一种气体绝缘高压开关柜的气箱焊接工装的制作方法

[0001]
本发明涉及气体绝缘高压开关设备技术领域，尤其涉及一种气体绝缘高压开关柜的气箱焊接工装。


背景技术：

[0002]
气体绝缘金属封闭开关柜相比传统的空气绝缘开关柜结构更加紧凑，运行更加安全可靠，在输配电领域应用广泛。绝缘气体保护气箱是气体绝缘金属封闭开关柜的核心部件，其焊接质量直接影响气箱的气密性和气箱内部零件的装配精度，从而影响气体绝缘金属封闭开关柜的可靠性和整体质量。
[0003]
现有技术主要存在以下问题：
[0004]
(1)焊接气箱时，由于焊接热应力的影响，气箱箱体的平面会发生变形，变形量过大将影响气箱的焊接质量和气密性；
[0005]
(2)气箱箱体各平面间的相对位置精度要求较高，需要工装解决气箱焊接定位的问题，从而保证气箱箱体平面的精度；
[0006]
(3)气箱焊接定位工装需同时适用于“i”形气箱和“l”形气箱的焊接生产。


技术实现要素：

[0007]
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种气体绝缘高压开关柜的气箱焊接工装。
[0008]
一种气体绝缘高压开关柜的气箱焊接工装，所述方法包括：气箱定位机构和工装底座，所述气箱定位机构包括外侧定位机构、内侧定位机构、顶板定位机构、底部定位机构和l形气箱顶部定位机构；所述工装底座包括两块滑动底板、多个滑块、两条导轨、多个滑动限位块、多个支撑座、两个底部气缸、底板和多个吊环，其中所述两条导轨平行且对称的固定在底板上，所述滑块均匀分布在所述两条导轨上，所述两块滑动底板对称的固定在所述滑块上，所述两个底部气缸分别位于所述两条导轨的对称线上，并固定在所述底板上，所述多个滑动限位块均匀且对称的分布在底部气缸和滑动底板之间，所述吊环均匀的固定在所述底板上；所述外侧定位机构、顶板定位机构和底部定位机构均对称的固定在所述底板上，所述内侧定位机构对称的固定在所述滑动底板上，所述l型气箱顶部定位机构位于所述工装底座的上方；所述外侧定位机构在所述工装底座上形成外围方形圈，所述内侧定位机构在所述工装底座上形成内围方形圈，所述底部定位机构在所述工装底座上形成的底部方形圈介于所述外围方形圈和所述内围方形圈之间，所述顶板定位机构在所述工装底座上形成的顶板方形圈介于所述底部方形圈和所述内围方形圈之间。
[0009]
在其中一个实施例中，所述导轨采用螺栓连接固定在所述底板，所述滑块穿入所述导轨内，滑动底板采用螺栓连接固定在滑块上，滑动限位块采用螺栓与支撑座连接，支撑座通过螺栓连接固定在底板，底部气缸采用螺栓连接固定在底板上。
[0010]
在其中一个实施例中，所述工装底座还包括底框架、三个转动限位块、摩擦轮、轴
承和底座；所述底板焊接在底框架上，所述轴承通过螺栓连接分别与底框架和底座相连接；所述摩擦轮通过安装支座固定在所述底座上，且所述摩擦轮与底框架的平板接触，在底框架转动时起到辅助转动和支撑的作用；所述三个转动限位块中至少存在一个固定在所述底座或者所述底框架上。
[0011]
在其中一个实施例中，所述外侧定位机构包括第一定位块、支撑板、外侧气缸和第一支撑座，所述第一定位块通过螺栓连接固定在支撑板上，所述支撑板与所述外侧气缸之间通过螺栓连接，所述外侧气缸固定在所述第一支撑座上，所述第一支撑座固定在所述底板上。
[0012]
在其中一个实施例中，所述外侧气缸上设置有手动操作把手。
[0013]
在其中一个实施例中，所述内侧定位机构包括内侧面定位块、第二定位块、内侧气缸和第二支撑座，所述内侧面定位块通过螺栓连接固定在所述内侧气缸和所述第二支撑座的侧端面上，所述第二定位块通过螺栓连接固定在所述内侧面定位块和所述第二支撑座上，所述内侧气缸固定在所述第二支撑座上，所述第二支撑座固定在所述滑动底板上。
[0014]
在其中一个实施例中，所述顶板定位机构包括第三定位块、安装块和第三支撑座，所述第三定位块通过螺栓连接固定在所述安装块上，所述安装块通过螺栓连接固定在所述第三支撑座上，所述第三支撑座固定在所述底板上。
[0015]
在其中一个实施例中，所述底部定位机构包括多个第四定位块和多个第四支撑座，所述多个第四定位块中，一半的第四定位块直接通过螺栓连接固定在所述滑动底板上，另一半的第四定位块通过螺栓连接固定在所述第四支撑座上，所述第四支撑座的数量为所述第四定位块的一半，且所述第四支撑座固定在所述底板上。
[0016]
在其中一个实施例中，所述l形气箱顶部定位机构包括水平夹紧定位机构、顶部外侧定位块、顶部内侧定位块和定位框架，所述顶部内侧定位块通过螺栓连接固定在所述定位框架上，所述顶部外侧定位块焊接在所述水平夹紧定位机构的前端面上，所述水平夹紧定位机构的上端面通过螺栓连接固定在所述定位框架上。
[0017]
在其中一个实施例中，所述水平夹紧定位机构上设置有把手。
[0018]
上述一种气体绝缘高压开关柜的气箱焊接工装，通过设置多个不同位置的定位机构对气箱进行固定，设有滑动底板的工装底座构成，并通过气缸进行气动夹紧，从而能够有效减小焊接变形，气箱箱体平面定位精度高；采用气动夹紧，减少人工操作，多次使用重复精度高；而且工装能同时适用于“i”形气箱和“l”形气箱的焊接生产。
附图说明
[0019]
图1为一个实施例中一种气体绝缘高压开关柜的气箱焊接工装的结构示意图；
[0020]
图2为一个实施例中外侧定位机构的分布示意图；
[0021]
图3为一个实施例中外侧定位机构的结构示意图；
[0022]
图4为一个实施例中外侧定位机构的结构拆分图；
[0023]
图5为一个实施例中内侧定位机构的分布示意图；
[0024]
图6为一个实施例中内侧定位机构的结构示意图；
[0025]
图7为一个实施例中内侧定位机构的结构拆分图；
[0026]
图8为一个实施例中顶板定位机构和底部定位机构的分布示意图；
[0027]
图9为一个实施例中顶板定位机构的机构示意图；
[0028]
图10为一个实施例中工装底座的结构示意图；
[0029]
图11为另一个实施例中工装底座的局部结构示意图；
[0030]
图12为一个实施例中l形气箱顶部定位机构的结构示意图；
[0031]
图13为一个实施例中l形气箱顶部定位机构的结构拆分图；
[0032]
图14为一个实施例中i形气箱的结构示意图；
[0033]
图15为一个实施例中l形气箱的结构示意图。
[0034]
附图中，外侧定位机构1、第一定位块11、支撑板12、外侧气缸13、第一支撑座14、内侧定位机构2、内侧面定位块21、第二定位块22、内侧气缸23、第二支撑座24、顶板定位机构3、第三定位块31、第三支撑座32、安装块33、底部定位机构4、第四定位块41、第四支撑座42、工装底座5、滑动底板501、滑块502、导轨503、滑动限位块504、底部气缸505、底板506、吊环507、底框架508、轴承509、摩擦轮510、转动限位块511、第一转动限位块511-1、第二转动限位块511-2、底座512、l形气箱顶部定位机构6、水平夹紧定位机构61、定位框架62、顶部内侧定位块63、顶部外侧定位块64、“i”形气箱部件1a、“i”形气箱中间隔板b、“i”形气箱部件1c、“l”形气箱部件2d、“l”形气箱中间隔板e、“l”形气箱部件1f。
具体实施方式
[0035]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过具体实施方式结合附图对本发明做进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0036]
如图1-图11所示，提供了一种气体绝缘高压开关柜的气箱焊接工装，包括气箱定位机构和工装底座5，气箱定位机构包括外侧定位机构1、内侧定位机构2、顶板定位机构3、底部定位机构4和l形气箱顶部定位机构6；工装底座5包括两块滑动底板501、多个滑块502、两条导轨503、多个滑动限位块504、多个支撑座、两个底部气缸505、底板506和多个吊环507，其中两条导轨503平行且对称的固定在底板506上，滑块502均匀分布在两条导轨503上，两块滑动底板501对称的固定在滑块502上，两个底部气缸505分别位于两条导轨503的对称线上，并固定在底板506上，多个滑动限位块504均匀且对称的分布在底部气缸505和滑动底板501之间，吊环507均匀的固定在底板506上；外侧定位机构1、顶板定位机构3和底部定位机构4均对称的固定在底板506上，内侧定位机构2对称的固定在滑动底板501上，l型气箱顶部定位机构6位于工装底座5的上方；外侧定位机构1在工装底座5上形成外围方形圈，内侧定位机构2在工装底座5上形成内围方形圈，底部定位机构4在工装底座5上形成的底部方形圈介于外围方形圈和内围方形圈之间，顶板定位机构3在工装底座5上形成的顶板方形圈介于底部方形圈和内围方形圈之间。
[0037]
导轨503采用螺栓连接固定在底板506，滑块502穿入导轨503内，滑动底板501采用螺栓连接固定在滑块502上，滑动限位块504采用螺栓与支撑座连接，支撑座通过螺栓连接固定在底板，底部气缸505采用螺栓连接固定在底板506上；工装底座5还包括底框架508、两个转动限位块511、摩擦轮510、轴承509和底座512；底板506焊接在底框架508上，轴承509通过螺栓连接分别与底框架508和底座512相连接；摩擦轮510通过安装支座固定在底座512上，且摩擦轮510与底框架508的平板接触，在底框架508转动时起到辅助转动和支撑的作
用；两个转动限位块511分别固定在底座512和底框架508上。
[0038]
气缸推杆收缩时，通过滑动底板501带动气箱的内侧定位机构2运动，使内侧面定位块21的定位面与气箱内侧的面贴合，配合第一定位块11实现初步定位。底板506、底框架508、轴承509、摩擦轮510、转动限位块511和底座512共同用于工装支撑并使工装能进行180
°
转动，方便焊接。第一转动限位块511-1与第二转动限位块511-2贴合进行限定转动角度，同时，第一转动限位块511-1与第二转动限位块511-2可与通过销连接，锁定此转动角度。此处，如图11所示，有两个对称分布的第一转动限位块511-1，一个第二转动限位块511-2。然而还可以是有两个对称分布的第二转动限位块511-2，一个第一转动限位块511-1，同样能够使得工装进行180
°
转动。吊环507下部有螺纹，与底板506螺纹连接，用于吊取和放置工装。
[0039]
外侧定位机构1通过螺栓与底板506连接，用于对气箱前侧板、后侧板、左侧板和右侧板位于气箱外侧的面进行定位。如图3和图4所示，外侧定位机构1可分为第一定位块11、支撑板12、外侧气缸13、第一支撑座14。第一定位块11共8块，用于气箱外侧面定位，用螺栓安装在支撑板12上，材料为45号钢，热处理调质，第一定位块11与气箱接触的定位面需抛光且四周边倒圆角。支撑板12用于安装第一定位块11，通过螺栓与外侧气缸13连接固定，外侧气缸13上有手动操作把手，可以操作把手进行初步夹紧，也可以通过气缸的推杆运动，在初定位后进行精定位夹紧，外侧气缸13通过螺栓连接在支撑板12上，支撑板12与底板506采用螺栓连接，用于支撑整个机构。
[0040]
内侧定位机构2通过螺栓连接在滑动底板501上，用于对气箱前侧板、后侧板、左侧板和右侧板位于气箱内侧的面进行定位。如图6、图7所示，内侧定位机构2可分为：内侧面定位块21、第二定位块22、内侧气缸23、第二支撑座24。内侧面定位块21用于气箱内侧面定位，有三种形状，共16块，内侧面定位块21中一部分通过安装板和螺栓与内侧气缸23连接，剩余部分用螺栓直接与第二支撑座24连接。第二定位块22用于气箱内顶面定位，用螺栓与第二支撑座24连接。内侧气缸23共2个，与第二支撑座24连接采用螺栓连接，可实现气动夹紧定位，第二支撑座24通过螺栓连接在滑动底板501上，用于连接支撑。第二定位块22与内侧面定位块21材料为45号钢，热处理调质，定位块与气箱接触的定位面需抛光且四周边倒圆角。
[0041]
顶板定位机构3通过螺栓与底板506连接，用于气箱顶板焊接时定位。顶板定位机构3左右对称，如图8-9所示，顶板定位机构3包括顶板定位机构3、第三定位块31、第三支撑座32、安装块33。第三定位块31与第二定位块22(每个“内侧定位机构2”上两块)共同用于气箱顶面定位，有两种形状，其中一种用螺栓通过安装块33安装在第三支撑座32上，另一种直接用螺栓安装在第三支撑座32上。通过安装块33安装在第三支撑座32是因为工装的定位要求比较高，直接让定位块与支撑座之间用螺栓连接的话，可能精度达不到，因此定位块与安装块之间要加垫片调整，0.2毫米一块的“e”型垫片，用于精度调整。
[0042]
底部定位机构4用于气箱前侧板、后侧板、左侧板和右侧板的底部的定位。底部定位机构4包括第四定位块41和第四支撑座42，底部定位机构4分为两种，一种是只有第四定位块41，是采用螺栓连接固定在滑动底板501；另外一种底部定位机构4是第四定位块41通过第四支撑座42采用螺栓连接在底板506上。
[0043]
l形气箱顶部定位机构6包含：水平夹紧定位机构61、定位框架62、顶部内侧定位块63和顶部外侧定位块64，4根定位框架62相互之间焊接连接，8块顶部内侧定位块63分别用
螺栓安装在各位框架62上，8块顶部外侧定位块64分别焊接在各水平夹紧定位机构61上。水平夹紧定位机构61上设置有把手，用于操作，气箱在进行焊接时，板位于顶部内侧定位块63和顶部外侧定位块64之间。l形气箱顶部定位机构6用于“l”形气箱部件2的顶部定位夹紧。
[0044]
具体地，如图13、图14所示，“i”形气箱和“l”形气箱适用同一套工装进行生产的方法是：将“i”形气箱拆分为“i”形气箱部件1和“i”形气箱部件2两个部件进行分别焊接，之后再将两个气箱焊接成一个气箱；同理“l”形气箱拆分为两个部件进行分别焊接，之后再焊接成一个气箱。“i”形气箱部件1和“l”形气箱部件1能共用1套工装进行生产，“i”形气箱部件2和“l”形气箱部件2能共用1套工装进行生产。同时，这种方法也保证了气箱内部隔板的焊接精度。由于拆分后的“l”形气箱部件2比与“i”形气箱部件2高，需用“l”形气箱顶部定位机构6对“l”形气箱部件2顶部进行定位夹紧。
[0045]
气箱的焊接工装的使用方法：
[0046]
1)底部气缸505的推杆收回，将前侧板放到工装上，手动操作前面的两个外侧定位机构1上的把手，将前侧板初步夹紧；
[0047]
2)将工装旋转180
°
，再将后侧板放到工装上，手动操作后面的两个外侧定位机构1上的把手，将后侧板初步夹紧；
[0048]
3)将左、右侧板放到工装上，操作左、右的外侧定位机构上的把手，将左、右侧板初步夹紧；
[0049]
4)操作各外侧气缸和内侧气缸同时运动，将气箱各面定位夹紧(若为“l”形气箱部件2,则还需在顶部再用“l”形气箱顶部定位机构进行夹紧定位，焊接完后再将其拆下)；
[0050]
5)使用焊接设备，完成气箱后侧板与左、右侧板的焊接后，再将工装旋转180
°
，完成前侧板与左、右侧板的焊接；之后再完成气箱内部件的焊接，最后完成气箱顶板的焊接；
[0051]
6)吊出气箱，清洁工装，等待下一台的气箱的焊接。将气箱移到下一工序进行拼焊成一整体。
[0052]
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

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