CN105817829B - 一种管状件焊装快速对接定位装置 - Google Patents
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Abstract
一种管状件焊装快速对接定位装置，在一对间隔布置的支撑架内侧同轴间隔配置固定夹紧组件和移动夹紧组件，移动夹紧组件能够在第一推进组件的推动下沿轴向平移，从而改变固定夹紧组件和移动夹紧组件之间的距离；在两个支撑架顶部，沿夹紧组件轴向分别对应开设通槽，通槽底部配置活动支撑块，活动支撑块上间隔活动安装多个万向滚珠，万向滚珠能够在活动支撑块上转动，其顶部外露于活动支撑块上方，形成支撑面，活动支撑块能够在第三推进组件的推动下通槽内沿槽腔深度方向移动；所述装置还包括独立分离的多块厚度不同的缓冲垫片。本装置结构简单紧凑，定位准确，操作简单，安全性能高。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工领域，尤其涉及管状件焊装对接的对准技术。
背景技术
不同材料管状件，尤其是需要将金属管或PP材质管道对接时，目前行业内普遍采用管道热熔焊接，管道丝扣连接，管道法兰连接等连接方式。在配管工程中，管件接头的焊接工作占有很大的工作量，常规的手动焊接法既费时又费力，焊接精度及管道的同轴度也得不到保证，容易出现中间错位，焊缝不均匀等问题；现有的焊接施工装置需要多种设备配合使用，设备搭设时容易受有限的施工空间制约，不利于现场操作，并且在具体作业时存在对口难，焊缝调整难等难以克服的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种管状件焊装快速对接定位装置。使用该装置进行管状件焊装时，无需在施工场地布置较大体积的焊接对口卡具，搭设对口设备，即可同时实现焊缝调整及管道对口两项功能，省时省力，安全性能高，操作简单，适用于管线布置集中且空间相对较小的场合。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种管状件焊装快速对接定位装置，其特征在于：
在一对间隔布置的支撑架内侧同轴间隔配置固定夹紧组件和移动夹紧组件，固定夹紧组件固定安装在一个支撑架上，移动夹紧组件通过第一推进组件安装在另一支撑架上，并且能够在第一推进组件的推动下沿轴向平移，从而改变固定夹紧组件和移动夹紧组件之间的距离；
所述固定夹紧组件和移动夹紧组件分别包括中空的外框和沿外框内周向间隔配置的多个夹紧块，夹紧块通过第二推进组件安装在外框上，夹紧块相对的内侧沿固定夹紧组件或移动夹紧组件轴向活动安装滚轴，滚轴能够绕自身轴向转动，滚轴围成弧形的压紧腔，多个夹紧块能够在第二推进组件的推动下垂直于固定夹紧组件或移动夹紧组件轴向同步移动，从而改变压紧腔大小；
在两个支撑架顶部，沿夹紧组件轴向分别对应开设通槽，通槽底部配置活动支撑块，活动支撑块上间隔活动安装多个万向滚珠，万向滚珠能够在活动支撑块上转动，其顶部外露于活动支撑块上方，形成支撑面，活动支撑块能够在第三推进组件的推动下通槽内沿槽腔深度方向移动；
所述装置还包括独立分离的多块厚度不同的缓冲垫片。
焊接前，先将需要焊接的两个管状件分别搁置在固定夹紧组件、移动夹紧组件和与其相对应的支撑架上，先同步调整两个夹紧组件的夹紧块，使每个夹紧块上的滚轴都与管状件相接触，夹紧腔大小与管状件外径相匹配，此时，两管状件分别位于固定夹紧组件和移动夹紧组件的中心位置处，两管状件轴线重合；接着，根据管状件的焊缝要求选用适当厚度的缓冲垫片，保持大致垂直于管状件的轴向插入两管状件对接端之间，缓冲垫片的一侧板面与固定夹紧组件上的管状件对接端端面相接触；然后，通过第三推进组件调整活动支撑块调节到合适高度，使两个活动支撑块上的支撑面分别紧贴两个管状件，起到辅助支撑的作用，再同步启动第二推进组件将两个管状件分别夹紧在固定夹紧组件和移动夹紧组件的中心位置；最后，启动第一推进组件，将移动夹紧组件推向固定夹紧组件，直至移动夹紧组件上夹紧的管状件对接端端面与缓冲垫片的另一侧板面接触，此时，两管状件的对口及固定作业完成，随后，由人工/机械焊接，焊接结束后，第二推进组件反向移动，松开并取下已完成的焊接件，重新进行管状件的装夹，实现流水线式操作。
进一步的，所述第一推进组件为气体增压泵，油压缸，电动伸缩杆或其它具有类似功能的推进机构，第一推进组件数量为两个，位于固定夹紧组件和移动夹紧组件中部两侧，从而对移动夹紧组件起到更为稳定和精确的支撑及推进作用。
再进一步，所述第二推进组件为压缩气缸，液压油缸，电动伸缩杆或其它具有类似功能的推进机构，第二推进组件为沿外框径向间隔均匀布置的3个。三个第二推进组件能够起到较好的夹紧和定位作用，相邻第二推进组件之间的夹角为120°，其中两个第二推进组件位于第一推进组件同侧，另一个第二推进组件位于第一推进组件另一侧，考虑到整个装置的结构比较紧凑，并且第二推进组件安装在外框上，其一端外凸于外框外周向，为避免焊接过程中焊枪与第二推进组件相互干涉，可以先焊接位于第一推进组件同侧的两个第二推进组件之间的那一段120°弧度的管状件，该段焊接完成时两管状件已连接为一体，然后第二推进组件稍微松开，手动/自动转向机构将两管状件转动120°后再次夹紧焊接120°弧度的管状件，如此总共3次，每次焊接一段120°弧度的管状件，将管状件焊接完成。
再进一步，所述第三推进组件包括相互垂直配置的推杆和顶杆，通槽底部朝向支撑架一侧开设“L”形的折弯通道，第三推进组件配置于折弯通道内，推杆和顶杆一端在折弯通道的转角处通过端部斜面连接，顶杆另一端固定在活动支撑块上，推杆另一端设有旋转手柄，旋转手柄与支撑架之间螺纹连接，旋转手柄转动时，推杆能够能够推动顶杆沿通槽槽腔深度方向移动。“L”形的折弯通道起到限位和导向的作用，保证将旋向手柄的周向转动和轴向移动转化为顶杆的轴向移动；旋转手柄与支撑架之间螺纹连接，螺纹段起到锁定的作用，能够将旋向手柄锁定在任何转动位置。
再进一步，所述的夹紧块为弧形夹紧块，所述外框为圆环框。在弧形夹紧块的弧形面上布置滚轴，能够起到较好的夹紧和定位作用。圆环框的结构紧凑，也利于布置第二推进组件。
再进一步，所述外框为法兰盘。直接利用本身的位置公差符合要求的法兰盘通用件，便于装置的装配和加工。
再进一步，所述支撑架固定安装在支撑底座上，支撑底座底部设有减震支撑脚。支撑底座便于整个装置的定位和移动，减震支撑脚可以减少焊接工作中的装置振动及噪音。
再进一步，所述支撑架底部两对角外侧分别紧靠一个直角折弯支撑角的转角内侧，直角折弯支撑角固定在支撑底座上。通过两个直角折弯支撑角的对角夹紧结构固定支撑架，可以有效防止支撑架在多个方向的移位，定位更加稳定可靠，保证固定夹紧组件和移动夹紧组件的同轴配置精准。
再进一步，所述夹紧块上的滚轴数量为2根，2根滚轴对管件状的夹紧限位，结构简单，可靠性高。
再进一步，所述活动支撑块呈开口朝向通槽槽口的“C”形块，沿活动支撑块的开口弧面，呈矩阵状间隔活动安装多个万向滚珠，万向滚珠顶部围成开口向上的弧形支撑面。“C”形活动支撑块便于沿弧面布置万向滚珠，对管件状的支撑更为可靠充分。
本发明的有益效果在于：
1、装置结构简单紧凑，使用该装置进行管状件焊装时，无需在施工场地布置较大体积的焊接对口卡具，搭设对口设备，即可同时实现焊缝调整及管道对口两项功能，并且定位准确，省时省力，也便于在不同现场的使用和移动；
2、装置安全性能高，操作简单，易于掌握，且投资小不需专门的设备保养，特别适用于管线布置集中且空间相对较小的场合；
3、设有可调解对口位置的夹紧组件和活动支撑块，在管道焊接中无需手动校对、调节管件状的位置，也能保证两管状件的中心在法兰中心位置上，有效解决并简化了对中心、调节两根管道距离等焊接问题，缩短焊接工人的工作量，在不降低工作精度的条件下提高了工作效率，并可进行流水线式操作，提高工作效率；
4、通过更换不同厚度缓冲垫片可实现规定尺寸范围内的多种管道快速焊接，保证焊缝均匀合理。
附图说明
图1为本装置一种优选结构的正视结构示意图
图2为图1的左视透视图
图3为图1沿A-A向的剖切视图
图4为管状件在图3中装夹时的位置示意图
图5为夹紧块一种优选结构的立体示意图
图1～5中：1为固定夹紧组件，2为第一推进组件，3为支撑架，301为通槽，302为折弯通道，4为管状件，5为第二推进组件，6为支撑底座，7为活动支撑块，701为万向滚珠，8为第三推进组件，801为推杆，802为顶杆，803为旋转手柄，9为缓冲垫片，10为移动夹紧组件，101为外框，102为夹紧块，103为滚轴，11为减震支撑脚，12为直角折弯支撑角。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1～4所示，水平的支撑底座6上，通过两对直角折弯支撑角12分别立式间隔平行固定一对开口向上的“U”形支撑架3，支撑底座6底部设有减震支撑脚11。支撑架3底部对角的直角外侧分别紧靠在直角折弯支撑角12的直角内侧，直角折弯支撑角12通过多个间隔配置的螺栓固定在支撑底座6上，对支撑架3起到较好的限位作用。
支撑架3内侧同轴间隔配置固定夹紧组件1和移动夹紧组件10，固定夹紧组件1固定安装在一个支撑架3上，移动夹紧组件10通过第一推进组件2安装在另一支撑架3上，并且能够在第一推进组件2的推动下沿轴向平移，从而改变固定夹紧组件1和移动夹紧组件10之间的距离；该实施例中，第一推进组件2为气体增压泵，其数量为两个，配置在固定夹紧组件1和移动夹紧组件10中部两侧。
如图2所示，固定夹紧组件1和移动夹紧组件10分别包括中空的外框101和沿外框101内周向间隔配置的多个夹紧块102，夹紧块102通过第二推进组件5安装在外框101上；如图5所示，夹紧块102相对的内侧沿固定夹紧组件1或移动夹紧组件10轴向活动安装2根滚轴103，滚轴103能够绕自身轴向转动；滚轴103围成弧形的压紧腔，夹紧块102能够在第二推进组件5的推动下垂直于固定夹紧组件1或移动夹紧组件10轴向同步移动，从而改变压紧腔大小；该实施例中，第二推进组件5为压缩气缸，为沿外框101径向间隔均匀布置的3个，其中两个压缩气缸位于两个第一推进组件2上方，一个压缩气缸位于两个第一推进组件2下方，外框101为法兰盘，夹紧块102为弧形夹紧块。
两个支撑架3顶部的“U”形开口槽即为沿夹紧组件轴向分别对应开设通槽301，通槽301底部配置“C”形活动支撑块7，沿活动支撑块7的开口弧面，呈矩阵状间隔活动安装多个万向滚珠701，万向滚珠701能够在活动支撑块7上转动，其顶部外露于活动支撑块7上方，形成开口向上的弧形支撑面，活动支撑块7能够在第三推进组件8的推动下通槽301内沿槽腔深度方向移动；如图2所示，在该实施例中，第三推进组件8包括相互垂直配置的推杆801和顶杆802，通槽301底部朝向支撑架3一侧开设“L”形的折弯通道302，第三推进组件8配置于折弯通道302内，推杆801和顶杆802一端在折弯通道302的转角处通过端部斜面连接，顶杆802另一端固定在活动支撑块7上，推杆801另一端设有旋转手柄803，旋转手柄803与支撑架3之间螺纹连接，旋转手柄803转动时，推杆801能够能够推动顶杆802沿槽腔深度方向移动。
如图4所示，所述装置还包括独立分离的多块厚度不同的缓冲垫片9和旋转机构13。
如图4所示，焊接前，先将需要焊接的两个管状件4分别搁置在固定夹紧组件1、移动夹紧组件10和与其相对应的支撑架3上，先同步调整两个夹紧组件的夹紧块102，使每个夹紧块102上的滚轴103都与管状件4相接触，夹紧腔大小与管状件4外径相匹配，此时，两管状件4分别位于固定夹紧组件1和移动夹紧组件10的中心位置处，两管状件4轴线重合；接着，根据管状件4的焊缝要求选用适当厚度的缓冲垫片9，保持大致垂直于管状件4的轴向插入两管状件4对接端之间，缓冲垫片9的一侧板面与固定夹紧组件1上的管状件4对接端端面相接触；然后，通过第三推进组件8调整活动支撑块调节到合适高度，使两个活动支撑块7上的支撑面分别紧贴两个管状件4，起到辅助支撑的作用，再同步启动第二推进组件5将两个管状件4分别夹紧在固定夹紧组件1和移动夹紧组件10的中心位置；最后，启动第一推进组件2，将移动夹紧组件10推向固定夹紧组件1，直至移动夹紧组件10上夹紧的管状件4对接端端面与缓冲垫片9的另一侧板面接触，此时，两管状件4的对口及固定作业完成。
焊接过程中，为避免焊接过程中焊枪与第二推进组件5相互干涉，可以先焊接位于第一推进组件2上方的两个第二推进组件5之间的那一段120°弧度的管状件4，该段焊接完成时两管状件4已连接为一体，然后第二推进组件5稍微松开，通过配置在管状件4非对接端上的旋转机构13将两管状件4转动120°后再次夹紧焊接120°弧度的管状件4，如此总共3次，每次焊接一段120°弧度的管状件4，直至将管状件4焊接完成。
焊接结束后，第二推进组件5反向移动，松开并取下已完成的焊接件，重新进行管状件4的装夹，实现流水线式操作。
Claims (10)
1.一种利用管状件焊装快速对接定位装置进行焊装的方法，其特征在于：
在一对间隔布置的支撑架(3)内侧同轴间隔配置固定夹紧组件(1)和移动夹紧组件(10)，固定夹紧组件(1)固定安装在一个支撑架(3)上，移动夹紧组件(10)通过第一推进组件(2)安装在另一支撑架(3)上，并且能够在第一推进组件(2)的推动下沿轴向平移，从而改变固定夹紧组件(1)和移动夹紧组件(10)之间的距离；
所述固定夹紧组件(1)和移动夹紧组件(10)分别包括中空的外框(101)和沿外框(101)内周向间隔配置的多个夹紧块(102)，夹紧块(102)通过第二推进组件(5)安装在外框(101)上，第二推进组件(5)为沿外框(101)径向间隔均匀布置的3个；夹紧块(102)相对的内侧沿固定夹紧组件(1)或移动夹紧组件(10)轴向活动安装滚轴(103)，滚轴(103)能够绕自身轴向转动，滚轴(103)围成弧形的压紧腔，夹紧块(102)能够在第二推进组件(5)的推动下垂直于固定夹紧组件(1)或移动夹紧组件(10)轴向同步移动，从而改变压紧腔大小；
在两个支撑架(3)顶部，沿夹紧组件轴向分别对应开设通槽(301)，通槽(301)底部配置活动支撑块(7)，活动支撑块(7)上间隔活动安装多个万向滚珠(701)，万向滚珠(701)能够在活动支撑块(7)上转动，其顶部外露于活动支撑块(7)上方，形成支撑面，活动支撑块(7)能够在第三推进组件(8)的推动下通槽(301)内沿槽腔深度方向移动；
所述装置还包括独立分离的多块厚度不同的缓冲垫片(9)和旋转机构(13)；
焊接前，先将需要焊接的两个管状件分别搁置在固定夹紧组件(1)、移动夹紧组件(10)和与其相对应的支撑架(3)上，先同步调整两个夹紧组件的夹紧块(102)，使每个夹紧块(102)上的滚轴(103)都与管状件(4)相接触，夹紧腔大小与管状件(4)外径相匹配，此时，两管状件(4)分别位于固定夹紧组件(1)和移动夹紧组件(10)的中心位置处，两管状件(4)轴线重合；接着，根据管状件(4)的焊缝要求选用适当厚度的缓冲垫片(9)，保持大致垂直于管状件(4)的轴向插入两管状件(4)对接端之间，缓冲垫片(9)的一侧板面与固定夹紧组件(1)上的管状件(4)对接端端面相接触；然后，通过第三推进组件(8)调整活动支撑块(7)调节到合适高度，使两个活动支撑块(7)上的支撑面分别紧贴两个管状件(4)，起到辅助支撑的作用；最后，启动第一推进组件(2)，将移动夹紧组件(10)推向固定夹紧组件(1)，直至移动夹紧组件(10)上夹紧的管状件(4)对接端端面与缓冲垫片(9)的另一侧板面接触，此时，两管状件(4)的对口及固定作业完成，随后，由人工/机械焊接；
焊接过程中，先焊接位于第一推进组件(2)上方的两个第二推进组件(5)之间的那一段120°弧度的管状件(4)，该段焊接完成时两管状件(4)已连接为一体，然后第二推进组件(5)稍微松开，通过配置在管状件(4)非对接端上的旋转机构(13)将两管状件(4)转动120°后再次夹紧焊接120°弧度的管状件(4)，如此总共3次，每次焊接一段120°弧度的管状件(4)，直至将管状件(4)焊接完成；
焊接结束后，第二推进组件(5)反向移动，松开并取下已完成的焊接件，重新进行管状件(4)的装夹，实现流水线式操作。
2.根据权利要求1所述的利用管状件焊装快速对接定位装置进行焊装的方法，其特征在于：
所述第一推进组件(2)为气体增压泵，油压缸或者电动伸缩杆，第一推进组件(2)数量为两个，位于固定夹紧组件(1)和移动夹紧组件(10)中部两侧。
3.根据权利要求1所述的利用管状件焊装快速对接定位装置进行焊装的方法，其特征在于：所述第二推进组件(5)为压缩气缸，液压油缸或者电动伸缩杆。
4.根据权利要求1所述的利用管状件焊装快速对接定位装置进行焊装的方法，其特征在于：所述第三推进组件(8)包括相互垂直配置的推杆(801)和顶杆(802)，通槽(301)底部朝向支撑架(3)一侧开设“L”形的折弯通道(302)，第三推进组件(8)配置于折弯通道(302)内，推杆(801)和顶杆(802)一端在折弯通道的转角处通过端部斜面连接，顶杆(802)另一端固定在活动支撑块(7)上，推杆(801)另一端设有旋转手柄(803)，旋转手柄与支撑架(3)之间螺纹连接，旋转手柄(803)转动时，推杆(801)能够能够推动顶杆(802)沿通槽(301)槽腔深度方向移动。
5.根据权利要求1所述的利用管状件焊装快速对接定位装置进行焊装的方法，其特征在于：所述夹紧块(102)为弧形夹紧块，所述外框(101)为圆环框。
6.根据权利要求1所述的利用管状件焊装快速对接定位装置进行焊装的方法，其特征在于：所述外框(101)为法兰盘。
7.根据权利要求1所述的利用管状件焊装快速对接定位装置进行焊装的方法，其特征在于：所述支撑架(3)固定安装在支撑底座(6)上，支撑底座(6)底部设有减震支撑脚(11)。
8.根据权利要求7所述的利用管状件焊装快速对接定位装置进行焊装的方法，其特征在于：所述支撑架(3)底部两对角外侧分别紧靠一个直角折弯支撑角(12)的转角内侧，直角折弯支撑角(12)固定在支撑底座(6)上。
9.根据权利要求1所述的利用管状件焊装快速对接定位装置进行焊装的方法，其特征在于：所述夹紧块(102)上的滚轴(103)数量为2根。
10.根据权利要求1所述的利用管状件焊装快速对接定位装置进行焊装的方法，其特征在于：所述活动支撑块(7)呈开口朝向通槽(301)槽口的“C”形块，沿活动支撑块(7)的开口弧面，呈矩阵状间隔活动安装多个万向滚珠(701)，万向滚珠(701)顶部围成开口向上的弧形支撑面。
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- 2016-05-27 CN CN201610362430.7A patent/CN105817829B/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN105817829A (zh) | 2016-08-03 |
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| GR01 | Patent grant | ||
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