CN102581534A - 弹簧助压式双割炬切割固定装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的是弹簧助压式双割炬切割固定装置及其使用方法，非常适合球形罐体瓣片坡口的切割，可同时对两个坡口面进行一次坡口成型切割。本固定装置包括横向调节杆、割炬固定套和支撑导轮，横向调节杆与弧缝切割调节机构连接，割炬固定套安装在割炬定位机构上，支撑导轮安装在支撑导轮安装机构中；弧缝切割调节机构通过螺栓固定在弹簧助压机构上，割炬定位机构和支撑导轮安装机构安装在弹簧助压机构的下部。使用定位割炬切割上坡口角度β1；使用可移动割炬固定套中的可调节割炬切割下坡口角度β2，其定位割炬和可调节割炬同时切割，在球壳板上形成X形切割线。本装置因弹簧助压的作用，随着所切割板材形状的变化，支撑导轮和所切球壳钢板始终接触。

Description

弹簧助压式双割炬切割固定装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及电气焊切割固定装置，特别是弹簧助压式双割炬切割固定装置及其使用方法，非常适合球形罐体瓣片坡口的切割，可同时对两个坡口面进行一次坡口成型切割。

背景技术

钢制球形储罐是储存各种气体、液化气体和液体的A3级压力容器，与相同容积的其他储存容器相比，具有表面积小、重量轻、受力均匀、占地面积小、建造方便、节省费用等优点。但对于球壳板的切割，国内的生产单位绝大部分还停留在单割炬切割的技术水平上。单割炬切割技术对球壳板X坡口的切割最大的缺点就是切割效率低下。单割炬安装在割炬夹持器内，单割炬外圆上垂直安装有一排模数为0.8的齿条与夹持器内的齿轮咬合，割炬可以上下移动，割炬夹持器套装在横向调节杆的端部，用螺栓把割炬夹持器拧固在横向调节杆上，拧松螺栓，可以调节单割炬的径向角度。

使用方法和工作过程：把单割炬夹持器调整到合适的角度，使割炬的切割嘴对准切割线，开动半自动磁轮小车切割上坡口。在切割完毕的上坡口上用样板划斜长线，切割下坡口时，再次把单割炬夹持器调整到合适的角度，拧动半自动磁轮小车横向调节手柄，使横向调节杆横向移动，拧动单割炬夹持器上的齿轮手柄使单割炬向下移动，使切割嘴对准用样板所划斜长线。开动半自动磁轮小车对所划斜长线进行切割来得到下坡口角度和斜长尺寸。用同一个轨迹先后对一条边的两个坡口面进行切割,两个坡口的角度先后校对两次,一个球壳瓣片有4条边,角度校对繁琐,工作量大,切割完成后,各条边角度偏差都不一样,所切上下两坡口的斜边中心发生的偏移量较大而直接影响装配和焊接质量。

关于双割炬切割装置，仅在焊接期刊、1983年第12期发表的名为“球壳瓣片坡口切割的新工艺及其生产应用”中提及“滑块式重力浮动头的双割炬切割装置”，对于其结构叙述不详。

经调查表明，国内展示的装置多为采用“四连杆式重力浮动头的双割炬切割装置”，另外还有“滑块式重力浮动头的双割炬切割装置”。它们的原理都是运用了重力点在铅垂线下方的原理,靠自身重量下坠,割炬夹持装置为浮动结构,最下端的仿形滚轮与铁板接触,以确保切割嘴与铁板切割表面的距离保持不变。实际操作中会出现一些缺陷： 

1、四连杆切割装置结构节点多、刚性差。当车间吊车在切割工位附近放置重物产生振动,或导轨和球壳板上所画的样板线产生偏差时，需调节半自动磁轮小车的横向调节杆。四连杆结构抖动较大会使切割工件表面出现深纹或反浆等现象,切割完成后需用电焊焊补，严重影响到工件的表面质量,使下一工序的工件表面磨销量增大。2、在切割极边板横截面弧、环缝时，由于割炬固定装置的轴线与半自动磁轮小车横向调节杆需调整到一定的夹角,此时割炬固定装置的重力点不是垂直下坠，切割嘴与钢板之间距离不稳定。所切割上下两个坡口的斜边中心发生偏移而直接影响装配和焊接质量。3、两割嘴与所切上下两个坡口的角度、斜边数值不好调整，调整过程较繁琐,精度较差。

滑块式重力浮动头的双割炬切割装置从论文描述中可知具有下述特点：此装置刚性较好,但滑道较长,滑块在滑板滑道槽内滑动，摩擦阻力大,滑块重量大,用重力来克服摩擦阻力，结构笨重。间隙较小时,摩擦阻力大,间隙较大时同样会出现四连杆切割装置的问题。另外,此装置的正面和上部杂物易进入,造成割嘴与钢板之间距离不稳定。对于所切x坡口的角度、斜边数值调整方法等没有明确的论述。

发明内容

本发明的目的是提供弹簧助压式双割炬切割固定装置及其使用方法，克服现有装置结构笨重、滑块重量大、摩擦阻力大，割炬与钢板之间的距离不稳定的缺陷。简化结构、保证割炬与钢板之间的距离，提高球壳板的切割质量，简化切割工序，提供对球壳板的切割方法。

本发明的技术方案是：

弹簧助压式双割炬切割固定装置包括横向调节杆、割炬固定套和支撑导轮，本装置还包括弧缝切割调节机构、弹簧助压机构、割炬定位机构和支撑导轮安装机构，横向调节杆与弧缝切割调节机构连接，割炬固定套安装在割炬定位机构上，支撑导轮安装在支撑导轮安装机构中；弧缝切割调节机构通过螺栓固定在弹簧助压机构上，割炬定位机构和支撑导轮安装机构安装在弹簧助压机构的下部。

使用弹簧助压式双割炬切割固定装置切割球壳板的方法：

a、在球壳板上划切割线；

b、以切割线上S点和导轨靠模之间的距离Y划出定轨线：使导轨上的导轨靠模与切割线的距离都等于Y，并使切割线与定轨线平行；

c、首先将定位割炬安装在割炬套定位板上的割炬固定套中，使用定位割炬切割上坡口角度β1；

d 、使用可移动割炬固定套中的可调节割炬切割下坡口角度β2，其定位割炬和可调节割炬同时切割，在球壳板上形成X形切割线。

本发明具有以下显著的效果，本装置因弹簧助压的作用,随着所切割板材形状的变化,支撑导轮和所切球壳钢板始终接触。切割时,割炬与钢板间的距离保持不变。用同一个切割轨迹可同时对两个坡口面进行一次坡口成型切割,切割效率是单割炬切割的一倍。由于两个坡口面同时切割，坡口中心偏移公差小,达到JB1127-80,≤±1.5㎜的标准，坡口表面粗糙度Ra小于或等于25μm。切割角度偏差达到JB1127-80≤±2.5°的标准。本装置还具备下述特点：

1、由于导杆与滑动板之间装有轴承，其结构刚性强，滑动板上下浮动时磨擦阻力小, 当本切割固定装置在调节横杆上作横向调节时，防颤性能好。

2、由于采用弹簧助压的结构,装置结构轻巧,支撑导轮在任何情况下均能紧贴钢板滚动，使割炬与钢板的表面距离始终保持不变。

3、割炬定位机构的可移动割炬固定套的径向角度以及对另一割炬固定套的横向距离均能够调节，在预切割前调整上下坡口角度和斜边尺寸,能够做到快速精准。且整个球罐球壳板几十个瓣片的坡口角度和斜长一次性调节固定后不再做调整，直到整个球罐切割结束，节省了大量切割准备时间，大大提高了切割效率，缩短了施工工期。同进减少了下一工序的工作量，保证了施工质量。使用本装置切割球壳板的方法方便、实用。

4、本装置的支撑导轮采用耐热材料钨钢制成,无需压缩空气降温,工作情况良好。

附图说明

图1是本发明结构示意图的前视图。

图2是本发明结构示意图的后视图。

图3是本发明弧缝切割调节机构的主视图。

图4是图3中A－A向的结构示意图。

图5是弹簧助压机构中导杆的主视图。

图6是图5中A－A向的剖示图。

图7是弹簧助压机构中滑动板的主视图。

图8是图7的左视图。

图9是图7的俯视图。

图10是割炬定位机构的主视图。

图11是割炬定位机构的俯视图。

图12是支撑导轮安装机构的主视图。

图13是图12中A－A向的剖示图。

图14是本发明的切割使用原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步的详述。

参见图1和图2，弹簧助压式双割炬切割固定装置包括横向调节杆1、割炬固定套和支撑导轮24，本装置还包括弧缝切割调节机构、弹簧助压机构、割炬定位机构和支撑导轮安装机构，横向调节杆1与弧缝切割调节机构连接，割炬固定套安装在割炬定位机构上，支撑导轮24安装在支撑导轮安装机构中；弧缝切割调节机构通过螺栓固定在弹簧助压机构上，割炬定位机构和支撑导轮安装机构安装在弹簧助压机构的下部。参见图3和图4，弧缝切割调节机构包括角度调节板4和固定外套3，角度调节板4是扇形板，扇形面上设有弧形槽和竖槽，竖槽设在弧形槽的下方；固定外套3焊接在角度调节板4竖槽的下方。横向调节杆1一端焊接固定内套2，固定内套2的外圆设有凹槽；所述固定外套3上设有螺栓孔与固定内套2外圆上的凹槽对应，固定内套2安装在固定外套3的内圆中，由螺栓固定。参见图5和图6、图7，弹簧助压机构包括导杆5、顶板12、滑动板13、弹簧10、弹簧固定杆9和定位连接柄11，导杆5插装在滑动板13中，顶板12由螺栓固定在滑动板13的顶部；弹簧固定杆9外安装弹簧10，弹簧固定杆9的顶端连接定位连接柄11和紧固螺帽，其底端与顶板12和螺帽通过螺纹连接，由螺帽固定。参见图7、图8和图9，导杆5的上部设有滑动槽，其下部装有固定轴6，在固定轴6的两端安装轴承7和卡簧，固定轴6由顶丝8调节固定；在导杆5下部的杆体上还设有弧缝切割调节机构连接孔，通过螺丝将弧缝切割调节机构固定在导杆5的下部；定位连接柄11一端设有螺纹，另一端是角铁，角铁上设有连接孔，将弹簧固定杆9穿套其中；导杆5上部的滑动槽中穿套定位连接柄11并通过蝶形螺母26连接。如此将弹簧固定杆9与导杆5连接在一起，见图2。滑动板13是个设有内轨道和轴向通槽的块状体，下部后背板设有固定螺栓孔，其后背板的中部设有螺栓孔，安装设有提柄的提手螺杆14以及螺丝座15。滑动板13下部后背板的两个固定螺栓孔用来固定割炬定位机构和支撑导轮安装机构以及垫板17。参见图10和图11，割炬定位机构包括割炬套定位板16、垫板17和可移动割炬固定器18，割炬套定位板16一端设有定位割炬安装孔、中部设有割炬套定位板固定孔，另一端设有割炬位置调节槽；在定位割炬安装孔中安装割炬固定套，割炬固定套中安装定位割炬，在割炬位置调节槽中安装可移动割炬固定器18。在割炬套定位板固定孔中装入螺栓并连接垫板17，通过螺栓将割炬套定位板16固定在滑动板13的后背板下部。可移动割炬固定器18包括可移动割炬固定套、径向角度调节扁套19和横向顶丝20，径向角度调节扁套19安装在割炬套定位板16的割炬位置调节槽中，可移动割炬固定套安装在径向角度调节扁套19中，径向角度调节扁套19侧面设有紧固螺丝。调节完可移动割炬固定套的径向角度后用紧固螺丝紧固，通过割炬套定位板16上的横向顶丝20调节可移动割炬固定器18的横向位置，参见图12和图13，支撑导轮安装机构包括直角板21、轮座22和轮轴23，直角板21上设有轮座固定槽和直角板固定螺栓孔，轮座22通过螺栓固定在轮座固定槽中；轮轴23上设有限位台阶，轮座22的下端设有轮轴23的安装孔，通过螺栓将轮轴23、支撑导轮24和平垫25固定在轮座22上；直角板21通过螺栓固定在滑动板13后背板的下部，位于割炬定位机构的后面。参见图14，支撑导轮24的制造材质是钨钢，耐热，无需压缩空气降温。

参见图14，使用弹簧助压式双割炬切割固定装置切割球壳板的方法：

a、在球壳板上划切割线；

b、以切割线上S点和导轨靠模30之间的距离Y划出定轨线：使导轨29上的导轨靠模30与切割线的距离都等于Y，并使切割线与定轨线平行；

c、首先将定位割炬安装在割炬套定位板16上的割炬固定套中，使用定位割炬切割上坡口角度β1；

d 、使用可移动割炬固定套中的可调节割炬切割下坡口角度β2，其定位割炬和可调节割炬同时切割，在球壳板上形成X形切割线。

其具体的使用方法和工作过程如下：

首先将可移动割炬和定位割炬安装就位。

在球壳板上划切割线，再以切割线上S点和导轨靠模30之间的距离Y来划定轨线，使切割线和定轨线平行。安装导轨29时,使导轨29上的导轨靠模30与切割线的距离都等于Y，把半自动磁轮小车28放到导轨29上，使导轨靠模30卡入两磁轮之间。使安装在滑动板13下端的支撑导轮24与钢板表面接触。下压定位连接柄11、给弹簧10一定的压力，拧紧碟型螺母26。先调整好切割上坡口角度β1的定位割炬，由割炬套定位板16上的螺栓紧固固定，再调整好切割下坡口角度β2的可调节割炬的角度后，拧紧径向角度调节扁套19上的紧固螺丝。然后调整装在割炬套定位板16侧壁上的横向顶丝20，使径向角度调节扁套19横向移动来得到上下坡口斜边尺寸X。用螺栓把可移动割炬固定套、径向角度调节扁套19和割炬套定位板16紧固在一起。然后在切割线试验性划切球壳板，检查两割炬的切割角度、斜边尺寸,是否正确,。达到要求后转动半自动磁轮小车28上的调节手柄27，使本切割固定装置横向移动。使两个割炬的风线对准切割线。开动半自动磁轮小车28，在自身重力和弹簧助压机构的助压下,随球壳板的高低变化,在滑动板13滑道内的轴承7上下浮动,支撑导轮24与钢板表面始终接触, 从而使两个割炬与钢板距离始终保持不变。

Claims (11)

1.弹簧助压式双割炬切割固定装置，包括横向调节杆（1）、割炬固定套和支撑导轮（24），其特征是，本装置还包括弧缝切割调节机构、弹簧助压机构、割炬定位机构和支撑导轮安装机构，横向调节杆（1）与弧缝切割调节机构连接，割炬固定套安装在割炬定位机构上，支撑导轮（24）安装在支撑导轮安装机构中；弧缝切割调节机构通过螺栓固定在弹簧助压机构上，割炬定位机构和支撑导轮安装机构安装在弹簧助压机构的下部。

2.根据权利要求1所述的弹簧助压式双割炬切割固定装置，其特征是，所述弧缝切割调节机构包括角度调节板（4）和固定外套（3），角度调节板（4）是扇形板，扇形面上设有弧形槽和竖槽，竖槽设在弧形槽的下方；固定外套（3）焊接在角度调节板（4）竖槽的下方。

3.根据权利要求2所述的弹簧助压式双割炬切割固定装置，其特征是，所述横向调节杆（1）一端焊接固定内套（2），固定内套（2）的外圆上设有凹槽；所述固定外套（3）上设有螺栓孔与固定内套（2）外圆上的凹槽对应，固定内套（2）安装在固定外套（3）的内圆中，由螺栓固定。

4.根据权利要求1所述的弹簧助压式双割炬切割固定装置，其特征是，所述弹簧助压机构包括导杆（5）、顶板（12）、滑动板（13）、弹簧（10）、弹簧固定杆（9）和定位连接柄（11），导杆（5）插装在滑动板（13）中，顶板（12）由螺栓固定在滑动板（13）的顶部；弹簧固定杆（9）外安装弹簧（10），弹簧固定杆（9）的顶端连接定位连接柄（11）和紧固螺帽，其底端与顶板（12）和螺帽通过螺纹连接，由螺帽固定。

5.根据权利要求4所述的弹簧助压式双割炬切割固定装置，其特征是，所述导杆（5）的上部设有滑动槽，其下部装有固定轴（6），在固定轴（6）的两端安装轴承（7）和卡簧，固定轴（6）由顶丝（8）调节和固定；在导杆（5）下部的杆体上还设有弧缝切割调节机构连接孔，通过螺丝将弧缝切割调节机构固定在导杆（5）的下部；定位连接柄（11）一端设有螺纹，另一端是角铁，角铁上设有连接孔，将弹簧固定杆（9）穿套其中；导杆（5）上部的滑动槽中穿套定位连接柄（11）并通过蝶形螺母（26）连接。

6.根据权利要求4所述的弹簧助压式双割炬切割固定装置，其特征是，所述滑动板（13）是个设有内轨道和轴向通槽的块状体，下部后背板设有固定螺栓孔，其后背板的中部设有螺栓孔，安装设有提柄的提手螺杆（14）以及螺丝座（15）。

7.根据权利要求1所述的弹簧助压式双割炬切割固定装置，其特征是，所述割炬定位机构包括割炬套定位板（16）、垫板（17）和可移动割炬固定器（18），割炬套定位板（16）一端设有定位割炬安装孔、中部设有割炬套定位板固定孔，另一端设有割炬位置调节槽；在定位割炬安装孔中安装割炬固定套，在割炬位置调节槽中安装可移动割炬固定器（18）；在割炬套定位板固定孔中装入螺栓并连接垫板（17），通过螺栓将割炬套定位板（16）固定在滑动板（13）的后背板下部。

8.根据权利要求7所述的弹簧助压式双割炬切割固定装置，其特征是，所述可移动割炬固定器（18）包括可移动割炬固定套、径向角度调节扁套（19）和横向顶丝（20），径向角度调节扁套（19）安装在割炬套定位板（16）的割炬位置调节槽中，可移动割炬固定套安装在径向角度调节扁套（19）中，径向角度调节扁套（19）侧面设有紧固螺丝。

9.根据权利要求1所述的弹簧助压式双割炬切割固定装置，其特征是，所述支撑导轮安装机构包括直角板（21）、轮座（22）和轮轴（23），直角板（21）上设有轮座固定槽和直角板固定螺栓孔，轮座（22）通过螺栓固定在轮座固定槽中；轮轴（23）上设有限位台阶，轮座（22）的下端设有轮轴（23）的安装孔，通过螺栓将轮轴（23）、支撑导轮（24）和平垫（25）固定在轮座（22）上；直角板（21）通过螺栓固定在滑动板（13）后背板的下部，位于割炬定位机构的后面。

10.根据权利要求1或9所述的弹簧助压式双割炬切割固定装置，其特征是，所述支撑导轮（24）的制造材质是钨钢。

11.使用如权利要求1所述弹簧助压式双割炬切割固定装置切割球壳板的方法，其特征是：

a、在球壳板上划切割线；

b、以切割线上S点和导轨靠模（30）之间的距离Y划出定轨线：使导轨（29）上的导轨靠模（30）与切割线的距离都等于Y，并使切割线与定轨线平行；

c、首先将定位割炬安装在割炬套定位板（16）上的割炬固定套中，使用定位割炬切割上坡口角度β1；

d 、使用可移动割炬固定套中的可调节割炬切割下坡口角度β2，其定位割炬和可调节割炬同时切割，在球壳板上形成X形切割线。

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