CN109175876B - 一种管道全位置自动焊机弹簧式锁紧机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械锁紧机构技术领域，尤其涉及一种管道全位置自动焊机弹簧式锁紧机构，包括：固定在底座上的前锁紧导轮组、滑轨和后推板，以及沿滑轨前后移动的锁紧架，锁紧架的前端和后端分别为前推板和后缩紧导轮组，后推板位于前推板和后缩紧导轮组之间，前推板位于前锁紧导轮组和后推板之间，前推板与数根滑杆的一端连接，数根滑杆的另一端均穿过后推板，前、后推板之间的滑杆套有锁紧弹簧，底座末端有垂直于底座的竖直板，竖直板上设有锁紧手柄，锁紧手柄通过导向传动机构与锁紧架连接，通过旋转缩紧手柄推动锁紧架沿滑轨移动来压缩或释放锁紧弹簧，实现前、后锁紧导轮组之间的距离变化。大大的节省了焊机拆装时间，锁紧力调节简便，锁紧可靠。

Description

一种管道全位置自动焊机弹簧式锁紧机构

技术领域

本发明属于机械锁紧机构技术领域，尤其涉及一种管道全位置自动焊机弹簧式锁紧机构。

背景技术

目前，全自动外焊(GMAW)单面焊双面成形技术已经成为国际上管线施工焊接中的主流工艺。而管道全位置自动焊机的锁紧机构是将焊机安装在专用轨道上，起定位和保证焊机稳定行走的机构。锁紧机构的锁紧程度会直接影响到焊机行走的平稳度和位置度，是影响焊接质量的关键因素之一。因此，锁紧机构应满足下列条件：(1)装拆方便；(2)结构合理、体积小、重量较轻；(3)有足够的锁紧力、稳定性好；(4)有一定的耐磨性和耐腐蚀性。

现有一种“管道全位置焊车偏心式自动锁紧行走机构”，其焊机底板由两部分组成，每一半底板上安装有固定夹紧轮和自动锁紧驱动轮，锁紧机构为两套四连杆机构，利用锁紧环与锁紧轮的偏心实现自动锁紧。该锁紧机构可以通过两套四连杆机构快速拆装，利用调节偏心距或弹簧的预紧力调节锁紧力。但该锁紧机构结构复杂，实际使用时，维修和维护困难；当轨道直径变化时，需要调整分体式底板的联结板，适应性差、调整操作时间长；拆装时需要同时锁紧两套偏心机构，操作极为不方便。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种管道全位置自动焊机弹簧式锁紧机构，包括：固定在底座上的前锁紧导轮组、滑轨和后推板，以及沿滑轨前后移动的锁紧架，锁紧架的前端和后端分别为前推板和后锁紧导轮组，后推板位于前推板和后锁紧导轮组之间，前推板位于前锁紧导轮组和后推板之间，前推板与数根滑杆的一端连接，数根滑杆的另一端均穿过后推板，前、后推板之间的滑杆套有锁紧弹簧，底座末端有垂直于底座的竖直板，竖直板上设有锁紧手柄，锁紧手柄通过导向传动机构与锁紧架连接，通过旋转锁紧手柄推动锁紧架沿滑轨移动来压缩或释放锁紧弹簧，实现前、后锁紧导轮组之间的距离变化。

所述导向传动机构从前到后依次由导向螺栓、套筒、第二阶梯轴、第一阶梯轴两两螺纹连接组成，并且第一阶梯轴位于竖直板通孔内且末端开有通孔与锁紧手柄相连，导向螺栓与后锁紧导轮组相连；套筒内置调节弹簧；第二阶梯轴的两端和导向螺栓的一端均有六角薄螺母螺纹连接且这三个六角薄螺母的一端分别与第一阶梯轴、套筒、后锁紧导轮组上的沉头螺纹孔的三个端面贴合。

所述锁紧手柄由手柄连接板、手柄连接片、手柄杆依次连接组成；其中，手柄杆前端设有凹槽且两侧开数个孔，手柄连接片分为左右两片且每片后端开数个孔用于和手柄杆前端的数个孔连接，每片前端开一个孔，每片前端垂直于手柄连接片前后方向上延伸出一段且向内弯曲并开孔与第一阶梯轴连接；手柄连接板两端为互相平行的一对长条片，长条片中间通过薄片连接且两端各开有一孔，其中一孔与手柄连接片前端的孔连接，另一个孔与竖直板伸出段相连。

所述前锁紧导轮组和后锁紧导轮组从上到下均由一根转轴依次串起下列部件：锁紧导轮、调整垫片、垫片、角接触球轴承，角接触球轴承安装在轴承套筒内，转轴两端均由一对六角薄螺母螺纹连接用于锁紧。

所述锁紧架为一平厚板结构，底部通过导轨滑块与滑轨相连，所述滑轨包括与底座固定的微型直线凹槽和微型直线导轨。

所述轴承套筒为中空的圆柱形结构，中空部分为阶梯轴状。

所述锁紧导轮加工有45°外锥面和水平定位台。

所述后锁紧导轮组上的轴承套筒外圆中部有一沉头螺纹孔用于和导向传动机构连接。

本发明的有益效果：

1、锁紧机构采用单个旋转锁紧手柄组件，只要转动手柄即可实现焊机的拆装，大大的节省了焊机的拆装时间，简化了焊机拆装操作。

2、机构的锁紧力由弹簧的预紧力提供，弹簧及滑杆的数量可调，锁紧力调节简便，锁紧可靠。

3、锁紧导轮加工有45°外锥面和水平定位台，锁紧后外锥面和轨道内锥面贴合，起到锁紧和定位作用；水平定位台和轨道内环轨道面贴合，在焊机处于倒挂状态时减少与锁紧力方向相反的水平分力，保证锁紧可靠、提高了焊机运行的稳定性。

4、锁紧执行机构由滑块、前滑块推板、后锁紧导轮组和滑杆等组成，结构简单、体积小、重量轻、易于维修和维护。

附图说明

图1为本发明结构松开时的等轴测图。

图2为本发明结构锁紧时的等轴测图。

图3为本发明结构中手柄部分的立体示意图。

图4为本发明结构松开时的前视图。

图5为本发明结构松开时的后视图。

图6为本发明结构中锁紧架的等轴测图。

图7为本发明结构松开时的下视图。

图8为图7的A-A向剖视图。

图9为图4的B-B向剖视图。

各图中主要标号说明：1-前推板、2-导轨滑块、3-锁紧架、4-锁紧弹簧、5-后推板、6-滑杆、7-螺栓、8-微型直线导轨、9-微型直线凹槽、10-底座、11-带内螺纹的阶梯轴、12-六角薄螺母、13-带螺纹的阶梯轴、14-六角薄螺母、15-套筒、16-调整弹簧、17-导向螺栓、18-六角薄螺母、19-后轴承套筒、20-后锁紧导轮、21-后转轴、22-前轴承套筒、23-前锁紧导轮、24-前转轴、25-手柄连接板、26-左手柄连接片、27-右手柄连接片、28-手柄杆、29-六角薄螺母、30-调整垫片、31-垫片、32-角接触球轴承、33-六角薄螺母。

具体实施方式

下面结合附图，对实施例作详细说明。

如图1～图9所示，本发明设有锁紧机构，该锁紧机构包括：一底座及其固联部分，一锁紧工作机构，一导向传动机构，锁紧手柄为一旋转组合机构。

一底座及其固联部分，该部分由后推板5，微型直线凹槽9，底座10，前锁紧导轮组组成；

前锁紧导轮组由前轴承套筒22，前锁紧导轮23，前转轴24，六角薄螺母29，调整垫片30，垫片31，角接触球轴承32，六角薄螺母33；

后推板5，呈长方体板状，其上有5个通孔；

微型直线凹槽9，该凹槽凹下的形状为长条状；

底座10，该底座是焊机底板上与整个锁紧机构有直接位置连接关系的焊机底板部分，该底板部分开有一通孔，其竖直板有一伸出段，该段处开有一垂直于竖直板高度方向的通孔；

前轴承套筒22，该套筒为中空的圆柱形结构，中空部分为阶梯轴状；

前锁紧导轮23，该导轮加工有45°外锥面和水平定位台；

前转轴24，该转轴两端设有外螺纹；

后推板5，该推板与底座10固联，一组滑杆6通过其上的5个通孔；

微型直线凹槽9，底部平面端与底座10固联，凹槽端与微型直线导轨底部连接，连接方式为螺栓连接；

底座10，该底座与前轴承套筒22底部固联；

前轴承套筒22，该套筒用于安装一组角接触球轴承32，同时安装有垫片31；

前转轴24，该转轴中段安装有一组角接触球轴承32，上轴段下部安装有一组调整垫片30及前锁紧导轮23，上轴段与一组六角薄螺母29连接，连接方式为螺纹连接，下轴段与一组六角薄螺母33连接，连接方式为螺纹连接；

一锁紧工作机构，该锁紧工作机构由前推板1，导轨滑块2，锁紧架3，锁紧弹簧4，滑杆6，螺栓7，微型直线导轨8，后轴承套筒19，后锁紧导轮20，转轴21组成；

锁紧架3，该锁紧架为一平厚板结构；

前推板1，呈长方体板状，其上有5个通孔；

滑杆6，该滑杆一端外圆上有螺纹，另一端有数个销孔；

后轴承套筒19，其结构与前轴承套筒22相同，但在其外圆中部有一沉头螺纹孔；

由后锁紧导轮20，转轴21组成的后锁紧导轮组结构与前锁紧导轮组结构相同；

前推板1，该推板与滑杆6连接，连接方式为螺纹连接；

导轨滑块2与微型直线导轨8相连，组成导轨副，且其与锁紧架3连接，连接方式为螺栓连接；

锁紧架3，该锁紧架与前推板1与后轴承套筒19固联；

锁紧弹簧4，该锁紧弹簧安装在滑杆6上；

后轴承套筒19，该套筒与导向螺栓17相连，连接方式为螺栓连接；

一锁紧手柄，该锁紧手柄由手柄连接板25，左手柄连接片26，右手柄连接片27，手柄杆28等组成；

手柄连接板25两端各为一长条片，长条片两端各有一个孔，两长条片之间用薄片连接；

左手柄连接片26的一端为长直板段，该部分设有数个孔，另一端有一个孔，且与长直板段之间有一段弯曲过度；

右手柄连接片27的一端为长直板段，该部分设有数个孔，另一端有一个孔，且与长直板段之间有一段弯曲过度；

手柄杆28的一端设有一凹槽，该部分设有数个孔；

左手柄连接片26的长直板段和右手柄连接片27的长直板段重合对齐，重合对齐面为两连接片另一端的同侧；

左手柄连接片26的长直板片和右手柄连接片27的长直板段的重合对齐段安装在手柄杆28的凹槽内，并采用螺栓螺母连接三者；

手柄连接板25两长条片的同一端分别与左手柄连接片26的非长直板片段和右手柄连接片27的非长直板段的一端连接，连接方式为螺栓螺母连接，其另一端与底座10竖直板伸出段相连，连接方式为螺钉连接；

一导向传动机构，该导向传动机构由带内螺纹的阶梯轴11，六角薄螺母12，带螺纹的阶梯轴13，六角薄螺母14，套筒15，调节弹簧16，导向螺栓17，六角薄螺母18组成；

带内螺纹的阶梯轴11，该阶梯轴为三段轴结构，一端轴的端面上设有一内螺纹孔，另一端轴的外圆上开有一通孔；

带螺纹的阶梯轴13，该阶梯轴为三段轴结构，该阶梯轴两端轴外圆上设有外螺纹；

套筒15，该套筒为中空圆柱形，其中空部分各个位置径向截面为圆形，该套筒一端的中空部分径向截面直径较小，另一端及其中间部分中空部分径向截面直径较大，且套筒中空部分径向截面直径较大的一端设有内螺纹；

调节弹簧16，该调节弹簧为一压力弹簧，两端弹簧端部平行于该弹簧径向平面；

导向螺栓17，该导向螺栓一端为圆柱体，另一端外圆端部一侧设有外螺纹；

带内螺纹的阶梯轴11的开通孔端的通孔与左手柄连接片26的非长直板片段和右手柄连接片27的非长直板段的一端连接，连接方式为螺栓螺母连接，且该阶梯轴11穿过底座10外壁一侧的通孔；

带螺纹的阶梯轴13，其径向直径较小的一端的轴段与带内螺纹的阶梯轴11的带内螺纹孔的轴段相连，连接方式为螺纹连接；

六角薄螺母12，其与带螺纹的阶梯轴13的径向直径较小的一端的轴段相连，连接方式为螺纹连接，且六角薄螺母12一端面与带内螺纹的阶梯轴11的带内螺纹孔的轴段的端面贴合；

带螺纹的阶梯轴13，其径向直径较大的一端的轴段与套筒15的带内螺纹孔的一端相连，连接方式为螺纹连接；

六角薄螺母14，其与带螺纹的阶梯轴13的径向直径较大的一端的轴段相连，连接方式为螺纹连接，且六角薄螺母14一端面与套筒15的带内螺纹孔的一端的端面贴合；

调节弹簧16，其一端端面与带螺纹的阶梯轴13的径向直径较大的一端的轴段的端面贴合，另一端与导向螺栓17的圆柱体的端面贴合；

导向螺栓17，其圆柱体一端安装在套筒15内，其带螺纹的一端从套筒15的中空部分径向截面直径较小的一端的通孔穿出，且与后轴承套筒19相连，连接方式为螺纹连接；

六角薄螺母18，其与导向螺栓17带螺纹的一端的轴段相连，连接方式为螺纹连接，且六角薄螺母18一端面与后轴承套筒19的沉头螺纹孔的沉头平面的端面贴合。

手柄杆28分别与左手柄连接片26及右手柄连接片27固联，左手柄连接片26和右手柄连接片27又都同手柄连接板25及带内螺纹的阶梯轴11连接，手柄连接板25又同带内螺纹的阶梯轴11连接，以上各个零件的连接形成锁紧手柄的旋转机构；通过锁紧手柄的旋转，锁紧手柄拉伸或收缩带内螺纹的阶梯轴11，使带内螺纹的阶梯轴11在底座10竖直板通孔轴向方向及微型直线导轨方向进行运动，由于带内螺纹的阶梯轴11与带螺纹的阶梯轴13通过螺纹连接固联为一体，带螺纹的阶梯轴13与套筒15通过螺纹连接固联为一体，故锁紧手柄带动套筒15在微型直线导轨方向进行运动，安装在套筒15内的调整弹簧16由于受到带螺纹的阶梯轴13及导向螺栓17的双向压力作用，在套筒15运动时也随着进行拉伸或收缩，从而带动导向螺栓17在微型直线导轨方向进行运动，由于导向螺栓17一端与后轴承套筒19采用螺纹连接方式固联为一体，后轴承套筒19与锁紧架3固联，故带动锁紧架3在微型直线导轨方向进行运动，导轨滑块2与微型直线导轨8组成导轨副，且导轨滑块2与锁紧架3通过螺栓连接方式固联为一体，故锁紧架3可在微型直线导轨方向进行运动；六角薄螺母12、六角薄螺母14、六角薄螺母18起锁紧放松作用；从而实现通过对锁紧手柄的旋转操作，来达到对锁紧架3在微型直线导轨方向进行运动的目的。

数根滑杆6一端与前推板1采用螺纹连接方式固联为一体，另一端穿过后推板5，数根锁紧弹簧4安装在滑杆6上，通过旋转锁紧手柄，使锁紧架3向手柄方向运动时，前推板1带动滑杆6也向手柄方向进行运动，压缩锁紧弹簧4，由后轴承套筒19、后锁紧导轮20、后转轴21等组成的后锁紧导轮组也向手柄方向进行运动，由于由前轴承套筒22、前锁紧导轮23、前转轴24等组成的前锁紧导轮组与底座10固联，从而使后锁紧导轮20和前锁紧导轮23距离加大，使锁紧导轮呈张开状态；同理通过旋转锁紧手柄，使锁紧架3向手柄反方向运动时，前推板1带动滑杆6也向手柄反方向进行运动，松开锁紧弹簧4，由后轴承套筒19、后锁紧导轮20、后转轴21等组成的后锁紧导轮组也向手柄反方向进行运动，由于由前轴承套筒22、前锁紧导轮23、前转轴24等组成的前锁紧导轮组与底座10固联，从而使后锁紧导轮20和前锁紧导轮23距离减小，使锁紧导轮呈锁紧状态；通过改变滑杆6及锁紧弹簧4的数量可以调节锁紧导轮对轨道的锁紧力大小，但要保证其数量在前后推板的长度的中线所在平面两侧对齐。

使用时，将本发明锁紧机构依次安装在焊机底板上。通过对锁紧手柄的旋转操作，来达到对锁紧架3在微型直线导轨方向进行运动，从而带动后锁紧导轮运动以实现两锁紧导轮的松开或锁紧，进而实现焊机与刚性焊接导轨的快速拆卸或安装。

此实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种管道全位置自动焊机弹簧式锁紧机构，其特征在于，包括：固定在底座上的前锁紧导轮组、滑轨和后推板，以及沿滑轨前后移动的锁紧架，锁紧架的前端和后端分别为前推板和后锁紧导轮组，后推板位于前推板和后锁紧导轮组之间，前推板位于前锁紧导轮组和后推板之间，前推板与数根滑杆的一端连接，数根滑杆的另一端均穿过后推板，前、后推板之间的滑杆套有锁紧弹簧，底座末端设置有垂直于底座的竖直板，竖直板上设有锁紧手柄，锁紧手柄通过导向传动机构与锁紧架连接，通过旋转锁紧手柄推动锁紧架沿滑轨移动来压缩或释放锁紧弹簧，实现前、后锁紧导轮组之间的距离变化；通过改变滑杆及锁紧弹簧的数量可以调节锁紧导轮组对轨道的锁紧力大小；

所述锁紧架为一平厚板结构，底部通过导轨滑块与滑轨相连，所述滑轨包括与底座固定连接的微型直线凹槽和微型直线导轨；通过对锁紧手柄的旋转操作，来实现锁紧架在微型直线导轨方向的运动，从而带动后锁紧导轮组运动以实现前后锁紧导轮组的松开或锁紧，进而实现焊机与刚性焊接导轨的快速拆卸或安装；

所述导向传动机构从前到后依次由导向螺栓、套筒、第二阶梯轴、第一阶梯轴两两螺纹连接组成，并且第一阶梯轴位于竖直板通孔内且末端开有通孔与锁紧手柄相连，导向螺栓与后锁紧导轮组相连；套筒内置调节弹簧；第二阶梯轴的两端和导向螺栓的一端均与六角薄螺母螺纹连接且这三个六角薄螺母的一端分别与第一阶梯轴、套筒、后锁紧导轮组上的沉头螺纹孔的三个端面贴合；

所述锁紧手柄包括手柄连接片、手柄杆；其中，手柄杆前端设有凹槽且两侧开数个孔，手柄连接片包括左手柄连接片和右手柄连接片，且每片后端开数个孔用于和手柄杆前端的数个孔连接，每片前端开一个孔，在每片前端垂直于手柄连接片前后方向上延伸出一段且向内弯曲并开孔并与第一阶梯轴连接；所述前锁紧导轮组和后锁紧导轮组从前到后均由一根转轴依次串起下列部件：锁紧导轮、调整垫片、垫片、轴承套筒，角接触球轴承安装在轴承套筒内，转轴两端均由一对六角薄螺母螺纹连接用于锁紧；手柄杆分别与左手柄连接片及右手柄连接片固联，左手柄连接片和右手柄连接片都同第一阶梯轴连接。

2.根据权利要求1所述锁紧机构，其特征在于，所述轴承套筒为中空的圆柱形结构，中空部分为阶梯轴状。

3.根据权利要求1所述锁紧机构，其特征在于，所述锁紧导轮加工有45°外锥面和水平定位台。

4.根据权利要求1或2或3所述锁紧机构，其特征在于，所述后锁紧导轮组上的轴承套筒外圆中部有一沉头螺纹孔用于和导向传动机构连接。

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