一种球罐预焊件放样器及其施工方法
技术领域
本发明涉及球罐安装工程的技术领域，特别是涉及一种球罐预焊件放样器及其施工方法。
背景技术
众所周知，球罐是一种大容量、承压高效的储存容器，以其优越使用性能在化工行业中被广泛应用，但同时球罐作为特种设备，其结构的不方正以及施工工序特殊性，在施工过程中存在较大的危险性，尤其是在球壳外表面上下极板预焊件垫板放样定位过程中，施工人员需要频繁的在球壳表面往复行动，此时球壳表面大部分弧形日字卡具也已拆卸完毕，施工人员安全带钩挂的位置较少，如此一来更是存在着巨大的安全隐患，所以研究出一种新的施工方法用以解决球罐放样过程中的安全问题意义重大。
目前球罐安装工程中，球罐预制焊件的放样主要采用传统手工放样，主要的操作步骤是将直角尺放置在人孔处找到人孔中心，通过施工人员手捏放样线头或手拉卷尺来进行放样操作，放样精度偏差太大，放样范围小，操作不方便。尤其是在球罐下极板放样时，放样难度更加困难，严重影响工程进度，增加施工成本。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供一种的操作简便，提高施工效率，提高施工安全性，保证放样精度，降低施工成本的球罐预焊件放样器及其施工方法。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种球罐预焊件放样器，包括支架底座、调高机构、平衡调节机构和方位盘；
所述支架底座包括中心底座，所述中心底座的前端、后端、左端和右端均设置有导轨底座，并在四组所述导轨底座上均滑动设置有拉杆滑块，所述拉杆滑块上设置有用于固定拉杆滑块的第一顶丝，导轨底座的底端滑动设置有底座定位滑块，并在底座定位滑块上设置有对底座定位滑块进行固定的定位顶丝；
所述调高机构包括调高杆和提高管，所述中心底座的中部设置有调整球，所述调高管的底端穿过调整球，所述调高杆的底端穿过调高管，调高杆的顶端与方位盘连接，并在调高管上设置有对调高杆进行固定的第二顶丝；
所述平衡调节机构包括四组粗调装置和四组微调装置，四组粗调装置的底端分别与四组所述拉杆滑块铰接，四组粗调装置的顶端分别与四组微调装置连接，四组微调装置的顶端分别与调高杆的外侧顶部铰接；
所述方位盘的顶端设置有用于固定数显指南针的固定槽，方位盘的一端可转动设置有测距仪托盘，方位盘上设置有对测距仪托盘进行固定的第三顶丝。
优选的，所述调高杆的顶端与方位盘可转动连接，并在方位盘的顶端设置有对方位盘进行固定的方位盘固定帽。
优选的，所述粗调装置包括相互嵌套的第一粗调拉杆和第二粗调拉杆以及对第一粗调拉杆和第二粗调拉杆进行限位的第四顶丝。
优选的，所述调高杆的顶部设置有圆形托盘，所述四组微调装置的顶部均连接有活动片，四组所述活动片均与圆形托盘的外侧铰接。
优选的，所述固定槽内设置有对数显指南针进行夹紧的弹性固定片。
一种球罐预焊件放样施工方法，包括以下步骤：
S1、放样器固定：通过底座定位滑块将放样器固定在球罐人孔处；
S2、放样器调整：通过调高机构对放样器进行调高和调平；
S3、数据测量：对需要的数据H1和H4进行测量；
S4、数据计算：根据放样半径和放样公式进行计算，通过调整放样器上的激光测距仪角度，使得测距仪上显示的数据与计算结构一致；
S5、确定放样半径：此时激光测距仪的打点位置即为放样半径；
S6、放样定位：将数显指南针放在方位盘的固定槽内，调整方位盘方向，读取数显指南针屏幕数据，使其与图纸上数据一致为止，方位调整完毕，激光测距仪红点位置即为放样位置。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种球罐预焊件放样器及其施工方法，具备以下有益效果：
1、采用机械结构结合激光测距仪和数显指南针来放样定位球罐预制焊件垫板的位置，克服了球罐传统放样单一的手工抡圆方式；采用方位盘上的数显指南针确定方位，微调固定激光测距仪确定位置，实现了球罐人孔周围预制焊件垫板的精准定位，这种完全依靠机器进行放样定位的施工方法有利于提高球罐预制焊件垫板放样的效率、精度，能够加快施工进度；
2、采用利用球罐人孔固定的底座结构，其固定位置稳定，基准位置易于寻找且固定方式稳定。施工人员的操作位置固定，无需频繁活动，有效降低了施工人员施工的风险系数，主体结构所采用的材料大多比强度系数较高，提高了本发明的稳定性，降低了环境对本产品精度的影响，方位盘凹槽内设对称弹片结构使得数显指南针拆卸方便，以往施工主要是以人工抡圆的方式对样板定位，每个1000m3的球罐的上下极板放样需要三个人工的两日工期，且所有基准都是通过人工测量定位，所以误差较大，本产品重新定义了球罐预焊件放样的施工程序，成本价格远低于一个铆工工日，节约施工成本、人工成本、进度成本、质量成本等预算成本；
3、结构简单，实用价值、施工效率高，稳定性好，在球罐预焊件放样施工中可以满足施工过程中成本节约、质量控制、施工工期、施工安全、施工效率等需求。
附图说明
图1是本发明放样器的结构示意图；
图2是本发明放样器调高机构的结构示意图；
图3是本发明的放样原理示意图；
图4是本发明的放样原理的局部放大示意图；
附图中标记：1、调高杆；2、提高管；3、方位盘；4、中心底座；5、导轨底座；6、拉杆滑块；7、第一顶丝；8、调整球；9、第二顶丝；10、微调装置；11、固定槽；12、测距仪托盘；13、第三顶丝；14、方位盘固定帽；15、第一粗调拉杆；16、第二粗调拉杆；17、第四顶丝；18、底座定位滑块；19、定位顶丝；20、圆形托盘；21、活动片；22、弹性固定片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明的一种球罐预焊件放样器，包括支架底座、调高机构、平衡调节机构和方位盘3；所述支架底座包括中心底座4，所述中心底座4的前端、后端、左端和右端均设置有导轨底座5，并在四组所述导轨底座5上均滑动设置有拉杆滑块6，所述拉杆滑块6上设置有用于固定拉杆滑块6的第一顶丝7，导轨底座5的底端滑动设置有底座定位滑块18，并在底座定位滑块18上设置有对底座定位滑块18进行固定的定位顶丝19；所述调高机构包括调高杆1和提高管2，所述中心底座4的中部设置有调整球8，所述调高管的底端穿过调整球8，所述调高杆1的底端穿过调高管，调高杆1的顶端与方位盘3连接，所述调高杆1的顶端与方位盘3可转动连接，并在方位盘3的顶端设置有对方位盘3进行固定的方位盘固定帽14，并在调高管上设置有对调高杆1进行固定的第二顶丝9；所述平衡调节机构包括四组粗调装置和四组微调装置10，四组粗调装置的底端分别与四组所述拉杆滑块6铰接，四组粗调装置的顶端分别与四组微调装置10连接，四组微调装置10的顶端分别与调高杆1的外侧顶部铰接；所述方位盘3的顶端设置有用于固定数显指南针的固定槽11，方位盘3的一端可转动设置有测距仪托盘12，方位盘3上设置有对测距仪托盘12进行固定的第三顶丝13，所述粗调装置包括相互嵌套的第一粗调拉杆15和第二粗调拉杆16以及对第一粗调拉杆15和第二粗调拉杆16进行限位的第四顶丝17，所述调高杆1的顶部设置有圆形托盘20，所述四组微调装置10的顶部均连接有活动片21，四组所述活动片21均与圆形托盘20的外侧铰接；所述固定槽11内设置有对数显指南针进行夹紧的弹性固定片22。
实施例：
一种球罐预焊件放样施工方法，包括以下步骤：
S1、放样器固定：通过底座定位滑块将放样器固定在球罐人孔处；
S2、放样器调整：通过调高机构对放样器进行调高和调平；
S3、数据测量：对需要的数据H1和H4进行测量；
S4、数据计算：根据放样半径和放样公式进行计算，通过调整放样器上的激光测距仪角度，使得测距仪上显示的数据与计算结构一致；当球罐容积>1000m3且人孔法兰外径不大于1000mm时，可以近似的认为H2≈H4，可跳过此程序；当球罐容积≤1000m3时，此程序不可忽略。人孔法兰上平面到球壳外表面的垂直距离为H4，球壳外表面半径为R，上极板法兰口外径为R1，由此可以计算H2：
H3＝R-H5…………………………………………②
H2＝H4-H3…………………………………………③
B为激光测距仪托盘旋转中心到放样器中心轴距离，X为激光测距仪仪表屏幕读数的距离，L1为激光测距仪尾部到激光测距仪旋转轴心的距离，可求X：
H＝H1+H2…………………………………………④
C＝A-B……………………………………………⑤
H33＝R-H55…………………………………………⑦
X＝L1+L2……………………………………………⑨
根据上述公式可以推导出：
S5、确定放样半径：求出X的具体数值之后，缓慢旋转激光测距仪托盘，直至激光测距仪上的读数与所求得的X相等后，停止旋转，固定测距仪托盘，使之不再旋转。在球壳上会观察到激光点，激光点距离球罐竖直中心轴的距离就是放样直径A；
S6、放样定位：将数显指南针放在方位盘的固定槽内，调整方位盘方向，读取数显指南针屏幕数据，使其与图纸上数据一致为止，方位调整完毕，激光测距仪红点位置即为放样位置。
一种球罐预焊件放样器及其施工方法：
1、采用机械结构结合激光测距仪和数显指南针来放样定位球罐预制焊件垫板的位置，克服了球罐传统放样单一的手工抡圆方式；采用方位盘上的数显指南针确定方位，微调固定激光测距仪确定位置，实现了球罐人孔周围预制焊件垫板的精准定位，这种完全依靠机器进行放样定位的施工方法有利于提高球罐预制焊件垫板放样的效率、精度，能够加快施工进度；
2、采用利用球罐人孔固定的底座结构，其固定位置稳定，基准位置易于寻找且固定方式稳定。施工人员的操作位置固定，无需频繁活动，有效降低了施工人员施工的风险系数，主体结构所采用的材料大多比强度系数较高，提高了本发明的稳定性，降低了环境对本产品精度的影响，方位盘凹槽内设对称弹片结构使得数显指南针拆卸方便，以往施工主要是以人工抡圆的方式对样板定位，每个1000m3的球罐的上下极板放样需要三个人工的两日工期，且所有基准都是通过人工测量定位，所以误差较大，本产品重新定义了球罐预焊件放样的施工程序，成本价格远低于一个铆工工日，节约施工成本、人工成本、进度成本、质量成本等预算成本；
3、结构简单，实用价值、施工效率高，稳定性好，在球罐预焊件放样施工中可以满足施工过程中成本节约、质量控制、施工工期、施工安全、施工效率等需求。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
