱顶针6-1-2在顶针弹簧6-1-3的压力作用下向其端头止挡片6-1-2-1所在的方向运动，固连于弹簧垫片环槽6-1-2-2-3内的C型弹簧垫片6-1-7则挤压带动垫片6-1-6和第二锁紧端头6-1-5，最终使得第二锁紧端头6-1-5与顶针套筒6-1-1-3密贴。当第一锁紧端头6-1-4与第二锁紧端头6-1-5两侧的端面的间距等于G字型新槽口结构1-1-2上两个内侧壁的间距时，第一锁紧端头6-1-4与第二锁紧端头6-1-5共同实现对G字型新槽口结构1-1-2上两个内侧壁的顶紧，并完成了嵌入式滑槽定位机构6-1对动车组端墙立柱1起吊质心的锁紧和定位作业。

然后，将环形吊带6-3挂在天车挂钩上，即可开始起吊，起吊过程中，需人工对动车组端墙立柱1进行扶持，避免其在空中旋转。将动车组端墙立柱1下端的立柱底座1-2嵌入到立柱底端定位板3上对应的一个立柱底面侧向定位槽3-1内，并进一步通过天车的起吊，逐渐将动车组端墙立柱1的姿态调整为竖直放置。

使插销式吊环6-2和环形吊带6-3从水平横梁框架5-1的上方跨过，将插销连接孔板6-1-1-1的下端放置在水平横梁框架5-1的上端面上，并将L型的插销连接座6-1-1上的楔形定位板6-1-1-2插入斜面式定位卡座5-2，以限定L型的插销连接座6-1-1无法转动或沿水平横梁框架5-1的上端面窜动。至此，即完成了利用一个吊装定位装置6对一个动车组端墙立柱1的辅助吊装及定位作业。从天车挂钩上卸下该吊装定位装置6上环形吊带6-3，即可释放天车和挂钩，使天车可以继续对另外一个吊装定位装置6及其对应的另外一个动车组端墙立柱1进行起吊和定位作业，从而提高天车利用率和场地周转效率，提高生产效益。