CN102773637A - 自动焊机焊炬角摆机构 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种钢件特别是钢质管道自动焊机用的自动焊机焊炬角摆机构。它由动力驱动单元，角摆单元组成，动力驱动单元与角摆单元连接。动力驱动单元的直流减速电机(1)由平键(2)与圆锥齿轮(3)连接，置于齿轮箱体(4)内的大圆锥齿轮(3)与小圆锥齿轮(5)啮合；角摆单元的角摆轴(8)与小圆锥齿轮(5)固连，角摆轴(8)的小端头由轴承(7)安装在齿轮箱体(4)上后由轴承压盖(6)盖封，角摆轴(8)的下部由齿轮箱盖(9)盖封，角摆轴(8)的另一端由轴用挡圈(10)和铜套(11)定位在齿轮箱体(4)上，并由锁紧扳把(13)与焊枪(12)连接。本发明能有效避免焊接过程中产生的未溶缺欠、焊接合格率高。

Description

自动焊机焊炬角摆机构
技术领域
本发明是一种钢件特别是钢质管道自动焊机用的自动焊机焊炬角摆机构。涉及焊接和管道系统技术领域。
背景技术
随着我国天然气工业的快速发展，油气输送管道也正想着高钢级、大口径方向发展，自动焊接技术也逐渐成为长输管道焊接的主要发展趋势。
焊炬角摆机构是自保护药芯自动焊机的核心组成部分，而自保护药芯自动焊机是管道施工过程中，实现管道焊接的一种专用设备。
目前国内外施工的管道自动焊接机多采用焊炬直摆机构，直摆机构可以实现焊枪沿着钢管轴线方向，根据焊接工艺的要求实现管口的焊接。但近些年来，尤其是随着国家重点工程西气东输二线工程的建设，焊接工艺方法等到了优化，由以往的普通V型坡口形式改为了现在的窄间隙10°，30°的复合坡口形式，由于坡口变窄，传动的直摆机构在焊接过程中往往造成局部的未溶缺欠。
发明内容
本发明的目的是发明一种能够有效避免焊接过程中产生的未溶缺欠、显著提高焊接合格率的自动焊机焊炬角摆机构。
本发明是一种进行管道外部自动焊接专用设备的核心部件，主要由动力驱动单元，角摆单元组成，动力驱动单元与角摆单元连接，驱动角摆单元摆动。
所述动力驱动单元的结构见图1，主要由直流减速电机1、平健2、大圆锥齿轮3、齿轮箱体4以及小圆锥齿轮5组成，直流减速电机1通过平键2与圆锥齿轮3连接，大圆锥齿轮3与小圆锥齿轮5啮合；大圆锥齿轮3与小圆锥齿轮5置于齿轮箱体4内；电机通过平键2带动大圆锥齿轮3旋转，圆锥齿轮3与小圆锥齿轮5组成空间的一组轮系；齿轮箱体4对这组轮系起到支撑和固定作用；
所述角摆单元的结构见图1，它主要由轴承压盖6、轴承7、角摆轴8、齿轮箱盖9、轴用挡圈10、铜套11、焊枪12、锁紧扳把13等零件组成；与小圆锥齿轮5由螺钉固连的角摆轴8的小端头由轴承7安装在齿轮箱体4上后由轴承压盖6盖封，角摆轴8的下部由齿轮箱盖9盖封，角摆轴8的的另一端由轴用挡圈10和铜套11定为在齿轮箱体4上；角摆轴8经铜套11后由锁紧扳把13与焊枪12连接。
其中：
大圆锥齿轮3的形状见图2，它是一个长基准轴的锥齿轮；
齿轮箱体4的形状见图3，它是在矩形箱体上开有“十”字形孔，一面有安装大圆锥齿轮3的孔，相对面有齿轮箱盖9盖封的口，与大圆锥齿轮3的孔相邻两面有安装角摆轴8的孔；
小圆锥齿轮5的形状见图4，它是一个短基准轴的锥齿轮，且在基准轴上有孔；
轴承压盖6的形状见图5，它是一周边有多个固定孔的圆板；
角摆轴8的形状见图6和图7，它是一阶梯轴，直径由一端大依次阶梯到小的另一端，在大端的最外有矩形孔和圆孔相贯通安装锁紧扳把13的孔，在此孔往里有与其相垂直的安装焊枪12的贯通圆孔，且安装焊枪12的贯通圆孔与安装锁紧扳把13的矩形孔相交，使锁紧扳把13能与焊枪12接触；
齿轮箱盖9的形状见图8，是四角有固定孔的矩形板；
铜套11的形状见图9，它是一短管；
锁紧扳把13为市销产品。
经过动力驱动单元的传递，直流减速电机1产生的扭矩通过圆锥齿轮5输送到了角摆轴8上，在角摆轴8的小端直径上安装有轴承7，轴承7国定在齿轮箱体4上，通过轴承压盖6的压紧，轴承7实现了沿角摆轴8的轴向定位。齿轮箱盖9用来封闭齿轮箱体4，在需要加注润滑油脂和检修时可以拆除齿轮箱盖9。在角摆轴8上安装有轴用挡圈10，轴用挡圈10可以起到防止角摆轴8的定位作用，不会产生沿轴向方向的位移，铜套12固定在角摆轴8的另一端，焊枪12通过锁紧扳把13与角摆轴8联接，根据焊接工艺的要求通过控制直流减速电机1的正反转旋转就可以使焊枪12获得需要角摆的角度和摆动频率。
“焊炬角摆机构”被用于管道自动焊接设备上，可以取代原有的焊炬直摆机构，是一种针对直摆方式所存在的弊端推出的新型焊枪摆动方式，这种方式在焊接施工过程中发挥了重要作用，可以实现在焊接过程中焊丝沿着待焊的管口模拟出人工焊接的手法均匀摆动，可以有效的避免焊接过程中产生的未溶缺欠，大幅的提高了焊接的合格率，提高了焊接效率，有效的降低了管道施工成本。
附图说明
图1焊炬角摆机构主视图
图2大圆锥齿轮正视图
图3齿轮箱体正视图
图4小圆锥齿轮正视图
图5轴承压盖正视图
图6角摆轴正视图
图7角摆轴剖俯视图
图8齿轮箱盖正视图
图9铜套正视图
其中1-直流减速电机        2-平键
3-大圆锥齿轮              4-齿轮箱体
5-小圆锥齿轮              6-轴承压盖
7-轴承                    8-角摆轴
9-齿轮箱盖                10-轴用挡圈
11-铜套                   12-焊炬
13-锁紧搬把
具体实施方式
实施例.以φ1016mm管道所需自保护药芯自动焊机的“焊炬角摆机构”为例，其结构如图1所示。它主要由动力驱动单元，角摆单元组成，动力驱动单元与角摆单元连接，驱动角摆单元摆动。
所述动力驱动单元的结构见图1，主要由直流减速电机1、平健2、大圆锥齿轮3、齿轮箱体4以及小圆锥齿轮5组成，直流减速电机1通过平键2与圆锥齿轮3连接，大圆锥齿轮3与小圆锥齿轮5啮合；大圆锥齿轮3与小圆锥齿轮5置于齿轮箱体4内；电机通过平键2带动大圆锥齿轮3旋转，圆锥齿轮3与小圆锥齿轮5组成空间的一组轮系；齿轮箱体4对这组轮系起到支撑和固定作用；
所述角摆单元的结构见图1，它主要由轴承压盖6、轴承7、角摆轴8、齿轮箱盖9、轴用挡圈10、铜套11、焊枪12、锁紧扳把13等零件组成；与小圆锥齿轮5由螺钉固连的角摆轴8的小端头由轴承7安装在齿轮箱体4上后由轴承压盖6盖封，角摆轴8的下部由齿轮箱盖9盖封，角摆轴8的的另一端由轴用挡圈10和铜套11定为在齿轮箱体4上；角摆轴8经铜套11后由锁紧扳把13与焊枪12连接。
其中：
直流减速电机1选用24V直流电机，转速1500转/分钟，减速电机自带1∶5行星减速机构；
直流减速电机通过平键2与大圆锥齿轮3连接，大圆锥齿轮3与齿轮5为一组模数相同，齿数相同的齿轮组，模数m＝1，齿数Z＝20；
齿轮箱体4通过4个M6X30内六角螺钉与直流减速电机1联接；
角摆轴8一端通过轴承7固定在齿轮箱体4的一端内孔中，另一端通过铜套11固定在齿轮箱体9另一端内孔中；在大端的最外有矩形孔和圆孔相贯通安装锁紧扳把13的孔，在此孔往里有与其相垂直的安装焊枪12φ25mm的贯通圆孔，且安装焊枪12的贯通圆孔与安装锁紧扳把13的矩形孔相交，使锁紧扳把13能与焊枪12接触，需要时将焊枪12压紧；
轴承7为深沟球轴承，型号698，内孔8mm，外径19mm，厚度6mm；
轴承压盖6通过3个M3X8mm内六角螺钉固定在齿轮箱体4上，实现轴承7的定位；
小圆锥齿轮5固定在角摆轴8上，铜套11外径φ16mm，与齿轮箱体4内孔配合；
铜套11内孔直径φ12mm，与角摆轴8配合；轴用挡圈10安装在角摆轴8，防止轴向移动；
焊炬12通过所经搬把13的旋转夹紧在角摆轴8上φ25mm的内孔内；
锁紧扳把13选市销产品，。这样就可以通过电机的正反转控制来实现焊炬的角度摆动。
本例经试验，不但使用方便，而且大幅的提高了焊接的合格率，提高了焊接效率，有效的降低了管道施工成本。

Claims (7)

1.一种自动焊机焊炬角摆机构，其特征是它主要由动力驱动单元，角摆单元组成，动力驱动单元与角摆单元连接，驱动角摆单元摆动。
2.根据权利要求1所述的自动焊机焊炬角摆机构，其特征是所述动力驱动单元主要由直流减速电机(1)、平健(2)、大圆锥齿轮(3)、齿轮箱体(4)以及小圆锥齿轮(5)组成，直流减速电机(1)通过平键(2)与圆锥齿轮(3)连接，大圆锥齿轮(3)与小圆锥齿轮(5)啮合；大圆锥齿轮(3)与小圆锥齿轮(5)置于齿轮箱体(4)内。
3.根据权利要求1所述的自动焊机焊炬角摆机构，其特征是所述角摆单元主要由轴承压盖(6)、轴承(7)、角摆轴(8)、齿轮箱盖(9)、轴用挡圈(10)、铜套(11)、焊枪(12)、锁紧扳把(13)组成；与小圆锥齿轮(5)由螺钉固连的角摆轴(8)的小端头由轴承(7)安装在齿轮箱体(4)上后由轴承压盖(6)盖封，角摆轴(8)的下部由齿轮箱盖(9)盖封，角摆轴(8)的的另一端由轴用挡圈(10)和铜套(11)定为在齿轮箱体(4)上；角摆轴(8)经铜套(11)后由锁紧扳把(13)与焊枪(12)连接。
4.根据权利要求1所述的自动焊机焊炬角摆机构，其特征是所述大圆锥齿轮(3)的形状是一个长基准轴的锥齿轮；小圆锥齿轮(5)的形状是一个短基准轴的锥齿轮，且在基准轴上有孔。
5.根据权利要求1所述的自动焊机焊炬角摆机构，其特征是所述齿轮箱体(4)的形状是在矩形箱体上开有“十”字形孔，一面有安装大圆锥齿轮(3)的孔，相对面有齿轮箱盖(9)盖封的口，与大圆锥齿轮(3)的孔相邻两面有安装角摆轴(8)的孔。
6.根据权利要求1所述的自动焊机焊炬角摆机构，其特征是所述角摆轴(8)的形状是一阶梯轴，直径由一端大依次阶梯到小的另一端，在大端的最外有矩形孔和圆孔相贯通安装锁紧扳把(13)的孔，在此孔往里有与其相垂直安装焊枪(12)的贯通圆孔，且安装焊枪12的贯通圆孔与安装锁紧扳把13的矩形孔相交。
7.根据权利要求1所述的自动焊机焊炬角摆机构，其特征是所述轴承压盖(6)是一周边有多个固定孔的圆板；所述齿轮箱盖(9)是四角有固定孔的矩形板。
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