CN103088910B - 向心关节双向铰轴承节点及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明所述的一种向心关节双向铰轴承节点,包括：耳板A、耳板B、变截面销轴、轴承套、有螺纹芯板、无螺纹芯板、铸钢嵌固板和高强螺栓，通过耳板、芯板和铸钢嵌固板的相互配合实现了关节轴承的空间任意角度转动。本发明还公开了向心关节双向铰轴承节点的制作方法。本发明所述方法使生产出的向心关节双向铰轴承节点满足了建筑的高精度要求，能同时保证多个同心度；以及两芯板间的同心度。

Description

向心关节双向铰轴承节点及其制作方法

技术领域

本发明涉及建筑钢结构；特别是一种向心关节双向铰轴承节点。

背景技术

 目前，随着钢结构在建筑中使用的频率越来越高，不同的建筑设计对钢结构提出了越来越多的要求，其中，如何使锥管柱与箱型梁连接钢柱连接且满足设计要求符合各个风向受力作用，便是其中需要满足的一个重要需求；并且随着建筑设计造型的不断变化，超高层建筑中，受力节点就成为不得不解决的问题。

关于受力节点的制作也存在如下难题：机加工的精度要求高，需同时保证多个同心度；两芯板间的同心度。由于板材比较厚，机加工时的难度较高，同时厚板间的焊接变形较难控制。

发明内容

    发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供了一种实现关节轴承的空间任意角度转动的向心关节双向铰轴承节点。

技术方案：为了实现以上目的，本发明所述的一种向心关节双向铰轴承节点,所述向心关节双向铰轴承节点包括：耳板A、耳板B、变截面销轴、轴承套、有螺纹芯板、无螺纹芯板、铸钢嵌固板、高强螺栓；所述轴承套卡在铸钢嵌固板的套孔内，然后套在变截面销轴上，有螺纹芯板套在变截面销轴两端卡住铸钢嵌固板；所述耳板B套在左端的所述有螺纹芯板上；所述耳板A套在右端的所述有螺纹芯板上；左端的所述无螺纹芯板将耳板B固定在左端的所述有螺纹芯板上；右端的所述无螺纹芯板将耳板A固定在右端的所述有螺纹芯板上，再通过所述高强螺栓将上述部件固定在一起。本发明所述向心关节双向铰轴承节点一端连接锥管柱，另一端连接箱型梁连接钢柱。本发明实现了管柱与箱型梁连接钢柱结构形式的转变，达到了关节轴承的空间任意角度转动。

本发明中所述耳板A和耳板B与铸钢嵌固板相对的一端为圆弧形；所述耳板A和耳板B与铸钢嵌固板相对的一端为圆弧形；所述耳板A、耳板B上设有轴孔，所述轴孔的内侧设有内螺纹；所述有螺纹芯板的外侧设有与耳板内螺纹相适配的外螺纹。

本发明还公开了一种向心关节双向铰轴承节点的制作方法，具体步骤如下：

（1）按照图纸要求进行放样、下料、数控切割后制作出符合要求的所述耳板A、耳板B以及耳板加强环；所述耳板A和耳板B上的轴孔加工时以耳板端部的圆弧为基准进行内径的加工，并且控制端部的圆弧的外径与内径的同心度±0.1mm，内径加工后进行轴孔内螺纹的加工；

（2）将所述耳板加强环与耳板装焊在一起；

（3）加工有螺纹芯板；加工时，其内、外直径均需加放了加工余量：外径加放12mm机加工余量，内径加放12mm镗孔余量，并且板厚加放3mm机加工余量；加工时先加工外径，而后以外径为基准加工内径，内外径的同心度也必须在±0.1mm内，随后进行外螺纹的加工，加工后必须与耳板进行试装，以保证有螺纹芯板上的外螺纹与耳板上的内螺纹相适配；然后将所述有螺纹芯板与耳板A、耳板B进行小合拢组装，装配时必须严格控制其同心度±0.5mm，安装合格后即进行焊接，焊接时需注意其变形情况，根据变形情况适当调整焊接的顺序，以保证耳板与芯板的平面度，焊后进行探伤，合格后待中合拢装焊；

（4）加工无螺纹芯板，加工时其内、外直径均加放了机加工余量：外径加放6mm机加工余量，内径加放12mm镗孔余量，并且板厚加放3mm机加工余量；加工时先加工外径，而后以外径为基准加工内径，内、外径间的同心度±0.1mm以内；然后将所述无螺纹芯板与耳板A、耳板B进行小合拢组装，装配时必须严格控制其同心度±0.5mm，安装合格后即进行焊接，焊接时需注意其变形情况，根据变形情况适当调整焊接的顺序，以保证耳板与芯板的平面度，焊后进行探伤，合格后待中合拢装焊；

（5）将所述耳板A、耳板B、有螺纹芯板和无螺纹芯板一起送金工车间对外形尺寸进行测量，确定其外形尺寸及预留的加工余量满足加工要求，不符合要求的零件退回；

（6）将合格后的无螺纹芯板、耳板、有螺纹的芯板、加劲板在水平平台上进行整体中合拢组装； 

（7）组装前在水平平台上划出耳板外形轮廓线及轴孔位置线，将有螺纹芯板、与耳板A、耳板B组合后定位，而后进行加劲板的安装，加劲板安装时定对安装位置线，且保证与耳板间的垂直度±1mm，然后定位无螺纹芯板，定位时严格控制无螺纹芯板轴孔间的同心度以及无螺纹芯板两平面间的平行度±0.5mm，装配合格后即进行加劲板与耳板间的焊接，焊前清洁焊缝区域并将焊接区域预热至80～100度；采用CO2气体保护焊小线能量分别焊接耳板和劲板，采用对称焊接，先焊内面，清根后再焊外面；

（8）合格后进行外部加强环的装焊，外部加强环由内场车间预先进行弯制加工，定位时将其对齐安装位置线，定位正确后即可进行焊接； 

（9）合格后送机加工车间进行整体机加工镗孔；整体镗孔时，金工车间需预先加工一假轴，其直径比有螺纹的芯板内径小0.1mm，在机床上用假轴与有螺纹的芯板内径进行连接固定，而后以有螺纹芯板轴孔为基准进行无螺纹芯板的轴孔的机加工镗孔，以此来保证两轴孔间的同心度控制在±0.1mm以内。

有益效果：本发明所述向心关节双向铰轴承节点，与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明所述向心关节双向铰轴承节点实现了锥管柱与箱型梁连接钢柱结构形式的转变，达到了关节轴承的空间任意角度转动，使整个钢结构整体稳定性更可靠；

2、本发明所述方法使生产出的向心关节双向铰轴承节点满足了建筑的高精度要求，能同时保证多个同心度；以及两芯板间的同心度。

附图说明

图1是本发明的结构分解图。

图2是本发明的使用状态图。

具体实施方式

如图2所述的一种向心关节双向铰轴承节点1, 该向心关节双向铰轴承节点1一端连接管柱2，另一端连接箱型梁连接钢柱3。

如图2所示的向心关节双向铰轴承节点1包括：耳板A 11、耳板B 12、变截面销轴13、轴承套14、有螺纹芯板15、无螺纹芯板16、加劲板17、铸钢嵌固板18、高强螺栓19；所述轴承套14卡在铸钢嵌固板18的套孔内，然后套在变截面销轴13上，有螺纹芯板15套在变截面销轴13两端卡住铸钢嵌固板18；所述耳板B12套在左端的所述有螺纹芯板15上；所述耳板A11套在右端的所述有螺纹芯板15上；左端的所述无螺纹芯板16将耳板B12固定在左端的所述有螺纹芯板15上；右端的所述无螺纹芯板16将耳板A11固定在右端的所述有螺纹芯板15上，再通过所述高强螺栓19将上述部件固定在一起；所述耳板A11和耳板B12与铸钢嵌固板18相对的一端为圆弧形；所述所述耳板A11、耳板B12上设有耳板加强环；所述耳板A11、耳板B12上设有轴孔，所述轴孔的内侧设有内螺纹；所述有螺纹芯板15的外侧设有与耳板内螺纹相适配的外螺纹；所述加劲板17安装于耳板A和耳板B之间，并与耳板A和耳板B垂直。

 本实施上述向心关节双向铰轴承节点的制作方法，具体步骤如下：

（1）按照图纸要求进行放样、下料、数控切割后制作出符合要求的所述耳板A、耳板B以及耳板加强环；所述耳板A和耳板B上的轴孔加工时以耳板端部的圆弧为基准进行内径的加工，并且控制端部的圆弧的外径与内径的同心度±0.1mm，内径加工后进行轴孔内螺纹的加工；

（2）将所述耳板加强环与耳板装焊在一起；

（3）加工有螺纹芯板；加工时，其内、外直径均需加放了加工余量：外径加放12mm机加工余量，内径加放12mm镗孔余量，并且板厚加放3mm机加工余量；加工时先加工外径，而后以外径为基准加工内径，内外径的同心度也必须在±0.1mm内，随后进行外螺纹的加工，加工后必须与耳板进行试装，以保证有螺纹芯板上的外螺纹与耳板上的内螺纹相适配；然后将所述有螺纹芯板与耳板A、耳板B进行小合拢组装，装配时必须严格控制其同心度±0.5mm，安装合格后即进行焊接，焊接时需注意其变形情况，根据变形情况适当调整焊接的顺序，以保证耳板与芯板的平面度，焊后进行探伤，合格后待中合拢装焊；

（4）加工无螺纹芯板，加工时其内、外直径均加放了机加工余量：外径加放6mm机加工余量，内径加放12mm镗孔余量，并且板厚加放3mm机加工余量；加工时先加工外径，而后以外径为基准加工内径，内、外径间的同心度±0.1mm以内；然后将所述无螺纹芯板与耳板A、耳板B进行小合拢组装，装配时必须严格控制其同心度±0.5mm，安装合格后即进行焊接，焊接时需注意其变形情况，根据变形情况适当调整焊接的顺序，以保证耳板与芯板的平面度，焊后进行探伤，合格后待中合拢装焊；

（5）将所述耳板A、耳板B、有螺纹芯板和无螺纹芯板一起送金工车间对外形尺寸进行测量，确定其外形尺寸及预留的加工余量满足加工要求，不符合要求的零件退回；

（6）将合格后的无螺纹芯板、耳板、有螺纹的芯板、加劲板在水平平台上进行整体中合拢组装； 

（7）组装前在水平平台上划出耳板外形轮廓线及轴孔位置线，将有螺纹芯板、与耳板A、耳板B组合后定位，而后进行加劲板的安装，加劲板安装时定对安装位置线，且保证与耳板间的垂直度±1mm，然后定位无螺纹芯板，定位时严格控制无螺纹芯板轴孔间的同心度以及无螺纹芯板两平面间的平行度±0.5mm，装配合格后即进行加劲板与耳板间的焊接，焊前清洁焊缝区域并将焊接区域预热至80～100度；采用CO2气体保护焊小线能量分别焊接耳板和劲板，采用对称焊接，先焊内面，清根后再焊外面；

（8）合格后进行外部加强环的装焊，外部加强环由内场车间预先进行弯制加工，定位时将其对齐安装位置线，定位正确后即可进行焊接； 

（9）合格后送机加工车间进行整体机加工镗孔；整体镗孔时，金工车间需预先加工一假轴，其直径比有螺纹的芯板内径小0.1mm，在机床上用假轴与有螺纹的芯板内径进行连接固定，而后以有螺纹芯板轴孔为基准进行无螺纹芯板的轴孔的机加工镗孔，以此来保证两轴孔间的同心度控制在±0.1mm以内。

Claims (1)

1.一种向心关节双向铰轴承节点的制作方法，其特征在于： 

所述向心关节双向铰轴承节点包括：耳板A（11）、耳板B（12）、变截面销轴（13）、轴承套（14）、有螺纹芯板（15）、无螺纹芯板（16）、铸钢嵌固板（18）、高强螺栓（19）；所述轴承套（14）卡在铸钢嵌固板（18）的套孔内，然后套在变截面销轴（13）上，有螺纹芯板（15）套在变截面销轴（13）两端卡住铸钢嵌固板（18）；所述耳板B（12）套在左端的所述有螺纹芯板（15）上；所述耳板A（11）套在右端的所述有螺纹芯板（15）上；左端的所述无螺纹芯板（16）将耳板B（12）固定在左端的所述有螺纹芯板（15）上；右端的所述无螺纹芯板（16）将耳板A（11）固定在右端的所述有螺纹芯板（15）上，再通过所述高强螺栓（19）将上述部件固定在一起；所述耳板A（11）、耳板B（12）上设有耳板加强环；所述耳板A（11）和耳板B（12）与铸钢嵌固板（18）相对的一端为圆弧形；所述耳板A（11）、耳板B（12）上设有轴孔，所述轴孔的内侧设有内螺纹；所述有螺纹芯板（15）的外侧设有与耳板内螺纹相适配的外螺纹；

所述向心关节双向铰轴承节点的制作方法具体步骤如下：

（1）按照图纸要求进行放样、下料、数控切割后制作出符合要求的所述耳板A、耳板B 以及耳板加强环；所述耳板A 和耳板B 上的轴孔加工时以耳板端部的圆弧为基准进行内径的加工，并且控制端部的圆弧的外径与内径的同心度±0.1mm，内径加工后进行轴孔内螺纹的加工；

（2）将所述耳板加强环与耳板装焊在一起；

（3）加工有螺纹芯板；加工时，其内、外直径均需加放了加工余量：外径加放12mm 机加工余量，内径加放12mm 镗孔余量，并且板厚加放3mm 机加工余量；加工时先加工外径，而后以外径为基准加工内径，内外径的同心度也必须在±0.1mm 内，随后进行外螺纹的加工，加工后必须与耳板进行试装，以保证有螺纹芯板上的外螺纹与耳板上的内螺纹相适配；然后将所述有螺纹芯板与耳板A、耳板B 进行小合拢组装，装配时必须严格控制其同心度±0.5mm，安装合格后即进行焊接，焊接时需注意其变形情况，根据变形情况适当调整焊接的顺序，以保证耳板与芯板的平面度，焊后进行探伤，合格后待中合拢装焊；

（4）加工无螺纹芯板，加工时其内、外直径均加放了机加工余量：外径加放6mm 机加工余量，内径加放12mm 镗孔余量，并且板厚加放3mm 机加工余量；加工时先加工外径，而后以外径为基准加工内径，内、外径间的同心度±0.1mm 以内；然后将所述无螺纹芯板与耳板A、耳板B 进行小合拢组装，装配时必须严格控制其同心度±0.5mm，安装合格后即进行焊接，焊接时需注意其变形情况，根据变形情况适当调整焊接的顺序，以保证耳板与芯板的平面度，焊后进行探伤，合格后待中合拢装焊；

（5）将所述耳板A、耳板B、有螺纹芯板和无螺纹芯板一起送金工车间对外形尺寸进行测量，确定其外形尺寸及预留的加工余量满足加工要求，不符合要求的零件退回；

（6）将合格后的无螺纹芯板、耳板、有螺纹的芯板、加劲板在水平平台上进行整体中合拢组装；

（7）组装前在水平平台上划出耳板外形轮廓线及轴孔位置线，将有螺纹芯板、与耳板A、耳板B 组合后定位，而后进行加劲板的安装，加劲板安装时定对安装位置线，且保证与耳板间的垂直度±1mm，然后定位无螺纹芯板，定位时严格控制无螺纹芯板轴孔间的同心度以及无螺纹芯板两平面间的平行度±0.5mm，装配合格后即进行加劲板与耳板间的焊接，焊前清洁焊缝区域并将焊接区域预热至80 ～ 100 度；采用CO2 气体保护焊小线能量分别焊接耳板和劲板，采用对称焊接，先焊内面，清根后再焊外面；

（8）合格后进行外部加强环的装焊，外部加强环由内场车间预先进行弯制加工，定位时将其对齐安装位置线，定位正确后即可进行焊接；

（9）合格后送机加工车间进行整体机加工镗孔；整体镗孔时，金工车间需预先加工一假轴，其直径比有螺纹的芯板内径小0.1mm，在机床上用假轴与有螺纹的芯板内径进行连接固定，而后以有螺纹芯板轴孔为基准进行无螺纹芯板的轴孔的机加工镗孔，以此来保证两轴孔间的同心度控制在±0.1mm 以内。