CN104551505A - 一种锥形管合缝焊接压紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于焊接设备技术领域，为了解决锥形管进行合缝焊接时，压紧装置在对锥形管施压的过程中无法使压紧作用端发生细微偏转的问题，本发明提供了一种锥形管合缝焊接压紧装置，包括向锥形管两侧压的侧压机构以及向锥形管顶部压的液压机，所述侧压机构包括侧压端以及通过活塞与侧压端连接的侧压缸，所述侧压端包括拖板座、作用端、固定在拖板座上的固定轴、一端连接作用端的摆动杆以及微调机构，所述微调机构包括设置在拖板座上的承压杆、承压套以及垫圈，承压套一端为套住承压杆的微调端，另一端与摆动杆相对于与作用端连接的另一端转动连接，所述承压杆一端通过垫圈抵住微调端，另一端设有通过垫圈抵住微调端的微调螺母。

Description

一种锥形管合缝焊接压紧装置

技术领域

本发明属于焊接设备技术领域，涉及一种锥形管合缝焊接压紧装置。

背景技术

随着特高压电网的不断建设，越来越多的特高压钢管塔及变电所构支架应用于输电线路中，而由于其特殊的结构形式，钢管塔及变电所构支架中直缝焊管的加工量都是非常巨大的，有相当部分的直缝焊管呈锥形，由于合缝内焊机的内焊特性，钢管合缝的开口在6点钟方向，并且与水平面平行，因此当合缝内焊机对锥形管进行合缝焊接时，锥形管轴线位置一直在变化，从而使得压紧待焊接锥形管的压紧作用端的角度会随着锥形管合缝焊接的进行发生一定的偏转。而目前，压紧作用端的结构设置一般仅适用于圆柱形直缝钢管的挤压，对于锥形管的挤压，由于将锥形管直接平面放置会导致锥形管轴线在合缝焊接时位置的不断变化而要求压紧作用端的角度能够接受一定程度的角度偏转，因此使用现有压紧作用端只能将锥形管按照其轴线与水平面平行的要求放置，从而无法对长度较长的锥形钢管进行合缝焊接。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于锥形钢管进行合缝焊接时，由于压紧装置在对锥形管施压的过程中无法使压紧作用端发生细微的偏转，使得压紧作用端能够无法适应锥形管表面随着焊接的推进而发生的细微角度变化的问题，并针对该问题提供一种锥形管合缝焊接压紧装置。

本发明所述锥形管合缝焊接压紧装置，包括向锥形管两侧压的侧压机构以及向锥形管顶部压的液压机，所述液压机包括基座、上横梁、连接基座和上横梁的立柱、通过立柱在基座及上横梁之间滑动的上压横梁以及通过活塞带动上压横梁的上压缸，所述侧压机构包括侧压端以及通过活塞与侧压端连接的侧压缸，其特征在于所述侧压端包括拖板座、作用端、固定在拖板座上的固定轴、一端连接作用端的摆动杆以及微调机构，所述微调机构包括设置在拖板座上的承压杆、承压套以及垫圈，承压套一端为套住承压杆的微调端，另一端与摆动杆相对于与作用端连接的另一端转动连接，所述承压杆一端通过垫圈抵住微调端，另一端设有通过垫圈抵住微调端的微调螺母。

当锥形管随着焊接的进行，锥形管受作用端施压的面与水平面的夹角会发生细微的角度变化，从而使作用端的施压方向并不与锥形管受压面完全成90°角，而本发明所述锥形管合缝焊接压紧装置通过微调机构实现对作用端压在锥形管表面的角度进行适应性微调，一旦锥形管受压面发生细微的角度变化，锥形管受压面对作用端的反作用力就会产生不同于与锥形管受压面相垂直的分力，从而使作用端通过摆动杆围绕固定轴发生细微偏转，最终与摆动杆转动连接的承压套套住承压杆的一端向垫圈抵压，本发明所述垫圈具有较小的弹性，能够在较大的受力条件下发生细微的弹性形变，从而完成作用端随着锥形管受压表面细微的角度变化而自动进行适应性角度调节的目的，该技术效果对锥形管合缝焊接质量提升的推动作用相当明显，在本发明之前，施压于锥形管表面的作用端无法进行角度的细微调整，从而容易在锥形管表面留下压痕，为了避免这一技术缺陷，技术人员可以提高锥形管的制作精度，以减少锥形管在合缝焊接时发生锥形管受压面角度细微变化的概率，或者将锥形管按照其轴线与水平面平行的要求放置，从而无法对长度较长的锥形钢管进行合缝焊接。本发明所述技术方案大幅的减少了锥形管合缝焊接给技术人员带来的加工难度，对锥形管的制作精度要求不高，同时保证了锥形管合缝焊接后，其表面的外观质量。

在上述技术方案的基础上，本领域技术人员可以选着合适的垫圈，从而能够在规定的受力范围内，发生符合要求的形变量，以确保作用端对锥形管施压的压力在锥形管受压面角度发生细微变化后，依然维持不变。本领域技术人员可以直接将垫圈直接进行替换，也可以使用多个垫圈叠放的方式组成一个垫圈体，使整个垫圈体的形变量及形变受力范围符合实际需要。

显然，对锥形管受压面角度细微变化反应迟钝的作用端，即便使用本发明所述的微调机构，依然不能很好的发挥上述技术效果，因此本发明增加了作用端对锥形管受压面角度细微变化的灵敏度，能够主动的进行自我调整，使作用端与锥形管受压面始终紧密配合，本发明所述作用端为设有辊轮组的辊轮座。所述辊轮组可以是单列一排，也可以是多列多排。

大幅的锥形管受压面角度变化一般在同一根锥形管合缝焊接的过程中不会发生，一般发生在对不同尺寸锥形管的合缝焊接上，本发明所述侧压端还包括粗调机构，所述粗调机构包括固定在拖板座上的粗调座、与承压杆连接的粗调螺杆以及锁紧粗调螺杆的锁紧螺母，所述粗调座上设有与粗调螺杆相匹配的螺纹通孔。由于粗调螺杆与承压杆连接，因此只要旋转粗调螺杆，就可以调整粗调螺杆相对于粗调座上的位置，从而通过带动承压杆移动，达到调节作用端沿固定轴转动的角度。

作为进一步的优选，所述粗调螺杆与承压杆固定连接。

或者更进一步的，所述粗调螺杆与承压杆为一体结构。

所述粗调螺杆对作用端转动角度的调整精度相当高，粗调螺杆在粗调座上的螺纹孔即便发生大角度转动，粗调螺杆在其轴线上的移动也是微小的，例如粗调螺杆通常具有较小的螺距，因此可以确保将作用端沿着固定轴的旋转角度一次性调整到位，而完全不需要由于精度较差，而导致多次纠正性调整作用端的旋转角度。

为防止粗调螺杆的调节范围过大，本发明所述承压套与摆动杆通过转动轴连接，所述拖板座上设有转动轴限位槽，所述转动轴两端位于转动轴限位槽内。

锥形管对作用端的反作用力并不与侧压缸的活塞推进方向相重合，为了抵挡锥形管对作用端的反作用力，本发明所述侧压机构还包括支撑座，所述支撑座设有固定侧压缸的固定位以及供侧压端沿着侧压缸活塞推进方向滑动的滑轨。这样作用在作用端上的所述反作用力可以部分通过侧压端作用在支撑座上。一般的，可以在拖板座上设置与所述滑轨相匹配的滑槽或者滑轮。

在实现对锥形管施压适应性调整的技术基础上，本发明还要解决另外一个技术问题，即如何使不同的侧压端及上压端对锥形管的施压既能保证锥形管的原貌(即在受压过程中不发生与原锥形形状存有偏差的形变)，又能根据锥形管合缝焊接的要求，将锥形管焊接坡口宽度的尺寸控制在规定的范围之内，从而为合缝焊接的质量做出重要贡献。

本发明发现，在对锥形管施压的过程中，施压作用部位在锥形管中的不同位置将需要不同大小的压力，通过在锥形管的多个部位分别采用合适的压力，方可以使锥形管在受压时保证锥形管的的原貌，显然对于相对于锥形管轴线对称分布的受压部位，可以采用相同的压力，鉴于此，本发明构建了一种液压传动机构，该机构包括比例液压阀，所述侧压缸相互并联形成至少一个并联体，所述并联体通过比例液压阀与上压缸串联，当所述并联体的数量至少为两个时，不同的并联体之间通过比例液压阀串联连接。

位于同一个并联体中的侧压缸保证对锥形管施加相同大小的压力，而对于上压缸以及其他不同的并联体，侧压缸及上压缸对锥形管受压部位的施压大小是不同的，因此本发明在并联体与上压缸之间以及不同的并联体之间均通过比例液压阀串联，并通过比例液压阀调整不同并联体及上压缸对锥形管的施压压力比例。

本发明还极力推动液压传动机构运行的自动化，对液压传动机构进一步增设了与并联体和上压缸连通的液压泵、设置在液压泵上的液压泵控制器、设置在侧压缸上的侧压检测器、设置在上压缸上的上压检测器、设置在比例液压阀上的比例液压阀控制机构以及控制电路，所述液压泵控制、侧压检测器、上压检测器以及比例液压阀控制机构均与控制电路连接。控制电路能够通过侧压检测器及上压检测器实时了解上压及侧压的压力值，如果一旦发现上压及侧压的压力时锥形管发生一定的不良形变(即无法保持锥形管锥形形状的原貌，例如不等比例的压缩，引起锥形形状一定的偏差)，可以及时的对比例液压阀控制器发出指令，使上压和侧压维持在合理的比例范围，或者开动液压泵，对上压及侧压进行同时增压或减压。

除了不使锥形管发生不良形变之外，锥形管的最终质量还至少涉及到另一个重要因素，即对锥形管焊接坡口的宽度可否维持在限定的范围内，从而确保对锥形管进行合缝焊接的质量，本发明建议对压紧装置进一步增设检测锥形管焊接坡口宽度大小的摄像机，并将摄像机与控制电路连接。摄像机可以设置在便于观测焊接坡口的任何方位，例如可以直接设置在内焊机上，通过摄像机反馈的焊接坡口宽度数据，控制电路根据其内部调控算法，能够对比例液压阀控制器、液压泵控制器发出指令，从而及时调整锥形管焊接坡口宽度，并使所述焊接坡口宽度始终维持在限定的范围内，确保锥形管最终的合缝焊接质量。

附图说明

图1是实施例所述一种锥形管合缝焊接的压紧装置的结构示意图；

图2是实施例所述侧压端的结构示意图；

图3是实施例所述侧压端的截面图；

图4是实施例所述侧压端的俯视结构示意图；

图5是实施例所述微调机构的结构示意图；

图6是实施例所述液压传动机构的结构简图。

具体实施方式

实施例

见图1-6，一种锥形管合缝焊接压紧装置(对锥形管底部的施压由锥形管的输送装置台车7完成)，包括向锥形管两侧压的两个侧压机构、液压机以及液压传动机构，所述液压机包括基座61、上横梁5、连接基座61和上横梁5的立柱3、通过立柱3在基座及上横梁5之间滑动的上压横梁6以及通过活塞带动上压横梁6的上压缸4，上压横梁6设有对锥形管顶部施压的上压辊轮座60，上压辊轮座60内设有一排辊轮。

所述侧压机构包括侧压端、通过活塞与侧压端连接的侧压缸2以及固定在基座61上的支撑座1，支撑座1上设有固定侧压缸2的固定位以及滑轨12，侧压端包括拖板座11、侧压辊轮座13、固定在拖板座11上的固定轴21、一端连接侧压辊轮座13的摆动杆20、粗调机构以及微调机构，拖板座11设有与所述滑轨12相匹配的滑槽，这样拖板座11就可以带动侧压端的其他部件沿着滑轨12在侧压缸2活塞推进的方向滑动了。

所述粗调机构包括固定安装在拖板座11上的粗调座、粗调螺杆8以及锁紧螺母9，而微调机构包括承压杆52、承压套23以及球形垫圈(30-33)，承压套23一端为套住承压杆52的微调端50，另一端与摆动杆20相对于与侧压辊轮座13连接的另一端通过转动轴22转动连接，所述承压杆52一端通过球面垫圈(30及31)抵住微调端50，另一端设有通过球面垫圈(32及33)抵住微调端50的微调螺母51。

在本实施例中粗调螺杆8与承压杆为一体结构，本实施例给出的球面垫圈一共有四个，其中两个抵住承压套23的微调端的一侧，而另外两个则通过微调螺母抵住所述微调端50的另一侧，这样承压套23的运动就受到了限制，但并非固定死，而是可以在两个球面垫圈组(显然一个球面垫圈组有两个球面垫圈)之间进行微小的移动，微调螺母51可以对承压套23的微小移动范围进行调节，从而根据实际需要进一步缩小或者扩大承压套23的移动范围。

由于承压套23与摆动杆20相对于与侧压辊轮座13连接的另一端通过转动轴22转动连接，因此承压套23可以通过摆动杆20使侧压辊轮座13发生细微的角度偏转，球面垫圈足以使侧压辊轮座13的角度偏转能够适应锥形管受压面角度的细微变化，并且不影响侧压辊轮座13通过一排辊轮组对锥形管受压面的压力大小，不会因为锥形管受压面角度的变化而对锥形管焊接坡口的宽度产生影响，保障了锥形管合缝焊接的顺利进行。

本实施例如果要对侧压辊轮座13进行更大偏转角度的调节，则依赖于粗调机构，首先确定好侧压辊轮座13的偏转角度，然后将粗调螺杆8旋入粗调座中与之配套的螺纹通孔，当侧压辊轮座13的偏转角度达到实际工作需要时，再旋如锁紧螺母8锁紧粗调螺杆13即可。为防止粗调螺杆13的调节范围过大，本实施例还在拖板座11上设置了转动轴限位槽24，转动轴22的两端位于所述转动轴限位槽24内。

液压传动机构包括比例液压阀43、液压箱40、液压泵41、设置在液压泵上液压泵控制器、设置在侧压缸2上的侧压检测器、设置在上压缸4上的上压检测器、设置在比例液压阀43上的比例液压阀控制机构、控制电路以及摄像机，所述液压泵控制器、侧压检测器、摄像机、上压检测器以及比例液压阀控制机构均与控制电路连接。所述两个侧压缸2相互并联形成一个并联体，并通过比例液压阀43与上压缸4串联，液压箱40、液压泵41、上压缸4、比例液压阀43以及并联体构成一个完整的串联回路，这样可以保证两个侧压缸2所提供的压力相等，而上压缸4的压力与侧压缸2的压力存在区别，本领域技术人员可以编制液压算法，使控制电路更好的控制侧压杆2、上压缸4以及比例液压缸43。

Claims (8)

1.一种锥形管合缝焊接压紧装置，包括向锥形管两侧压的侧压机构以及向锥形管顶部压的液压机，所述液压机包括基座、上横梁、连接基座和上横梁的立柱、通过立柱在基座及上横梁之间滑动的上压横梁以及通过活塞带动上压横梁的上压缸，所述侧压机构包括侧压端以及通过活塞与侧压端连接的侧压缸，其特征在于所述侧压端包括拖板座、作用端、固定在拖板座上的固定轴、一端连接作用端的摆动杆以及微调机构，所述微调机构包括设置在拖板座上的承压杆、承压套以及垫圈，承压套一端为套住承压杆的微调端，另一端与摆动杆相对于与作用端连接的另一端转动连接，所述承压杆一端通过垫圈抵住微调端，另一端设有通过垫圈抵住微调端的微调螺母。

2.根据权利要求1所述的一种锥形管合缝焊接压紧装置，其特征在于所述侧压端还包括粗调机构，所述粗调机构包括固定在拖板座上的粗调座、与承压杆连接的粗调螺杆以及锁紧粗调螺杆的锁紧螺母，所述粗调座上设有与粗调螺杆相匹配的螺纹通孔。

3.根据权利要求1或2所述的一种锥形管合缝焊接压紧装置，其特征在于所述侧压机构还包括支撑座，所述支撑座设有固定侧压缸的固定位以及供侧压端沿着侧压缸活塞推进方向滑动的滑轨。

4.根据权利要求1或2所述的一种锥形管合缝焊接压紧装置，其特征在于所述作用端为设有辊轮组的辊轮座。

5.根据权利要求1所述的一种锥形管合缝焊接压紧装置，其特征在于所述承压套与摆动杆通过转动轴连接，所述拖板座上设有转动轴限位槽，所述转动轴两端位于转动轴限位槽内。

6.根据权利要求1所述的一种锥形管合缝焊接压紧装置，其特征在于所述压紧装置还包括液压传动机构，该机构包括比例液压阀，所述侧压缸相互并联形成至少一个并联体，所述并联体通过比例液压阀与上压缸串联，当所述并联体的数量至少为两个时，不同的并联体之间通过比例液压阀串联连接。

7.根据权利要求6所述的一种锥形管合缝焊接压紧装置，其特征在于所述液压传动机构还包括与并联体和上压缸连通的液压泵、设置在液压泵上液压泵控制器、设置在侧压缸上的侧压检测器、设置在上压缸上的上压检测器、设置在比例液压阀上的比例液压阀控制机构以及控制电路，所述液压泵控制、侧压检测器、上压检测器以及比例液压阀控制机构均与控制电路连接。

8.根据权利要求7所述的一种锥形管合缝焊接压紧装置，其特征在于所述压紧装置还包括检测锥形管焊接坡口宽度大小的摄像机，所述摄像机与控制电路连接。