CN103509919A - 造船用无轨道背烧机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种造船用无轨道背烧机，包括底部设置永磁驱动轮(16)的机体(11)、机体中驱动所述驱动轮的电机(12)及传动机构，以及机体上固定的利用管线连接燃气源的烤炬(33)；其中，传动机构包括连接了电机的多级齿轮减速箱(13)，多级齿轮减速箱输出轴连接了主动齿轮(142)，主动齿轮啮合了从动齿轮(141)，从动齿轮中部传动连接了蜗杆，蜗杆前后两端等减速比方式连接了前后涡轮，前后涡轮分别连接了前后两对所述永磁驱动轮的驱动轴。本发明能够高效自动化实现船舶钢结构建造过程中的背烧，满足船舶生产需要，提高背烧质量和效率，更有益于提高船舶钢结构建造的精度。

Description

造船用无轨道背烧机

技术领域

本发明涉及一种造船用设备，更具体地说，涉及一种用于消除船用钢材焊接内应力的设备。

背景技术

船舶建造过程中精度控制和外板的整齐美观是保证船舶建造质量和赢得船东信誉非常重要的一个方面，而影响船舶建造精度的重要因素之一，就是船体焊接变形。船体焊接变形是船舶建造过程的一种常见现象,船体发生变形以后,影响船舶整体建造的精度和质量，影响船舶的外观；通过火工矫正能减小船体的焊接变形，但由于工作量巨大，切大部分需要工人仰视工作，工作负荷大，由于上述原因，使火工矫正的工作周期长，常常影响到下道工序的正常进行，从而可能造成建造周期的延长，导致不能按期交船而影响企业的信誉；如果不进行火工矫正，极易造成线型与理论形状不合，从而改变船舶吃水，增加船体阻力，影响船舶的性能；甚至某些部位应力集中，构件易疲劳，随之影响船舶使用寿命和安全性。因此，有效矫正船体变形，具有非常重要的意义。

在船舶建造过程中，主船体和上层建筑各个构件的组合、各分段和总段的组装，均需采用焊接工艺。焊接会导致钢材变形，急需消除焊接内应力，减轻工人劳动强度，提高工人工作效率，提高船舶建造精度和美观造船的工装设备。

发明内容

本发明主要是为满足船舶建造火工矫正，特别是需要工人仰视火工矫正的区域。消除焊接内应力，减轻工人劳动强度，提高工人工作效率，提高船舶建造精度和美观造船，提供一种船舶建造无轨道背烧装置。

为了达到上述目的，本发明造船用无轨道背烧机，包括底部设置永磁驱动轮的机体、所述机体中驱动所述驱动轮的电机及传动机构，以及所述机体上固定的利用管线连接燃气源的烤炬。其中，所述传动机构包括连接了所述电机的多级齿轮减速箱，所述多级齿轮减速箱输出轴连接了主动齿轮，所述主动齿轮啮合了从动齿轮，所述从动齿轮中部传动连接了蜗杆，所述蜗杆前后两端等减速比方式连接了前后涡轮，所述前后涡轮分别连接了前后两对所述永磁驱动轮的驱动轴。

优选方式下，所述机体上位于所述永磁驱动轮以及烤炬之间隔置有隔热板。此外，所述机体顺着行走的纵向位于前端面设置有激光校正器。所述机体上部两侧还分别连接有手柄。

为了操作方便，本发明还改进了控制烤炬及电机工作的电气控制系统。具体说，电气控制系统包括：

供氧电磁阀，用于控制烤炬供氧管路的开启和闭合；

第五时间继电器，用于控制所述供氧电磁阀的延时闭合；

供燃气电磁阀，用于控制烤炬供可燃气管路的开启和闭合；

第七时间继电器，用于控制所述供燃气电磁阀的即时闭合；

气体控制开关，是控制所述第五时间继电器、所述第七时间继电器的电源开关。

优选方式下，上述电气控制系统还包括：

传感器，用于检测背烧机设备的工作状态，可以根据具体情况设置，如设置气源状态传感器、电机状态传感器、背烧机位置传感器等等，其目的旨在用于检测背烧机是否处于正常工作状态下。非正常工作状态，即为紧急状态，此时通过控制限制或切断烤炬设备的工作，保证安全。

应急开关，连接于所述第五时间继电器、所述第七时间继电器的电源供电线路上，由所述传感器的检测信号控制，在检测信号为紧急状态下，断开所述第五时间继电器、所述第七时间继电器，进而即时闭合所述供燃气电磁阀以及延时闭合供氧电磁阀。

供氧状态指示灯，与所述供氧电磁阀同步开启和闭合，用于指示供氧状态。

供燃气状态指示灯，与所述供燃气电磁阀同步开启和闭合，用于指示供可燃气的状态。

第三时间继电器，通过应急开关连接电源，用于控制电机即时停车。

电机状态指示灯，用于指示电机的工作状态。

报警器，用于紧急状态的报警，通过第二时间继电器的触点开关连接电源。

第二时间继电器，通过应急开关连接电源，用于所述报警器的开启。

通过上述电气控制系统的设置，本发明的背烧机尤其适用于船舶建造领域，能够有效提高工作效率，降低工作强度。

本发明涉及一种背烧机，更具体地说，涉及主机、背烧烤炬调整单元、一体化气体和电气控制单元的机械、电气组成。本发明造船用无轨道背烧机，能够高效自动化实现船舶钢结构建造过程中的背烧，从而满足船舶生产需要，提高背烧质量和效率，更有益于提高船舶钢结构建造的精度。此外，本发明通过设置保护单元，提高了设备的使用寿命。总体而言，本发明设备具有成本低、工作效率高、使用寿命长等特点。

附图说明

图1是本发明造船用无轨道背烧机的俯视结构示意图；

图2是本发明造船用无轨道背烧机的侧视结构示意图；

图3是本发明造船用无轨道背烧机的主机结构示意图；

图4是本发明造船用无轨道背烧机的主机驱动部分的正视结构示意图；

图5是图4所示主机驱动部分底部的结构示意图；

图6是图4所示主机驱动部分的侧视结构示意图；

图7是用于收放燃气管的卷管器结构示意图；

图8是本发明造船用无轨道背烧机控制单元的工作流程图；

图9是本发明船舶建造无轨道背烧机中电气控制系统原理示意图。

具体实施方式

如图1-3所示，本发明造船用无轨道背烧机，包括主机、背烧烤炬调整单元、一体化气体和电气控制单元。其中，主要包括底部设置永磁驱动轮16的机体11、机体11中驱动所述驱动轮16的电机及传动机构，以及机体11上固定的利用管线连接燃气源的烤炬33。通过设置永磁驱动轮16，从而达到主机可以在钢板上0度（钢板上面）或180度（钢板下面）直线行走，同时在行走过程中，通过烤炬达到消除船舶钢材焊接过程中的内应力，省去了人工操作的需要，达到提高工作效率的目的。

烤炬根据需要可以设置一个或多个，一般设置于机体11的前端。优选方式通过背烧烤炬调整单元设置，背烧烤炬调整单元包括：纵向无盲区调节模块、烤炬横向、高度调节模块。烤炬调整单元主要用于烤炬工作位置的调整以便增强设备的工作适用范围。

一种优选设置方式为：机体11上顺着行走方向位于两侧平行设置纵向轨道21。纵向轨道21上坐有轨道滑块22。轨道滑块22上通过连接板23设置伸展杆固定座24，伸展杆固定座24上固定有横向的伸展杆25；伸展杆25上通过烤炬调整单元设置烤炬33。烤炬33可以设置于伸展杆25的一侧，优选方式下，选用两个烤炬，分设于伸展杆25的两侧。纵向轨道21、轨道滑块22、连接板23、伸展杆固定座24、伸展杆25构成了纵向无盲区调节模块。轨道滑块22可以在纵向轨道21上纵向滑动，轨道滑块22与连接板23可以通过螺栓快速连接，连接板23上用螺栓固定伸展杆固定座24，伸展杆固定座24上固定伸展杆25。

无盲区调节模块可以实现背烧无盲区和在工作区域外点燃火焰、调整火焰。烤炬横向、高度调节模块（烤炬调整单元）包括：横向调节杆31、调节手柄32、烤炬33、调节齿轮34、调节齿条35、调节手柄32、左右移动座36、上下移动座37、上下移动座固定顶丝38，在伸展杆25两端固定横向调节杆31，横向调节杆31上安装调节齿条35，左右移动座36上有调节齿轮34，调节齿轮34与调节齿条35啮合，与通过旋转调节手柄32带动调节齿轮34旋转，达到带动左右移动座36移动，左右移动座36上有燕尾槽轨道，上下移动座37上有燕尾槽托板，上下移动座37的燕尾槽托板可以在左右移动座36的燕尾槽轨道上移动，至预定调节位置时用，上下移动座固定顶丝38锁紧，上下移动座37上安装背烧烤炬33。

本发明通过设置烤炬纵向和横向调整单元增强了本发明设备的使用范围，同时在同一设备中设置两个烤炬，实现同时工作的目的，进一步提高了工作效率。

如图4-6所示，无轨道背烧机的驱动机构主要通过电机实现。传动机构包括连接了电机12的多级齿轮减速箱13，多级齿轮减速箱13输出轴连接了主动齿轮142，主动齿轮142啮合了从动齿轮141，从动齿轮141中部传动连接了蜗杆152，蜗杆152前后两端等减速比方式连接了前后涡轮151，前后涡轮151分别连接了前后两对永磁驱动轮6的驱动轴162。图中，机体11前后两端加工永磁驱动轮轴承孔，前后两端驱动轮轴承孔的轴线平行且位于同一平面内，并且驱动轮轴承孔的轴线与机体11行走方向的轴线垂直，永磁驱动轮轴承161固定在孔内，驱动轴162可绕永磁驱动轮轴承161转动，永磁驱动轮16固定在驱动轴162上，驱动轴162中段固定涡轮151，在机体11前后两端加工蜗杆轴承153固定孔，蜗杆轴承153上固定从动齿轮141，从动齿轮141与固定在多级齿轮减速箱13上的主动齿轮142形成齿轮传动副，将经过多级齿轮减速箱13的电机12的扭矩最终传递给永磁驱动轮16，永磁驱动轮16转动，前后涡轮151、蜗杆152的减速比相同，4个永磁驱动轮16转动速度相同，

图4中，机体11上位于所述永磁驱动轮16以及烤炬之间隔置有隔热板19。隔热板19由耐热材料制作，防止火焰对永磁驱动轮16的消磁。而且，机体11顺着行走的纵向位于前端面设置有激光校正器17，激光校正器17的激光轴线与主机的行走轴线平行，可以预先设定主机的行走路线。图中，机体11上部两侧分别连接有手柄10，手柄10是移动主机的把手，方便了设备的使用。此外，图中顶盖18是火焰三维调整单元（烤炬单元）的安装机座。

为了进一步规则工作过程，烤炬气源管线专设有卷管机构，如图7所示，卷管机构包括一个固定支架41，以及通过铰接于所述支架41上的中心轴42同心设置的卷筒；所述支架上还设置有手柄44。图中，手柄44通过中心轴42两侧的铰接点连接固定。转动手柄44，卷筒43的中心轴42可以绕固定支架41转动，中心轴42连接转动手柄44，可以将气管缠绕在卷筒43上，

本发明无轨道背烧机中一体化气体和电气控制单元包括：气体控制模块和电气控制模块，其中气体控制模块包括：电磁阀、卷管器、快速接头、调节阀，电磁阀为低压、防爆、常闭式电磁阀，电磁阀的控制控制信号由电气控制模块提供，电磁阀的进、出气口连接气体快速插头，气体快速插头设有一个防逆阀，可防止因焊割过程回火现象而可能引起的爆炸，在接头的连接处设计有一个顶开阀，具有装合开启撤离关闭的功能，使作业方便，杜绝燃爆气体泄漏隐患，氧气和可燃气体插头直径不同，防止插错。烤炬通过调节阀调节氧气和可燃气体的气体流量大小，可以控制烤炬火焰的温度，电气控制模块包括：电机控制器、传感器、继电器、开关电源、电源模块、指示灯、控制开关，电气控制模块连接电源。具体如图9所示：

设置供氧电磁阀A1，以及供氧状态指示灯M4；所述供氧电磁阀A1通过控制阀体延时闭合的第五时间继电器KT5的触点开关连接电源，所述供氧状态指示灯M4通过实现延时断路控制的第四时间继电器KT4的触点开关连接电源；

设置供燃气电磁阀A2，以及供燃气状态指示灯M5；所述供燃气电磁阀A2通过控制阀体即时闭合的第七时间继电器KT7的触点开关连接电源，所述供燃气状态指示灯M5通过实现即时断路控制的第六时间继电器KT6的触点开关连接电源；

设置控制电机即时停车的第三时间继电器KT3，以及电机状态指示灯M3；所述电机状态指示灯M3的回路上设置第一时间继电器KT1的触点开关；

设置报警器HA，所述报警器HA通过第二时间继电器KT2的触点开关连接电源；

设置用于检测设备工作状态的传感器，以及由所述传感器检测状态控制第一至第七时间继电器的应急开关K2；

设置用于控制所述第四至第七时间继电器的气体控制开关K3；

设置220V电源供电总开关K1以及220V供电状态指示灯M1；设置将220V电源转换为24V的变压器，并设置24V供电状态指示灯M2。

本发明背烧机的工作过程如图8所示，结合图9进行说明如下：

220V控制开关K1闭合，220V指示M1亮，220V变20V变压器和24V开关电源供电，24V指示M2亮，传感器光电开关和接近开关供电。

当应急开关K2闭合，气体控制开关K3打开，且当机器本体位于钢板上时，传感器输出信号，继电器触发，继电器KT1、KT2、KT3闭合，电机工作指示灯M3亮，电机控制板向电机供电，电机可以正转或反转；如果K2打开或机器本体脱离钢板，传感器没有输出信号，继电器没有触发信号，继电器KT1、KT2、KT3打开，电机工作指示灯M3灭，电机控制板停止向电机供电，电机停，蜂鸣器HA导通，声光报警。

气体控制开关K3闭合，且当K2闭合，机器本体位于钢板上时，传感器输出信号，继电器触发，继电器KT4、KT5、KT6、KT7闭合，氧气接通指示灯M4、可燃气体接通指示灯M5亮，电磁阀A1、A2导通，氧气和可燃气体导通，烤炬可以点燃。

如果当K2、K3闭合，且机器本体位于钢板上，打开应急开关K2或机器本体脱离钢板时，传感器没有输出信号，继电器没有触发信号，继电器KT1、KT2、KT3、KT6、KT7打开，电机工作指示灯M3灭，电机控制板停止向电机供电，电机停，蜂鸣器HA导通，声光报警，电磁阀A2及时闭合，可燃气体及时截止，燃气指示灯M5熄灭，继电器KT4、KT5延时打开，电磁阀A1延时闭合，氧气延时截止，防止回火，氧气指示灯M4与电磁阀A1同步延时闭合。

如果当K2、K3闭合，且机器本体位于钢板上，打开气体控制开关K3时，传感器没有输出信号，继电器没有触发信号，继电器KT6、KT7打开，电磁阀A2及时闭合，可燃气体及时截止，燃气指示灯M5熄灭，继电器KT4、KT5延时打开，电磁阀A1延时闭合，氧气延时截止，防止回火，氧气指示灯M4与电磁阀A1同步延时闭合。

气体控制模块和电气控制模块放置在上下隔离的控制箱内；激光点触开关K4放置在机体上，激光供电由24V变5V电源模块提供，用于背烧机行走方向的校正，激光向行走方向正前方投射。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种造船用无轨道背烧机，其特征在于，包括底部设置永磁驱动轮(16)的机体(11)、所述机体(11)中驱动所述驱动轮(16)的电机(12)及传动机构，以及所述机体(11)上固定的利用管线连接燃气源的烤炬(33)；

其中，所述传动机构包括连接了所述电机(12)的多级齿轮减速箱(13)，所述多级齿轮减速箱(13)输出轴连接了主动齿轮(142)，所述主动齿轮(142)啮合了从动齿轮(141)，所述从动齿轮(141)中部传动连接了蜗杆(152)，所述蜗杆(152)前后两端等减速比方式连接了前后涡轮(151)，所述前后涡轮(151)分别连接了前后两对所述永磁驱动轮(16)的驱动轴(162)。

2.根据权利要求1所述造船用无轨道背烧机，其特征在于，所述机体(11)上位于所述永磁驱动轮(16)以及烤炬之间隔置有隔热板。

3.根据权利要求2所述造船用无轨道背烧机，其特征在于，所述机体(11)顺着行走的纵向位于前端面设置有激光校正器(17)。

4.根据权利要求1-3任一所述造船用无轨道背烧机，其特征在于，所述机体(11)上部两侧分别连接有手柄(10)。

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