СБОРОЧНЫЙ СТАПЕЛЬ ДЛЯ СБОРКИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
ASSEMBLY RIG FOR ASSEMBLY OF LARGE-SIZE STRUCTURES

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к сборочному стапелю, используемому при сборке крупногабаритных конструкций, требующих высокой степени точности, например крыльев летательных аппаратов или лопастей ветроэнергетических установок.
Уровень техники
В общем случае при сборке таких крупногабаритных конструкций, как основное крыло летательного аппарата, когда в панелях просверливают отверстия, а затем соединяют их с помощью заклепок, используются также крупногабаритный сборочный стапель 100, как, например, показанный на фиг.8(А) и 8(В). На фиг.8(А) представлен вид спереди, а на фиг.8(В) - соответствующий вид снизу сборочного стапеля 100. Как показано на фиг.8(А), сборочный стапель 100 опирается на поверхность 111 площадки посредством множества (например, восемнадцати, как показано на фиг.8(В)) опорных средств 102, при этом поверхность 111 площадки предварительно армируют в пределах габаритов сборочного стапеля 100, чтобы повысить жесткость поверхности 111 площадки.
Таким образом, сборочный стапель 100, опирающийся снизу на опорные средства 102, в основном содержит: нижнюю раму 103 стапеля; верхняя раму 104 стапеля, которая проходит в продольном направлении крупногабаритной конструкции 130, например основного крыла, подлежащей сборке, и находится над крупногабаритной конструкцией 130; и соединительные рамы 105 стапеля, проходящие вверх от нижней рамы 103 стапеля к верхней раме 104 стапеля; а также базирующие стапеля (не показаны), предусмотренные на нижней раме 103 стапеля и верхней раме 104 стапеля, опорные крупногабаритную конструкцию 130 снизу и сверху и закрепляющие крупногабаритную конструкцию 130 на сборочном стапеле 100.
Как показано на фиг.8(В), на нижней раме 103 сборочного стапеля 100 предусмотрено множество (например, пять) полок 106, установленных перпендикулярно направлению, в котором проходит нижняя рама 103 стапеля, и параллельно поверхности 111 площадки (см. Фиг.8(А)). Опорные средства 102 располагаются под двумя концами каждой из полок 106 и под двумя концами нижней рамы 103 стапеля. Сборочный стапель 100 опирается на поверхность 111 площадки посредством опорных средств 102, то есть поверхность 111 площадки воспринимает нагрузку от сборочного стапеля 100 и установленной на нем крупногабаритной конструкции 130.
Данный сборочный стапель 100 оборудован рабочей платформой 110, которая выполнена с возможностью перемещения параллельно продольной оси сборочного стапеля 100. Рабочий (не показан) встает на рабочую платформу 110, расположенную, как описано выше, и выполняет операции по сборке крупногабаритной конструкции 130, сверля отверстия в панелях (не показаны) крупногабаритной конструкции 130, соединяя панели с помощью заклепок и так далее. Во время этих операций точность формы и геометрии собираемой крупногабаритной конструкции 130 обеспечиваются благодаря неподвижности поверхности 111 площадки, с которой соприкасаются опорные средства 102, расположенные на двух концах каждой из полок 106 и на двух концах нижней рамы 103 стапеля.
В источнике PTL 1 описана тележка, используемая при сборке крупногабаритной конструкции, которая должна выдерживать массу стеклянной подложки собираемой крупногабаритной жидкокристаллической дисплейной панели, причем эта масса должна быть равномерно распределена по колесам тележки, даже при наличии выступов/углублений на маршруте, по которому данная тележка перемещается.
Ссылки на цитируемые документы
Патентная литература
PTL1
Нерассмотренная патентная заявка Японии, публикация №2006-224833.
Раскрытие изобретения
Техническая задача
Однако в случае такого сборочного стапеля 100, как показан на фиг.8(А) и 8(В), при оседании поверхности 111 площадки сборочный стапель 100 деформируется, что мешает соблюдать точность при сборке крупногабаритной конструкции 130. Чтобы предотвратить это, приходится выполнять точную регулировку высоты опорных средств 102 при каждом из периодических осмотров сборочного стапеля 100.
Кроме того, с поверхностью 111 площадки могут происходить изменения, связанные с перепадами температуры, приливами и отливами и другими подобными явлениями. По этой причине изменения в состоянии поверхности 111 площадки зависят от времени суток. Таким образом, возникает следующая проблема: при выполнении операции (операции сверления) по формированию прецизионного отверстия, например отверстия для посадки с натягом, в крупногабаритной конструкции 130, которую собирают с использованием сборочного стапеля 100, появляется ограничение по времени суток для проведения работ.
Кроме того, сборочный стапель 100 устанавливают на поверхность 111 площадки, армированную путем экскавации и бетонирования в соответствии с габаритами сборочного стапеля 100. По этой причине проблема связана также с тем, что после установки сборочного стапеля 100 чрезвычайно трудно изменить его местоположение.
Кроме того, хотя изобретение, описанное в источнике PTL 1, раскрывает способ придания равномерности нагрузке, которая прикладывается к поверхности маршрута, по которому перемещается тележка, нет никаких упоминаний о предотвращении деформации тележки и сохранения точности в случае изменений состояния поверхности площадки.
С учетом обстоятельств, описанных выше, настоящее изобретение имеет целью предложить сборочный стапель для сборки крупногабаритных конструкций, способный избежать деформирования при изменениях в состоянии поверхности площадки и сохраняющий точность сборки.
Решение задачи
Для достижения указанной цели в сборочном стапеле для сборки крупногабаритных конструкций согласно настоящему изобретению используются следующие решения.
Сборочный стапель для сборки крупногабаритной конструкции согласно настоящему изобретению содержит верхнюю раму стапеля, размещаемую над продольным внешним краем крупногабаритной конструкции, нижнюю раму стапеля, размещаемую под продольным внешним краем крупногабаритной конструкции, соединительную раму стапеля, соединяющую верхнюю раму стапеля и нижнюю раму стапеля, три опорных средства для поддержки нижней рамы стапеля снизу, и полку стапеля, установленную перпендикулярно направлению, в котором проходит нижняя рама стапеля, и параллельно поверхности площадки, причем опорные средства размещены на трех участках, которые располагаются соответственно под двумя концами полки стапеля и под нижней рамой стапеля, и позиции размещения опорных элементов на указанных трех участках образуют на виде сверху по существу треугольник.
Опорные средства предусмотрены на трех участках, которые расположены соответственно под двумя концами полки стапеля и под нижней рамой стапеля, причем полка стапеля установлена перпендикулярно направлению, в котором проходит нижняя рама стапеля, расположенная под внешним краем крупногабаритной конструкции, и проходит параллельно поверхности площадки. Опорные средства, установленные на трех участках, расположены так, что образуют на виде сверху по существу треугольник. Поскольку сборочный стапель таким образом опирается на три точки, даже при изменении состояния поверхности площадки вследствие перепадов температур, приливов и отливов, оседания площадки и других подобных явлений, жесткость сборочного стапеля позволяет по-прежнему поддерживать крупногабаритную конструкцию. Это позволяет сохранять точность формы и геометрии собираемой крупногабаритной конструкции в процессе сборки независимо от изменений состояния поверхности площадки.
Кроме того, поскольку в этом случае на крупногабаритную конструкцию не воздействуют изменения состояния поверхности площадки, отпадает потребность в регулировании высоты сборочного стапеля во время его периодических осмотров.
Предпочтительно в сборочном стапеле для использования при сборке крупногабаритных конструкций согласно настоящему изобретению каждое из опорных средств содержит опорный элемент, расположенный так, что его по существу центральный участок в направлении, в котором проходит опорный элемент, опирается на поворотный элемент, расположенный на полке стапеля или нижней раме стапеля так, что опорный элемент проходит в направлении, перпендикулярном направлению, в котором проходит полка стапеля или нижняя рама стапеля, причем под опорным элементом предусмотрены ножки, которые соприкасаются с поверхностью площадки.
Каждое из опорных средств содержит опорный элемент, расположенный так, что его центральный участок в направлении, в котором проходит опорный элемент, опирается на поворотный элемент так, что опорный элемент проходит в направлении, перпендикулярном направлению, в котором проходит полка стапеля или нижняя рама стапеля. Как описано выше, за счет того, что опорный элемент и полка или нижняя рама стапеля расположены, перекрывая друг друга, и направление, в котором проходит опорный элемент, пересекает направление, в котором проходит полка стапеля или нижняя рама стапеля, удается распределить нагрузку сборочного стапеля и установленной на нем крупногабаритной конструкции и уменьшить концентрацию нагрузки на поверхности площадки. Кроме того, по существу центральный участок опорного элемента в направлении, в котором проходит опорный элемент, опирается на полку стапеля или нижнюю раму стапеля посредством поворотного элемента, и под каждым из двух концов опорного элемента расположены ножки, соприкасающиеся с поверхностью площадки. По этой причине каждое опорное средство выполнено с возможностью поворота подобно качалке-балансиру, устраняя наклон в том направлении, в котором проходит опорный элемент, и сборочный стапель опирается на точечную опору. Соответственно точность формы и геометрии собираемой крупногабаритной конструкции сохраняются и не подвержены влиянию изменений состояния поверхности площадки, и устраняется потребность в армировании поверхности площадки в пределах габаритов сборочного стапеля.
Кроме того, поскольку каждое опорное средство выполнено с возможностью поворота подобно качалке-балансиру, любые изменения в поверхности площадки под сборочным стапелем, связанные с наличием в ней выступов и углублений, могут быть амортизированы.
Предпочтительно в описанном выше сборочном стапеле для использования при сборке крупногабаритной конструкции под двумя концами опорных элементов предусмотрено множество промежуточных опорных элементов так, что их по существу центральные участки в направлении, в котором проходят указанные промежуточные опорные элементы, опираются на соответствующие поворотные элементы, и указанное множество промежуточных опорных элементов установлено в направлении, перпендикулярном направлению, в котором проходят опорные элементы или промежуточный опорный элемент, находящийся выше.
Под двумя концами опорного элемента предусмотрено множество промежуточных опорных элементов таким образом, что их по существу центральные участки в направлении, в котором проходят указанные промежуточные опорные элементы, опираются на соответствующие поворотные элементы, и множество промежуточных опорных элементов установлено в направлении, перпендикулярном направлению, в котором проходит опорный элемент или промежуточный опорный элемент, находящийся выше. Обеспечение множества ярусов промежуточных опорных элементов с возможностью поворота позволяет дополнительно распределить нагрузку от сборочного стапеля и установленной на нем крупногабаритной конструкции.
Предпочтительно в описанном выше сборочном стапеле для использования при сборке крупногабаритной конструкции опорный элемент установлен на верхней поверхности полки стапеля или нижней рамы стапеля.
Опорный элемент установлен на верхней поверхности полки стапеля или нижней рамы стапеля. Это позволяет сместить вниз центр тяжести сборочного стапеля и поддерживать сборочный стапель в более низком положении. Благодаря этому достигается большая устойчивость сборочного стапеля.
Предпочтительно в описанном выше сборочном стапеле для сборки крупногабаритной конструкции указанные ножки представляют собой колеса, выполненные с возможностью качения по поверхности площадки.
В качестве ножки, соприкасающейся с поверхностью площадки, предусмотрено колесо, выполненное с возможностью качения по поверхности площадки. Это позволяет перемещать сборочный стапель. Поэтому местоположение сборочного стапеля на предприятии может быть изменено в соответствии с вариациями в процессе производства крупногабаритной конструкции.
Кроме того, каждое опорное средство представляет собой конструкцию типа качалки-балансира, и при перемещении сборочного стапеля, даже если колесо наталкивается на препятствие и другой подобный элемент на поверхности площадки, изменения в положении центра тяжести сборочного стапеля могут быть минимизированы. Соответственно достигается устойчивость сборочного стапеля при перемещении.
Технический результат изобретения
Согласно настоящему изобретению опорные средства размещены на трех участках, которые располагаются соответственно под двумя концами полки стапеля и под нижней рамой стапеля, причем полка стапеля установлена перпендикулярно направлению, в котором проходит нижняя рама стапеля, расположенная под внешним краем крупногабаритной конструкции, и параллельно поверхности площадки, и опорные средства, находящиеся на трех участках, расположены так, что образуют на виде сверху по существу треугольник. Поскольку сборочный стапель опирается на три точки, даже при изменении состояния поверхности площадки вследствие перепадов температур, приливов и отливов, оседания площадки и других подобных явлений жесткость сборочного стапеля позволяет по-прежнему поддерживать крупногабаритную конструкцию. Это позволяет сохранять точность формы и геометрии собираемой крупногабаритной конструкции в процессе сборки независимо от изменений состояния поверхности площадки.
Кроме того, поскольку в этом случае на крупногабаритную конструкцию не воздействуют изменения состояния поверхности площадки, отпадает потребность в регулировании высоты сборочного стапеля во время его периодических осмотров.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показан спереди сборочный стапель для использования при сборке крупногабаритной конструкции согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.2 в изометрии показан сборочный стапель, изображенный на фиг.1.
На фиг.3 показан спереди сборочный стапель, изображенный на фиг.2.
На фиг.4 показан сверху сборочный стапель, изображенный на фиг.2.
На фиг.5 показан сбоку (слева) сборочный стапель, изображенный на фиг.2.
На фиг.6 в увеличенном виде показан участок А с фиг.2.
На фиг.7 в увеличенном виде показан участок В с фиг.2.
На фиг.8(А) и 8(В) схематически изображена конфигурация известного сборочного стапеля для сборки крупногабаритной конструкции, причем на фиг.8(А) он показан спереди, а на фиг.8(В) сборочный стапель с фиг.8(А) показан снизу.
Осуществление изобретения
Первый вариант осуществления
Далее следует описание первого варианта осуществления настоящего изобретения с обращением к Фиг.1-7.
На фиг.1-5 показан большой сборочный стапель, используемый для сборки основного крыла летательного аппарата.
Сборочный стапель 1 используется во время сверления отверстий в панелях (не показаны), составляющих крупногабаритную конструкцию, например основное крыло летательного аппарата, и последующего соединения этих панелей заклепками для формирования основного крыла 30 летательного аппарата (крупногабаритной конструкции). Сборочный стапель 1 опирается на поверхность 11 площадки посредством опорных средств 2, предусмотренных на трех его участках (см. фиг.2).
Сборочный стапель 1 в основном содержит верхнюю раму 4 стапеля, расположенную над продольным внешним краем основного крыла 30, нижнюю раму 3 стапеля, расположенную под продольным внешним краем основного крыла 30, соединительные рамы 5, соединяющие нижнюю раму стапеля 3 и верхнюю раму 4 стапеля, и базирующие устройства 7 (см. фиг.2), расположенные на нижней раме 3 стапеля и на верхней раме 4 стапеля, поддерживающие основное крыло 30 снизу и сверху и закрепляющие его на сборочном стапеле 1.
Нижняя рама 3 стапеля, верхняя рама 4 стапеля и соединительные рамы 5, образующие сборочный стапель 1, установлены так, что охватывают внешние края основного крыла 30. В нижней раме 3 стапеля, верхней раме 4 стапеля и соединительных рамах 5 используются угловые трубы из алюминия или железа, имеющие прямоугольную форму в поперечном сечении, перпендикулярном направлению, в котором проходят указанные угловые трубы. Так, в случае сборочного стапеля 1, используемого для сборки основного крыла 30 массой приблизительно 1,7 т, длина сборочного стапеля 1 в продольном направлении составляет приблизительно 17 м, высота сборочного стапеля 1 над поверхностью 11 площадки составляет приблизительно 7 м и общая масса сборочного стапеля 1 и основного крыла 30 составляет приблизительно 24-25 т.
На нижней раме 3 стапеля и верхней раме 4 стапеля установлено множество базирующих устройств 7 так, что поддерживают основное крыло 30 и находятся снаружи продольных внешних краев основного крыла 30. Базирующие устройства 7 проходят вверх от нижней рамы 3 или вниз от верхней рамы 4, поддерживая основное крыло 30.
Верхняя рама 4 стапеля, которая образует сборочный стапель 1, выполнена так, что соответствует форме продольного внешнего края основного крыла 30, как показано на фиг.1 и 2, путем соединения множества угловых трубок под углом друг к другу посредством сварки. На указанной верхней раме 4 стапеля предусмотрено множество базирующих устройств 7, проходящих вниз и поддерживающих основное крыло 30.
На двух продольных концах нижней рамы 3 стапеля и верхней рамы 4 стапеля предусмотрены соединительные рамы 5 стапеля, образующие сборочный стапель 1 и проходящие вертикально вверх от нижней рамы 3 стапеля к верхней раме 4 стапеля, соединяя нижнюю раму 3 стапеля и верхнюю раму 4 стапеля между собой. Поскольку верхняя рама 4 стапеля изогнута, как показано на фиг.1 и 2, чтобы соответствовать форме продольного внешнего края основного крыла 30, соединительные рамы 5 стапеля, расположенные на двух продольных концах нижней рамы 3 стапеля и верхней рамы 4 стапеля, имеют различные длины в продольном направлении.
На фиг.2 и 3 соединительные рамы 5 стапеля, расположенные на указанных двух участках, обозначены соответственно как соединительная рама 5а стапеля (именуемая далее «передняя соединительная рама стапеля»), более короткая по длине, и соединительная рама 5b стапеля (именуемая далее «задняя соединительная рама стапеля»), более длинная по длине. На фиг.2 и 3 соединительная рама 5 стапеля справа является передней соединительной рамой 5а стапеля, и соединительная рама 5 стапеля слева является задней соединительной рамой 5b стапеля.
На задней соединительной раме 5b стапеля предусмотрена диагональная рама 8 стапеля, причем диагональная рама 8 стапеля проходит по диагонали к верхней раме стапеля 4 из положения в середине задней соединительной рамы 5b стапеля в направлении, в котором проходит соединительная рама 5b стапеля, и соединяет заднюю соединительную раму 5b стапеля и верхнюю соединительную раму 4 стапеля между собой. Благодаря такому расположению диагональной соединительной рамы 8 стапеля между задней соединительной рамой 5b стапеля и верхней соединительной рамой 4 стапеля сборочный стапель 1 упрочнен.
Нижняя рама 3 стапеля, образующая сборочный стапель 1, имеет по существу линейную форму. Нижняя рама 3 стапеля расположена под верхней рамой 4 стапеля так, что верхняя рама 4 стапеля перекрывает нижнюю раму 3 стапеля на виде сверху на сборочный стапель 1, как показано на фиг.4. На нижней раме 3 стапеля предусмотрено множество базирующих устройств 7 (см. фиг.2), проходящих вверх и поддерживающих основное крыло 30.
Как показано на фиг.2, вблизи задней соединительной рамы 5b стапеля нижняя рама 3 стапеля оснащена одиночной полкой 6 стапеля, причем полка 6 стапеля расположена перпендикулярно направлению, в котором проходит нижняя рама 3 стапеля и параллельно поверхности 11 площадки (см. фиг.1). Опорные средства 2 расположены под двумя концами полки 6 стапеля и под нижней рамой 3 стапеля вблизи передней соединительной рамы 5а стапеля. Сборочный стапель 1 опирается на поверхность 11 площадки посредством опорных средств 2, предусмотренных на указанных трех участках так, что поверхность 11 площадки воспринимает нагрузку от сборочного стапеля 1 и установленного на нем основного крыла 30 (см. фиг.1).
Полка 6 стапеля расположена вблизи задней соединительной рамы 5b стапеля и проходит перпендикулярно направлению, в котором проходит нижняя рама 3 стапеля, и параллельно поверхности площадки. Для полки 6 стапеля использована угловая труба, имеющая прямоугольную форму в поперечном сечении, перпендикулярном направлению, в котором проходит угловая труба, и имеющая меньшее поперечное сечение, чем нижняя рама 3 стапеля. Под двумя концами полки 6 стапеля установлены опорные средства 2.
Каждое из опорных средств 2, предусмотренных на полке 6 стапеля, содержит, как показано на фиг.6, опорный элемент 23, расположенный так, что его по существу центральный участок в направлении, в котором проходит опорный элемент 23, опирается на поворотный принимающий элемент 40 (поворотный элемент), предусмотренный на верхней поверхности каждого из двух концов полки 6 стапеля.
Под двумя концами каждого опорного элемента 23 предусмотрено множество (один) промежуточных опорных элементов 22 так, что по существу центральный участок каждого из промежуточных опорных элементов 22 в направлении, в котором проходит промежуточный опорный элемент 22, поддерживается поворотным подвесным элементом (поворотным элементом) 50. Промежуточный опорный элемент 22 расположен так, что проходит в направлении, перпендикулярном направлению, в котором проходит опорный элемент 23, расположенный над промежуточным опорным элементом 22.
Для опорных элементов 23 и промежуточных опорных элементов 22 используются угловые трубы, имеющие ту же прямоугольную форму в поперечных сечениях, перпендикулярных к направлениям, в которых проходят угловые трубы. Под обоими концами промежуточных опорных элементов 22 расположены колеса (ножки) 21, соприкасающиеся с поверхностью 11 площадки (см. фиг.2). Колеса 21 выполнены с возможностью качения по поверхности 11 площадки.
По существу центральные участки опорных элементов 23 в направлении, в котором проходят опорные элементы 23, опираются на соответствующие поворотные принимающие элементы 40, предусмотренные на верхней поверхности полки 6 стапеля. Каждый поворотный принимающий элемент 40 содержит корпус 41 поворотного принимающего элемента и соединительный палец 42. Корпус 41 поворотного принимающего элемента имеет две по существу треугольные пластины 41а (на фиг.6 показана только одна из них), выступающие вверх, и нижнюю поверхность 41b, соединенную с основаниями двух по существу треугольных пластин 41а, и расположен на верхней поверхности полки 6 стапеля параллельно указанной верхней поверхности. Две пластины 41а расположены параллельно друг другу, и между ними предусмотрено пространство, в которое может быть вставлен опорный элемент 23.
По существу центральный участок опорных элементов 23 в направлении, в котором проходят опорные элементы 23, вставлен между пластинами 41а корпуса 41 поворотного принимающего элемента и охвачен ими с двух сторон. Соединительный палец 42 проходит сквозь указанные пластины 41а и опорный элемент 23, охваченный с двух сторон пластинами 41а, и проходит перпендикулярно направлению, в котором проходит опорный элемент 23, и параллельно верхней поверхности полки 6 стапеля. Таким образом, опорный элемент 23 выполнен с возможностью поворота относительно соединительного пальца 42 поворотного принимающего элемента 40, расположенного на верхней поверхности полки 6 стапеля, то есть опирается на полку 6 стапеля с возможностью поворота.
На двух концах опорного элемента 23 предусмотрены поворотные подвесные элементы 50, на которые с возможностью поворота опираются по существу центральные участки соответствующих промежуточных опорных элементов 22 в направлении, в котором проходят промежуточные опорные элементы 22. Каждый поворотный подвесной элемент 50 содержит корпус 51 поворотного подвесного элемента и соединительный палец 52. Корпус 51 поворотного подвесного элемента содержит две по существу треугольные пластины 51а (на фиг.6 показана только одна из них), выступающие вниз, и нижнюю поверхность 51b, соединенную с основаниями двух по существу треугольных пластин 51а, и расположен на нижней поверхности опорного элемента 23 параллельно указанной нижней поверхности. Две пластины 51а расположены параллельно друг другу, и между ними предусмотрено пространство, в которое может быть вставлен промежуточный опорный элемент 22.
По существу центральный участок промежуточного опорного элемента 22 в направлении, в котором проходит промежуточный опорный элемент 22, вставлен между пластинами 51а корпуса 51 поворотного подвесного элемента 50 так, что охвачен ими с двух сторон. Соединительный палец 52 проходит сквозь указанные пластины 51а и промежуточный опорный элемент 22, охваченный с двух сторон пластинами 51а, и проходит перпендикулярно направлению, в котором проходит промежуточный опорный элемент 22, и параллельно нижней поверхности опорного элемента 23. Таким образом, промежуточный опорный элемент 22 выполнен с возможностью поворота вокруг соединительного пальца 52 поворотного подвесного элемента 50, расположенного на опорном элементе 23, то есть опирается на опорный элемент 23 с возможностью поворота.
Как показано на фиг.7, опорные средства 2, предусмотренные под нижней рамой 3 стапеля, вблизи передней соединительной рамы 5а стапеля, содержат опорный элемент 23, расположенный так, что его по существу центральный участок в направлении, в котором проходит опорный элемент 23, опирается на поворотный принимающий элемент (поворотный элемент) 40, расположенный на верхней поверхности нижней рамы 3 стапеля.
Под двумя концами опорного элемента 23 предусмотрено множество (один) промежуточных опорных элементов 22 так, что их по существу центральные участки в направлении, в котором проходит промежуточный опорный элемент 22, поддерживаются соответствующими поворотными подвесными элементами (поворотными элементами) 50, и указанные промежуточные опорные элементы 22 установлены так, что проходят в направлении, перпендикулярном направлению, в котором проходит опорный элемент 23, расположенный над промежуточным опорным элементом 22.
Для опорного элемента 23 и промежуточных опорных элементов 22 использованы угловые трубы, причем указанные угловые трубы имеют ту же прямоугольную форму в поперечных сечениях, перпендикулярных направлениям, в которых проходят угловые трубы. Под обоими концами промежуточных опорных элементов 22 расположены колеса (ножки) 21, соприкасающиеся с поверхностью 11 площадки (см. фиг.2).
По существу центральный участок опорного элемента 23 в направлении, в котором проходит опорный элемент 23, опирается на поворотный принимающий элемент 40, расположенный на верхней поверхности нижней рамы 3 стапеля. Поворотный принимающий элемент 40 содержит корпус 41 поворотного принимающего элемента и соединительный палец 42. Корпус 41 поворотного принимающего элемента имеет две по существу треугольные пластины 41а (на фиг.7 показана только одна из них), выступающие вверх, и нижнюю поверхность 41b, соединенную с основаниями двух по существу треугольных пластин 41а, и расположен на верхней поверхности нижней рамы 3 стапеля параллельно указанной верхней поверхности. Две пластины 41а расположены параллельно друг другу, и между ними предусмотрено пространство, в которое может быть вставлен опорный элемент 23.
По существу центральный участок опорного элемента 23 в направлении, в котором проходит опорный элемент 23, вставлен между пластинами 41а корпуса 41 поворотного принимающего элемента и охвачен ими с двух сторон. Соединительный палец 42 проходит сквозь указанные пластины 41а и опорный элемент 23, охваченный с двух сторон пластинами 41а, и проходит перпендикулярно направлению, в котором проходит опорный элемент 23, и параллельно верхней поверхности нижней рамы 3 стапеля. Таким образом, опорный элемент 23 может поворачиваться вокруг соединительного пальца 42 поворотного принимающего элемента 40, расположенного на верхней поверхности нижней рамы 3 стапеля, то есть опирается на нижнюю раму 3 стапеля с возможностью поворота.
На двух концах опорного элемента 23 предусмотрены поворотные подвесные элементы 50, которые поддерживают с возможностью поворота по существу центральные участки соответствующих промежуточных опорных элементов 22 в направлении, в котором проходят указанные промежуточные опорные элементы 22. Каждый поворотный подвесной элемент 50 содержит корпус 51 поворотного подвесного элемента и соединительный палец 52. Корпус 51 поворотного подвесного элемента содержит две по существу треугольные пластины 51а, которые выступают вниз, и нижнюю поверхность 51b, соединенную с основаниями двух по существу треугольных пластин 51а (на фиг.7 показана только одна из них) и расположенную на нижней поверхности опорного элемента 23 параллельно указанной нижней поверхности. Две пластины 51а расположены параллельно друг другу, и между ними предусмотрено пространство, в которое может быть вставлен промежуточный опорный элемент 22.
Конец вертикального промежуточного опорного элемента 24 вставлен между пластинами 51а каждого поворотного подвесного элемента 50 так, что охвачен ими с двух сторон, при этом вертикальный промежуточный опорный элемент 24 соединяет по существу центральный участок промежуточного опорного элемента 22 в направлении, в котором проходит промежуточный опорный элемент 22, с опорным элементом 23. Соединительный палец 52 проходит сквозь указанные пластины 51а и вертикальный промежуточный опорный элемент 24, охваченный с двух сторон пластинами 51а, и проходит перпендикулярно направлению, в котором проходит вертикальный промежуточный опорный элемент 24 и параллельно нижней поверхности опорного элемента 23. Таким образом, промежуточный опорный элемент 22 может поворачиваться вокруг соединительного пальца 52 поворотного подвесного элемента 50, расположенного на опорном элементе 23, посредством вертикального промежуточного опорного элемента 24, то есть опирается на опорный элемент 23 с возможностью поворота.
Промежуточные опорные элементы 22 подвешены с возможностью поворота к опорным элементам 23 посредством поворотных подвесных элементов 50, и опорные элементы 23 опираются на верхнюю поверхность полки 6 стапеля и верхнюю поверхность нижней рамы 3 стапеля посредством поворотных принимающих элементов 40. Таким образом, каждое опорное средство 2 представляет собой конструкцию типа качалки-балансира.
Как описано выше, полка 6 стапеля или нижняя рама 3 стапеля, промежуточные опорные элементы 22 и опорный элемент 23 расположены, перекрывая друг друга, и направление, в котором проходят полка 6 стапеля или нижняя рама 3 стапеля и промежуточные опорные элементы 22, пересекает направление, в котором проходит опорный элемент 23. Таким образом, нагрузка от сборочного стапеля 1 и установленного на нем основного крыла 30 приложена распределенным образом к колесам 21, находящимся под обоими концами промежуточных опорных элементов 22.
Кроме того, опорные средства 2 выполнены так, что образуют конструкции типа качалки-балансира посредством промежуточных опорных элементов 22, опорных элементов 23, поворотных принимающих элементов 40 и поворотных подвесных элементов 50. Это позволяет устранить наклон в тех направлениях, в которых проходят промежуточные опорные элементы 22 и опорные элементы 23.
Как было описано выше, сборочный стапель 1 для использования при сборке крупногабаритных конструкций, например основного крыла 30 летательного аппарата, в соответствии с настоящим вариантом осуществления имеет следующие эффекты.
Опорные средства 2 расположены на трех участках, которые находятся соответственно под двумя концами полки 6 стапеля и под нижней рамой 3 стапеля, причем полка 6 стапеля установлена перпендикулярно направлению, в котором проходит нижняя рама 3 стапеля, расположенная под внешним краем основного крыла (крупногабаритной конструкции) 30, и параллельно поверхности 11 площадки. При этом опорные средства 2, находящиеся на трех участках, расположены так, что образуют на виде сверху по существу треугольник. Поскольку сборочный стапель 1 может указанным образом опираться на три точки, даже при изменении состояния поверхности 11 площадки вследствие перепадов температуры, приливов и отливов, оседания площадки и других подобных явлений, жесткость сборочного стапеля 1 позволяет по-прежнему удерживать на нем основное крыло 30. Это позволяет сохранять точность формы и геометрии собираемого основного крыла 30 в процессе сборки независимо от изменений состояния поверхности 11 площадки.
Кроме того, поскольку в этом случае на основное крыло 30 не воздействуют изменения состояния поверхности 11 площадки, отпадает потребность в регулировании высоты сборочного стапеля 1 во время его периодических осмотров.
Каждое опорное средство 2 содержит опорный элемент 23, расположенный так, что его по существу центральный участок в направлении, в котором проходит опорный элемент 23, опирается на поворотный принимающий элемент (поворотный элемент) 40 и опорный элемент 23 проходит перпендикулярно направлению, в котором проходит полка 6 стапеля или нижняя рама 3 стапеля. За счет того, что опорный элемент 23 и полка 6 стапеля или нижняя рама 3 стапеля расположены, перекрывая друг друга, и направление, в котором проходит опорный элемент 23, пересекает направление, в котором проходит полка 6 стапеля или нижняя рама 3 стапеля, удается распределить нагрузку сборочного стапеля 1 и установленного на нем основного крыла 30 и уменьшить концентрацию нагрузки на поверхности 11 площадки. Кроме того, под каждым из двух концов опорного элемента 23 расположен один (или множество) промежуточный опорный элемент 22 таким образом, что по существу центральный участок промежуточного опорного элемента 22 в направлении, в котором проходит промежуточный опорный элемент 22, поддерживается поворотным подвесным элементом (поворотным элементом) 50, и каждый промежуточный опорный элемент 22 установлен в направлении, пересекающем направление, в котором проходит опорный элемент 23, и под двумя концами каждого промежуточного опорного элемента 22 предусмотрены колеса (ножки) 21. Таким образом, каждое опорное средство 2 выполнено с возможностью поворота подобно качалке-балансиру, тем самым устраняя наклон в тех направлениях, в которых проходят опорный элемент 23 и промежуточные опорные элементы 22, и сборочный стапель 1 может опираться на точечную опору. Соответственно точность формы и геометрии собираемого основного крыла 30 сохраняются и не подвержены влиянию изменений состояния поверхности 11 площадки, и устраняется потребность в армировании поверхности 11 площадки в пределах габаритов сборочного стапеля 1.
Кроме того, поскольку каждое опорное средство 2 поворачивается подобно качалке-балансиру, любые изменения в поверхности 11 площадки под сборочным стапелем 1, связанные с наличием в ней выступов и углублений, амортизируются.
Выполнение промежуточных опорных элементов 22 с возможностью поворота дополнительно позволяет распределить нагрузку от сборочного стапеля 1 и установленного на нем основного крыла 30.
Опорные элементы 23 установлены на верхней поверхности полки 6 стапеля или нижней рамы 3 стапеля. Это дает возможность переместить вниз центр тяжести сборочного стапеля 1 и поддерживать сборочный стапель 1 в более низком положении. Благодаря этому достигается большая устойчивость сборочного стапеля 1.
В качестве ножек, соприкасающихся с поверхностью 11 площадки, использованы колеса 21, выполненные с возможностью качения по поверхности 11 площадки. Это позволяет перемещать сборочный стапель 1. Таким образом, местоположение сборочного стапеля 1 на предприятии может быть изменено в соответствии с вариациями в процессе производства основного крыла 30.
Кроме того, каждое опорное средство 2 представляет собой конструкцию типа качалки-балансира, и поэтому при перемещении сборочного стапеля 1, даже если колесо 21 наталкивается на препятствие и другой подобный элемент на поверхности 11 площадки, изменения положения центра тяжести сборочного стапеля 1 могут быть минимизированы. Соответственно достигается устойчивость сборочного стапеля 1 при перемещении.
Следует отметить, что, хотя в описании настоящего варианта осуществления в качестве крупногабаритной конструкции рассматривалось основное крыло 30 летательного аппарата, настоящее изобретение этим не ограничивается, и крупногабаритная конструкция может также представлять собой хвост или фюзеляж летательного аппарата, лопасть вертолета или лопасть ветроэнергетической установки.
Кроме того, хотя в описании настоящего изобретения было принято, что полная длина сборочного стапеля 1 составляет приблизительно 17 м и общая масса сборочного стапеля 1 и основного крыла 30 составляет приблизительно 24-25 т, полная длина сборочного стапеля 1 может также составлять приблизительно 5-20 м в зависимости от полной длины собираемой крупногабаритной конструкции, и общая масса сборочного стапеля 1 и крупногабаритной конструкции может также составлять приблизительно 6-30 т.
Второй вариант осуществления
Сборочный стапель для использования при сборке крупногабаритных конструкций согласно данному варианту осуществления отличается от сборочного стапеля по первому варианту осуществления тем, что промежуточные опорные элементы расположены множеством ярусов, хотя в остальном сборочный стапель по данному варианту осуществления не отличается от сборочного стапеля по первому варианту осуществления. Соответственно описания аналогичных компонентов опущены.
На каждом из двух концов каждого опорного элемента предусмотрено множество промежуточных опорных элементов таким образом, что по существу центральные участки каждого из промежуточных опорных элементов в направлении, в котором проходят указанные промежуточные опорные элементы, поддерживаются соответствующими поворотными подвесными элементами (поворотные элементы). Предусмотрено множество (более чем один) ярусов промежуточных опорных элементов, каждый из которых проходит перпендикулярно направлению, в котором проходит опорный элемент или промежуточный опорный элемент, расположенный выше.
Как описано выше, сборочный стапель для использования при сборке крупногабаритных конструкций, например основного крыла летательного аппарата, согласно настоящему варианту осуществления имеет следующие эффекты.
Под каждым из двух концов опорных элементов предусмотрено множество (более чем один) ярус промежуточных опорных элементов так, что их по существу центральные участки в направлениях, в которых проходят указанные промежуточные опорные элементы, поддерживаются соответствующими поворотными подвесными элементами (поворотными элементами) так, что каждый промежуточный опорный элемент установлен перпендикулярно направлению, в котором проходит соответствующий опорный элемент или промежуточный опорный элемент, расположенный выше. Обеспечение множества ярусов промежуточных опорных элементов с возможностью поворота позволяет дополнительно распределить нагрузку от сборочного стапеля и установленного на нем основного крыла (крупногабаритной конструкции), по сравнению с первым вариантом осуществления.
Список ссылочных обозначений
1 Сборочный стапель
2 Опорное средство
3 Нижняя рама стапеля
4 Верхняя рама стапеля
5 Соединительная рама
6 Полка стапеля
11 Поверхность площадки
30 Крупногабаритная конструкция (основное крыло)