CN107552921B - 一种管道内焊机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种管道内焊机,焊接装置与所述行走装置相连;焊接装置包括:旋转导向架与行走装置所述第一传动部件的端面轴承相连;直行部件与旋转导向架的一端相连;至少两组焊枪固定在直行部件的滑块上;送丝机固定在旋转导向架的第一位置处,送丝机与至少两组焊枪分别相连;控制器用于采集焊枪的电弧电压,判断电弧电压是否在预设的电压范围内,若电弧电压不在预设的电压范围内,则向执行器发送相应的控制指令;执行器分别与焊枪相连,用于根据相应的所述控制指令调节焊枪与管壁之间的距离;如此,在焊接过程中,焊枪根据控制器的相应指令在直行部件的驱动下实时调节焊枪相对于管壁的距离,从而自动调节焊缝熔深,达到熔透效果。

Description

一种管道内焊机
技术领域
本发明属于油气输送技术领域,尤其涉及一种管道内焊机。
背景技术
目前,长输油气长输管道施工中的管道内部焊接工序是依靠内焊机来完成的,该焊机一般装有六到八个固定一体式焊枪和气动对口涨靴,将管道分成两个半圆周,再分别对管道内坡口进行向下电弧根焊,设备采用气压驱动,机体上搭载有保护气瓶、压缩气罐、轮式驱动单元和制动单元等配套部件。
由于固定一体式焊枪将焊枪头与送丝机进行了小型化集成,焊枪相对于管壁的距离不能自动调节,导致电弧熔深浅且不易控制,易出现未熔透现象。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明实施例提供了管道内焊机,用于解决现有技术中的管道内焊机在焊接过程中不能自动控制焊枪与管壁之间的距离,导致电弧熔深浅且不易控制,易出现未熔透的技术问题。
本发明提供一种管道内焊机,所述焊机包括:焊接装置及行走装置;所述焊接装置与所述行走装置相连;所述焊接装置包括:
旋转导向架,与所述行走装置所述第一传动部件的端面轴承相连;
直行部件,与所述旋转导向架的一端相连;
至少两组焊枪,固定在所述直行部件的滑块上;
送丝机,固定在所述旋转导向架的第一位置处,所述送丝机与所述至少两组焊枪分别相连;
控制器,用于采集所述焊枪的电弧电压,判断所述电弧电压是否在预设的电压范围内,若所述电弧电压不在预设的电压范围内,则向执行器发送相应的控制指令;
执行器,分别与所述焊枪相连,用于根据相应的所述控制指令调节所述焊枪与管壁之间的距离。
上述方案中,所述焊接装置还包括:定位部件,所述定位部件包括:
转角摆动缸,固定在所述旋转导向架的第二位置处;
摆动挡块,安装在所述转角摆动缸的活塞端部。
上述方案中,所述行走装置包括:
第一传动部件,与所述焊接装置相连;
第一减速驱动部件,安装在第一机座中,所述第一减速驱动部件与所述第一传动部件相连;
至少三组连接部件,所述连接部件的一端分别与所述第一机座相连;
至少三组履带行走部件,所述履带行走部件的一端分别所述连接部件的另一端相连;
至少三组推动部件,所述推动部件的一端分别与所述履带行走部件相连;
驱动部件,与所述推动部件的另一端相连;
第二传动部件,所述第二传动部件的一端与所述驱动部件相连;
导杆,所述导杆的一端穿过所述驱动部件与所述第一机座相连;
第二机座,与所述导杆的另一端相连;
第二减速驱动部件,安装在所述第二机座中,所述第二减速驱动部件与所述第二传动部件相连。
上述方案中,所述第一传动部件包括:
端面轴承,固定在所述第一机座的端面;
齿轮,与所述第一减速驱动部件相连;所述齿轮与所述端面轴承的内圈啮合形成齿轮传动副。
上述方案中,所述连接部件包括:
至少三个第一连杆,所述第一连杆的一端分别与所述履带行走部件铰接,所述第一连杆的另一端分别与所述第一机座相连;
至少三个第二连杆,所述第二连杆的一端分别与所述履带行走部件铰接,所述第二连杆的另一端分别与所述第一机座相连;所述第一连杆与所述第二连杆平行。
上述方案中,所述履带行走部件包括:
至少三个行走架,分别与所述连接部件的另一端相连;
至少三个行走电机,分别安装在所述行走架内;
至少三条链轮,分别与所述行走电机相连;
至少三条履带,分别与所述链轮啮合。
上述方案中,所述推动部件包括:
至少三个第一推杆,所述第一推杆的一端分别与所述履带行走部件相连;
至少三个第二推杆,所述第二推杆的一端分别与所述驱动部件相连;
至少三个复位部件,所述复位部件固定在所述第一推杆与所述第二推杆之间。
上述方案中,所述驱动部件包括:
平动法兰,与所述推动部件的另一端相连;
滚珠导套,固定在所述平动法兰的端面上,所述滚珠导套与所述导杆进行导向配合。
上述方案中,所述的第二传动部件包括:
丝杆,所述丝杆的一端穿过螺母与所述第一机座相连;所述丝杆的另一端穿过所述第二机座、联轴器与所述第二减速驱动部件相连;
螺母,固定在所述驱动部件上;
联轴器,所述联轴器固定在所述丝杆的另一端。
上述方案中,所述焊机还包括:所述控制器通过信号线分别与所述焊接装置、所述定位部件、所述履带行走部件、所述第一减速驱动部件、所述第二减速驱动部件相连。
本发明提供了一种管道内焊机,所述焊机包括:焊接装置及行走装置;所述焊接装置与所述行走装置相连;所述焊接装置包括:旋转导向架与所述行走装置所述第一传动部件的端面轴承相连;直行部件,与所述旋转导向架的一端相连;至少两组焊枪,固定在所述直行部件的滑块上;送丝机,固定在所述旋转导向架的第一位置处,所述送丝机与所述至少两组焊枪分别相连;控制器,用于采集所述焊枪的电弧电压,判断所述电弧电压是否在预设的电压范围内,若所述电弧电压不在预设的电压范围内,则向执行器发送相应的控制指令;执行器,分别与所述焊枪相连,用于根据相应的所述控制指令调节所述焊枪与管壁之间的距离;如此,在焊接过程中,焊枪根据控制器的相应指令在直行部件的驱动下实时调节焊枪相对于管壁的距离,从而自动调节焊缝熔深,达到熔透效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的管道内焊机的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的管道内焊机的主视图;
图3为本发明实施例提供的管道内焊机的A-A剖视图。
具体实施方式
为了解决现有技术中的管道内在焊接过程中不能自动控制焊枪与管壁之间的距离,导致电弧熔深浅且不易控制,易出现未熔透的技术问题,本发明提供了一种管道内焊机,所述焊机包括:焊接装置及行走装置;所述焊接装置与所述行走装置相连;所述焊接装置包括:旋转导向架,与所述行走装置所述第一传动部件的端面轴承相连;直行部件,与所述旋转导向架的一端相连;至少两组焊枪,固定在所述直行部件的滑块上;送丝机,固定在所述旋转导向架的第一位置处,所述送丝机与所述至少两组焊枪分别相连;控制器,用于采集所述焊枪的电弧电压,判断所述电弧电压是否在预设的电压范围内,若所述电弧电压不在预设的电压范围内,则向执行器发送相应的控制指令;执行器,分别与所述焊枪相连,用于根据相应的所述控制指令调节所述焊枪与管壁之间的距离。下面通过附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
本实施例提供一种管道内焊机,如图1、2和3所示,所述焊机包括:焊接装置1及行走装置;所述焊接装置1包括定位部件2,所述行走装置包括:第一传动部件3、第一减速驱动部件4、第一机座5、连接部件6、履带行走部件7、推动部件8、驱动部件9、第二传动部件10、导杆11、第二机座12、第二减速驱动部件13;其中,
所述焊接装置1与第一传动部件3相连,所述焊接装置的一端1还固定有定位部件2;第一减速驱动部件4安装在第一机座5中,所述第一减速驱动部件4与所述第一传动部件3相连;所述连接部件6的一端与所述第一机座5相连;所述履带行走部件7的一端所述连接部件6的另一端相连;所述推动部件8的一端与所述履带行走部件7相连;驱动部件9与所述推动部件8的另一端相连;所述第二传动部件10的一端与所述驱动部件9相连;所述导杆11的一端穿过所述驱动部件9与所述第一机座5相连;第二机座12与所述导杆11的另一端相连;第二减速驱动部件13安装在所述第二机座12中,所述第二减速驱动部件13与所述第二传动部件10相连。其中,所述连接部件6包括三组,等间隔地与所述第一基座5相连;所述履带行走部件7包括三组,所述推动部件8也包括三组。
这里,参见图1,所述焊机还包括:线缆端子盒14及控制部件,所述线缆端子盒14安装在所述第二机座12上,所述控制部件基于缆端子盒14,通过线缆(信号线)分别与所述焊接装置1、所述定位部件2、所述履带行走部件7、所述第一减速驱动部件4、所述第二减速驱动部件13相连,以能对所述焊接装置1、所述定位部件2、所述履带行走部件7、所述第一减速驱动部件4、所述第二减速驱动部件13发送相应的控制信号。其中,本实施例中的所述控制部件可以包括:工控机。
具体地,参见图2,所述焊接装置1包括:旋转导向架1-1、直行部件1-2、至少两组焊枪1-3及送丝机1-4;所述直行部件1-2具体可以包括行走轮。
旋转导向架1-1通过螺栓或销轴与所述第一传动部件3的端面轴承内圈相连;直行部件1-2通过螺栓或销轴与所述旋转导向架1-1的一端相连;所述直行部件1-2还与线缆15相连,通过所述线缆15接收控制部件发送的控制信号。
至少两组焊枪1-3通过螺栓或快卸轴销固定在所述直行部件1-2的滑块上;所述焊枪1-2的数量可以根据实际情况确定。
送丝机1-4通过螺栓或快卸轴销固定在所述旋转导向架1-1的第一位置处,所述送丝机1-4与所述至少两组焊枪1-3分别相连。所述送丝机1-4还通过线缆15与控制部件相连。
控制器,用于采集所述焊枪的电弧电压,判断所述电弧电压是否在预设的电压范围内,若所述电弧电压不在预设的电压范围内,则向执行器发送相应的控制指令。所述预设的电压范围为18~20V。
执行器,分别与所述焊枪相连,用于根据相应的所述控制指令调节电压,根据电压调整所述焊枪与管壁之间的距离,以调节电弧熔深。
继续参见图2,所述定位部件2包括:转角摆动缸2-1及摆动挡块2-2;其中,转角摆动缸2-1通过螺栓或销轴固定在所述旋转导向架1-1的第二位置处;摆动挡块2-2安装在所述转角摆动缸2-1的活塞端部。所述转角摆动缸2-1与线缆15相连,通过线缆15接收控制部件发送的控制信号。
所述第一传动部件3包括:端面轴承3-1及齿轮3-2;其中,端面轴承3-1通过螺栓或销轴固定在所述第一机座5的端面;齿轮3-2的内圈与所述第一减速驱动部件4相连;所述齿轮3-2与所述端面轴承3-1的内圈啮合形成齿轮传动副。
这里,所述连接部件6包括三组,所述履带行走部件7包括三组,所述推动部件8也包括三组,因连接部件6、履带行走部件7及推动部件8三组的结构完全相同,所以本实施例中以其中一组为例进行详细说明,具体如下:
所述连接部件6包括:第一连杆6-1及第二连杆6-2;所述履带行走部件7包括:行走架7-1、行走电机、链轮及履带7-2;其中,
所述第一连杆6-1的一端分别与所述履带行走部件7的行走架7-1铰接,所述第一连杆6-1的另一端分别与所述第一机座5相连;所述第二连杆6-2的一端分别与所述履带行走部件7铰接,所述第二连杆6-2的另一端分别与所述第一机座5相连;所述第一连杆6-1与所述第二连杆6-2平行。
所述行走架7-1分别与所述连接部件6的另一端相连;行走电机分别安装在所述行走架7-1内;链轮分别与所述行走电机相连;履带7-2分别与所述链轮啮合,所述链轮带动所述履带7-2转动。
所述推动部件8包括:第一推杆8-1、第二推杆8-2及复位部件8-3;所述第一推杆8-1的一端与所述履带行走部件7相连;所述第二推杆8-2的一端与所述驱动部件9铰接相连;所述复位部件8-3固定在所述第一推杆8-1与所述第二推杆8-2之间;所述复位部件8-3具体可以包括压簧。
所述驱动部件9包括:平动法兰9-1及滚珠导套9-2;所述平动法兰9-1与所述推动部件8的另一端可拆卸相连,具体可以为铰接相连;滚珠导套9-2通过螺栓或销轴固定在所述平动法兰9-1的端面上,所述滚珠导套9-2与所述导杆11进行导向配合。所述导杆11为空心导杆。
所述第二传动部件10包括:丝杆10-1、螺母10-2及联轴器10-3;其中,所述螺母10-2的一端通过螺栓或轴销固定在所述驱动部件9上,所述丝杆10-1的一端穿过螺母10-2与所述第一机座5相连;所述丝杆10-1的另一端穿过所述第二机座12、联轴器10-3与所述第二减速驱动部件13相连;所述联轴器10-3固定在所述丝杆10-1的另一端;所述第二减速驱动部件13可以包括:减速电机;所述螺母10-2可以为梯形螺母,所述丝杆10-1可以为梯形丝杆。
实际应用中,将处于收缩状态的焊机置于管道内部,当需要对焊缝进行焊接时,焊机的控制部件通过线缆端子盒14向线缆15发送控制信号,线缆15将控制信号传动至履带行走部件7、第一减速驱动部件4、第二减速驱动部件13、焊接装置1和定位部件2;那么第二减速驱动部件13带动第二传动部件10动驱动驱动部件9,驱动部件9进而驱动推动部件8工作,推动部件8推动履带行走部件7及连接部件6做扩张平动,将履带行走部件7压紧在管道内壁上,行走部件7得到控制部件发出的控制信号后开始动作,并驱动整个焊机向管道端部运行,当整个焊接装置1伸出管道端部后,履带行走部件7停止运动。定位部件2中的转角摆动缸2-1带动摆动挡块2-2伸出,所述转角摆动缸2-1转动90度,使得摆动挡块2-2伸出焊接装置1的外端面,然后行走部件7根据控制部件的控制信号后退直至多个摆动挡块2-2均与管道端部接触贴合后停止,此时焊接装置1的多个焊枪1-3的轴向位置就对准了焊缝中心线;然后转角摆动缸2-1带动摆动挡块2-2缩回并反向转动90度后复位,在直行部件1-2的带动下焊枪1-3伸出焊接装置1的端面,并将焊枪1-3上的焊丝对准焊缝,将待焊接管道组对后,第一减速驱动部件4带动第一传动部件3运动,第一传动部件3带动焊接装置1转动,此时焊接装置1上的焊枪1-3起弧并对管道内部整个圆周焊缝进行焊接,焊接过程中,送丝机1-4给焊枪1-3送丝。焊接完成后,焊枪1-3在直行部件1-2的带动下缩回焊接装置1的复位处,行走部件7驱动焊机运动开始下一焊缝的焊接作业。
本发明实施例提供的管道内焊机能带来的有益效果至少是:
本发明提供了一种管道内焊机,所述焊机包括:焊接装置及行走装置;所述焊接装置与所述行走装置相连;所述焊接装置包括:旋转导向架,与所述行走装置所述第一传动部件的端面轴承相连;直行部件,与所述旋转导向架的一端相连;至少两组焊枪,固定在所述直行部件的滑块上;送丝机,固定在所述旋转导向架的第一位置处,所述送丝机与所述至少两组焊枪分别相连;控制器,用于采集所述焊枪的电弧电压,判断所述电弧电压是否在预设的电压范围内,若所述电弧电压不在预设的电压范围内,则向执行器发送相应的控制指令;执行器,分别与所述焊枪相连,用于根据相应的所述控制指令调节所述焊枪与管壁之间的距离;如此,当需要对管道内进行焊接时,接收相应的控制信号,根据控制信号控制第二减速驱动部件带动第二传动部件来驱动驱动部件,驱动部件将推动推动部件扩张平动,将行走部件压紧在管道内壁上;然后行走部件根据控制信号驱动整个焊机向管道端部运行,直至焊接装置的焊枪伸出管道端部后停止,然后定位部件对焊枪进行定位,使得焊枪对准焊缝中心线;最后第一减速驱动部件带动第一传动部件转动,进而带动焊接装置转动,以能对整个管道圆周的焊缝进行焊接;这里,因行走部件为履带行走部件,采用履带驱动,增加了与管壁接触的面积,从而增加了摩擦面积,避免出现溜车现象;同时,由于本实施例采用全电驱方式,无需附带的气压驱动部件、压缩气罐等部件,使得整个焊接轴向体积小重量轻;减小了动力和制动装置的设计负荷。并且在焊接过程中,焊枪根据控制器的相应指令在直行部件的驱动下实时调节焊枪相对于管壁的距离,从而自动调节焊缝熔深,达到熔透效果;且该焊机中的驱动方式采用全电驱,因此驱动能力及制动能力也很强,进而可以在起伏地貌环境下对管道进行焊接时,避免出现驱动能力及制动能力不足导致出现管内溜车,进而导致焊接质量得不到保证的现象发生。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管道内焊机,其特征在于,所述焊机包括:焊接装置及行走装置;所述焊接装置与所述行走装置相连;所述焊接装置包括:
旋转导向架,与所述行走装置所述第一传动部件的端面轴承相连;
直行部件,与所述旋转导向架的一端相连;
至少两组焊枪,固定在所述直行部件的滑块上;
送丝机,固定在所述旋转导向架的第一位置处,所述送丝机与所述至少两组焊枪分别相连;
控制器,用于采集所述焊枪的电弧电压,判断所述电弧电压是否在预设的电压范围内,若所述电弧电压不在预设的电压范围内,则向执行器发送相应的控制指令;
执行器,分别与所述焊枪相连,用于根据相应的所述控制指令调节所述焊枪与管壁之间的距离。
2.如权利要求1所述的焊机,其特征在于,所述焊接装置还包括:定位部件,所述定位部件包括:
转角摆动缸,固定在所述旋转导向架的第二位置处;
摆动挡块,安装在所述转角摆动缸的活塞端部。
3.如权利要求1所述的焊机,其特征在于,所述行走装置包括:
第一传动部件,与所述焊接装置相连;
第一减速驱动部件,安装在第一机座中,所述第一减速驱动部件与所述第一传动部件相连;
至少三组连接部件,所述连接部件的一端分别与所述第一机座相连;
至少三组履带行走部件,所述履带行走部件的一端分别所述连接部件的另一端相连;
至少三组推动部件,所述推动部件的一端分别与所述履带行走部件相连;
驱动部件,与所述推动部件的另一端相连;
第二传动部件,所述第二传动部件的一端与所述驱动部件相连;
导杆,所述导杆的一端穿过所述驱动部件与所述第一机座相连;
第二机座,与所述导杆的另一端相连;
第二减速驱动部件,安装在所述第二机座中,所述第二减速驱动部件与所述第二传动部件相连。
4.如权利要求3所述的焊机,其特征在于,所述第一传动部件包括:
端面轴承,固定在所述第一机座的端面;
齿轮,与所述第一减速驱动部件相连;所述齿轮与所述端面轴承的内圈啮合形成齿轮传动副。
5.如权利要求3所述的焊机,其特征在于,所述连接部件包括:
至少三个第一连杆,所述第一连杆的一端分别与所述履带行走部件铰接,所述第一连杆的另一端分别与所述第一机座相连;
至少三个第二连杆,所述第二连杆的一端分别与所述履带行走部件铰接,所述第二连杆的另一端分别与所述第一机座相连;所述第一连杆与所述第二连杆平行。
6.如权利要求3所述的焊机,其特征在于,所述履带行走部件包括:
至少三个行走架,分别与所述连接部件的另一端相连;
至少三个行走电机,分别安装在所述行走架内;
至少三条链轮,分别与所述行走电机相连;
至少三条履带,分别与所述链轮啮合。
7.如权利要求3所述的焊机,其特征在于,所述推动部件包括:
至少三个第一推杆,所述第一推杆的一端分别与所述履带行走部件相连;
至少三个第二推杆,所述第二推杆的一端分别与所述驱动部件相连;
至少三个复位部件,所述复位部件固定在所述第一推杆与所述第二推杆之间。
8.如权利要求3所述的焊机,其特征在于,所述驱动部件包括:
平动法兰,与所述推动部件的另一端相连;
滚珠导套,固定在所述平动法兰的端面上,所述滚珠导套与所述导杆进行导向配合。
9.如权利要求3所述的焊机,其特征在于,所述的第二传动部件包括:
丝杆,所述丝杆的一端穿过螺母与所述第一机座相连;所述丝杆的另一端穿过所述第二机座、联轴器与所述第二减速驱动部件相连;
螺母,固定在所述驱动部件上;
联轴器,所述联轴器固定在所述丝杆的另一端。
10.如权利要求3所述的焊机,其特征在于,所述焊机还包括:所述控制器通过信号线分别与所述焊接装置、定位部件、所述履带行走部件、所述第一减速驱动部件、所述第二减速驱动部件相连。
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