CN103600280B - 压力容器接管相贯线焊缝砂带磨床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压力容器接管相贯线焊缝砂带磨床，磨头（1）安装于第一定位板（2）上，在第一定位板（2）上装有偏摆电机（3），该偏摆电机（3）上的驱动齿轮（4）与弧形齿轮（5）相啮合，弧形齿轮（5）固定于第二定位板（6）上；在铰座（8）内设置支承座（15），支承座（15）支承于大齿轮（16）的轴上，大齿轮（16）与回转电机（17）输出轴上的小齿轮（18）啮合，并在大齿轮（16）的底部装有自定心卡盘（19）。本发明结构小巧紧凑，生产成本低，操控简单，精度高，能够实现多位置、多姿态、砂带磨削的核电容器接管复杂曲线加工，解决了核电高压容器接管曲面堆焊层、焊缝、焊根、焊筋等的磨削难题。

Description

压力容器接管相贯线焊缝砂带磨床

技术领域

本发明属于磨床技术领域，具体地说，特别涉及压力容器接管相贯线焊缝砂带磨床。

背景技术

压力容器上的接管处于堆芯筒体或者封头上。根据压力容器接管的位置和接入角度的不同，接管与筒体结合处呈现相应的的相贯线焊缝。压力容器和接管开有坡口，二者由堆焊焊接在一起。压力容器接管相贯线焊缝存在以下加工难题：

（1）压力容器接管焊缝一般由镍基或特殊不锈钢材料构成，属于难加工材料，且其表面质量要求高；并且有些压力容器产品因其安全性要求特高，严防卤素元素侵蚀，更不能采取碳弧气刨等方法，因此需要选择合适的磨削方法和工艺；

（2）加工余量大，焊缝余高一般在5mm以上，对于砂轮磨削很难满足高效率大余量磨削，而具有“万能磨削”之称的砂带磨削可以很好地解决大余量磨削；

（3）相贯线焊缝的磨削加工属于典型曲线加工，而且不同部位的接管相贯线焊缝各不相同，加工难度极大。急需实现智能化的磨削，解决目前的手工磨削问题。

并且我国缺乏对压力容器接管相贯线焊缝的高效加工方法和技术的研究，相关加工设备受国外的技术封锁，只能采用落后传统的手工磨削，加工效率极低，工人劳动强度大，作业环境恶劣、粉尘污染严重，制约了压力容器接管相贯线焊缝加工精度和表面质量，直接导致了国内压力容器接管在加工手段、使用寿命等方面与发达国家存在较大差距，严重制约了国内压力容器制造整体水平的提升。

因此，需要一种压力容器接管相贯线焊缝砂带磨削机床，以提高工作效率，降低工人的劳动强度，保证加工精度，降低管理及生产成本，打破国外同类产品对我国的垄断。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够对压力容器接管相贯线焊缝进行高效磨削与抛光的砂带磨床。

本发明的技术方案如下：一种压力容器接管相贯线焊缝砂带磨床，具有磨头（1），所述磨头（1）安装于第一定位板（2）上，在第一定位板（2）上装有偏摆电机（3），该偏摆电机（3）的输出轴上安装驱动齿轮（4），所述驱动齿轮（4）与弧形齿轮（5）相啮合，弧形齿轮（5）固定于第二定位板（6）上，所述第二定位板（6）与两块连接板（7）的同一端相固定，这两块连接板（7）的另一端与铰座（8）相铰接，在铰座（8）内固定有螺母座（9）,该螺母座（9）与竖直设置的丝杆（10）螺纹配合，在所述丝杆（10）的上端装有从动带轮（11），该从动带轮（11）通过皮带（12）与主动带轮（13）连接，主动带轮（13）套装于升降电机（14）的输出轴上，所述升降电机（14）安装于支承座（15）的顶端，该支承座（15）的下端通过轴承支承于大齿轮（16）的轴上，所述大齿轮（16）与回转电机（17）输出轴上的小齿轮（18）啮合，并在大齿轮（16）的底部装有自定心卡盘（19）。

本发明通过自定心卡盘安装在压力容器的接管上。调整好磨头位置，驱动磨头运转，使磨头的接触轮将砂带抵压在接管与筒体之间的相贯线焊缝上，同时驱动回转电机运转，由于回转电机输出轴上的小齿轮与大齿轮相啮合，而大齿轮连同自定心卡盘固定在接管上，这样回转电机、支承座、铰座连同磨头绕接管的轴心线旋转，即可实现磨头对相贯线焊缝的连续磨削与抛光。

当需要调整磨头的高度位置时，只需启动升降电机，升降电机通过皮带轮带动丝杆旋转，使螺母座连同铰座及磨头沿丝杆上下移动即可；当需要调整磨头的偏摆位置时，启动偏摆电机，由于偏摆电机输出轴上的驱动齿轮与弧形齿轮相啮合，而弧形齿轮固定在第二定位板上，这样偏摆电机连同磨头沿弧形齿轮做偏摆运动，实现砂带随时与焊缝相切。

由此可见，本发明结构紧凑、小巧，生产成本低，操控简单，精度高，能够实现多位置、多姿态、砂带磨削的核电容器接管复杂曲线加工，解决了核电高压容器接管曲面堆焊层、焊缝、焊根、焊筋等的磨削难题，为核电及重化工高压容器等多种重大装备的接管加工提供了高效磨削解决方案。

在所述弧形齿轮（5）的上下方各设有两个“V”形轮（20），这四个“V”形轮（20）的中心连线为上大下小的等腰梯形，所述弧形齿轮（5）的上下圆弧边卡入对应的“V”形轮（20）中。通过四个“V”形轮与弧形齿轮相配合，能够使磨头支撑更稳固，并且磨头偏摆运动更可靠。

为了简化结构，方便装配，所述“V”形轮（20）通过轴承支承于轮轴的一端，该轮轴与第一定位板（2）相垂直，且轮轴的另一端与第一定位板（2）相固定。

为了使螺母座、铰座及磨头在上下方向移动更顺畅，并避免发生偏移，在所述丝杆（10）的两侧对称设置有直线导轨（21），该直线导轨（21）与丝杆（10）相平行，且直线导轨（21）固定在支承座（15）上，所述铰座（8）通过对应设置的滑块（22）与直线导轨（21）滑动配合。

所述升降电机（14）的输出轴竖直向上伸出，在所述从动带轮（11）、皮带（12）及主动带轮（13）的外面罩设有护罩（23）。以上结构更加紧凑，能够有效减小体积，降低生产成本；同时，护罩起防护的作用，以防止灰尘等杂质影响皮带轮的运转。

所述大齿轮（16）与其轴为一体式空心结构，大齿轮（16）位于轴的下端，所述轴的上端通过螺钉与连接杆（24）的下端相固定，在连接杆（24）的上端装有吊带螺钉（25）。以上结构一方面能够减轻重量，方便加工制作；另一方面，通过吊带螺钉能够将本发明整体吊起，以便于本发明在接管上安装及卸下。

为了减轻重量，降低生产成本，所述连接杆（24）为空心直管结构。

所述磨头（1）由支架（1a）、磨头电机（1b）、驱动轮（1c）、伸缩缸（1d）、砂带（1e）和接触轮（1f）组成，支架（1a）通过螺钉与第一定位板（2）相固定，在支架（1a）上安装磨头电机（1b）和伸缩缸（1d），所述伸缩缸（1d）倾斜设置，该伸缩缸（1d）的活塞杆上装有接触轮（1f），所述接触轮（1f）通过砂带（1e）与磨头电机（1b）上的驱动轮（1c）连接。以上结构一方面易于拆装，可靠性好；另一方面，在伸缩缸的作用下，接触轮具有浮动功能，能够满足不同曲面高度的加工需要。

有益效果：本发明结构小巧紧凑，生产成本低，操控简单，精度高，能够实现多位置、多姿态、砂带磨削的核电容器接管复杂曲线加工，解决了核电高压容器接管曲面堆焊层、焊缝、焊根、焊筋等的磨削难题，为核电及重化工高压容器等多种重大装备的接管加工提供了高效磨削解决方案。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中磨头的回转及升降结构示意图。

图3为图1的右视图。

图4为图3的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1、图2、图3所示，支承座15的下端为空心套结构，在支承座15下端的孔内嵌装有上下两个轴承，支承座15的下端通过这两个轴承支承于大齿轮16的轴上。所述大齿轮16与其轴为一体式空心结构，大齿轮16位于其轴的下端，且大齿轮16在支承座15的下方。在大齿轮16的底部装有自定心卡盘19，该自定心卡盘19优选为三爪式自定心卡盘，自定心卡盘19的结构为现有技术，在此不作赘述。在所述大齿轮16的旁边设置回转电机17，该回转电机17安装于支承座15上，回转电机17的输出轴竖直向下伸出，且回转电机17的输出轴上套装小齿轮18，小齿轮18与大齿轮16相啮合。在大齿轮16的正上方设有连接杆24，该连接杆24为空心直管结构，连接杆24的下端通过螺钉与大齿轮16的轴的上端相固定，在连接杆24的上端装有吊带螺钉25，吊带螺钉25与连接杆24螺纹配合。

如图1、图2、图3、图4所示，支承座15的上端从铰座8中穿过，在铰座8与支承座15之间沿竖直方式设置有丝杆10，该丝杆10通过轴承与支承座15相支承。在丝杆10的上端装有从动带轮11，该从动带轮11通过皮带12与主动带轮13连接，主动带轮13套装于升降电机14的输出轴上，所述升降电机14安装于支承座15的顶端，升降电机14的输出轴竖直向上伸出。在所述从动带轮11、皮带12及主动带轮13的外面罩设有护罩23，该护罩23起防护的作用，以防止灰尘等杂质进入皮带轮系中。在所述丝杆10的两侧对称设置有直线导轨21，该直线导轨21与丝杆10相平行，且直线导轨21固定在支承座15上，所述铰座8通过对应设置的滑块22与直线导轨21滑动配合。

如图1、图2、图3、图4所示，在铰座8的两侧对称设置有连接板7，铰座8的一端通过铰轴与这两块连接板7的对应端铰接，两块连接板7的另一端通过螺钉与第二定位板6相固定。在铰座8内固定有螺母座9,该螺母座9与竖直设置的丝杆10螺纹配合。在所述第二定位板6上固定安装有弧形齿轮5，该弧形齿轮5的弧顶朝上，并在弧形齿轮5的旁边设有第一定位板2，该第一定位板2和第二定位板6分居在弧形齿轮5的两侧。在第一定位板2的上部安装偏摆电机3，该偏摆电机3的输出轴上套装驱动齿轮4，所述驱动齿轮4与弧形齿轮5相啮合。在所述弧形齿轮5的上下方各设有两个“V”形轮20，这四个“V”形轮20的中心连线为上大下小的等腰梯形，所述弧形齿轮5的上下圆弧边卡入对应的“V”形轮20中，“V”形轮20通过轴承支承于轮轴的一端，该轮轴与第一定位板2相垂直，且轮轴的另一端与第一定位板2相固定。

如图1、图3所示，在偏摆电机3的下方设置磨头1，该磨头1由支架1a、磨头电机1b、驱动轮1c、伸缩缸1d、砂带1e和接触轮1f组成，支架1a通过螺钉与第一定位板2相固定，在支架1a上安装磨头电机1b和伸缩缸1d，所述伸缩缸1d倾斜设置，该伸缩缸1d的活塞杆上装有接触轮1f，所述接触轮1f通过砂带1e与磨头电机1b上的驱动轮1c连接。

本发明的工作原理如下：

先通过吊带螺钉25将本发明整体吊装到压力容器的接管26的上方，然后通过自定心卡盘19将本发明安装在接管26上。启动升降电机14，升降电机14通过皮带轮带动丝杆10旋转，使螺母座9连同铰座8及磨头1沿丝杆10上下移动，以调整磨头1的高度位置；启动偏摆电机3，由于偏摆电机3输出轴上的驱动齿轮4与弧形齿轮5相啮合，而弧形齿轮5固定在第二定位板6上，这样偏摆电机3连同磨头1沿弧形齿轮4做偏摆运动，以调整磨头1的偏摆位置，实现砂带1e随时与焊缝相切。调整好磨头1的位置以后，启动磨头电机1b，使磨头1运转，磨头1的接触轮1f将砂带1e抵压在接管26与筒体27之间的相贯线焊缝上，同时驱动回转电机17运转，由于回转电机17输出轴上的小齿轮18与大齿轮16相啮合，而大齿轮16连同自定心卡盘19固定在接管26上，这样回转电机17、支承座15、铰座8连同磨头1绕接管26的轴心线旋转，即可实现磨头1对相贯线焊缝的连续磨削与抛光。

Claims (8)

1.一种压力容器接管相贯线焊缝砂带磨床，具有磨头（1），其特征在于：所述磨头（1）安装于第一定位板（2）上，在第一定位板（2）上装有偏摆电机（3），该偏摆电机（3）的输出轴上安装驱动齿轮（4），所述驱动齿轮（4）与弧形齿轮（5）相啮合，弧形齿轮（5）固定于第二定位板（6）上，所述第二定位板（6）与两块连接板（7）的同一端相固定，这两块连接板（7）的另一端与铰座（8）相铰接，在铰座（8）内固定有螺母座（9）,该螺母座（9）与竖直设置的丝杆（10）螺纹配合，在所述丝杆（10）的上端装有从动带轮（11），该从动带轮（11）通过皮带（12）与主动带轮（13）连接，主动带轮（13）套装于升降电机（14）的输出轴上，所述升降电机（14）安装于支承座（15）的顶端，该支承座（15）的下端通过轴承支承于大齿轮（16）的轴上，所述大齿轮（16）与回转电机（17）输出轴上的小齿轮（18）啮合，并在大齿轮（16）的底部装有自定心卡盘（19）。

2.根据权利要求1所述的压力容器接管相贯线焊缝砂带磨床，其特征在于：在所述弧形齿轮（5）的上下方各设有两个“V”形轮（20），这四个“V”形轮（20）的中心连线为上大下小的等腰梯形，所述弧形齿轮（5）的上下圆弧边卡入对应的“V”形轮（20）中。

3.根据权利要求2所述的压力容器接管相贯线焊缝砂带磨床，其特征在于：所述“V”形轮（20）通过轴承支承于轮轴的一端，该轮轴与第一定位板（2）相垂直，且轮轴的另一端与第一定位板（2）相固定。

4.根据权利要求1所述的压力容器接管相贯线焊缝砂带磨床，其特征在于：在所述丝杆（10）的两侧对称设置有直线导轨（21），该直线导轨（21）与丝杆（10）相平行，且直线导轨（21）固定在支承座（15）上，所述铰座（8）通过对应设置的滑块（22）与直线导轨（21）滑动配合。

5.根据权利要求1所述的压力容器接管相贯线焊缝砂带磨床，其特征在于：所述升降电机（14）的输出轴竖直向上伸出，在所述从动带轮（11）、皮带（12）及主动带轮（13）的外面罩设有护罩（23）。

6.根据权利要求1所述的压力容器接管相贯线焊缝砂带磨床，其特征在于：所述大齿轮（16）与其轴为一体式空心结构，大齿轮（16）位于轴的下端，所述轴的上端通过螺钉与连接杆（24）的下端相固定，在连接杆（24）的上端装有吊带螺钉（25）。

7.根据权利要求6所述的压力容器接管相贯线焊缝砂带磨床，其特征在于：所述连接杆（24）为空心直管结构。

8.根据权利要求1至7任一所述的压力容器接管相贯线焊缝砂带磨床，其特征在于：所述磨头（1）由支架（1a）、磨头电机（1b）、驱动轮（1c）、伸缩缸（1d）、砂带（1e）和接触轮（1f）组成，支架（1a）通过螺钉与第一定位板（2）相固定，在支架（1a）上安装磨头电机（1b）和伸缩缸（1d），所述伸缩缸（1d）倾斜设置，该伸缩缸（1d）的活塞杆上装有接触轮（1f），所述接触轮（1f）通过砂带（1e）与磨头电机（1b）输出轴上的驱动轮（1c）连接。