本实用新型属于分块式钢管环生产安装技术领域，特别地，涉及一种分块式钢管环整体组环工装。
背景技术：
目前，对于尺寸大、重量也大的大直径(10m以上)钢结构管环(下称钢管环)，业内普遍采用分块式制造方法，即将钢管环整体沿周向均分成若干分块单独制造，钢管环分块被运输至施工现场后再拼接成整环，这种制造方式具有易于生产和运输的优点。
现有的分块组环方法主要有两种：①各钢管环分块在施工现场预拼成整环，然后通过机加方式加工出连接孔位，利用高强度螺栓以及焊接将各钢管环分块装配连接成整环，但这种方法过多地依赖大型机加设备，不仅施工效率低，大大提高了制造成本，而且有些施工现场作业条件有限，无法适用大型机加设备。②各钢管环分块同样预拼成整环，然后通过在相邻分块间现场配焊连接件(如图1、图2中的侧连接板07)以代替机加，连接件上设有连接孔位，利用高强度螺栓以及焊接将各钢管环分块装配连接成整环，但这种方法的缺点是现场进行预拼组环的成本较高且配焊时组对难度大，难以保证相邻钢管环分块间的连接件上通孔的对位精度。
另外，对于需要进行多层叠高作业的钢管环，还需要配焊上、下层钢管环间的连接件，以现有技术很难确保每次预拼和配焊操作时的精度完全一致，这就导致在施工现场连接钢管环时的安装误差大、施工难度大。
因此，申请人希望设计出一种新的组环工装，能够在摆脱大型机加设备的同时，确保钢管环预拼组环时的定位精度高且作业效率高。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种定位精度高且作业效率高的分块式钢管环整体组环工装，以解决背景技术中提出的问题。
本实用新型所述的钢管环包括钢管环本体、连接板和销轴板，所述钢管环本体沿周向均分为多个钢管环单体，所述钢管环单体包括内弧面和外弧面，所述销轴板包括分别设置在内弧面轴向两端的上销轴板和下销轴板，所述连接板包括分别设置在外弧面轴向两端的上连接板和下连接板以及设置在钢管环单体弧向两端且连接内、外弧面的侧连接板。上、下连接板用于实现多层叠高作业时相邻钢管环间的固连，上、下销轴板用于实现多层叠高作业时相邻钢管环间旋转角度的调整。
需注意的是，由于钢管环单体是钢管环本体的一部分，而钢管环本体是一个环形管道，因此本实用新型中涉及到的关于钢管环单体的轴向及径向描述，实际上就是钢管环本体的轴向和径向。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种分块式钢管环整体组环工装，所述组环工装包括底部平台、上连接板定位装置和上销轴板定位装置，多个底部平台环向排列，在每个底部平台上均设有用于定位下连接板的下连接板定位销、用于定位下销轴板的下销轴板定位销以及与钢管环单体弧面形状匹配的外形轮廓线，所述上连接板定位装置通过架体设置在底部平台上且包括用于固定上连接板的移动定位架以及设置在移动定位架上的导向机构和动力机构，通过所述导向机构和动力机构配合实现移动定位架沿钢管环单体的径向内外移动，进而将上连接板移动至其在钢管环单体上的预安装位置，所述上销轴板定位装置包括沿钢管环单体径向设置的上销轴板定位架，所述上销轴板定位架位于径向外侧的一端固定设置在已安装好的上连接板上，而位于径向内侧的一端则设有用于定位上销轴板的上销轴板定位销。
优选地，所述架体包括支撑主体、工作台、爬梯和护栏，所述支撑主体固定设置在底部平台上，所述工作台固定设置在支撑主体上并用于安装上连接板定位装置，所述爬梯连接支撑主体和底部平台并用于实现二者间人员上下，所述护栏沿爬梯及支撑主体踏板的四周边沿设置以防踏空坠落。
优选地，所述移动定位架为圆弧结构，多个移动定位架环向排列形成360°整圆，待安装的上连接板固定设置在移动定位架的径向内侧。
优选地，所述上连接板定位装置还包括至少一组配合使用的定位座和定位插销，所述定位座固定设置在工作台上且数量为两个，两个所述定位座沿钢管环单体的径向排列设置，在所述移动定位架上设有通孔且该通孔的中心与两个所述定位座的中心连线重合，通过移动移动定位架带动其上通孔在两个所述定位座的正上方移动，所述定位插销穿过通孔并插入位于径向内/外侧的定位座上实现移动定位架位置固定，此时上连接板定位装置锁死且处于工作/非工作状态。
进一步优选地，在定位座和定位插销之间还设有安装套，避免重复取出和插入定位插销的动作对定位座造成磨损，所述安装套和定位插销磨损后可以直接更换。
优选地，所述导向机构具体为沿钢管环单体径向设置的直线导轨，所述动力机构具体为电机或摇轮。
进一步优选地，所述动力机构为摇轮，所述摇轮包括安装支座、连接支座、旋转丝杆和旋转手轮，所述安装支座固定设置在工作台上，所述连接支座固定设置在移动定位架上，所述旋转丝杆沿钢管环单体径向设置且位于径向内侧的一端与连接支座固连而位于径向外侧的一端穿过安装支座后与旋转手轮固连。
优选地，在任意相邻的两个底部平台之间均设有可拆装的过渡连接架，通过所述过渡连接架实现所有底部平台排列成规整的圆形，即各底部平台上的外形轮廓线形成360°整圆。
优选地，在任意相邻的两个底部平台之间均设有连接杆，通过连接杆实现所有底部平台间固定连接。
优选地，在任意相邻的两个底部平台之间均设有防撞梁，多个防撞梁构成的圆的最小直径大于钢管环本体的外径，且小于当定位插销与位于径向外侧的定位座配合时由多个移动定位架构成的圆的最小内径。
本实用新型提供的技术方案至少具有如下有益效果：
1、本实用新型提供的组环工装结构简单、安装方便、操作简单，无需大型机加设备，通过钢管环单体与外形轮廓线间的配合，各连接板销轴板与定位销间的配合、定位插销与定位座间的配合，实现对分块式钢管环组对作业的简化操作，重复定位精度高，降低了施工成本和施工难度，提升了提升生产效率。
2、本实用新型通过设计定位插销以及两个配合使用的定位座，确保移动定位架既可以用于定位上连接板的位置，又不影响钢管环单体正常进入或离开工装，同时本实用新型还设计了环向排列的防撞梁，避免吊装时钢管环单体与上连接板定位装置间发生磕碰，保证施工安全。
3、本实用新型通过在定位座和定位插销之间设置环形的安装套，避免重复取出和插入定位插销的动作对定位座造成磨损，当安装套和定位插销发生磨损后，可直接对二者进行更换，延长工装使用寿命且检修方便、检修效率高。
4、本实用新型通过在相邻底部平台间设置过渡连接架，确保所有底部平台排列成规整的圆形，进而确保沿底部平台上外形轮廓线放置的各钢管环单体间相对位置准确，钢管环单体上各部件定位精准且成品质量可靠，所述过渡连接架使用时通过销轴与底部平台连接固定，使用完后即可拆卸，具有便于使用的优点，且不影响组环工装的正常使用。
5、本实用新型通过在相邻底部平台间设置连接杆，可将排列整齐的各底部平台固连成一个整体，避免后续因放置钢管环单体时产生的冲击力导致其中若干底部平台的位置发生变化，即使有变化也是所有底部平台的位置同时同趋势变化，各底部平台之间的相对位置不变，进而确保沿底部平台上外形轮廓线放置的各钢管环单体对位精准，提高钢管环单体的产品质量。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1本实用新型中钢管环单体的正面结构示意图；
图2是图1中钢管环单体的背面结构示意图；
图3是本实用新型实施例1中分块式钢管环整体组环工装的结构示意图；
图4是图3中底部平台的摆放示意图(隐藏定位销以及部分过渡连接架)；
图5是图3中上连接板定位装置的结构示意图；
图6是图5中架体的结构示意图；
图7是图5中摇轮的结构示意图；
图8是图3中上销轴板定位装置的结构示意图；
图中：01内弧面，02外弧面，03上连接板，04下连接板，05上销轴板，06下销轴板，07侧连接板；1底部平台，2上连接板定位装置，3上销轴板定位装置，4下连接板定位销，5下销轴板定位销，6外形轮廓线，7架体，8过渡连接架，9连接杆，10防撞梁；21移动定位架，22直线导轨，23摇轮，24定位座，25定位插销，26安装套；231安装支座，232连接支座，233旋转丝杆，234旋转手轮；31上销轴板定位架，32定位连接件，33上销轴板定位销；71支撑主体，72工作台，73爬梯，74护栏。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1
参见图1～2，钢管环成品包括钢管环本体、连接板和销轴板，所述钢管环本体沿周向均分为多个钢管环单体，所述钢管环单体包括内弧面01和外弧面02，所述销轴板包括分别设置在内弧面01轴向两端的上销轴板05和下销轴板06，所述连接板包括分别设置在外弧面02轴向两端的上连接板03和下连接板04以及设置在钢管环单体弧向两端且连接内、外弧面的侧连接板07。
参见图3～8，一种分块式钢管环整体组环工装，所述组环工装包括底部平台1、上连接板定位装置2、上销轴板定位装置3、下连接板定位销4、下销轴板定位销5、架体7和9连接杆。
在所述底部平台1上设有下连接板定位销4、下销轴板定位销5和外形轮廓线6，所述外形轮廓线6与钢管环单体的弧面形状匹配，多个底部平台1环向排列使多个钢管环单体拼接成360°整环，任意相邻的两个底部平台1之间通过连接杆9固连；所述下连接板定位销4用于定位下连接板，所述下销轴板定位销5用于定位下销轴板，且所述下连接板定位销4位于下销轴板定位销5的径向外侧。
在本实施例中，所述底部平台1的数量为12个，所述下销轴板定位销5的数量为4个且沿外形轮廓线6的弧长方向间隔均匀分布。
所述架体7包括支撑主体71、工作台72、爬梯73和护栏74，所述支撑主体71固定设置在底部平台1上，所述工作台72固定设置在支撑主体71上并用于安装上连接板定位装置2，所述爬梯73连接支撑主体71和底部平台1并用于实现二者间人员上下，所述护栏74沿爬梯及支撑主体踏板的四周边沿设置以防踏空坠落。
所述上连接板定位装置2包括移动定位架21、直线导轨22、摇轮23、定位座24和定位插销25。所述移动定位架21为圆弧结构，各底部平台1上的移动定位架21环向排列形成360°整圆，待安装的上连接板固定设置在移动定位架21的径向内侧；所述移动定位架21通过直线导轨22和摇轮23可移动设置在工作台72上，所述直线导轨22沿钢管环单体的径向设置，可实现移动定位架21沿钢管环单体的径向内外移动，所述摇轮23包括安装支座231、连接支座232、旋转丝杆233和旋转手轮234，所述安装支座231固定设置在工作台72上，所述连接支座232固定设置在移动定位架21上，所述旋转丝杆233沿钢管环单体径向设置且位于径向内侧的一端与连接支座232固连而位于径向外侧的一端穿过安装支座231后与旋转手轮234固连，通过转动旋转手轮234带动旋转丝杆233旋转，进而驱动移动定位架21将上连接板准确定位至其在钢管环单体上的预安装位置。
一个定位插销25和两个定位座24配合使用并组成一组定位锁死机构。在同一组定位锁死机构中，两个所述定位座24固定设置工作台72上且沿钢管环单体的径向排列设置，在所述移动定位架21上设有通孔且该通孔的中心与两个所述定位座24的中心连线重合，通过移动移动定位架21带动其上通孔在两个所述定位座24的正上方移动，所述定位插销25穿过通孔并插入位于径向内/外侧的定位座上实现移动定位架21位置固定。
本实施例中设有两组定位锁死机构，且二者对称设置于移动定位架21弧长的两端。在本实施例中，在定位座24和定位插销25之间还设有安装套26，避免重复取出和插入定位插销的动作对定位座造成磨损，所述安装套26和定位插销25磨损后可以直接更换。
所述上销轴板定位装置3包括上销轴板定位架31、定位连接件32和上销轴板定位销33。所述上销轴板定位架31沿钢管环单体的径向设置，所述定位连接件32设置于上销轴板定位架31位于径向外侧的一端并用于实现上销轴板定位架31与安装好的上连接板间的固连，所述上销轴板定位销33设置于上销轴板定位架31位于径向内侧的一端并用于定位上销轴板。所述上销轴板定位装置3在不使用时可以单独放置或固定在移动定位架21上。
所述定位连接件32的数量至少为两个，避免因单个定位连接件导致上销轴板定位架31发生旋转，进而确保另一端上销轴板定位销33的位置精度。
在本实施例中，在任意相邻的两个底部平台1之间还设有可拆装的过渡连接架8，通过过所述渡连接架8实现所有底部平台排列成规整的圆形，即各底部平台上的外形轮廓线6形成360°整圆。所述过渡连接架8在连接各底部平台之前使用，通过连接杆9实现各底部平台间固连后撤去过渡连接架8。
在本实施例中，在任意相邻的两个底部平台1之间还设有防撞梁10，多个防撞梁10构成的圆的最小直径大于钢管环本体的外径，且小于当定位插销25与位于径向外侧的定位座24配合时由多个移动定位架21构成的圆的最小内径。
上述分块式钢管环整体组环工装的使用过程如下：
1)组装工装：各底部平台1环向排列，在相邻的底部平台1之间放置过渡连接架8使得所有底部平台排列成一个规整的圆，在相邻的底部平台1之间设置连接杆9，通过连接杆9使排列整齐的各底部平台1固连成一个整体，在各底部平台1的对应位置上分别设置架体7、下连接板定位销4和下销轴板定位销5，且在架体7的工作台72上设置上连接板定位装置2，撤去过渡连接架8并在相邻的底部平台1之间设置防撞梁10；
2)第一次组环：正向转动摇轮23使移动定位架21向径向外侧移动，当移动定位架21上的通孔移动至位于径向外侧的定位座24正上方时，将定位插销25穿过通孔并插入该定位座上以固定移动定位架21，此时上连接板定位装置2锁死且处于非工作状态，在底部平台1上放置下连接板04和下销轴板06且通过对应的下连接板定位销4和下销轴板定位销5进行定位，将钢管环单体吊装至底部平台1上并与底部平台上的外形轮廓线6对齐，完成钢管环单体与下连接板04、下销轴板06之间的焊接作业；
3)第二次组环：在移动定位架21的径向内侧设置待安装的上连接板03，取出定位插销25，反向转动摇轮23使移动定位架21向径向内侧移动，当移动定位架21上的通孔移动至位于径向内侧的定位座24正上方时，将定位插销25穿过通孔并插入该定位座上以固定移动定位架21，此时上连接板定位装置2锁死且处于工作状态，上连接板03在移动定位架21作用下移动至其在钢管环单体上的预安装位置，完成钢管环单体与上连接板03之间的焊接作业；
4)第三次组环：将上销轴板定位架31径向外侧的一端与安装好的上连接板固定连接，此时位于上销轴板定位架31径向内侧一端的上销轴板定位销33所在的位置即为上销轴板在钢管环单体上的预安装位置，通过上销轴板定位销33定位上销轴板05，完成钢管环单体与上销轴板05之间的焊接作业；
5)作业完成：在钢管环单体的弧向两端分别焊接侧连接板07，确保相邻钢管环单体间相对的两个侧连接板上的孔位对正，取下上销轴板定位装置3并正向转动摇轮23使移动定位架21向径向外侧移动，使上连接板定位装置2锁死且处于非工作状态，将组对完成的钢管环单体从组环工装中吊装移走；
6)重复上述步骤2)～步骤5)，实现对分块式钢管环的高精度定位组对作业。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利保护范围，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。在本实用新型的精神和原则之内，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的任何改进或等同替换，直接或间接运用在其它相关的技术领域，均应包括在本实用新型的专利保护范围内。
1.一种分块式钢管环整体组环工装，其特征在于，所述钢管环包括钢管环本体、连接板和销轴板，所述钢管环本体沿周向均分为多个钢管环单体，所述钢管环单体包括内弧面(01)和外弧面(02)，所述销轴板包括分别设置在内弧面(01)轴向两端的上销轴板(05)和下销轴板(06)，所述连接板包括分别设置在外弧面(02)轴向两端的上连接板(03)和下连接板(04)以及设置在钢管环单体弧向两端且连接内、外弧面的侧连接板(07)；
所述组环工装包括底部平台(1)、上连接板定位装置(2)和上销轴板定位装置(3)，多个底部平台(1)环向排列，在每个底部平台(1)上均设有用于定位下连接板的下连接板定位销(4)、用于定位下销轴板的下销轴板定位销(5)以及与钢管环单体弧面形状匹配的外形轮廓线(6)，所述上连接板定位装置(2)通过架体(7)设置在底部平台(1)上且包括用于固定上连接板的移动定位架(21)以及设置在移动定位架(21)上的导向机构和动力机构，通过所述导向机构和动力机构配合实现移动定位架沿钢管环单体的径向内外移动，进而将上连接板移动至其在钢管环单体上的预安装位置，所述上销轴板定位装置(3)包括沿钢管环单体径向设置的上销轴板定位架(31)，所述上销轴板定位架(31)位于径向外侧的一端固定设置在已安装好的上连接板上，而位于径向内侧的一端则设有用于定位上销轴板的上销轴板定位销(33)。
2.根据权利要求1所述的分块式钢管环整体组环工装，其特征在于，所述架体(7)包括支撑主体(71)、工作台(72)、爬梯(73)和护栏(74)，所述支撑主体(71)固定设置在底部平台(1)上，所述工作台(72)固定设置在支撑主体(71)上并用于安装上连接板定位装置(2)，所述爬梯(73)连接支撑主体(71)和底部平台(1)并用于实现二者间人员上下，所述护栏(74)沿爬梯及支撑主体踏板的四周边沿设置以防踏空坠落。
3.根据权利要求2所述的分块式钢管环整体组环工装，其特征在于，所述移动定位架(21)为圆弧结构，多个移动定位架(21)环向排列形成360°整圆，待安装的上连接板固定设置在移动定位架(21)的径向内侧。
4.根据权利要求3所述的分块式钢管环整体组环工装，其特征在于，所述上连接板定位装置(2)还包括至少一组配合使用的定位座(24)和定位插销(25)，所述定位座(24)固定设置在工作台(72)上且数量为两个，两个所述定位座(24)沿钢管环单体的径向排列设置，在所述移动定位架(21)上设有通孔且该通孔的中心与两个所述定位座(24)的中心连线重合，通过移动移动定位架(21)带动其上通孔在两个所述定位座(24)的正上方移动，所述定位插销(25)穿过通孔并插入位于径向内/外侧的定位座上实现移动定位架(21)位置固定，此时上连接板定位装置(2)锁死且处于工作/非工作状态。
5.根据权利要求4所述的分块式钢管环整体组环工装，其特征在于，所述导向机构具体为沿钢管环单体径向设置的直线导轨(22)，所述动力机构具体为电机或摇轮(23)。
6.根据权利要求5所述的分块式钢管环整体组环工装，其特征在于，所述动力机构为摇轮(23)，所述摇轮(23)包括安装支座(231)、连接支座(232)、旋转丝杆(233)和旋转手轮(234)，所述安装支座(231)固定设置在工作台(72)上，所述连接支座(232)固定设置在移动定位架(21)上，所述旋转丝杆(233)沿钢管环单体径向设置且位于径向内侧的一端与连接支座(232)固连而位于径向外侧的一端穿过安装支座(231)后与旋转手轮(234)固连。
7.根据权利要求4～6中任意一项所述的分块式钢管环整体组环工装，其特征在于，在任意相邻的两个底部平台(1)之间均设有可拆装的过渡连接架(8)，通过所述过渡连接架(8)实现所有底部平台排列成规整的圆形，即各底部平台上的外形轮廓线(6)形成360°整圆。
8.根据权利要求7所述的分块式钢管环整体组环工装，其特征在于，在任意相邻的两个底部平台(1)之间均设有连接杆(9)，通过连接杆(9)实现所有底部平台间固定连接。
9.根据权利要求8所述的分块式钢管环整体组环工装，其特征在于，在任意相邻的两个底部平台(1)之间均设有防撞梁(10)，多个防撞梁(10)构成的圆的最小直径大于钢管环本体的外径，且小于当定位插销(25)与位于径向外侧的定位座(24)配合时由多个移动定位架(21)构成的圆的最小内径。
技术总结