CN107253016B - 快拆式大型贮箱环缝自动焊内撑装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快拆式大型贮箱环缝自动焊内撑装置，包括水平设置的可调式夹紧轴座，长支撑杆、短支撑杆，长支撑杆一端经一短行程气缸连接一外弧形撑块，短支撑杆一端经一长行程气缸连接一内弧形撑块，当短行程气缸和长行程气缸将外弧形撑块和内弧形撑块撑开后，能使外弧形撑块和内弧形撑块的弧形面位于同一圆周上，且相邻外弧形撑块和内弧形撑块间存在间隙。本发明通过两组气路，分别控制两组长短不同的气缸，实现外弧形撑块和内弧形撑块单独的伸缩运动，本发明装置具有质轻且刚度可靠，拆卸快速且简单方便，顶紧和松退过程稳定可靠，焊缝顶紧压力可调，能重复组装使用等优点，可满足大型贮箱的批量化生产，提高焊接效率。

Description

快拆式大型贮箱环缝自动焊内撑装置

技术领域

本发明涉及一种焊缝内撑装置，尤其涉及一种快拆式大型贮箱环缝自动焊内撑装置。

背景技术

大型贮箱是大型航天器的主要组成部件，它主要由筒段、封头、法兰及其管道等部件通过焊接成型。为满足某大型贮箱的环缝自动焊的焊接质量要求，在进行环缝焊接时，必须借助内撑设备对焊缝进行涨紧，使焊接环缝形成一个完整的圆，才能满足贮箱环缝焊接要求；同时，由于贮箱成型后是一个半封闭容器，焊接内撑装置必须实现可随时拆卸并组装的功能。在大型贮箱环缝焊接工艺方法中，传统的内撑装置多采用螺杆旋转方式进行焊缝的顶紧，撑块采用管件焊接组合，拆卸结构节点多，这种装置拆卸慢、劳动强度大、操作繁琐、可靠性差、效率低下，无法满足新的生产任务需求。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种解决上述问题，质轻且刚度可靠，拆卸快速且简单方便，顶紧和松退过程稳定可靠，焊缝顶紧压力可调，能重复组装使用，满足大型贮箱的批量化生产，提高焊接效率的快拆式大型贮箱环缝自动焊内撑装置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种快拆式大型贮箱环缝自动焊内撑装置，包括水平设置的可调式夹紧轴座，所以可调式夹紧轴座外壁沿其径向均匀交错分布有长支撑杆和短支撑杆，所述长支撑杆和短支撑杆位于同一水平面，一端与可调式夹紧座可拆卸连接，长支撑杆另一端经一短行程气缸连接一外弧形撑块，所述短行程气缸与长支撑杆同轴设置，短支撑杆另一端经一长行程气缸连接一内弧形撑块，所述长行程气缸与短支撑杆同轴设置，所述长行程气缸和短行程气缸与气路连接，由气路控制其沿各自轴向运动，所述外弧形撑块和内弧形撑块水平设置，互不接触，远离可调式夹紧轴座的一面为弧形面，且当短行程气缸和长行程气缸将外弧形撑块和内弧形撑块撑开后，能使外弧形撑块和内弧形撑块的弧形面位于同一圆周上，且相邻外弧形撑块和内弧形撑块间存在间隙。

作为优选：相邻长支撑杆和短支撑杆间设有稳定连接杆，所述稳定连接杆两端分别与对应长支撑杆和短支撑杆通过铰链连接，且其中一稳定连接杆为能调整长度的伸缩杆结构。该伸缩杆结构主要用于调节装配间隙，拆卸时可通过先调节这一组长度来调整整圈的松紧程度，通过一圈稳定连接杆，可提高整圈装置的稳定性。

作为优选：所述外弧形撑块和内弧形撑块形状相同，整体为扇形的弧形件基体，包括靠近圆心的一端和远离圆心的弧形面，所述短行程气缸或长行程气缸均设有一气缸连接头，所述弧形件基体靠近其圆心的一端与对应的气缸连接头可拆卸连接，所述弧形面上设有与之匹配贴合的焊接垫板，弧形件基体两侧分别设有一调节敲击块，所述外弧形撑块上弧形面两侧分别设有一导向片组件，所述导向片组件包括对称位于外弧形撑块上表面和下表面的导向片，两导向片间存在供内弧形撑块穿过的间隙。

其中，焊接垫板与弧形面采用螺钉连接，导向片与弧形面也采用螺钉连接，由于导向片组件包括对称位于外弧形撑块上表面和下表面的导向片，两导向片间存在供内弧形撑块穿过的间隙，所以当内弧形撑块与外弧形撑块发生相对移动时，导向片可将内弧形撑块限定在与外弧形撑块相对平行的范围内，使其在运动过程中不发生自由转动现象。

当短行程气缸和长行程气缸拉伸到最大行程后，外弧形撑块和内弧形撑块的弧形面位于同一圆周上，且相邻外弧形撑块和内弧形撑块间存在间隙。目的是用于消除顶紧工作时的干涉。

作为优选：所述可调式夹紧轴座包括夹紧座座体，长支撑杆、短支撑杆与夹紧座座体连接，夹紧座座体一端设有一夹紧套，夹紧套上设有调整其夹紧度的夹紧手柄，所述夹紧座座体一侧还设有两个用于吊起夹紧座座体的吊环。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明通过两组气路，分别控制两组长短不同的气缸，由两组长短不同的气缸分别控制一组外弧形撑块和一组内弧形撑块，实现外弧形撑块和内弧形撑块单独的伸缩运动，外弧形撑块和内弧形撑块的顶紧压力通过配气台的压力调节来实现；这样本发明采用双气路分别控制长行程气缸和短行程气缸，不发生控制干涉和运动干涉。

另外，可调式夹紧轴座与支撑杆可拆卸连接，支撑杆与气缸可拆卸连接，气缸又分别与支撑块可拆卸连接，在这里，可拆卸连接能通过快速拔销、铰链式旋转螺栓等结构实现方便快捷的拆卸分解。使本发明能快速进行组装，方便快捷。

本发明装置具有质轻且刚度可靠，拆卸快速且简单方便，顶紧和松退过程稳定可靠，焊缝顶紧压力可调，能重复组装使用等优点，可满足大型贮箱的批量化生产，提高焊接效率。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为图1中可调式夹紧轴座与长支撑杆、短支撑杆的结构示意图，

图3为外弧形撑块的结构示意图；

图4为内弧形撑块的结构示意图；

图5为本发明另一个状态的结构示意图。

图中：1、气路；2、长行程气缸；3、短行程气缸；4、稳定连接杆；5、短支撑杆；6、可调式夹紧轴座；7、外弧形撑块；8、长支撑杆；9、快插拔销；10、内弧形撑块；11、气缸连接头；12、夹紧座座体；13、夹紧套；14、夹紧手柄；15、吊环；16、焊接垫板；17、调节敲击块；18、弧形件基体；19、导向片组件。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

实施例1：参见图1到图5，一种快拆式大型贮箱环缝自动焊内撑装置，包括水平设置的可调式夹紧轴座6，所以可调式夹紧轴座6外壁沿其径向均匀交错分布有长支撑杆8和短支撑杆5，所述长支撑杆8和短支撑杆5位于同一水平面，一端与可调式夹紧座可拆卸连接，长支撑杆8另一端经一短行程气缸3连接一外弧形撑块7，所述短行程气缸3与长支撑杆8同轴设置，短支撑杆5另一端经一长行程气缸2连接一内弧形撑块10，所述长行程气缸2与短支撑杆5同轴设置，所述长行程气缸2和短行程气缸3与气路1连接，由气路1控制其沿各自轴向运动，所述外弧形撑块7和内弧形撑块10水平设置，互不接触，远离可调式夹紧轴座6的一面为弧形面，且当短行程气缸3和长行程气缸2将外弧形撑块7和内弧形撑块10撑开后，能使外弧形撑块7和内弧形撑块10的弧形面位于同一圆周上，且相邻外弧形撑块7和内弧形撑块10间存在间隙。

本实施例中：相邻长支撑杆8和短支撑杆5间设有稳定连接杆4，所述稳定连接杆4两端分别与对应长支撑杆8和短支撑杆5通过铰链连接，且其中一稳定连接杆4为能调整长度的伸缩杆结构。

所述外弧形撑块7和内弧形撑块10形状相同，整体为扇形的弧形件基体18，包括靠近圆心的一端和远离圆心的弧形面，所述短行程气缸3或长行程气缸2均设有一气缸连接头11，所述弧形件基体18靠近其圆心的一端与对应的气缸连接头11可拆卸连接，所述弧形面上设有与之匹配贴合的焊接垫板16，弧形件基体18两侧分别设有一调节敲击块17，所述外弧形撑块7上弧形面两侧分别设有一导向片组件19，所述导向片组件19包括对称位于外弧形撑块7上表面和下表面的导向片，两导向片间存在供内弧形撑块10穿过的间隙。

所述可调式夹紧轴座6包括夹紧座座体12，长支撑杆8、短支撑杆5与夹紧座座体12连接，夹紧座座体12一端设有一夹紧套13，夹紧套13上设有调整其夹紧度的夹紧手柄14，所述夹紧座座体12一侧还设有两个用于吊起夹紧座座体12的吊环15。

由图5可以看出本发明的运动原理，气路1分为两路，其中一气路1控制长行程气缸2运动，推动内弧形撑块10实现顶紧和松退。另一气路1控制短行程气缸3运动，控制外弧形撑块7组件实现顶紧和松退，另外，各部件可拆卸连接，均能通过快插拔销9和旋转螺栓实现装置的快速拆卸和组装。

本实施例中，采用长支撑杆8六根，短支撑杆5六根，短支撑杆5与内弧形撑块10连接，长支撑杆8与外弧形撑块7连接；杆与杆之间设有稳定连接杆4，共十二个稳定连接杆4，其中一个为能调整长度的伸缩杆结构，用于调节装配间隙，拆卸时可通过先调节这一组长度来调整整圈的松紧程度，其余十一个为长度固定连接。通过调节固定十二组稳定杆可提高整圈装置的稳定性。同时，长行程气缸2和短行程气缸3其推动作用，也各为六个。

外弧形撑块7和内弧形撑块10的结构相同，不同之处在于，外弧形撑块7还设有导向片组件19，导向片组件19的作用是，当内弧形撑块10与外弧形撑块7发生相对移动时，导向片组件19可将内弧形撑块10限定在与外弧形撑块7相对平行的范围内，使其在运动过程中不发生自由转动现象。调节敲击块17与弧形件基体18采用长螺栓连接，它主用用于垫板焊漏槽与焊缝的对齐调整，敲击它可微调弧形撑块的转动。在撑开外弧形撑块7和内弧形撑块10形成完整整圆状态时，外弧形撑块7组件与内弧形撑块10组件之间留有一定间隙，用于消除顶紧工作时的干涉。

按照本发明附图，将本发明各部件组装好，然后进行贮箱环缝焊接。

贮箱环缝焊接时，将组装好的本发明通过可调式夹紧轴座6固定在焊接设备芯轴上，然后通过气路1的阀门控制，使六块外弧形撑块7向外移动，使六块外弧形撑块7先接触到贮箱内壁；再控制长行程气缸2气路1阀门，使六块内弧形撑块10向外移动，使六块内弧形撑块10也与贮箱内壁贴合。内弧形撑块10和外弧形撑块7形成一个整圆分别控制向外顶紧，同时敲打调节敲击块17，调节对应弧形件基体18的位置，使弧形件基体18上的焊接垫板16正对焊缝，控制气源工作台压力后进行贮箱环缝的焊接工作。焊完第一条贮箱环缝后，先控制短行程气缸3，使六块内弧形撑块10先向后移动松退，再控制长行程气缸2，使六块外弧形撑块7向后移动松退，控制设备芯轴移动，重复上述操作进行下一条环缝的焊接工作。

大型贮箱环缝自动焊内撑装置拆卸过程：贮箱环缝焊接完成后，所有弧形撑块处于松退状态，先松退弧形件基体18与缸连接头的旋转螺栓，螺栓松退到一定位置即可实现弧形件基体18的分解；拆卸支撑杆件的稳定杆，通过快速拔销可方便快捷地将其拆解；拆卸长支撑杆8和短支撑杆5，通过卸出长支撑杆8和短支撑杆5与可调式夹紧轴座6之间的快速拔销可实现二者的分解。最后将拆卸下来的各组件分别运送出贮箱。

所述可调式夹紧轴座6包括夹紧座座体12，夹紧座座体12一端设有一夹紧套13，夹紧套13上设有夹紧手柄14，所述夹紧座座体12一侧还设有两个用于吊起夹紧座座体12的吊环15。转动夹紧手柄14可使夹紧套13夹紧设备芯轴，吊环15用于起吊整个内撑装置。

本发明通过两组气路1，分别控制两组长短不同的气缸，由两组长短不同的气缸分别控制一组外弧形撑块7和一组内弧形撑块10，实现外弧形撑块7和内弧形撑块10单独的伸缩运动，外弧形撑块7和内弧形撑块10的顶紧压力通过配气台的压力调节来实现；这样本发明采用双气路1分别控制长行程气缸2和短行程气缸3，不发生控制干涉和运动干涉。

另外，可调式夹紧轴座6与支撑杆可拆卸连接，支撑杆与气缸可拆卸连接，气缸又分别与支撑块可拆卸连接，在这里，可拆卸连接能通过快速拔销、铰链式旋转螺栓等结构实现方便快捷的拆卸分解。具体可参见图5。

图5中：

①表示：气路1控制长行程气缸2运动，带动内弧形撑块10组件实现顶紧和松退。

②表示：气路1控制短行程气缸3运动，外弧形撑块7组件实现顶紧和松退。

③表示：拆卸位置，通过快插拔销9和旋转螺栓实现装置的快速拆卸和组装。

Claims (3)

1.一种快拆式大型贮箱环缝自动焊内撑装置，其特征在于：包括水平设置的可调式夹紧轴座，所以可调式夹紧轴座外壁沿其径向均匀交错分布有长支撑杆和短支撑杆，所述长支撑杆和短支撑杆位于同一水平面，一端与可调式夹紧座可拆卸连接，长支撑杆另一端经一短行程气缸连接一外弧形撑块，所述短行程气缸与长支撑杆同轴设置，短支撑杆另一端经一长行程气缸连接一内弧形撑块，所述长行程气缸与短支撑杆同轴设置，所述长行程气缸和短行程气缸与气路连接，由气路控制其沿各自轴向运动，所述外弧形撑块和内弧形撑块水平设置，互不接触，远离可调式夹紧轴座的一面为弧形面，且当短行程气缸和长行程气缸将外弧形撑块和内弧形撑块撑开后，能使外弧形撑块和内弧形撑块的弧形面位于同一圆周上，且相邻外弧形撑块和内弧形撑块间存在间隙；

所述外弧形撑块和内弧形撑块形状相同，整体为扇形的弧形件基体，包括靠近圆心的一端和远离圆心的弧形面，所述短行程气缸或长行程气缸均设有一气缸连接头，所述弧形件基体靠近其圆心的一端与对应的气缸连接头可拆卸连接，所述弧形面上设有与之匹配贴合的焊接垫板，弧形件基体两侧分别设有一调节敲击块，所述外弧形撑块上弧形面两侧分别设有一导向片组件，所述导向片组件包括对称位于外弧形撑块上表面和下表面的导向片，两导向片间存在供内弧形撑块穿过的间隙；

焊接方法为：将快拆式大型贮箱环缝自动焊内撑装置的可调式夹紧轴座固定在焊接设备芯轴上，先使外弧形撑块向外移动，先接触到贮箱内壁；再使内弧形撑块向外移动与贮箱内壁贴合，敲打调节敲击块，调节对应弧形件基体的位置，使弧形件基体上的焊接垫板正对焊缝，控制气源工作台压力后进行贮箱环缝的焊接工作，焊完第一条贮箱环缝后，先使内弧形撑块先向后移动松退，再使外弧形撑块向后移动松退，控制设备芯轴移动，重复上述操作进行下一条环缝的焊接工作。

2.根据权利要求1所述的快拆式大型贮箱环缝自动焊内撑装置，其特征在于：相邻长支撑杆和短支撑杆间设有稳定连接杆，所述稳定连接杆两端分别与对应长支撑杆和短支撑杆通过铰链连接，且其中一稳定连接杆为能调整长度的伸缩杆结构。

3.根据权利要求1所述的快拆式大型贮箱环缝自动焊内撑装置，其特征在于：所述可调式夹紧轴座包括夹紧座座体，长支撑杆、短支撑杆与夹紧座座体连接，夹紧座座体一端设有一夹紧套，夹紧套上设有调整其夹紧度的夹紧手柄，所述夹紧座座体一侧还设有两个用于吊起夹紧座座体的吊环。