CN111704023B - 用于双燃料柴油机气缸体的吊运工装和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于双燃料柴油机气缸体的吊运工装及方法，该气缸体设有格兰孔，所述吊运工装包括轴、支架、吊耳、弹簧、钢球和螺母；其中，支架设有支承面、定位面和圆锥形导向面，该支架上设有圆弧导轨凹槽，该圆弧导轨凹槽的中央和两侧端各设有一半球面凹槽，轴套外侧面设有圆柱盲孔，轴和螺母将支架与吊耳可相对旋转地铰接在一起，弹簧和钢球设置于该圆柱盲孔内，在弹簧的作用下，钢球分别突入三个半球面凹槽中，将支架与吊耳分别锁定于三个不同相对位置上；支架的导向面引导定位面进入格兰孔内且达到自动定心，支承面贴合格兰孔的端面，从而吊运工装和钢丝绳与气缸体的重心处在同一垂线上，实现气缸体的自动定位和平稳吊运。本发明具有自动定心和自锁功能，提高了生产效率，消除了安全隐患，改善了作业条件。

Description

用于双燃料柴油机气缸体的吊运工装和方法

技术领域

本发明涉及大型柴油机零部件的搬运，特别涉及一种用于双燃料柴油机气缸体的吊运工装和方法，属于起重技术领域。

背景技术

WinGD 12X92-DF大型双燃料低速柴油发动机的气缸体是发动机的主体部件，由12只单缸和1只中间缸组成，其中每只单缸的重量约23吨。对于气缸体的单缸在机械加工、装配和驳运过程中的的吊运，目前尚没有能够快速装卸、平稳吊运的专用工装和方法。请参阅图7，现使用的传统吊运方法是，由人工辅助将钢丝绳C穿过气缸体两侧连接面的O型孔A1或排气侧和凸轮侧的腰型门框A2进行吊运。在气缸体A吊运时钢丝绳C受气缸体A重力的作用与O型孔A1或腰型门框A2的锐边发生挤压、剪切，受剪切力作用钢丝绳C存在着被剪断的安全隐患；此外由于气缸体A体积大、吊运重心不稳，容易造成气缸体A和钢丝绳C产生相对滑动和晃动，亦存在着安全隐患；同时起重工在吊运操作过程中，劳动强度大、生产效率低。

发明内容

本发明的主要目的是，克服传统的大型柴油机气缸体吊运方法存在的不足，根据气缸体的结构特征，提供一种简单、高效、安全、方便的用于双燃料柴油机气缸体的吊运工装和方法，在吊运过程中避免钢丝绳与气缸体直接接触，防止气缸体的锐角棱边挤压剪切钢丝绳导致的意外，消除钢丝绳吊运时发生弯曲变形和相对滑动而导致的气缸体因重心不稳而晃动。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案如下：

一种用于双燃料柴油机气缸体的吊运工装，所述气缸体为箱体类零件，上平面设有格兰孔，下平面设有与该格兰孔同轴的缸套孔，该气缸体的重心在该格兰孔与缸套孔的轴心线上；其特征在于：所述的吊运工装悬挂在钢丝绳上且与所述气缸体连接，包括轴、支架、吊耳和螺母；

所述支架为对称性的中空框型构件，前后两边设有水平的支承面和竖立在该支承面上的定位面，该定位面的圆弧面与所述格兰孔的内壁吻合，所述定位面上方设有凸起的圆锥形导向面，该导向面与所述格兰孔相对应以起自动定心作用，所述支架的左右两侧设有圆环套，该圆环套设有轴孔；所述吊耳包括筋板和轴套，该筋板上设有吊孔，所述轴套设有中心孔；所述轴和螺母通过所述圆环套的轴孔和轴套的中心孔，将所述支架与吊耳可相对旋转地铰接在一起；

所述支架的导向面引导所述定位面进入所述格兰孔内且达到自动定心，所述支架的支承面贴合所述格兰孔的端面，从而所述吊运工装和钢丝绳与所述气缸体的重心处在同一垂线上，实现所述气缸体的自动定位和平稳吊运。

进一步地，所述的吊运工装还包括有弹簧和钢球；所述支架的圆环套的相对内侧面上设有圆弧导轨凹槽，该圆弧导轨凹槽的中央和两侧端各设有一个半球面凹槽，所述轴套的两外侧面各设有一个圆柱盲孔，该圆柱盲孔的位置与所述圆环套上的圆弧导轨凹槽相对应，所述弹簧和钢球由内向外依次设置于所述圆柱盲孔内，所述钢球能够分别突入所述支架内侧面的三个半球面凹槽中，在所述弹簧的作用下，将所述支架与吊耳之间的相对位置分别锁定于三个不同位置上。

进一步地，所述的支架与吊耳相对位置的锁定力的大小取决于所述弹簧的弹力的大小。

进一步地，所述的半球面凹槽的深度大于所述圆弧导轨凹槽的深度，而小于所述钢球的半径。

本发明解决其技术问题的另一技术方案为：

一种采用上述吊运工装实现的双燃料柴油机气缸体的吊运方法，包括如下步骤：

1)相互旋转所述吊耳和支架成一斜角，使两者的相对位置锁定在所述钢球嵌入所述圆弧导轨凹槽侧端的半球面凹槽的位置，使用钢丝绳将所述吊运工装沿轴心线穿过所述格兰孔放入所述气缸体内；

2)克服所述支架与吊耳之间的锁定力，旋转所述支架至水平位置且与所述吊耳垂直，锁定在所述钢球嵌入所述圆弧导轨凹槽中央的半球面凹槽的位置；

3)通过钢丝绳沿着所述格兰孔的轴心线上吊所述吊运工装；

4)所述导向面引导所述定位面进入所述格兰孔，对所述吊运工装进行自动定心，使所述支承面完全贴合所述格兰孔的端面，达到所述吊运工装和钢丝绳与所述气缸体的重心处在同一垂线上，进行所述气缸体的吊运；

5)所述气缸体吊运至预定地点后，相对旋转所述支架和吊耳，使得所述钢球返回至中央的半球面凹槽中并锁定位置，再把所述吊运工装沿着轴心线吊出所述格兰孔，从而完成所述气缸体的吊运作业。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明的吊运工装结构简单紧凑，安全可靠，操作方便，省力高效，利于维护。

2)所述吊运工装通用性强，能适用于多种型号的大型柴油机气缸体单缸的吊运作业。

3)由于所述吊运工装采用了由钢球、弹簧、半球面凹槽和圆弧导轨凹槽组成的锁定机构，同时利用圆锥形的导向面自动引导所述吊运工装定位，从而具有自锁和自动定心功能，因此大大降低了起重作业难度，简化了作业流程，减轻了劳动强度，改善了作业条件，提高了生产效率。

4)本发明能够避免钢丝绳的弯曲变形和相对滑动，防止了气缸体因重心不稳而晃动，避免了钢丝绳承受剪切力作用而被剪断的安全隐患，延长了钢丝绳使用寿命，达到了吊运平稳安全，提高了作业的安全性。

附图说明

图1是本发明结构的构件分解示意图。

图2是图1的D部放大图。

图3是图1的E向视图。

图4是本发明结构的立体示意图。

图5是图4的H-H剖面图。

图6是图5的F部放大图。

图7是本发明的吊运状态示意图。

图8是本发明的吊运方法的操作步骤图。

图9是图8的P部放大图。

图10是本发明吊运步骤4)的半轴侧剖示意图。

图中：

A—气缸体，B—吊运工装，C—钢丝绳，A1—O型孔，A2—腰型门框，A3—格兰孔，A3-1—格兰孔内壁，A3-2—格兰孔端面，B1—轴，B2—支架，B3—吊耳，B4—螺母，B5—弹簧，B6—钢球，B2-1—导向面，B2-2—定位面，B2-3—支承面，B2-4—圆环套，K—圆柱盲孔，U—半球面凹槽，V—半球面凹槽，W—半球面凹槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细阐述，但不应以此来限制本发明的保护范围。

本发明所述吊运工装B用于双燃料柴油机气缸体的吊运，请参阅图7，该气缸体A是箱体类零件，上平面设有格兰孔A3，下平面设有缸套孔，该格兰孔A3与缸套孔同轴，见图10，所述气缸体A的重心在两孔的轴心线G上。所述吊运工装B与气缸体A连接，并且与该气缸体A一起悬挂在钢丝绳C上。本发明充分利用所述气缸体A的结构特点，采用形状与格兰孔内壁A3-1相匹配的吊运工装B，把原本具有不规则形状的气缸体A捆绑钢丝绳C的起吊作业，转化成钢丝绳C、吊运工装B与气缸体A的重心G在同一垂线上的零件进行吊运。

请结合参阅图1、图2、图3、图4和图7，图示气缸体的吊运工装B悬吊于钢丝绳C的下端，包括有1根轴B1、1个支架B2、1个吊耳B3、1个螺母B4、2个弹簧B5及2个钢球B6。

请参阅图4，所述的支架B2为中空的矩形框型构件，对称性结构；该矩形框的前后两边设有水平的台阶型支承面B2-3，作为起吊时气缸体A的支撑面；该支承面B2-3的内侧设有竖立的圆弧形的定位面B2-2，该定位面B2-2的定位圆弧面与所述格兰孔A3的内壁吻合；所述定位面B2-2的上方设有凸起的圆锥形导向面B2-1，该导向面B2-1与所述格兰孔A3相对应，在起吊时对所述气缸体A能够起到自动定心作用。

所述支架B2的矩形框的左右两侧各设有一圆环套B2-4，该圆环套B2-4的中央设有连接所述轴B1的轴孔。请结合参阅图1和图3，两圆环套B2-4的相对的内侧面上设有圆弧导轨凹槽，该圆弧导轨凹槽的中央设有一半球面凹槽V，两侧端各设有半球面凹槽U和W；该半球面凹槽U、半球面凹槽V和半球面凹槽W的深度大于所述圆弧导轨凹槽的深度，而小于所述钢球B6直径的一半。

请参阅图1，所述吊耳B3为由上部的筋板和连接于该筋板下部的圆柱形的轴套组成的一整体构件。所述筋板上设有圆形的吊孔，用于连接钢丝绳。所述轴套设有中心孔，用于穿置所述轴B1，该轴套的两外侧面各设有一个圆柱盲孔K，该圆柱盲孔K的位置与所述支架B2的圆环套B2-4上的圆弧导轨凹槽相对应。请结合参阅图1、图2、图5和图6，所述弹簧B5设置于所述圆柱盲孔K内且一端抵制于该圆柱盲孔K的孔底，所述钢球B6安装于所述弹簧B5的外侧，并且凸出所述圆柱盲孔K的孔口。

所述轴B1的一端呈六角形螺帽状，另一端设有螺纹。该轴B1穿置于所述支架B2的圆环套B2-4的轴孔和吊耳B3的轴套的中心孔中，将所述支架B2与吊耳B3可旋转地铰接在一起，该支架B2和吊耳B3能够绕所述轴B1转动，作相对旋转运动。所述螺母B4连接于所述轴B1的一端。

两个所述钢球B6能够分别突入所述支架B2内侧面的半球面凹槽U、半球面凹槽V或半球面凹槽W中，并且一半仍留在所述吊耳B3的圆柱盲孔K中，在所述弹簧B5弹力的作用下，将所述支架B2与吊耳B3之间的相对位置分别锁定于该三个位置上。所述弹簧B5弹力的大小决定了锁定力(旋转扭力)的大小。当所述吊耳B3和支架B2绕所述轴B1作相对转动时，所述钢球B6脱离所在半球面凹槽，在所述圆弧导轨凹槽的挤压下压缩所述弹簧B5，并且在旋转扭力的作用下沿该圆弧导轨凹槽滚动，直至陷入另一个半球面凹槽，达到新的位置锁定。

请参阅图8，采用所述吊运工装实现的双燃料柴油机气缸体的吊运方法包括如下步骤：

1)相互旋转所述吊耳B3和支架B2，使两者的相对位置锁定在所述钢球B6嵌入所述半球面凹槽W或半球面凹槽U的位置，即所述吊耳B3与支架B2成一斜角；将所述吊运工装的吊耳B3与钢丝绳C连接，并且沿气缸体A的格兰孔A3的轴心线自上而下穿过该格兰孔A3放入所述气缸体A内。

2)起重工通过所述气缸体A的O型孔A1或腰型门框A2克服所述支架B2与吊耳B3之间的锁定力，人工旋转调节所述支架B2至水平位置并锁定，即该支架B2与吊耳B3相互垂直，锁定在所述钢球B6嵌入所述半球面凹槽V的位置。

3)慢慢把所述吊运工装B通过钢丝绳C沿着所述格兰孔A3的轴心线上吊；

4)请结合参阅图9，当所述吊运工装B前后两边的导向面B2-1进入所述格兰孔A3时，起到引导作用，使所述定位面B2-2顺着进入所述格兰孔内壁A3-1且快速自动定心，最后使所述吊运工装B的支承面B2-3完全贴合所述格兰孔端面A3-2；此时所述钢丝绳C与所述吊运工装B和所述气缸体A的重心G正好处在同一根垂线上，请参阅图10，即可吊运所述气缸体A。

5)将所述气缸体A吊运至预定地点后，把所述吊运工装B沿着所述格兰孔A3的轴心线放下，再相对旋转所述支架B2和吊耳B3，使得所述钢球B6返回至原来的半球面凹槽U或半球面凹槽W中并锁定位置，再把所述吊运工装B沿着轴心线吊出所述格兰孔A3，从而完成所述气缸体A的吊运作业。

本发明采用由钢球、弹簧、半球面凹槽和圆弧导轨凹槽组成的机构，实现了所述吊运工装的位置锁定，避免了该吊运工装自由旋转导致的安全隐患，同时利用圆锥形的导向面自动引导所述吊运工装在所述格兰孔内定位，大大简化了操作程序，把原本只能用钢丝绳直接吊运气缸体的方式转化成利用工装的方法吊运，达到了吊运作业简单、便捷、安全的目的。

本发明一方面显著降低了操作者的劳动强度，另一方面提高了生产效率，使得作业更安全，消除了安全隐患，达到了工装快速定位装卸、气缸体平稳吊运的效果。

本发明要求的保护范围不仅限于上述实施例，也应包括其他对本发明显而易见的变换和替代方案，凡依据本发明的内容所做的等效变化及修改，均属于本发明的范畴。

Claims (3)

1.一种用于双燃料柴油机气缸体的吊运方法，所述气缸体为箱体类零件，上平面设有格兰孔，下平面设有与该格兰孔同轴的缸套孔，该气缸体的重心在该格兰孔与缸套孔的轴心线上；其特征在于：所述的吊运方法将吊运工装悬挂在钢丝绳上且与所述气缸体连接，该吊运工装包括轴、支架、吊耳、螺母、弹簧和钢球；

所述支架为对称性的中空框型构件，前后两边设有水平的支承面和竖立在该支承面上的定位面，该定位面的圆弧面与所述格兰孔的内壁吻合，所述定位面上方设有凸起的圆锥形导向面，该导向面与所述格兰孔相对应以起自动定心作用，所述支架的左右两侧设有圆环套，该圆环套设有轴孔；所述吊耳包括筋板和轴套，该筋板上设有吊孔，所述轴套设有中心孔；所述轴和螺母通过所述圆环套的轴孔和轴套的中心孔，将所述支架与吊耳可相对旋转地铰接在一起；

所述支架的圆环套的相对内侧面上设有圆弧导轨凹槽，该圆弧导轨凹槽的中央和两侧端各设有一个半球面凹槽，所述轴套的两外侧面各设有一个圆柱盲孔，该圆柱盲孔的位置与所述圆环套上的圆弧导轨凹槽相对应，所述弹簧和钢球由内向外依次设置于所述圆柱盲孔内，所述钢球能够分别突入所述支架内侧面的三个半球面凹槽中，在所述弹簧的作用下，将所述支架与吊耳之间的相对位置分别锁定于三个不同位置上；

所述支架的导向面引导所述定位面进入所述格兰孔内且达到自动定心，所述支架的支承面贴合所述格兰孔的端面，从而所述吊运工装和钢丝绳与所述气缸体的重心处在同一垂线上，实现所述气缸体的自动定位和平稳吊运；

所述的吊运方法包括如下步骤：

1)相互旋转所述吊耳和支架成一斜角，使两者的相对位置锁定在所述钢球嵌入所述圆弧导轨凹槽侧端的半球面凹槽的位置，使用钢丝绳将所述吊运工装沿轴心线穿过所述格兰孔放入所述气缸体内；

2)克服所述支架与吊耳之间的锁定力，旋转所述支架至水平位置且与所述吊耳垂直，锁定在所述钢球嵌入所述圆弧导轨凹槽中央的半球面凹槽的位置；

3)通过钢丝绳沿着所述格兰孔的轴心线上吊所述吊运工装；

4)所述导向面引导所述定位面进入所述格兰孔，对所述吊运工装进行自动定心，使所述支承面完全贴合所述格兰孔的端面，达到所述吊运工装和钢丝绳与所述气缸体的重心处在同一垂线上，进行所述气缸体的吊运；

5)所述气缸体吊运至预定地点后，相对旋转所述支架和吊耳，使得所述钢球返回至所述圆弧导轨凹槽侧端的半球面凹槽中并锁定位置，再把所述吊运工装沿着轴心线吊出所述格兰孔，从而完成所述气缸体的吊运作业。

2.如权利要求1所述的用于双燃料柴油机气缸体的吊运方法，其特征在于：所述的支架与吊耳相对位置的锁定力的大小取决于所述弹簧的弹力的大小。

3.如权利要求1所述的用于双燃料柴油机气缸体的吊运方法，其特征在于：所述的半球面凹槽的深度大于所述圆弧导轨凹槽的深度，而小于所述钢球的半径。