CN103071914B - 全液压驱动可重构数控摩擦叠焊机水下作业装置 - Google Patents

全液压驱动可重构数控摩擦叠焊机水下作业装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103071914B
CN103071914B CN201310009905.0A CN201310009905A CN103071914B CN 103071914 B CN103071914 B CN 103071914B CN 201310009905 A CN201310009905 A CN 201310009905A CN 103071914 B CN103071914 B CN 103071914B
Authority
CN
China
Prior art keywords
arc
plate
piston
frame
hoop
Prior art date
Application number
CN201310009905.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103071914A (zh
Inventor
陈永亮
刘谱
Original Assignee
天津大学
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 天津大学 filed Critical 天津大学
Priority to CN201310009905.0A priority Critical patent/CN103071914B/zh
Publication of CN103071914A publication Critical patent/CN103071914A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103071914B publication Critical patent/CN103071914B/zh

Links

Abstract

一种全液压驱动可重构数控摩擦叠焊机水下作业装置,包括:弧形机架和焊接机构,设置在弧形机架上面的支撑焊接机构分别沿弧形机架的轴向和环向移动的移动支架,分别设置在弧形机架两侧的用于固定被焊管件的夹紧机构。所述的弧形机架包括有两个结构相同且对称设置的弧形侧板和连接在两个弧形侧板内侧之间的支撑肋,所述的夹紧机构设置在两个弧形侧板的外侧,在所述的弧形侧板的上圆弧的边缘上沿弧向设置有用于与所述的移动支架相结合的端面齿盘,在弧形侧板的内侧安装有用于支撑移动支架沿弧形机架移动的环向移动滚轮轨道。本发明采用全液压驱动,可较好的适应水下作业的复杂环境。效率高,成本低,且工作范围大,操作方便。

Description

全液压驱动可重构数控摩擦叠焊机水下作业装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种数控摩擦叠焊机。特别是涉及一种用于海底管线与导管架的摩擦叠焊修复的全液压驱动可重构数控摩擦叠焊机水下作业装置。
背景技术
[0002] 当今世界海底资源得到各国的高度重视,海底资源的开采利用愈演愈烈。用于海底资源开采的设备的修复也相应的被重视起来。专利文献CN101244485和CN2010559382公开了一种水下摩擦叠焊设备。该设备主要包括位于水下的摩擦主轴头、水下操作机械手、自动刀库、换刀机构和水下遥控机器人,以及位于水上的液压动力系统,电控系统和数据采集系统。水下机器人通过滑动固定座固定在待修复裂纹附近,由机械手完成焊接。其中整个装置仅由单个滑动固定座固定,而焊接过程中主轴头部位受到较大的轴向力,使装置受力不均匀,对结构的刚度有较大的影响;另外由于被修复裂纹的形状可能不规则,而机械手的工作范围有限,就需要移动滑动固定座,给定位精度,焊接精度带来不利影响;而且机械手的设计、控制均比较复杂,不利于提高工作的可靠性和成本的节约。
[0003] 综上述,上述结构的局限性在于:结构布置不够合理,刚度易受影响,夹紧机构适应性差,控制复杂,不够经济。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题是,提供一种适用于海底管线与导管架的摩擦叠焊修复的全液压驱动可重构数控摩擦叠焊机水下作业装置。
[0005] 本发明所采用的技术方案是:一种全液压驱动可重构数控摩擦叠焊机水下作业装置,包括:弧形机架和焊接机构,设置在弧形机架上面的用于支撑焊接机构分别沿弧形机架的轴向和环向移动的移动支架,分别设置在弧形机架两侧的用于固定被焊管件的夹紧机构。
[0006] 所述的弧形机架包括有两个结构相同且对称设置的弧形侧板和连接在两个弧形侧板内侧之间的支撑肋,所述的夹紧机构设置在两个弧形侧板的外侧,在所述的弧形侧板的上圆弧的边缘上沿弧向设置有用于与所述的移动支架相结合的端面齿盘,在弧形侧板的内侧安装有用于支撑移动支架沿弧形机架移动的环向移动滚轮轨道。
[0007] 所述的移动支架包括有两个对称设置的侧板,所述的两个侧板的内侧之间沿弧形机架的轴向对称的设置有两条倒L型横梁,所述的两个L型横梁中的一个L型横梁的上水平面上设置有用于与所述的焊接机构相结合的轴向移动齿条,所述的两个L型横梁的上水平面上分别设置有与所述的轴向移动齿条相平行的用于支撑焊接机构沿弧形机架的轴向移动的轴向移动滚轮轨道,所述的侧板的外侧固定设置有水平支架,所述的水平支架上设置有环向移动马达,所述的环向移动马达的输出齿轮贯穿所述的水平支架与设置在弧形机架上的端面齿盘相啮合,所述的侧板的外侧还固定设置有用于沿弧形机架上的环向移动滚轮轨道滚动的环向移动滚轮,所述的水平支架上在环向移动马达的两侧还分别设置有环向锁紧液压缸,所述的环向锁紧液压缸的活塞杆贯穿水平支架。
[0008] 所述的焊接机构包括有设置在移动支架中的支撑框架,固定设置在支撑框架中且上、下贯穿支撑框架的上板和下板的主轴头,所述的支撑框架的上板上设置有轴向移动马达,所述的轴向移动马达的输出齿轮贯穿上板与设置在移动支架的L型横梁上的轴向移动齿条相啮合,所述的上板的四个端角上分别各设置一个横向锁紧液压缸,所述的横向锁紧液压缸活塞杆贯穿上板,所述的上板上还上、下贯穿的设置有用于沿设置在移动支架的L型横梁上的轴向移动滚轮轨道滚动的轴向移动滚轮。
[0009] 所述的主轴头包括有通过法兰盘固定在支撑框架上的缸筒,所述缸筒的筒壁上分别形成有第一油口和第二油口,所述的缸筒内设置有活塞,所述的活塞的下端贯穿缸筒的下端口,所述的活塞与缸筒的内周壁之间分别形成有与所述的第一油口连通的第一油室和与所述的第二油口相连通的第二油室,所述的活塞与缸筒的内周壁之间设置有密封圈,所述的活塞为上、下贯通的筒结构,并在液压的驱动下沿缸筒的轴向移动,所述活塞的下端口依次套有用于轴端密封的第一密封件和第二密封件,所述活塞的上端设置有用于引导活塞沿轴线移动并能防止活塞转动的导向杆,所述的导向杆的一端固定连接在缸筒端盖上,另一端插入到形成在活塞的活塞壁上的导向槽内,所述缸筒的顶端设置有主轴马达,所述主轴马达的输出轴贯穿缸筒端盖位于缸筒内,所述的活塞内通过轴承支撑的设置有主轴,所述主轴的上端通过花键联轴器与所述主轴马达的输出轴相连,所述主轴的下端贯穿第二密封件连接用于夹持塞棒的弹簧夹头。
[0010] 所述的花键联轴器包括有花键联轴器外筒、第一套筒和第二套筒,所述的花键联轴器外筒的内周壁上形成有花键,所述的第一套筒和第二套筒(54)的内周壁和外周壁上分别形成有花键,所述的第一套筒可移动的位于花键联轴器外筒的下端口内,第一套筒的内周与所述的主轴的上端部为过盈配合,所述的第二套筒位于花键联轴器外筒的上端口内并与该花键联轴器外筒为过盈配合,所述的第二套筒的内周与所述的主轴马达的输出轴为过盈配合。
[0011] 所述的第二套筒上端口的外周固定连接有转速传感器,所述的缸筒的内周壁上且位于活塞的上端固定设置有位移传感器。
[0012] 所述的夹紧机构包括有对称的设置在弧形侧板外侧面上的两个固定件,两端分别与所述的两个固定件相连的用于固定被焊管件的夹紧链条,所述的固定件上形成有上、下贯通的通孔,所述的夹紧链条的两端分别固定连接有具有外螺纹的连接螺杆,所述的连接螺杆贯穿固定件的通孔并通过螺母可调节的连接在固定件上。
[0013] 所述的弧形侧板的底部周边为倒V形结构。
[0014] 所述的夹紧机构包括有由分别位于被焊管件的两侧用于夹紧被焊管件的夹紧片和一体形成在夹紧片两侧上端的两个旋转臂构成的两个夹紧手爪,每一个夹紧手爪的两个旋转臂分别通过固定在两个弧形侧板外侧面上的旋转臂轴可旋转的连接在两个弧形侧板的外侧面上,所述的每一个旋转臂的端部都可旋转的连接一夹紧液压缸的活塞杆的端部,所述的夹紧液压缸通过固定设置在弧形侧板外侧面上的支撑轴可旋转的连接在弧形侧板的外侧面上。
[0015] 本发明的全液压驱动可重构数控摩擦叠焊机水下作业装置,采用全液压驱动和可重构设计,一方面可较好的适应水下作业的恶劣环境,另一方面可根据工作要求快速设计出所需产品,通过模块的重组或更换,以适应不同的被修复缺陷。本发明中主轴头部分密封可靠,即可实现高速转动又可实现轴向移动并输出较大的轴向力,转动由大流量液压马达驱动,轴向移动通过液压缸和花键联轴器实现;机架的固定通过链条实现,因为链条夹紧可以形成闭环,夹紧较为可靠;锁紧机构由对称布置的机械自锁式夹紧油缸实现,主轴头工作时锁紧,需要移动时通过液压压力松开,夹紧油缸内部有碟簧,可输出较大的力以实现锁紧,保证焊接过程顺利安全进行;横向移动机构和环向移动机构能实现主轴头部分的姿态调整,以便对形状复杂的裂缝实施焊接。横向移动由液压马达驱动齿轮齿条实现,结构简单可靠;环向移动由液压马达驱动齿轮、端面齿盘实现,结构紧凑,工作可靠。机架整体上采用对称结构,以保证其刚度和承载特性。本发明的有益效果在于:
[0016] I)采用可重构设计,效率高,成本低。
[0017] 2)采用全液压驱动,可较好的适应水下作业的复杂环境。
[0018] 3)整机布局基本上采用对称布置,通过两块横梁和四根拉杆来保证整机的刚度,且有较大的工作范围。横向移动由齿轮齿条实现,环向移动由端面齿盘实现,结构紧凑,工作可靠。锁紧机构由机械式自锁油缸实现,在调整好主轴头位置后,通过锁紧保证准确的工作位置。夹紧机构由链条和V形块实现,采用链式夹紧可以形成闭环,夹紧较为可靠,链条一端固定,另一端通过搬手挂钩的形式锁紧,操作也较为方便。
附图说明
[0019] 图1是本发明的整体结构示意图;
[0020] 图2是图1的俯视图;
[0021] 图3是图1的断面结构示意图;
[0022] 图4是焊接机构部分的结构示意图;
[0023] 图5是本发明第二实施例的结构示意图;
[0024] 图6是本发明的主轴头结构示意图。
[0025] 图中
[0026] 1:弧形机架 2:移动支架
[0027] 3:被焊管件 4:夹紧机构
[0028] 5:焊接机构 6:弧形侧板
[0029] 7:支撑肋 8:端面齿盘
[0030] 9:环向移动滚轮轨道 10:侧板
[0031] 11:L型横梁 12:轴向移动齿条
[0032] 13:轴向移动滚轮轨道 14:水平支架
[0033] 15:环向移动马达 16:环向锁紧液压缸
[0034] 17:支撑框架 18:上板
[0035] 19:下板 20:主轴头
[0036] 21:轴向移动马达 22:横向锁紧液压缸
[0037] 23:轴向移动滚轮 24:固定件
[0038] 25:夹紧链条 26:连接螺杆
[0039] 27:螺母 28:支撑轴
[0040] 29:夹紧液压缸 30:活塞杆
[0041] 31:夹紧片 32:旋转臂
[0042] 33:夹紧手爪 34:旋转臂轴
[0043] 35:环向移动滚轮 36:主轴
[0044] 37:主轴马达 38:花键联轴器
[0045] 39:缸筒 40:活塞
[0046] 41:第一油口 42:第二油口
[0047] 43:轴承 44:第二密封件
[0048] 45:第一油室 46:第二油室
[0049] 47:导向杆 48:塞棒
[0050] 49:弹簧夹头 50:转速传感器
[0051] 51:位移传感器 52:法兰盘
[0052] 53:第一套筒 54:第二套筒
[0053] 55:导向槽 56:花键联轴器外筒
[0054] 57:第一密封件 58:缸筒端盖
具体实施方式
[0055] 下面结合实施例和附图对本发明的全液压驱动可重构数控摩擦叠焊机水下作业装置做出详细说明。
[0056] 本发明的全液压驱动可重构数控摩擦叠焊机水下作业装置采用可重构设计,需先对叠焊机进行模块划分。根据相关度矩阵,采用MATLAB聚类分析工具,利用模块划分计算公式,将叠焊机分为4个模块,即主轴头模块,横向移动模块,环向移动模块,夹紧模块。通过在各模块间设计适当的接口,实现模块间的组合、互换,以在现有的产品基础上根据需求快速重构出所需的产品,大大提高效率,降低成本。
[0057] 如图1、图2、图3所示,本发明的全液压驱动可重构数控摩擦叠焊机水下作业装置,包括:弧形机架I和焊接机构5,设置在弧形机架I上面的支撑焊接机构5分别沿弧形机架I的轴向和环向移动的移动支架2,分别设置在弧形机架I两侧的用于固定被焊管件3的夹紧机构4。
[0058] 所述的弧形机架I包括有两个结构相同且对称设置的弧形侧板6和连接在两个弧形侧板6内侧之间的支撑肋7,所述的夹紧机构4设置在两个弧形侧板6的外侧,在所述的弧形侧板6的上圆弧的边缘上沿弧向设置有用于与所述的移动支架2中的环向移动马达输出齿轮相啮合的端面齿盘8,在弧形侧板6的内侧安有用于支撑移动支架2沿弧形机架I移动的环向移动滚轮轨道9。
[0059] 所述的移动支架2包括有两个对称设置的侧板10,所述的两个侧板10的内侧之间沿弧形机架I的轴向对称的设置有两条倒L型横梁11,所述的两个L型横梁11中的一个L型横梁11的上水平面上设置有用于与所述的焊接机构5中的横向移动马达输出齿轮相啮合的轴向移动齿条12,所述的两个L型横梁11的上水平面上分别设置有与所述的轴向移动齿条12相平行的用于支撑焊接机构5沿弧形机架I的轴向移动的轴向移动滚轮轨道13,所述的侧板10的外侧固定设置有水平支架14,所述的水平支架14上设置有环向移动马达15,所述的环向移动马达15的输出齿轮贯穿所述的水平支架14与设置在弧形机架I上的端面齿盘8相啮合,所述的侧板10的外侧还固定设置有用于沿弧形机架I上的环向移动滚轮轨道9滚动的环向移动滚轮35,所述的水平支架14上在环向移动马达15的两侧还分别设置有环向锁紧液压缸16,所述的环向锁紧液压缸16的活塞杆贯穿水平支架14。
[0060] 弧形机架I和移动支架2共同构成了横向移动机构和环向移动机构,从而实现主轴头部分的姿态调整,以便对形状复杂的裂缝实施焊接。横向移动由液压马达驱动齿轮齿条实现,结构简单可靠;环向移动由液压马达驱动齿轮、端面齿盘实现,结构紧凑,工作可靠。机架整体上采用对称结构,以保证其刚度和承载特性。
[0061]多个对称设置的机械自锁式锁紧液压缸构成了锁紧机构,当主轴头工作时横向锁紧液压缸的活塞杆在碟簧作用下伸出,使下板19和L型横梁11接触并摩擦,实现横向锁紧;环向锁紧缸伸出使侧板10和环向滚轮轨道9下圆弧面接触并摩擦,实现环向锁紧,夹紧油缸内部有碟簧,可输出较大的力以实现锁紧,保证焊接过程顺利安全进行。需要横向移动机构和环向移动机构移动时通过液压压力松开。
[0062] 如图4所示,所述的焊接机构5包括有设置在移动支架2中的支撑框架17,固定设置在支撑框架17中且上、下贯穿支撑框架17的上板18和下板19的主轴头20。主轴头部分密封可靠,本身即可实现高速转动又可实现轴向移动并输出较大的轴向力,转动由大流量液压马达驱动,轴向移动通过液压缸和滑动联轴器实现。所述的支撑框架17的上板18上设置有轴向移动马达21,所述的轴向移动马达21的输出齿轮贯穿上板18与设置在移动支架2的L型横梁11上的轴向移动齿条12相啮合,所述的上板18的四个端角上分别各设置一个横向锁紧液压缸22,所述的锁紧液压缸22活塞杆贯穿上板18,所述的上板18上还上、下贯穿的设置有用于沿设置在移动支架2的L型横梁11上的轴向移动滚轮轨道13滚动的轴向移动滚轮23。
[0063] 如图6所示,所述的主轴头20包括有通过法兰盘52固定在支撑框架17上的缸筒39,所述缸筒39的筒壁上分别形成有第一油口 41和第二油口 42,所述的缸筒39内设置有活塞40,所述的活塞40的下端贯穿缸筒39的下端口,所述的活塞40与缸筒39的内周壁之间分别形成有与所述的第一油口 41连通的第一油室45和与所述的第二油口 42相连通的第二油室46,所述的活塞40与缸筒39的内周壁之间设置有密封圈,所述的活塞40为上、下贯通的筒结构,并在液压的驱动下沿缸筒39的轴向移动,所述活塞40的下端口依次套有用于轴端密封的第一密封件57和第二密封件44,所述活塞40的上端设置有用于引导活塞40沿轴线移动并能防止活塞40转动的导向杆47,所述的导向杆47的一端固定连接在缸筒端盖58上,另一端插入到形成在活塞40的活塞壁上的导向槽55内,所述缸筒39的顶端设置有主轴马达37,所述主轴马达37的输出轴贯穿缸筒端盖58位于缸筒39内,所述的活塞40内通过轴承43支撑的设置有主轴36,所述主轴36的上端通过花键联轴器38与所述主轴马达37的输出轴相连,所述主轴36的下端贯穿第二密封件44连接用于夹持塞棒48的弹黃夹头49。
[0064] 所述的花键联轴器38包括有花键联轴器外筒56、第一套筒53和第二套筒54,所述的花键联轴器外筒56的内周壁上形成有花键,所述的第一套筒53和第二套筒54的内周壁和外周壁上分别形成有花键,所述的第一套筒53可移动的位于花键联轴器外筒56的下端口内,第一套筒53的内周与所述的主轴36的上端部为过盈配合,所述的第二套筒54位于花键联轴器外筒56的上端口内并与该花键联轴器外筒56为过盈配合,所述的第二套筒54的内周与所述的主轴马达37的输出轴为过盈配合。所述的第二套筒54上端口的外周固定连接有转速传感器50,所述的缸筒39的内周壁上且位于活塞40的上端固定设置有位移传感器51。
[0065] 主轴36既能实现高速转动又能实现轴向移动,转动由高速主轴马达37驱动,通过花键联轴器38将转矩传递给主轴36,轴向移动由液压缸实现,液压油通过第一油口 41进入缸筒内部的第一油室45,使活塞40向下移动,第二油室46内的液压油由第二油口 42流回油缸,反之,当液压油由第二油口 42流入第一油口 45流出时,活塞40上移,活塞40的移动带动主轴36轴向移动,液压缸和主轴端部均密封良好。
[0066] 如图1、图3所示,所述的夹紧机构4包括有对称的设置在弧形侧板6外侧面上的两个固定件24,两端分别与所述的两个固定件24相连的用于固定被焊管件3的夹紧链条25,所述的固定件24上形成有上、下贯通的通孔,所述的夹紧链条25的两端分别固定连接有具有外螺纹的连接螺杆26,所述的连接螺杆26贯穿固定件24的通孔并通过螺母27可调节的连接在固定件24上。
[0067] 所述的弧形侧板6的底部周边为倒V形结构,夹紧链条25和弧形侧板6底部的倒V形结构相配合不仅夹紧可靠,而且对管道直径有一定的适应性。
[0068] 如图5所示,所述的夹紧机构4还可以采用包括有由分别位于被焊管件3的两侧用于夹紧被焊管件3的夹紧片31和一体形成在夹紧片31两侧上端的两个旋转臂32构成的两个夹紧手爪33,每一个夹紧手爪33的两个旋转臂32分别通过固定在两个弧形侧板6外侧面上的旋转臂轴34可旋转的连接在两个弧形侧板6的外侧面上,所述的每一个旋转臂32的端部都可旋转的连接一夹紧液压缸29的活塞杆30的端部,所述的夹紧液压缸29通过固定设置在弧形侧板6外侧面上的支撑轴28可旋转的连接在弧形侧板6的外侧面上。
[0069] 在发现并定位水下管道和导管架裂纹后,通过夹紧链条25将设备固定在易于实施焊接的位置,再根据裂缝的具体位置由横向移动机构和环向移动机构调整主轴头20的姿态,然后由横向锁紧机构、环向锁紧机构锁紧。主轴头部分安装钻头,先用钻头预钻孔,再通过特制的刀具加工出塞孔,更换塞棒,在液压马达驱动下完成焊接;再更换铣刀,铣去焊接留下的飞边,至此完成第一个塞焊单元的焊接;再根据裂纹的走向,做出适当的姿态调整,进行下一个塞焊单元的焊接,最终一系列焊接单元相互搭接形成完整的焊缝。

Claims (9)

1.一种全液压驱动可重构数控摩擦叠焊机水下作业装置,其特征在于,包括:弧形机架(I)和焊接机构(5 ),设置在弧形机架(I)上面的用于支撑焊接机构(5 )分别沿弧形机架(O的轴向和环向移动的移动支架(2),分别设置在弧形机架(I)两侧的用于固定被焊管件(3)的夹紧机构(4),所述的焊接机构(5)包括有设置在移动支架(2)中的支撑框架(17),固定设置在支撑框架(17)中且上、下贯穿支撑框架(17)的上板(18)和下板(19)的主轴头(20),所述的支撑框架(17)的上板(18)上设置有轴向移动马达(21),所述的轴向移动马达(21)的输出齿轮贯穿上板(18 )与设置在移动支架(2 )的L型横梁(11)上的轴向移动齿条(12)相啮合,所述的上板(18)的四个端角上分别各设置一个横向锁紧液压缸(22),所述的横向锁紧液压缸(22)活塞杆贯穿上板(18),所述的上板(18)上还上、下贯穿的设置有用于沿设置在移动支架(2)的L型横梁(11)上的轴向移动滚轮轨道(13)滚动的轴向移动滚轮(23)。
2.根据权利要求1所述的全液压驱动可重构数控摩擦叠焊机水下作业装置,其特征在于,所述的弧形机架(I)包括有两个结构相同且对称设置的弧形侧板(6)和连接在两个弧形侧板(6)内侧之间的支撑肋(7),所述的夹紧机构(4)设置在两个弧形侧板(6)的外侧,在所述的弧形侧板(6)的上圆弧的边缘上沿弧向设置有用于与所述的移动支架(2)相结合的端面齿盘(8),在弧形侧板(6)的内侧安装有用于支撑移动支架(2)沿弧形机架(I)移动的环向移动滚轮轨道(9)。
3.根据权利要求1所述的全液压驱动可重构数控摩擦叠焊机水下作业装置,其特征在于,所述的移动支架(2)包括有两个对称设置的侧板(10),所述的两个侧板(10)的内侧之间沿弧形机架(I)的轴向对称的设置有两条倒L型横梁(11 ),所述的两个L型横梁(11)中的一个L型横梁(11)的上水平面上设置有用于与所述的焊接机构(5)相结合的轴向移动齿条(12),所述的两个L型横梁(11)的上水平面上分别设置有与所述的轴向移动齿条(12)相平行的用于支撑焊接机构(5)沿弧形机架(I)的轴向移动的轴向移动滚轮轨道(13),所述的侧板(10)的外侧固定设置有水平支架(14),所述的水平支架(14)上设置有环向移动马达(15),所述的环向移动马达(15)的输出齿轮贯穿所述的水平支架(14)与设置在弧形机架(I)上的端面齿盘(8)相啮合,所述的侧板(10)的外侧还固定设置有用于沿弧形机架(I)上的环向移动滚轮轨道(9)滚动的环向移动滚轮(35),所述的水平支架(14)上在环向移动马达(15)的两侧还分别设置有环向锁紧液压缸(16),所述的环向锁紧液压缸(16)的活塞杆贯穿水平支架(14)。
4.根据权利要求1所述的全液压驱动可重构数控摩擦叠焊机水下作业装置,其特征在于,所述的主轴头(20)包括有通过法兰盘(52)固定在支撑框架(17)上的缸筒(39),所述缸筒(39)的筒壁上分别形成有第一油口(41)和第二油口(42),所述的缸筒(39)内设置有活塞(40),所述的活塞(40)的下端贯穿缸筒(39)的下端口,所述的活塞(40)与缸筒(39)的内周壁之间分别形成有与所述的第一油口(41)连通的第一油室(45)和与所述的第二油口(42)相连通的第二油室(46),所述的活塞(40)与缸筒(39)的内周壁之间设置有密封圈,所述的活塞(40)为上、下贯通的筒结构,并在液压的驱动下沿缸筒(39)的轴向移动,所述活塞(40)的下端口依次套有用于轴端密封的第一密封件(57)和第二密封件(44),所述活塞(40)的上端设置有用于引导活塞(40)沿轴线移动并能防止活塞(40)转动的导向杆(47),所述的导向杆(47)的一端固定连接在缸筒端盖(58)上,另一端插入到形成在活塞(40)的活塞壁上的导向槽(55)内,所述缸筒(39)的顶端设置有主轴马达(37),所述主轴马达(37)的输出轴贯穿缸筒端盖(58)位于缸筒(39)内,所述的活塞(40)内通过轴承(43)支撑的设置有主轴(36),所述主轴(36)的上端通过花键联轴器(38)与所述主轴马达(37)的输出轴相连,所述主轴(36 )的下端贯穿第二密封件(44 )连接用于夹持塞棒(48 )的弹簧夹头(49 )。
5.根据权利要求4所述的全液压驱动可重构数控摩擦叠焊机水下作业装置,其特征在于,所述的花键联轴器(38 )包括有花键联轴器外筒(56 )、第一套筒(53 )和第二套筒(54),所述的花键联轴器外筒(56)的内周壁上形成有花键,所述的第一套筒(53)和第二套筒(54)的内周壁和外周壁上分别形成有花键,所述的第一套筒(53)可移动的位于花键联轴器外筒(56)的下端口内,第一套筒(53)的内周与所述的主轴(36)的上端部为过盈配合,所述的第二套筒(54)位于花键联轴器外筒(56)的上端口内并与该花键联轴器外筒(56)为过盈配合,所述的第二套筒(54)的内周与所述的主轴马达(37)的输出轴为过盈配合。
6.根据权利要求5所述的全液压驱动可重构数控摩擦叠焊机水下作业装置,其特征在于,第二套筒(54)上端口的外周固定连接有转速传感器(50),缸筒(39)的内周壁上且位于活塞(40)的上端固定设置有位移传感器(51)。
7.根据权利要求2所述的全液压驱动可重构数控摩擦叠焊机水下作业装置,其特征在于,所述的夹紧机构(4)包括有对称的设置在弧形侧板(6)外侧面上的两个固定件(24),两端分别与所述的两个固定件(24)相连的用于固定被焊管件(3)的夹紧链条(25),所述的固定件(24)上形成有上、下贯通的通孔,所述的夹紧链条(25)的两端分别固定连接有具有外螺纹的连接螺杆(26),所述的连接螺杆(26)贯穿固定件(24)的通孔并通过螺母(27)可调节的连接在固定件(24)上。
8.根据权利要求2所述的全液压驱动可重构数控摩擦叠焊机水下作业装置,其特征在于,所述的弧形侧板(6)的底部周边为倒V形结构。
9.根据权利要求2所述的全液压驱动可重构数控摩擦叠焊机水下作业装置,其特征在于,所述的夹紧机构(4)包括有由分别位于被焊管件(3)的两侧用于夹紧被焊管件(3)的夹紧片(31)和一体形成在夹紧片(31)两侧上端的两个旋转臂(32)构成的两个夹紧手爪(33),每一个夹紧手爪(33)的两个旋转臂(32)分别通过固定在两个弧形侧板(6)外侧面上的旋转臂轴(34)可旋转的连接在两个弧形侧板(6)的外侧面上,所述的每一个旋转臂(32)的端部都可旋转的连接一夹紧液压缸(29)的活塞杆(30)的端部,所述的夹紧液压缸(29)通过固定设置在弧形侧板(6)外侧面上的支撑轴(28)可旋转的连接在弧形侧板(6)的外侧面上。
CN201310009905.0A 2013-01-08 2013-01-08 全液压驱动可重构数控摩擦叠焊机水下作业装置 CN103071914B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310009905.0A CN103071914B (zh) 2013-01-08 2013-01-08 全液压驱动可重构数控摩擦叠焊机水下作业装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310009905.0A CN103071914B (zh) 2013-01-08 2013-01-08 全液压驱动可重构数控摩擦叠焊机水下作业装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103071914A CN103071914A (zh) 2013-05-01
CN103071914B true CN103071914B (zh) 2014-12-17

Family

ID=48148719

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310009905.0A CN103071914B (zh) 2013-01-08 2013-01-08 全液压驱动可重构数控摩擦叠焊机水下作业装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103071914B (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103302396B (zh) * 2013-06-19 2016-01-27 深圳市德润青华水下工程科技股份有限公司 一种水下机器人摩擦焊接系统及其焊接方法
CN104259653B (zh) * 2014-09-22 2016-08-24 天津大学 全液压驱动闭式双主轴数控水下摩擦接焊设备
CN104353931B (zh) * 2014-09-22 2016-08-24 天津大学 全液压驱动开式双主轴数控水下摩擦接焊设备
CN104439685A (zh) * 2014-10-27 2015-03-25 中国海洋石油总公司 水下摩擦柱塞焊接过程的连续加工方法
CN104759750B (zh) * 2015-04-02 2016-11-09 东北大学 一种管线钢环形焊缝搅拌摩擦焊接机构
CN106112249B (zh) * 2016-06-24 2018-10-26 天津大学 具有较大操作空间横梁升降型全液压驱动数控摩擦叠焊机
CN106077943B (zh) * 2016-06-24 2018-10-26 天津大学 具有较大操作空间横梁固定型全液压驱动数控摩擦叠焊机
CN106141416A (zh) * 2016-06-24 2016-11-23 天津大学 用于全液压驱动数控摩擦叠焊机的升降型叠焊装置
CN106112250A (zh) * 2016-06-24 2016-11-16 天津大学 用于全液压驱动数控摩擦叠焊机的定位夹紧装置
CN106001904A (zh) * 2016-06-24 2016-10-12 天津大学 用于全液压驱动数控摩擦叠焊机的固定型叠焊装置
CN108723575B (zh) * 2017-04-25 2020-10-30 天津大学 水下摩擦叠焊质量提高方法
CN108672916B (zh) * 2018-06-19 2020-08-14 湖南文理学院 一种汽车轮毂用的摩擦焊装置
CN109047854B (zh) * 2018-07-11 2020-04-07 哈尔滨工程大学 一种水下管道自动钻孔机

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2249512A (en) * 1990-07-28 1992-05-13 Northern Eng Ind Apparatus for and method of friction welding
KR100500514B1 (ko) * 2000-10-27 2005-07-14 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 복합가공장치 및 마찰교반접합방법
WO2011053361A2 (en) * 2009-11-02 2011-05-05 Megastir Technologies, LLC Out of position friction stir welding of casing and small diameter tubing or pipe
CN102049608A (zh) * 2009-10-30 2011-05-11 北京石油化工学院 摩擦叠焊机床

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7774910B2 (en) * 2006-10-05 2010-08-17 The Boeing Company Independent axis clamping apparatus and method
US20110198389A1 (en) * 2008-05-28 2011-08-18 Nelson Mandela Metropolitan University Friction Welding Apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2249512A (en) * 1990-07-28 1992-05-13 Northern Eng Ind Apparatus for and method of friction welding
KR100500514B1 (ko) * 2000-10-27 2005-07-14 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 복합가공장치 및 마찰교반접합방법
CN102049608A (zh) * 2009-10-30 2011-05-11 北京石油化工学院 摩擦叠焊机床
WO2011053361A2 (en) * 2009-11-02 2011-05-05 Megastir Technologies, LLC Out of position friction stir welding of casing and small diameter tubing or pipe

Also Published As

Publication number Publication date
CN103071914A (zh) 2013-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN202640354U (zh) 多工位机械手搬运机构
CN203471250U (zh) 一种金属管定位对接装置
CN202344215U (zh) 四工位数控卧式镗铣钻床
CN204975408U (zh) 油路孔加工专机以及装置
CN102979988B (zh) 一种主动驱动的螺旋管道机器人
CN202417352U (zh) 凿岩钻车的自动换钎装置
CN102935591B (zh) 一种复合型数控机床
CN103801959A (zh) 钻床工件自定心装夹装置
CN201271747Y (zh) 一种多功能深孔钻床
CN104162785A (zh) 双轴车铣复合机
CN103383315B (zh) 自动换刀装置综合性能检测试验台
CN201760775U (zh) 数控双轴镗床自动定心夹紧装置
CN202219359U (zh) 一种钢管平头倒角装置
CN104475965A (zh) 搅拌摩擦焊接装置
CN103111640B (zh) 直驱式伺服刀架
CN102083585B (zh) 五面加工用附件单元
CN203887566U (zh) 钻床工件自定心装夹装置
CN203679754U (zh) 自动化钻攻加工机床
CN204954445U (zh) 一种新型双向进给车床
CN103143846B (zh) 一种激光切割机转塔式喷嘴自动更换装置
CN104369232B (zh) 双主轴双工作台龙门式重型木材复合加工中心
CN105479010A (zh) 一种管道全位置激光坡口机
CN205745210U (zh) 一种行星齿轮装配机械手
CN200954557Y (zh) 多功能深孔钻镗床
CN201799860U (zh) 一种多头数控钻床

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant