船舶建造過程中船體分段的翻身方法及系統的製作方法
2023-10-10 03:47:49 2
船舶建造過程中船體分段的翻身方法及系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種船舶建造過程中船體分段的翻身方法，將船體分段平移至翻身設備的平臺上並固定；所述翻身設備的平臺兩側分別固定於翻轉用的轉圈上，兩個轉圈同步轉動帶動平臺翻轉；將用於移動船體分段的升降車移至船體分段下方，升降車的頂部平臺升起，託住船體分段，解除船體分段與所述翻身設備平臺的固定；升降車帶動船體分段，移至下一船舶分段建造流水線的工位。為了實現上述方法，本發明還提供了翻身系統，包括翻身設備和移動升降車設備。本發明極大程度的降低了建造成本，提高了建造效率。
【專利說明】船舶建造過程中船體分段的翻身方法及系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及船舶建造【技術領域】，更具體地說，涉及船體分段的施工設備和翻身方法。
【背景技術】
[0002]現有技術的船舶建造，尤其大型船舶，大多採用分段建造，而後合攏總組的方式。在每一船舶分段建造過程中，必然需要上下兩方向的施工。通常來說，向下施工相對容易，而向上施工，對於焊接工藝較多的船舶建造，相對難度較大，需要仰臉焊接。而且在船舶分段建造過程中，仰臉焊接的效率低，焊接質量難以保證。因此，為了避免仰臉焊接的問題，需要對平行體分段進行180度翻身，翻身後的仰臉焊接變成平焊。
[0003]現有技術的船舶分段翻身大多採用焊接吊耳，採用吊車進行滾翻或空翻的方式進行船舶分段翻身，船舶分段翻身後需要對翻身吊耳進行切割、打磨，這個過程費工、費時、廢料，造成船舶分段的建造成本較高，並且船舶分段翻身需要佔用吊車和場地資源，使吊車和場地利用率不高，還涉及到船舶分段的二次轉運，費用較高。
[0004]此外，船舶分段重量較大，往往重量達到上百噸，需要噸位達到300噸的吊車才能對其進行翻身。而大型吊車的建造和維護費用較高，同時用吊車對船舶分段進行翻身時，分段在翻轉過臨界點時存在下降加速度，對吊車和整個翻身過程存在一定的危險性。
[0005]現有技術的船體分段大多為矩形結構分段，而且多數在流水線上製造，流水線上主要依靠底部滾輪輸送分段。現有技術船舶分段建造流水線的滾輪為固定滾輪，本身沒有動力，分段在流水線上的移動依靠流水線下的鏈條機構來實現。
【發明內容】
[0006]本發明針對每一船體分段大多可近似為矩形結構分段的特點，設計了一套結合現有技術的船舶分段建造流水線特點的專用翻身設備以及翻身施工方法，旨在降低建造成本，提高建造效率。
[0007]為了達到上述目的，本發明提供一種船舶建造過程中船體分段的翻身方法，包括如下步驟:
[0008]S1、將船體分段平移至翻身設備的平臺上並固定；所述翻身設備的平臺兩側分別固定於翻轉用的轉圈21上,兩個所述轉圈21同步轉動帶動平臺翻轉；
[0009]S2、將用於移動船體分段的升降車4移至船體分段下方，升降車4的頂部平臺升起，託住船體分段，解除船體分段與所述翻身設備平臺的固定；
[0010]S3、升降車4帶動船體分段，移至下一船舶分段建造流水線的工位。
[0011]其中優選方式下，步驟S1中，通過電磁鐵通電將船體分段固定在翻身設備平臺上。此外，步驟S3中，所述升降車的頂部平臺以分體方式設置用於託住船體分段的門式託架；所述門式託架上設置吊耳構件，用於牽拉移動或吊運移動時使用，從而船體分段上無需設置吊耳，免除了後續拆除等工作，而且門式託架可以反覆使用，無需拆卸吊耳。[0012]根據以上方法，本發明提供了一種船舶建造過程中船體分段的翻身系統，包括翻身設備和移動升降車設備。其中，所述翻身設備包括兩側分別固定於翻轉用轉圈上的轉臺；所述轉臺包括電磁鐵吸附組件及與船體分段貼合的平面；每一所述轉圈的外圈圓周間隔設置從動圓銷，與外側驅動齒輪配合以齒輪傳動方式驅動轉圈轉動。而升降車包括設置行走輪的車體；所述車體上部為支撐剪刀架，結合液壓缸和活塞組件構成的頂部平臺。其中，所述支撐剪刀架為兩側並置的一對剪刀架，兩個剪刀架的升降鉸點之間由液壓缸和活塞組件連接。
[0013]此外，所述轉圈的驅動齒輪由渦輪蝸杆減速機帶動；所述渦輪蝸杆減速機連接了驅動電機。
[0014]根據需要，每一所述轉圈兩側下方以支撐滾輪組件支撐；所述支撐滾輪組件包括支撐滾輪架和支撐滾輪。
[0015]本發明船舶分段翻身系統，是一種無吊耳的翻身機構，具有對船體分段進行180度翻身、下胎的功能。本發明船舶分段翻身工裝不需要吊車、吊耳，僅利用船舶分段翻身工裝快速對船舶分段進行翻身，翻身工裝作為建造船舶分段流水線的一部分，船舶分段翻身工裝不會造成船舶分段結構的變形，提高船舶分段建造精度，減少以往利用吊車、吊耳對船舶分段翻身，船舶分段翻身後需要切割吊耳、打磨吊耳殘餘對分段結構及外觀帶來的影響，完善美觀造船，同時減少因船舶分段翻身對吊車資源的佔用，減少因船舶分段翻身對場地的佔用，減少因船舶分段翻身而產生的船舶分段二次轉運。大大提高船舶分段翻身的效率，節約船舶分段建造的材料和人工成本。廣泛適用船舶分段的建造過程。
[0016]本發明主要優點:
[0017]1、無需吊車、吊耳，僅利用船舶分段翻身工裝快速對流水線的船舶平行體分段(矩形結構分段)進行翻身。
[0018]2、船舶分段翻身工裝作為流水線的一部分，對需要翻身的船舶分段進行翻身，不需要、不能翻身的分段翻身工裝可以通過翻身工裝流入下一個工序，不會對流水線的其他工位帶來不利影響。
[0019]3、新的船舶分段翻身工裝通過夾緊鉗和電磁鐵對船舶分段進行翻身，不會造成船舶分段結構的變形，避免船舶分段傳統吊耳翻身工藝帶來的結構變形，提高船舶分段建造精度。
[0020]4、減少吊耳的切割、打磨對船舶分段結構及外觀帶來的影響，完善美觀造船。
[0021]5、減少因船舶分段翻身對吊車的佔用，減少因船舶分段翻身對場地的佔用，減少因船舶分段翻身而產生的分段二次轉運。
[0022]6、費用節省，以年產600萬載重噸的船廠計算，年可以節省吊耳製作、焊接、切割、殘根處理、焊材、吊車工時、場地費用等合計超過1000萬元。
[0023]此外，轉圈的從動結構採用圓銷，強度大於同尺寸的齒輪，加工裝配費用小於同尺寸的齒輪。轉圈機構由板材焊接而成，與圓銷的裝配孔採用現場用手動工具鑽孔，費用較低，兩個轉圈與轉臺是剛性連接的，保證翻轉過程的平穩，動力採用電機將轉動傳遞給渦輪蝸杆減速機，渦輪蝸杆減速機帶動驅動齒輪，驅動齒輪與轉圈上的圓銷嚙合，形成轉圈的轉動，整個驅動過程部件較少，建造和維護費用較低。在翻轉180度後，電機剎車動作，將電機主軸抱死，渦輪蝸杆減速器本身具有自鎖性，轉圈在偏轉力矩的作用下繼續轉動。【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1是本發明船舶分段翻身設備的立體結構示意圖。
[0025]圖2是圖1所示翻身設備另一角度投影的立體結構示意圖。
[0026]圖3是圖2中A處放大結構示意圖。
[0027]圖4是本發明翻身設備中滾輪的結構示意圖。
[0028]圖5是本發明翻身設備中夾緊機構的結構示意圖。
[0029]圖6是本發明升降車的結構原理示意圖。
[0030]圖7是圖6所示升降車配套使用的門式託架側視示意圖。
[0031]其中，翻身設備由翻轉臺機構、件號2轉圈機構、件號3驅動機構、件號4下胎升降車組成。
[0032]翻轉臺機構由件號11轉臺、件號12升降滾輪、件號14移動夾緊機構、件號15液壓泵站、電磁鐵組成。
[0033]件號2轉圈機構由件號21轉圈、件號22從動圓銷組成。
[0034]件號12升降滾輪由件號121滾輪、件號122升降滾輪液壓油缸、件號123滾輪架升降槽、件號124滾輪架、件號125液壓馬達組成。
[0035]件號14移動夾緊機構由件號141夾緊鉗爪、件號142移動夾緊鉗爪垂直升降液壓油缸、件號143移動夾緊鉗爪垂直升降槽、件號144移動夾緊鉗爪水平移動槽、件號145移動夾緊鉗爪水平液壓油缸組成。
[0036]件號15液壓泵站固定在件號11轉臺內部，由電機、油泵、油箱、閥組組成。
[0037]件號3驅動機構由件號31電機、件號32潤輪蝸杆減速器、件號33驅動齒輪、件號34驅動齒輪架、件號35電機剎車、件號36支撐滾輪、件號37支撐滾輪架組成。
[0038]件號4下胎升降車由件號41車體平臺、件號42車體底盤、件號43行走輪、件號44液壓馬達、件號45支撐剪刀架、件號46支撐剪刀架連接銷軸、件號47液壓缸、件號48液壓泵站，以及圖7所示船舶分段門式託架組成。
【具體實施方式】
[0039]本發明實現了船舶分段的無吊耳、無吊車翻身功能，提供一種船舶分段的翻身系統和實現方法，下面結合附圖實例進一步說明本發明。
[0040]如圖1和2，結合圖6和7所示本發明船舶建造過程中船體分段的翻身系統，包括翻身設備和移動升降車設備。其中，如圖1和2所示，所述翻身設備包括兩側分別固定於翻轉用轉圈21上的轉臺11 ;所述轉臺11包括電磁鐵吸附組件及與船體分段貼合的平面。如圖3所示，每一所述轉圈21的外圈圓周間隔設置從動圓銷22，與外側驅動齒輪33配合以齒輪傳動方式驅動轉圈21轉動；驅動齒輪33由渦輪蝸杆減速機帶動；所述渦輪蝸杆減速機連接了驅動電機。圖3中，每一轉圈21兩側下方以支撐滾輪組件支撐；所述支撐滾輪組件包括支撐滾輪架37和支撐滾輪36。
[0041]如圖6和7所示，升降車4包括設置行走輪43的車體，所述車體上部為支撐剪刀架45結合液壓缸和活塞組件構成的頂部平臺41 ;其中，所述支撐剪刀架45為兩側並置的一對剪刀架，兩個剪刀架的升降鉸點之間由液壓缸和活塞組件連接。[0042]如圖6所示，升降車4包括設置行走輪43的車體，所述車體上部為支撐剪刀架45結合液壓缸支頂組件構成的頂部平臺41 ;其中，所述支撐剪刀架45為兩側並置的一對剪刀架，兩個剪刀架的升降鉸點之間由液壓缸和活塞組件連接。
[0043]優選方式下，升降車的頂部平臺以分體方式設置用於託住船體分段的門式託架(如圖7所示)。門式託架上設置吊耳構件，用於牽拉移動或吊運移動時使用，從而船體分段上無需設置吊耳，免除了後續拆除等工作，而且門式託架可以反覆使用，無需拆卸吊耳。
[0044]此外，船體分段移到所述轉臺平面上的方法，可以通過設置可拆卸的軌道，通過牽拉機構實現，本發明提供了一種與現有技術船體分段配套使用的方法，同樣使用滾輪，代替軌道。本發明的滾輪首先以升降方式設置於轉臺平面的槽體內，通過升降，是的滾輪面可以處於轉臺平面上方，也可移至平面下方，從而在移動船舶分段時，滾輪起到滾動摩擦的功能；當翻轉船舶分段時，滾輪移至轉臺平面下方，從而實現轉臺平面與船舶分段平面的貼合，保證電磁鐵吸附固定的效果。具體如圖4，結合圖1說明，所述轉臺11與船體分段接觸的平面以間隔方式開設槽體，槽體內設置升降滾輪組件12 ;所述升降滾輪組件12包括垂直所述轉臺11平面的軌道123 ;所述軌道123內設置帶有滾輪121的滾輪架124，所述滾輪架124下方連接了升降滾輪液壓油缸組件122 ;此外，所述滾輪121的轉軸連接了滾輪驅動電機組件。
[0045]此外，無需全部滾輪均設驅動功能，優選方式下，轉臺11自船體平臺移入方向的首排槽體內設置的所述升降滾輪組件12為主動滾輪，後排所述升降滾輪組件12為被動滾輪。
[0046]此外，如圖5所示，轉臺11與船體分段接觸的平面邊緣開設寬槽，寬槽內設置移動夾緊組件。所述移動夾緊組件包括垂直所述轉臺11平面以及平行所述轉臺11平面向外側移動的軌道架組件，所述軌道架組件內設置夾緊鉗爪141 ;所述夾緊鉗爪141兩個方向的移動由鉗爪液壓組件實現。此外，所述軌道架組件包括垂直所述轉臺11平面設置的軌道，其內鑲設平行轉臺平面的移動軌道，而夾緊鉗爪141固定於該移動軌道內。上述移動夾緊機構的優點，與船體分段的配合，即分段結構有夾緊的地方。不用其他固定機構。船舶分段主要是由板材和型材焊接而成，類似矩形結構，上下面結構均是板材，與內部的加強結構有一定的邊緣空間，有移動夾緊機構的夾緊鉗爪動作空間，移動夾緊機構可以在卡槽內上下、前後移動，上下移動是為了保證在船舶分段進入轉臺時不發生幹涉和夾緊分段，前後移動是為了保證適應不同尺寸船舶分段結構的要求。通過兩個方向的移動，以及平臺上寬槽的設置，使得本發明翻轉設備可以適用於多種尺度的船體分段建造。
[0047]下面進一步結合本發明的結構，說明船舶分段的翻身過程:
[0048]如圖1所示，本發明船舶分段翻身工裝，由件號1翻轉臺設備、件號2轉圈機構、件號3驅動機構、件號4下胎升降車等結構組成。
[0049]件號1翻轉臺機構的件號11轉臺，件號11轉臺上有件號12升降滾輪，件號121滾輪裝配在件號124滾輪架上，件號124滾輪架可以由件號122升降滾輪液壓油缸推動在件號123滾輪架升降槽內上下移動，件號122液壓油缸、件號125液壓馬達由件號15液壓泵站驅動，控制件號12升降滾輪的升降和轉動動作。當船舶分段由上一工序流轉到件號1翻轉臺機構上時，件號12升降滾輪系統升起，件號121滾輪在件號125液壓馬達的帶動下轉動，將船舶分段引導至件號1翻轉臺機構固定位置後，件號12升降滾輪系統在件號122升降滾輪液壓油缸的動作下，下降至件號1翻轉臺機構平面以下，船舶分段與件號1翻轉臺機構面接觸。液壓動力由件號15液壓泵站提供。
[0050]件號14移動夾緊機構布置在件號1翻轉臺機構上平面的兩側。因每個船舶分段的結構尺寸不同，為適應船舶分段結構尺寸，將船舶分段卡緊，件號14移動夾緊機構水平移動及垂直夾緊機構將船舶分段夾緊，件號14移動夾緊機構的件號141夾緊鉗爪在件號142移動夾緊鉗爪垂直升降液壓油缸的作用下沿件號144移動夾緊鉗爪垂直升降槽升至件號1翻轉臺機構平面以上，至件號141夾緊鉗爪高於船舶分段與件號1翻轉臺機構平面面接觸的鋼板時停止上升，件號141夾緊鉗爪在件號146移動夾緊鉗爪水平液壓油缸的推動下沿件號145移動夾緊鉗爪水平移動槽移動，將船舶分段推動，至船舶分段一邊接觸到另一側的移動夾緊機構，件號141夾緊鉗爪在件號142移動夾緊鉗爪垂直升降液壓油缸的作用下沿件號143移動夾緊鉗爪垂直升降槽件號向下移動，夾緊船舶分段，件號14移動夾緊機構由件號15液壓泵站提供動力。
[0051]件號15液壓泵站固定在件號11轉臺內部，由件號151電機驅動件號152油泵，件號152油泵從件號153油箱提油通過件號154閥組和油管向件號14移動夾緊機構的油缸供油，件號154閥組控制給同時動作的油缸供等量的油，保證油缸動作的同步。
[0052]此時將件號16電磁鐵通電，船舶分段被件號14移動夾緊機構和件號16電磁鐵牢牢固定在件號1翻轉臺機構上。
[0053]件號2轉圈機構與件號1翻轉臺機構剛性連接，件號37支撐滾輪架上有件號36支撐滾輪，件號34驅動齒輪架上有件號33驅動齒輪，件號31電機輸出的動力傳遞給件號32渦輪蝸杆減速器，件號32渦輪蝸杆減速器的輸出端連著件號33驅動齒輪。件號21轉圈上有件號22從動圓銷，件號22從動圓銷可以由件號33驅動齒輪驅動，使件號21轉圈在件號36支撐滾輪的支撐下做圓周轉動，當轉動180度後，件號31電機斷電，件號35電機剎車動作，將件號31電機主軸抱死，件號32渦輪蝸杆減速器本身具有自鎖性，防止件號21轉圈在偏轉力矩的作用下繼續轉動，此時船體分段已經在件號1翻轉臺機構上翻轉180度。
[0054]件號4下胎升降車的件號41車體平臺和件號42車體底盤上有件號46支撐剪刀架連接銷軸，件號45支撐剪刀架通過件號46支撐剪刀架連接銷軸與件號41車體平臺和件號42車體底盤連接，件號45支撐剪刀架的另一個支撐剪刀架連接銷軸與件號47液壓缸連接，件號47液壓缸由件號48液壓泵站驅動，做伸縮運動，從而帶動件號46支撐剪刀架上下移動，進而帶動件號41車體平臺上下移動。件號47液壓缸的伸縮動作由件號48液壓泵站驅動。件號43行走輪安裝在件號42車體底盤，由件號49液壓馬達驅動行走，件號49液壓馬達由件號48液壓泵站驅動。
[0055]當船體分段在件號1翻轉臺機構上翻轉180度時，件號4下胎升降車高度下降，行走至船舶分段下方，件號4下胎升降車上有件號413船舶分段門式託架，件號4下胎升降車高度升起，至件號413船舶分段門式託架接觸到船舶分段後，停止上升，件號14移動夾緊機構做反向動作，鬆開船舶分段結構，件號16電磁鐵斷電，船舶分段脫離件號1翻轉臺機構，船舶分段重量轉移至件號4下胎升降車上的件號413船舶分段門式託架上，件號4下胎升降車移動至機坑邊，同時調整件號41車體平臺高度與地面一平，船舶分段轉運車移動至件號41車體平臺上，用自身機構頂起件號413船舶分段門式託架，將船舶分段和件號413船舶分段門式託架轉移至下一個施工場地。[0056]本發明船舶分段翻身工裝，適用於尺寸較大、重量較重的船舶分段的翻身。船舶分段翻身工裝在翻身船舶分段時方便靈活，結構巧妙、造價低，使用安全可靠，翻身效率高，工人施工強度小，可為工廠節約大量生產成本費用。
[0057]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明披露的技術範圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種船舶建造過程中船體分段的翻身方法，其特徵在於，包括如下步驟:51、將船體分段平移至翻身設備的平臺上並固定；所述翻身設備的平臺兩側分別固定於翻轉用的轉圈(21)上，兩個所述轉圈(21)同步轉動帶動平臺翻轉；52、將用於移動船體分段的升降車(4)移至船體分段下方，升降車(4)的頂部平臺升起，託住船體分段，解除船體分段與所述翻身設備平臺的固定；53、升降車(4)帶動船體分段，移至下一船舶分段建造流水線的工位。
2.根據權利要求1所述船舶建造過程中船體分段的翻身方法，其特徵在於，通過電磁鐵通電將船體分段固定在翻身設備平臺上。
3.根據權利要求1或2所述船舶建造過程中船體分段的翻身方法，其特徵在於，所述升降車的頂部平臺以分體方式設置用於託住船體分段的門式託架。
4.根據權利要求3所述船舶建造過程中船體分段的翻身方法，其特徵在於，所述門式託架上設置吊耳構件。
5.一種船舶建造過程中船體分段的翻身系統，其特徵在於，包括翻身設備和移動升降車設備；其中，所述翻身設備包括兩側分別固定於翻轉用轉圈(21)上的轉臺(11);所述轉臺(11)包括電磁鐵吸附組件及與船體分段貼合的平面；每一所述轉圈(21)的外圈圓周間隔設置從動圓銷(22)，與外側驅動齒輪(33)配合以齒輪傳動方式驅動轉圈(21)轉動；升降車(4)包括設置行走輪(43)的車體，所述車體上部為支撐剪刀架(45)結合液壓缸和活塞組件構成的頂部平臺(41);其中，所述支撐剪刀架(45)為兩側並置的一對剪刀架，兩個剪刀架的升降鉸點之間由液壓缸和活塞組件連接。
6.根據權利要求5所述船舶建造過程中船體分段的翻身系統，其特徵在於，所述驅動齒輪(33)由渦輪蝸杆減速機帶動；所述渦輪蝸杆減速機連接了驅動電機。
7.根據權利要求5所述船舶建造過程中船體分段的翻身系統，其特徵在於，每一所述轉圈(21)兩側下方以支撐滾輪組件支撐；所述支撐滾輪組件包括支撐滾輪架(37)和支撐滾輪(36)。
【文檔編號】B63B9/06GK103661808SQ201310639391
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月29日 優先權日:2013年11月29日
【發明者】婁俊勇, 姜福茂, 宮國璽, 趙成治 申請人:大連船舶重工集團有限公司