CN103481264B - 一种用于焊接球球面网壳安装过程中的定位装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于焊接球球面网壳安装过程中的定位装置，用于球面网壳结构中焊接球与待焊接杆件的定位焊接，包括半球形壳体和筒体，筒体顶端设有一卡固件，将半球形壳体安装在焊接球上，调整径向水平尺、纬向水平尺，使径向水平尺、纬向水平尺与水平面之间的夹角呈预定角度，所述卡固件卡紧径向水平尺、纬向水平尺限制其转动，通过半球形壳体的转动使整个定位装置绕焊接球的球心转动，使径向水平尺和纬向水平尺的水泡都居中，此时筒体所处的方向就是待焊接杆件的方向，用笔沿筒周边在焊接球上标记一周边线，将待焊接杆件的周边与焊接球上的周边线对齐，焊接固定，使用方便。本发明用于钢结构定位装置技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及钢结构定位装置，特别一种球面用于焊接球球面网壳安装过程中的定位装置。
背景技术
网壳结构是一种空间杆系结构，是以杆件为基础，按一定规律组成网格，按壳体结构布置的空间构架，在网壳结构中连接节点处焊接球与焊接杆件需要在空中精确定位以便于焊接，特别是斜向杆与焊接球的定位焊接。
目前网壳结构中焊接球与杆件的焊接定位方法主要有卫星定位、经纬仪定位及眼观尺量等。卫星定位精确，但只适合超大型工程，且费用昂贵；经纬仪定位理论可行，但可操作性差，定位误差较大；眼观尺量多靠感观经验决定，误差最大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种操作方便、定位精确可靠的用于球面网壳结构中焊接球与待焊接杆件焊接定位的定位装置。
为解决上述技术问题所采用的技术方案：一种用于焊接球球面网壳安装过程中的定位装置，用于球面网壳结构中焊接球与待焊接杆件的定位焊接，包括安装在焊接球上且与焊接球大小相适配的半球形壳体和与半球形壳体相连接的筒体，所述半球形壳体包括相互嵌合连接的上壳体和下壳体，所述下壳体边缘处设有两个彼此对立的套环，所述下壳体套装在焊接球上时可绕两套环连线形成的轴线转动，两套环连线形成的轴线与筒体的中心线形成一平面，所述下壳体设有供上壳体嵌入滑动的槽道，所述上壳体嵌入置槽道中相对下壳体在所述平面内绕半球形壳体的球心转动，在所述筒体顶端中心处铰接有径向水平尺和纬向水平尺，所述筒体顶端具有一与筒体中心线相垂直的水平面，所述筒体顶端设有一卡固件，当径向水平尺、纬向水平尺与水平面之间调整呈预定夹角时，所述卡固件卡紧径向水平尺、纬向水平尺限制其转动。
进一步作为本发明技术方案的改进，在所述筒体顶端设有分别测量径向水平尺、纬向水平尺与水平面之间的夹角的径向量角器和纬向量角器。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述筒体的内径与待焊接杆件的直径相等。
进一步作为本发明技术方案的改进，在所述下壳体上设有固定上壳体限制其滑动的第一紧固件和固定下壳体本身限制其转动的第二紧固件。
有益效果：此定位装置通过将半球形壳体安装在焊接球上，调整位于筒体顶端的径向水平尺、纬向水平尺，使径向水平尺、纬向水平尺与水平面之间的夹角呈预定角度，通过下壳体绕两套环连线形成的轴线转动和上壳体相对下壳体在平面内绕半球形壳体的球心转动，使整个定位装置在两个相互垂直的方向上转动，进而使径向水平尺和纬向水平尺的水泡都居中，此时筒体所处的方向就是待焊接杆件的方向，用笔沿筒体周边在焊接球上标记一周边线，此周边线便是待焊接杆件在焊接球上的定位线，将待焊接杆件的周边与焊接球上的周边线对齐，焊接固定，使用方便，解决现有球面网壳结构施工中焊接球与斜向焊接杆件焊接定位复杂繁琐的问题。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，
图1为本发明中焊接球与焊接杆件定位角度主视图；
图2为本发明中焊接球与焊接杆件定位角度侧视图；
图3为本发明实施例的剖视图；
图4为本发明实施例的俯视图；
图5为本发明实施例中下壳体的剖视图。
具体实施方式
本发明一种用于焊接球球面网壳安装过程中的定位装置主要应用于球面网壳结构中待焊接杆件40（即斜向杆件）与焊接球30的焊接定位。
参阅图1和图2，根据球面经纬线交汇定位和几何原理，待焊接杆件40与焊接球30的焊接位置可由两个角度参数α和β确定，设待焊接杆件40与纬向杆件50的角度为β，待焊接杆件40与网壳径向线的夹角为α，则待焊接杆件40的横截面与纬向水平线（与纬向杆件平行）之间的夹角为90°-β，待焊接杆件40的横截面与径向水平线（与纬向杆件垂直）之间的夹角为90°-α。通过实际网壳结构的工程计算是可以得出每一层每一个焊接节点中α和β的角度参数。
参阅图3至图5，本发明一种用于焊接球球面网壳安装过程中的定位装置，用于球面网壳结构中焊接球30与待焊接杆件40的定位焊接，包括安装在焊接球30上且与焊接球30大小相适配的半球形壳体10和底端与半球形壳体10中心处连接的筒体20，所述半球形壳体10包括相互嵌合连接的上壳体11和下壳体12，所述下壳体12边缘处设有两个彼此对立的套环13，所述下壳体12套装在焊接球30上时可绕两套环13连线形成的轴线转动，两套环13连线形成的轴线与筒体20的中心线形成一平面，所述下壳体12设有供上壳体11嵌入滑动的槽道121，所述上壳体11嵌入置槽道121中相对下壳体12在所述平面内绕半球形壳体10的球心转动，在所述筒体20顶端中心处铰接有径向水平尺21和纬向水平尺22，所述筒体20顶端具有一与筒体20的中心线相垂直的水平面，所述筒体20顶端设有一卡固件，当径向水平尺21、纬向水平尺22与水平面之间调整呈预定夹角时，所述卡固件卡紧径向水平尺21、纬向水平尺22限制其转动。
在本实施中，下壳体12外形大致呈半球形状，下壳体12为一双层壳体结构，即在两层壳体之间中空形成一槽道121供上壳体11嵌入并在槽道121内滑动，上壳体11的边缘处嵌入至槽道121中，上壳体11中心处与筒体20底端固定连接。
从图中可看出，上壳体11为一拱形，俯视呈一矩形状，在下壳体12形成的槽道121也呈拱形，槽道121为两个分别对立分布在下壳体12左、右两侧，该上壳体11的左、右两端分别嵌入至左、右两侧的槽道121中，其中左、右两侧槽道121的左、右边缘与上壳体11的左、右两端应间隔有一定的距离，使上壳体11可相对下壳体12左、右滑动，即使上壳体11绕着半球形壳体10的球心在平面内转动，该平面由两套环13连线形成的轴线与筒体20的中心线相交形成，也就是说上壳体11只是绕着一个方向转动。
在下壳体12的左、右边缘处设有两个彼此对立的套环13，该套环13的内径大小应与纬向杆件50的直径大小相适应，当半球形壳体10安装在焊接球30上时，套环13是套装卡入在已与焊接球30焊接的纬向杆件50上，于是下壳体12可绕两个套环13连线形成的轴线转动，即可带动整个定位装置绕两个套环13连线形成的轴线转动。
筒体20为一中空筒状杆件，作为优选，筒体20的内径与待焊接杆件40的直径相等或略大于待焊接杆件40的直径，筒体20的底端与上壳体11的中心处固定焊接，筒体20的顶端具有一水平盘25，该水平盘25与筒体20相垂直，水平盘25形成一水平面，纬向水平尺22的一端铰接在筒体20顶端的中心处，纬向水平尺22的方向与两个套环13的连线方向相平行，径向水平尺21的一端铰接在筒体20顶端的中心处，在水平面内径向水平尺21是与纬向水平尺22相垂直，在水平盘25上还分别设置有径向量角器23、纬向量角器24，用以测量径向水平尺21、纬向水平尺22与水平面之间的夹角。
在下壳体12上设有可固定上壳体11限制其移动的第一紧固件14，作为优选，第一紧固件14为一螺栓紧固件，当调整好上壳体11的位置后，拧动第一紧固件14使其一端穿过下壳体12伸入至槽道121中抵顶在上壳体11上，即施加一压紧力压住上壳体11限制其在槽道121内滑动。在下壳体12上还设置有第二紧固件15，当下壳体12套装在焊接球30上且调整好下壳体12的转动位置后，拧动第二紧固件15使其一端穿过下壳体12抵顶在焊接球30上以固定下壳体12。
本发明定位调节装置的使用过程如下：将下壳体12套上焊接球30上，下壳体12边缘处的两个套环13分别套装卡入在已经焊接在焊接球30上的纬向杆件50，调整筒体20顶端上的径向水平尺21和纬向水平尺22，使径向水平尺21与水平盘25之间的夹角为90°-α，使纬向水平尺22与水平盘25之间的夹角为90°-β，并通过常规的卡固件卡紧固定，限制径向水平尺21和纬向水平尺22转动，控制下壳体12绕两个套环13连线形成的轴线转动，即使整个定位装置绕两个套环13连线形成的轴线转动，观察径向水平尺21的水泡是否居中，当径向水平尺21的水泡居中后，拧紧第二紧固件15以固定下壳体12避免其偏移，再控制上壳体11使其在槽道121中左、右滑动，即使上壳体11在平面内绕半球形壳体10的球心转动，观察纬向水平尺22的水泡是否居中，当纬向水平尺22的水泡居中后，拧紧第一紧固件14以固定上壳体11避免其偏移，通过上述两个方向的转动，使径向水平尺21和纬向水平尺22的水泡都居中，此时筒体20所处的方向就是待焊接杆件40的方向，用笔沿筒体20周边在焊接球30上标记一周边线，此周边线便是待焊接杆件40在焊接球30上的定位线，拆卸该定位调节装置，将待焊接杆件40的周边与焊接球30上的周边线对齐，焊接固定，至此完成斜向杆件与焊接球30的焊接固定。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (3)
1.一种用于焊接球球面网壳安装过程中的定位装置，用于球面网壳结构中焊接球与待焊接杆件的定位焊接，其特征在于：包括安装在焊接球上且与焊接球大小相适配的半球形壳体和与半球形壳体相连接的筒体，所述半球形壳体包括相互嵌合连接的上壳体和下壳体，所述下壳体边缘处设有两个彼此对立的套环，所述下壳体套装在焊接球上时可绕两套环连线形成的轴线转动，两套环连线形成的轴线与筒体的中心线形成一平面，所述下壳体设有供上壳体嵌入滑动的槽道，所述上壳体嵌入槽道中相对下壳体在所述平面内绕半球形壳体的球心转动，在所述筒体顶端中心处铰接有径向水平尺和纬向水平尺，所述筒体顶端具有一与筒体中心线相垂直的水平面，所述筒体顶端设有一卡固件，当径向水平尺、纬向水平尺与水平面之间调整呈预定夹角时，所述卡固件卡紧径向水平尺、纬向水平尺限制其转动，在所述下壳体上设有固定上壳体限制其滑动的第一紧固件和固定下壳体本身限制其转动的第二紧固件。
2.根据权利要求1所述的用于焊接球球面网壳安装过程中的定位装置，其特征在于：在所述筒体顶端设有分别测量径向水平尺、纬向水平尺与水平面之间的夹角的径向量角器和纬向量角器。
3.根据权利要求2所述的用于焊接球球面网壳安装过程中的定位装置，其特征在于：所述筒体的内径与待焊接杆件的直径相等。
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