CN110666336B - 一种搅拌摩擦焊辊压式内支撑体系 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种搅拌摩擦焊辊压式内支撑体系，包括刚弹性筒、伸缩气缸和限位装置，限位装置设置在伸缩气缸的活塞杆上端，刚弹性筒设置在限位装置上；限位装置包括安装板和两个限位辊组，安装板水平设置在伸缩气缸的活塞杆上端，两个限位辊组正对安装在安装板的上表面，刚弹性筒位于两个限位辊组之间。采用本发明的有益效果是，能通过伸缩气缸调节刚弹性筒与待焊圆形工件的距离，通过筒体的自适应变形，增大其与待焊圆筒形工件的接触面积，并在变形后形成刚性支撑，刚弹性筒两侧的限位辊组会对刚弹性筒起到一个限位和辅助滚动的作用，保证刚弹性筒在滚动过程中均匀受力，对刚弹性筒的滚动提供保护和辅助并提高支撑的稳定性。

Description

一种搅拌摩擦焊辊压式内支撑体系

技术领域

本发明涉及一种支撑体系，具体涉及一种搅拌摩擦焊辊压式内支撑体系。

背景技术

搅拌摩擦焊是指利用高速旋转的焊具与工件摩擦产生的热量使被焊材料局部熔化，当焊具沿着焊接界面向前移动时，被塑性化的材料在焊具的转动摩擦力作用下由焊具的前部流向后部，并在焊具的挤压下形成致密的固相焊缝。利用搅拌摩擦焊焊接两个待焊圆筒形工件的时候，将两个待焊圆筒形工件需要焊接的一端抵紧，利用夹持装置将两个待焊圆筒形工件固定，将焊具固定，焊接搅拌头从待焊圆筒形工件外侧伸入接缝处，再使两个待焊圆筒形工件同步旋转以实现焊接；在焊接过程中，待焊圆筒形工件的旋转中心需要保持稳定，且在待焊圆筒形工件的接缝内侧需要设置稳定的支撑，以支撑焊接搅拌头对待焊圆筒形工件的压力。

采用现有的夹持装置、旋转装置、内支撑装置应用于待焊圆筒形工件的搅拌摩擦焊时，存在以下技术问题：

1、内支撑装置较常采用的方式是设置刚性的圆环形内支撑，但是对不同尺寸的待焊圆筒形工件需要设置对应尺寸的圆环形内支撑，同时为了使圆环形内支撑的外表面与待焊圆筒形工件的抵靠部位稳定贴合，对圆环形内支撑的加工精度要求较高，致使圆环形内支撑的制造成本较高；

后来研究人员在论文《刚性动支撑搅拌摩擦焊工艺》中提供了一种环焊缝搅拌摩擦焊内支撑装置，仅用支撑轮支撑待焊圆筒形工件背面，保障支撑轮提供的支撑力和焊机施加的顶锻力相互平衡，同时支撑轮沿自身轴心旋转，从而使其“适用的直径范围广，无需像传统焊接过程那样根据不同产品直径制造专用工装，并且对零件的状态适用性强”。但该方案还存在支撑轮与待焊圆筒形工件的接触面积过小，支撑轮与待焊圆筒形工件之间打滑或松动等问题，使待焊圆筒形工件沿焊缝方向的旋转过程中，难以保证待焊圆筒形工件与焊接搅拌头接触时的稳定性。

2、夹持装置与旋转装置是独立设置的，二者的体积较大，同步性差。

3、待焊圆筒形工件在旋转时，其轴心可能发生偏移，但无法及时发现，从而影响待焊圆筒形工件和搅拌头之间的接触关系。

发明内容

为解决以上待焊圆筒形工件与焊接搅拌头接触时的稳定性难以保证等技术问题，本发明提供一种能辊压式的内支撑装置，其具有结构简单，稳定性强的优点。

技术方案如下：

一种搅拌摩擦焊辊压式内支撑体系，其关键在于：包括刚弹性筒、伸缩气缸和限位装置，所述伸缩气缸竖向设置，所述限位装置设置在所述伸缩气缸的活塞杆上端，所述刚弹性筒设置在所述限位装置上；

所述限位装置包括安装板和两个限位辊组，所述安装板水平设置在所述伸缩气缸的活塞杆上端，两个所述限位辊组正对安装在所述安装板的上表面，所述刚弹性筒位于两个所述限位辊组之间。

采取以上技术方案的显著效果是：将一种搅拌摩擦焊辊压式内支撑体系置于待焊圆形工件内部，在刚弹性筒受到挤压滚动时，刚弹性筒两侧的限位辊组会对刚弹性筒起到限位和辅助滚动的作用，对刚弹性筒的外壁起到保护作用，保证刚弹性筒在滚动过程中均匀受力，提高支撑的稳定性；而刚弹性筒在与待焊圆形工件抵紧过程中，其能随待焊圆形工件自适应性变化，从而增大对待焊圆形工件的支撑面积，同时当外侧压力不足以使刚弹性筒继续发生形变时，刚弹性筒形成刚性支撑，从而提供稳定支撑面。

一个所述限位辊组包括一个挤压限位辊和两个安装座，两个所述安装座均固定设置在所述安装板的上表面，所述挤压限位辊水平设置在同一辊组两个所述安装座之间，所述挤压限位辊两端的辊轴分别通过轴承安装在对应的两个所述安装座上；

两个所述挤压限位辊相互平行，两个所述挤压限位辊的距离小于所述刚弹性筒的直径，所述刚弹性筒落在两个所述挤压限位辊上，所述刚弹性筒的轴心线与所述挤压限位辊平行。

采用以上技术方案的优点是，在刚弹性筒滚动的过程中，挤压限位辊会随刚弹性筒转动，并对刚弹性筒起支撑作用，增大刚弹性筒与待焊圆形工件之间的接触面积的同时，保证刚弹性筒均匀受力而变形。

所有所述安装座上还设有固定辊轴，所述固定辊轴竖向设置在所述安装座上，所述固定辊轴上竖向活动套设有防偏限位辊筒，所述固定辊轴的上端伸出所述防偏限位辊筒的上端，所述固定辊轴的上端设有螺纹，所述固定辊轴的上端设有防脱螺母，所述防脱螺母与所述固定辊轴螺纹连接。

采用以上技术方案的优点是：在刚弹性筒转动的过程中，防偏限位辊筒与刚弹性筒的两端边缘抵靠而起到保护和限位的作用，防止刚弹性筒在滚动过程中跑偏，提高刚弹性筒转动的稳定性。

一种搅拌摩擦焊辊压式内支撑体系还包括固定安装臂，所述固定安装臂水平设置，所述伸缩气缸设置在所述固定安装臂上；

所述固定安装臂上竖向贯穿有安装孔，所述伸缩气缸靠近其活塞杆一端的缸筒竖向固定在所述安装孔内，所述固定安装臂上还竖向贯穿有两个导向孔，两个所述导向孔分别位于所述安装孔的两侧，所述安装板的下表面还竖向设有两根导向杆，两根所述导向杆分别位于所述伸缩气缸的活塞杆两侧，两根所述导向杆的上端与所述安装板的下表面固定连接，两根所述导向杆与两个所述导向孔一一对应，所述导向杆活动穿设在对应的所述导向孔内。

所述刚弹性筒包括筒体、固定轴和若干弹性曲板，所述筒体的两端开口，所述固定轴穿设在所述筒体内，所述固定轴与所述筒体的轴心线重合；

所述弹性曲板位于所述筒体内，所有所述弹性曲板均设置在所述固定轴上，所有所述弹性曲板以所述固定轴为中心环向分布，所述弹性曲板以所述固定轴为中心向外发散设置；

所述弹性曲板的外边缘与所述筒体的内壁固定连接，所述弹性曲板的内边缘与所述固定轴固定连接。

所述安装板上还竖向设有两个限位滑杆，两个所述限位滑杆正对设置，两个所述限位滑杆分别靠近所述固定轴的两端，两个所述限位滑杆上均设有限位转接座；

所述限位转接座包括导向套筒和轴承座，所述轴承座固定安装在所述导向套筒上，所述导向套筒活动套设在所述限位滑杆上，所述固定轴的两端分别水平伸出所述筒体的两端，所述固定轴的两端分别通过轴承安装在对应的所述轴承座上。

采用以上技术方案，在刚弹性筒受到挤压变形的过程中，会随导向套筒沿限位滑杆滑动，对刚弹性筒的滚动和变形起到保护、限位作用。

所述筒体包括从内到外依次设置的第一金属筒、第一橡胶筒和复合筒，所述第一金属筒的外壁与所述第一橡胶筒的内壁贴合，所述第一橡胶筒的外壁与所述复合筒的内壁贴合；

所述第一金属筒的内壁与所述弹性曲板的外边缘固定连接。

所述复合筒包括第二金属筒和两个第二橡胶筒，两个所述第二橡胶筒分别设置在所述第二金属筒的两端，所述第二金属筒和两个所述第二橡胶筒接通；

所述第二金属筒和两个第二橡胶筒均固定套设在所述第一橡胶筒上，所述第二金属筒的内壁与所述第一橡胶筒的外壁贴合，两个所述第二橡胶筒的内壁均与所述第一橡胶筒的外壁贴合，两个所述第二橡胶筒分别靠近所述第一橡胶筒的两端。

采用以上技术方案的优点是，第二橡胶筒能有效的增加刚弹性筒与待焊圆筒形工件，以及与挤压限位辊之间的摩擦力，避免了筒体在滚动时发生打滑现象。

所述第二金属筒和两个所述第二橡胶筒的外壁平齐，所述第一金属筒、所述第一橡胶筒和所述复合筒的两端边缘平齐。

所述弹性曲板包括条形内壁板、弹性板和条形外壁板；

所述条形内壁板的长度方向与所述固定轴的轴心线平行，所述条形内壁板的宽度方向沿所述固定轴的直径方向设置，所述条形内壁板的内侧边固定在所述固定轴的外壁；

所述条形外壁板的长度方向与所述筒体的轴心线平行，所述条形外壁板的宽度方向沿所述筒体的直径方向设置，所述条形外壁板的外侧边固定在所述第一金属筒的内壁；

所述条形内壁板与所述条形外壁板位于同一直径方向，所述弹性板连接在所述条形内壁板与所述条形外壁板之间，所述弹性板的截面呈“S”型，所述弹性板的一个直线侧边与所述条形内壁板的外侧边连接，所述弹性板的另一个直线侧边与所述条形外壁板的内侧边连接；

所述弹性曲板、所述第一金属筒和所述第二金属筒的材质均为钢带。

采用以上技术方案的优点是，所述弹性曲板在挤压变形和复位的过程中，能保持较好的弹性。

有益效果：能通过伸缩气缸调节刚弹性筒与待焊圆形工件的距离，通过筒体的自适应变形，增大其与待焊圆筒形工件的接触面积，并在变形后形成刚性支撑，刚弹性筒受到挤压滚动时不发生打滑或松动的情况，保证刚弹性筒在滚动过程中均匀受力，对刚弹性筒的滚动提供保护和辅助并提高支撑的稳定性。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为图1中的刚弹性筒9受到挤压后状态示意图；

图4为图3的左视图；

图5为实施例2的结构示意图；

图6为图5的俯视图；

图7为图5的B-B剖视图；

图8为夹持旋转机构结构示意图；

图9为图8的A-A剖视图；

图10为滚动式内支撑装置的结构示意图；

图11为图10的左视图；

图12为图10中的刚弹性筒9受到挤压后的状态示意图；

图13为图12的左视图；

图14为刚弹性筒9的结构示意图；

图15为图14的局部放大图X；

图16为刚弹性筒9挤压后的状态示意图；

图17为图16的局部放大图Y；

图18为图14的正视图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

实施例1：

如图1到图4所示，一种搅拌摩擦焊辊压式内支撑体系，包括刚弹性筒9、伸缩气缸12、限位装置和固定安装臂8，所述伸缩气缸12竖向设置，所述限位装置设置在所述伸缩气缸12的活塞杆上端，所述刚弹性筒9设置在所述限位装置上，所述限位装置设置在固定安装臂8上；

所述限位装置包括安装板11和两个限位辊组，所述安装板11水平设置在所述伸缩气缸12的活塞杆上端，所述固定安装臂8水平设置，所述伸缩气缸12设置在所述固定安装臂8上，两个所述限位辊组正对安装在所述安装板11的上表面，所述刚弹性筒9位于两个所述限位辊组之间。

具体的：

一个所述限位辊组包括一个挤压限位辊18和两个安装座19，两个所述安装座19均固定设置在所述安装板11的上表面，所述挤压限位辊18水平设置在同一辊组两个所述安装座19之间，所述挤压限位辊18两端的辊轴分别通过轴承安装在对应的两个所述安装座19上；

两个所述挤压限位辊18相互平行，两个所述挤压限位辊18的距离小于所述刚弹性筒9的直径，所述刚弹性筒9落在两个所述挤压限位辊18上，所述刚弹性筒9的轴心线与所述挤压限位辊18平行。

所有所述安装座19上还设有固定辊轴20，所述固定辊轴20竖向设置在所述安装座19上，所述固定辊轴20上竖向活动套设有防偏限位辊筒21，所述固定辊轴20的上端伸出所述防偏限位辊筒21的上端，所述固定辊轴20的上端设有螺纹，所述固定辊轴20的上端设有防脱螺母，所述防脱螺母与所述固定辊轴20螺纹连接。

所述固定安装臂8上竖向贯穿有安装孔，所述伸缩气缸12靠近其活塞杆一端的缸筒竖向固定在所述安装孔内，所述固定安装臂8上还竖向贯穿有两个导向孔，两个所述导向孔分别位于所述安装孔的两侧，所述安装板11的下表面还竖向设有两根导向杆14，两根所述导向杆14分别位于所述伸缩气缸12的活塞杆两侧，两根所述导向杆14的上端与所述安装板11的下表面固定连接，两根所述导向杆14与两个所述导向孔一一对应，所述导向杆14活动穿设在对应的所述导向孔内。

所述刚弹性筒9包括筒体、固定轴2和若干弹性曲板3，所述筒体的两端开口，所述固定轴2穿设在所述筒体内，所述固定轴2与所述筒体的轴心线重合；

所述弹性曲板3位于所述筒体内，所有所述弹性曲板3均设置在所述固定轴2上，所有所述弹性曲板3以所述固定轴2为中心环向分布，所述弹性曲板3以所述固定轴2为中心向外发散设置；

所述弹性曲板3的外边缘与所述筒体的内壁固定连接，所述弹性曲板3的内边缘与所述固定轴2固定连接。

所述安装板11上还竖向设有两个限位滑杆15，两个所述限位滑杆15正对设置，两个所述限位滑杆15分别靠近所述固定轴2的两端，两个所述限位滑杆15上均设有限位转接座16；

所述限位转接座16包括导向套筒16a和轴承座16b，所述轴承座16b固定安装在所述导向套筒16a上，所述导向套筒16a活动套设在所述限位滑杆15上，所述固定轴2的两端分别水平伸出所述筒体的两端，所述固定轴2的两端分别通过轴承安装在对应的所述轴承座16b上。

所述筒体包括从内到外依次设置的第一金属筒4、第一橡胶筒5和复合筒6，所述第一金属筒4的外壁与所述第一橡胶筒5的内壁贴合，所述第一橡胶筒5的外壁与所述复合筒6的内壁贴合；

所述第一金属筒4的内壁与所述弹性曲板3的外边缘固定连接。

所述复合筒6包括第二金属筒6a和两个第二橡胶筒6b，两个所述第二橡胶筒6b分别设置在所述第二金属筒6a的两端，所述第二金属筒6a和两个所述第二橡胶筒6b接通；

所述第二金属筒6a和两个第二橡胶筒6b均固定套设在所述第一橡胶筒5上，所述第二金属筒6a的内壁与所述第一橡胶筒5的外壁贴合，两个所述第二橡胶筒6b的内壁均与所述第一橡胶筒5的外壁贴合，两个所述第二橡胶筒6b分别靠近所述第一橡胶筒5的两端。

所述第二金属筒6a和两个所述第二橡胶筒6b的外壁平齐，所述第一金属筒4、所述第一橡胶筒5和所述复合筒6的两端边缘平齐。

所述弹性曲板3包括条形内壁板3a、弹性板3b和条形外壁板3c；

所述条形内壁板3a的长度方向与所述固定轴2的轴心线平行，所述条形内壁板3a的宽度方向沿所述固定轴2的直径方向设置，所述条形内壁板3a的内侧边固定在所述固定轴2的外壁；

所述条形外壁板3c的长度方向与所述筒体的轴心线平行，所述条形外壁板3c的宽度方向沿所述筒体的直径方向设置，所述条形外壁板3c的外侧边固定在所述第一金属筒4的内壁；

所述条形内壁板3a与所述条形外壁板3c位于同一直径方向，所述弹性板3b连接在所述条形内壁板3a与所述条形外壁板3c之间，所述弹性板3b的截面呈“S”型，所述弹性板3b的一个直线侧边与所述条形内壁板3a的外侧边连接，所述弹性板3b的另一个直线侧边与所述条形外壁板3c的内侧边连接；

所述弹性曲板3、所述第一金属筒4和所述第二金属筒6a的材质为1-3mm钢带、或铜箔。

实施例2：

如图5到18所示，一种圆筒形工件搅拌摩擦焊接系统，包括工作台，该工作台上设有内支撑装置、焊具(图中未示出)和两组夹持旋转机构，所述内支撑装置位于两组所述夹持旋转机构之间，所述焊具的搅拌头37位于所述内支撑装置上方；

所述夹持旋转机构包括环形安装座25、安装内筒31、安装基座28，所述环形安装座25的外壁固定在所述安装基座28上，所述环形安装座25的中心线水平设置，所述安装基座28滑动装配在所述工作台上，两组所述夹持旋转机构的环形安装座25的中心线重合，所述安装基座28的滑动方向与所述环形安装座25的中心线平行。

所述环形安装座25呈圆筒状，所述环形安装座25的中心线水平设置，所述环形安装座25的内腔形成夹持区域，所述环形安装座25和所述安装内筒31同心设置，所述安装内筒31通过连接轴承26安装在所述环形安装座25上，所述安装内筒31的外壁与所述连接轴承26的内圈抵紧；

所述安装基座28上设有驱动装置，所述驱动装置包括减速电机29，所述减速电机29的壳体固定安装在所述安装基座28上，所述连接轴承26内设有内齿圈30，所述内齿圈30的外边缘与所述连接轴承26的内壁抵紧，所述内齿圈30的中心线与所述安装内筒31的中心线重合，所述减速电机29的输出轴伸入所述内齿圈30的内圈，所述减速电机29的输出轴上设有驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述内齿圈30啮合。

所述内齿圈30与所述安装内筒31接通，所述内齿圈30上插设有若干连接杆32，所有所述连接杆32与所述内齿圈30的中心线平行，所有所述连接杆32围绕所述内齿圈30的中心线均匀设置，所有所述连接杆32穿过所述内齿圈30后伸入所述安装内筒31的筒壁，所述连接杆32将内齿圈30和安装内筒31固定连接为一体。

所述安装内筒31内还设有至少三个夹紧气缸27，所有所述夹紧气缸27均匀设置在所述安装内筒31的内壁上，所有所述夹紧气缸27围绕所述安装内筒31的中心线均匀分布，所有所述夹紧气缸27的活塞杆均朝向所述安装内筒31的中心线，所述夹紧气缸27的输出端上设有弧形卡瓦。

在两组所述夹持旋转机构的所述环形安装座25上还分别设有检测装置本体，所述检测装置本体围绕所述环形安装座25的中心线设置；

所述检测装置本体包括滑动部和检测部，所述滑动部活动穿插在所述环形安装座25的筒壁内，所述滑动部滑动方向与所述环形安装座25的中心线平行，所述检测部固定安装在所述滑动部上，所述检测部位于对应的所述夹持旋转机构的外侧，所述检测部上设有对准标记。

具体的：所述滑动部包括三个滑动支杆35，所述环形安装座25的筒壁上贯穿有三个滑动孔，所有所述滑动孔围绕所述环形安装座25的中心线均匀分布，所有所述滑动孔的孔心线方向与所述环形安装座25的中心线平行，三个所述滑动支杆35与三个所述滑动孔一一对应，所述滑动支杆35活动穿设在对应的所述滑动孔内，所述滑动支杆35的两端分别伸出所述滑动孔。

所述检测部包括三个检测支杆36，三个所述检测支杆36分别沿所述环形安装座25的径向设置，三个所述检测支杆36以所述环形安装座25的中心线环向分布，三个所述检测支杆36的内端相互连接，三个所述检测支杆36的连接点位于所述环形安装座25的中心线上，三个所述检测支杆36位于所述环形安装座25同一侧，三个所述检测支杆36与三个所述滑动支杆35一一对应，三个所述检测支杆36的外端与对应的三个所述滑动支杆35固定连接，所述滑动支杆35的自由端分别设有止退凸头，在三个所述检测支杆36上沿各自长度方向分别设有刻度线，以形成所述对准标记。

在所述工作台上还滑动装配有内支撑安装座，该内支撑安装座的滑动方向与所述安装基座28的滑动方向一致，该内支撑安装座位于任一所述夹持旋转机构的外侧，该内支撑安装座上水平固定安装有固定安装臂8，该固定安装臂8的长度方向与所述环形安装座25的中心线平行，该固定安装臂8的一端固定在内支撑安装座上，该固定安装臂8的另一端穿过与其靠近的所述夹持旋转机构的所述安装内筒31，所述固定安装臂8相对于所述安装内筒31的中心线偏心设置以避让所述检测支杆36，在所述固定安装臂8的自由端固定设有所述内支撑装置。

以上所述内支撑装置可以按以下两种具体的方式实施：

第一种具体的实施方式，所述内支撑装置为滚动支撑结构，所述动支撑结构包括刚弹性筒9和伸缩装置，所述刚弹性筒9安装在所述伸缩装置上，所述伸缩装置竖向安装在所述固定安装臂8上；

所述伸缩装置包括安装板11和伸缩气缸12，所述伸缩气缸12竖向设置，所述伸缩气缸12的活塞杆朝上，所述安装板11水平设置在所述伸缩气缸12的活塞杆上端，所述刚弹性筒9水平设置在所述安装板11的上方；

所述安装板11上还竖向正对设有两个安装支耳13，所述刚弹性筒9水平安装在两个所述安装支耳13之间。

所述伸缩气缸12的缸筒固定设置在所述固定安装臂8上，所述固定安装臂8上竖向贯穿有安装孔，所述伸缩气缸12靠近其活塞杆一端的缸筒竖向固定在所述安装孔内，所述固定安装臂8上还竖向贯穿有两个导向孔，两个所述导向孔分别位于所述安装孔的两侧，所述安装板11的下表面还竖向设有两根导向杆14，两根所述导向杆14分别位于所述伸缩气缸12的活塞杆两侧，两根所述导向杆14的上端与所述安装板11的下表面固定连接，两根所述导向杆14与两个所述导向孔一一对应，所述导向杆14活动穿设在对应的所述导向孔内。

一个所述安装支耳13竖向固定在所述安装板11的上表面，另一个所述安装支耳13通过螺栓竖向固定在所述安装板11的侧面。

所述刚弹性筒9包括筒体、固定轴2和若干弹性曲板3，所述筒体的两端开口，所述固定轴2穿设在所述筒体内，所述固定轴2与所述筒体的轴心线重合，所述固定轴2的两端分别水平伸出所述筒体的两端；所述弹性曲板3位于所述筒体内，所有所述弹性曲板3均设置在所述固定轴2上，所有所述弹性曲板3以所述固定轴2为中心环向分布，所述弹性曲板3以所述固定轴2为中心向外发散设置；

所述弹性曲板3的外边缘与所述筒体的内壁固定连接，所述弹性曲板3的内边缘与所述固定轴2固定连接。

所述筒体包括从内到外依次设置的第一金属筒4、第一橡胶筒5和复合筒6，所述第一金属筒4的外壁与所述第一橡胶筒5的内壁贴合，所述第一橡胶筒5的外壁与所述复合筒6的内壁贴合；所述第一金属筒4的内壁与所述弹性曲板3的外边缘固定连接。

所述复合筒6包括第二金属筒6a和两个第二橡胶筒6b，两个所述第二橡胶筒6b分别设置在所述第二金属筒6a的两端，所述第二金属筒6a和两个所述第二橡胶筒6b接通；所述第二金属筒6a和两个第二橡胶筒6b均固定套设在所述第一橡胶筒5上，所述第二金属筒6a的内壁与所述第一橡胶筒5的外壁贴合，两个所述第二橡胶筒6b的内壁均与所述第一橡胶筒5的外壁贴合，两个所述第二橡胶筒6b分别靠近所述第一橡胶筒5的两端；所述第二金属筒6a和两个所述第二橡胶筒6b的外壁平齐，所述第一金属筒4、所述第一橡胶筒5和所述复合筒6的两端边缘平齐。

所述弹性曲板3包括条形内壁板3a、弹性板3b和条形外壁板3c；所述条形内壁板3a的长度方向与所述固定轴2的轴心线平行，所述条形内壁板3a的宽度方向沿所述固定轴2的直径方向设置，所述条形内壁板3a的内侧边固定在所述固定轴2的外壁；

所述条形外壁板3c的长度方向与所述筒体的轴心线平行，所述条形外壁板3c的宽度方向沿所述筒体的直径方向设置，所述条形外壁板3c的外侧边固定在所述第一金属筒4的内壁；

所述条形内壁板3a与所述条形外壁板3c位于同一直径方向，所述弹性板3b连接在所述条形内壁板3a与所述条形外壁板3c之间，所述弹性板3b的截面呈“S”型，所述弹性板3b的一个直线侧边与所述条形内壁板3a的外侧边连接，所述弹性板3b的另一个直线侧边与所述条形外壁板3c的内侧边连接；

所述弹性曲板3、所述第一金属筒4和所述第二金属筒6a的材质为1-3mm钢带、或铜箔。

两个所述安装支耳13上分别水平贯穿有承压孔，所述固定轴2的两端与两个所述承压孔一一对应，所述固定轴2的两端分别通过轴承安装在对应的所述承压孔内，所述筒体的轴心线与所述安装内筒31的中心线平行。

第二种具体的实施方式，所述内支撑装置为实施例1中所说的辊压式内支撑体系，所述辊压式内支撑体系包括刚弹性筒9、伸缩气缸12和限位装置，所述刚弹性筒9安装在所述限位装置上，所述限位装置安装在所述伸缩气缸12的活塞杆上；

所述限位装置包括安装板11和两个限位辊组，所述安装板11水平设置在所述伸缩气缸12的活塞杆上端，两个所述限位辊组正对安装在所述安装板11的上表面，所述刚弹性筒9位于两个所述限位辊组之间。

一个所述限位辊组包括一个挤压限位辊18和两个安装座19，两个所述安装座19均固定设置在所述安装板11的上表面，所述挤压限位辊18水平设置在同一辊组两个所述安装座19之间，所述挤压限位辊18两端的辊轴分别通过轴承安装在对应的两个所述安装座19上；

两个所述挤压限位辊18相互平行，两个所述挤压限位辊18的距离小于所述刚弹性筒9的直径，所述刚弹性筒9落在两个所述挤压限位辊18上，所述刚弹性筒9的轴心线与所述挤压限位辊18平行。

所有所述安装座19上还设有固定辊轴20，所述固定辊轴20竖向设置在所述安装座19上，所述固定辊轴20上竖向活动套设有防偏限位辊筒21，所述固定辊轴20的上端伸出所述防偏限位辊筒21的上端，所述固定辊轴20的上端设有螺纹，所述固定辊轴20的上端设有防脱螺母，所述防脱螺母与所述固定辊轴20螺纹连接。

所述伸缩气缸12设置在所述固定安装臂8上，所述固定安装臂8上竖向贯穿有安装孔，所述伸缩气缸12靠近其活塞杆一端的缸筒竖向固定在所述安装孔内，所述固定安装臂8上还竖向贯穿有两个导向孔，两个所述导向孔分别位于所述安装孔的两侧，所述安装板11的下表面还竖向设有两根导向杆14，两根所述导向杆14分别位于所述伸缩气缸12的活塞杆两侧，两根所述导向杆14的上端与所述安装板11的下表面固定连接，两根所述导向杆14与两个所述导向孔一一对应，所述导向杆14活动穿设在对应的所述导向孔内。

所述刚弹性筒9包括筒体、固定轴2和若干弹性曲板3，所述筒体的两端开口，所述固定轴2穿设在所述筒体内，所述固定轴2与所述筒体的轴心线重合；

所述弹性曲板3位于所述筒体内，所有所述弹性曲板3均设置在所述固定轴2上，所有所述弹性曲板3以所述固定轴2为中心环向分布，所述弹性曲板3以所述固定轴2为中心向外发散设置；所述弹性曲板3的外边缘与所述筒体的内壁固定连接，所述弹性曲板3的内边缘与所述固定轴2固定连接。

所述安装板11上还竖向设有两个限位滑杆15，两个所述限位滑杆15正对设置，两个所述限位滑杆15分别靠近所述固定轴2的两端，两个所述限位滑杆15上均设有限位转接座16；

所述限位转接座16包括导向套筒16a和轴承座16b，所述轴承座16b固定安装在所述导向套筒16a上，所述导向套筒16a活动套设在所述限位滑杆15上，所述固定轴2的两端分别水平伸出所述筒体的两端，所述固定轴2的两端分别通过轴承安装在对应的所述轴承座16b上。

所述筒体包括从内到外依次设置的第一金属筒4、第一橡胶筒5和复合筒6，所述第一金属筒4的外壁与所述第一橡胶筒5的内壁贴合，所述第一橡胶筒5的外壁与所述复合筒6的内壁贴合；所述第一金属筒4的内壁与所述弹性曲板3的外边缘固定连接。

所述复合筒6包括第二金属筒6a和两个第二橡胶筒6b，两个所述第二橡胶筒6b分别设置在所述第二金属筒6a的两端，所述第二金属筒6a和两个所述第二橡胶筒6b接通；所述第二金属筒6a和两个第二橡胶筒6b均固定套设在所述第一橡胶筒5上，所述第二金属筒6a的内壁与所述第一橡胶筒5的外壁贴合，两个所述第二橡胶筒6b的内壁均与所述第一橡胶筒5的外壁贴合，两个所述第二橡胶筒6b分别靠近所述第一橡胶筒5的两端；所述第二金属筒6a和两个所述第二橡胶筒6b的外壁平齐，所述第一金属筒4、所述第一橡胶筒5和所述复合筒6的两端边缘平齐。

所述弹性曲板3包括条形内壁板3a、弹性板3b和条形外壁板3c；

所述条形内壁板3a的长度方向与所述固定轴2的轴心线平行，所述条形内壁板3a的宽度方向沿所述固定轴2的直径方向设置，所述条形内壁板3a的内侧边固定在所述固定轴2的外壁；

所述条形外壁板3c的长度方向与所述筒体的轴心线平行，所述条形外壁板3c的宽度方向沿所述筒体的直径方向设置，所述条形外壁板3c的外侧边固定在所述第一金属筒4的内壁；

所述条形内壁板3a与所述条形外壁板3c位于同一直径方向，所述弹性板3b连接在所述条形内壁板3a与所述条形外壁板3c之间，所述弹性板3b的截面呈“S”型，所述弹性板3b的一个直线侧边与所述条形内壁板3a的外侧边连接，所述弹性板3b的另一个直线侧边与所述条形外壁板3c的内侧边连接；

所述弹性曲板3、所述第一金属筒4和所述第二金属筒6a的材质为1-3mm钢带、或铜箔，所述筒体的轴心线与所述安装内筒31的中心线平行。

使用时：首先将两个待焊圆筒形工件分别通过两组夹持旋转机构夹持，具体的，使内支撑安装座和两组夹持旋转机构在工作台上向外滑动以相互远离，留出放置空间，再将待焊圆筒形工件放入对应的夹持区域内，使待焊圆筒形工件的中心线与安装内筒31的中心线重合，再向内滑动两组夹持旋转机构至合适位置并锁定，从而将两个待焊圆筒形工件需要焊接的一端抵紧，并使夹紧气缸27从外侧同步伸出从而将对应的待焊圆筒形工件夹紧固定，待焊圆筒形工件的中心是否处于夹持旋转机构的旋转中心则可以通过检测装置本体进行快速检测，以及时纠偏。滑动内支撑安装座以使内支撑装置进入待焊圆筒形工件内，在内支撑装置进入待焊圆筒形工件的接缝处时将内支撑安装座锁定，再将伸缩气缸12的活塞杆伸出，使刚弹性筒9的外壁与两个待焊圆筒形工件的内壁压紧；刚弹性筒9变形后，其与待焊圆筒形工件内壁接触的部分自适应变形，从而可以增大支撑面积；刚弹性筒9变形后具有较强的回复弹性势能，当外侧压力不足以使刚弹性筒9继续发生形变时，刚弹性筒9形成刚性支撑，从而提供稳定支撑面；焊具的搅拌头37从外侧伸入待焊圆筒形工件的接缝处，最后再使两个待焊圆筒形工件同步旋转以实现对环向焊缝的搅拌摩擦焊接。

本案的技术要点仅在于内支撑装置，检测装置、旋转夹持装置，至于搅拌摩擦焊用的焊具为现有技术，本文不做赘述。而至于如何解决安装基座28和内支撑安装座如何滑动装配并锁定，如何解决三个夹紧气缸27同步夹紧，如何解决两组旋转夹持装置同步旋转等问题在现有技术中多有记载，并不是本案关注的要点，因而也不需要对其进行详细论述。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种搅拌摩擦焊辊压式内支撑体系，其特征在于：包括刚弹性筒(9)、伸缩气缸(12)和限位装置，所述伸缩气缸(12)竖向设置，所述限位装置设置在所述伸缩气缸(12)的活塞杆上端，所述刚弹性筒(9)设置在所述限位装置上；

所述限位装置包括安装板(11)和两个限位辊组，所述安装板(11)水平设置在所述伸缩气缸(12)的活塞杆上端，两个所述限位辊组正对安装在所述安装板(11)的上表面，所述刚弹性筒(9)位于两个所述限位辊组之间；

一个所述限位辊组包括一个挤压限位辊(18)和两个安装座(19)，两个所述安装座(19)均固定设置在所述安装板(11)的上表面，所述挤压限位辊(18)水平设置在同一辊组两个所述安装座(19)之间，所述挤压限位辊(18)两端的辊轴分别通过轴承安装在对应的两个所述安装座(19)上；

两个所述挤压限位辊(18)相互平行，两个所述挤压限位辊(18)的距离小于所述刚弹性筒(9)的直径，所述刚弹性筒(9)落在两个所述挤压限位辊(18)上，所述刚弹性筒(9)的轴心线与所述挤压限位辊(18)平行；

所有所述安装座(19)上还设有固定辊轴(20)，所述固定辊轴(20)竖向设置在所述安装座(19)上，所述固定辊轴(20)上竖向活动套设有防偏限位辊筒(21)，所述固定辊轴(20)的上端伸出所述防偏限位辊筒(21)的上端，所述固定辊轴(20)的上端设有螺纹，所述固定辊轴(20)的上端设有防脱螺母，所述防脱螺母与所述固定辊轴(20)螺纹连接；

还包括固定安装臂(8)，所述固定安装臂(8)水平设置，所述伸缩气缸(12)设置在所述固定安装臂(8)上；

所述固定安装臂(8)上竖向贯穿有安装孔，所述伸缩气缸(12)靠近其活塞杆一端的缸筒竖向固定在所述安装孔内，所述固定安装臂(8)上还竖向贯穿有两个导向孔，两个所述导向孔分别位于所述安装孔的两侧，所述安装板(11)的下表面还竖向设有两根导向杆(14)，两根所述导向杆(14)分别位于所述伸缩气缸(12)的活塞杆两侧，两根所述导向杆(14)的上端与所述安装板(11)的下表面固定连接，两根所述导向杆(14)与两个所述导向孔一一对应，所述导向杆(14)活动穿设在对应的所述导向孔内；

所述刚弹性筒(9)包括筒体、固定轴(2)和若干弹性曲板(3)，所述筒体的两端开口，所述固定轴(2)穿设在所述筒体内，所述固定轴(2)与所述筒体的轴心线重合；

所述弹性曲板(3)位于所述筒体内，所有所述弹性曲板(3)均设置在所述固定轴(2)上，所有所述弹性曲板(3)以所述固定轴(2)为中心环向分布，所述弹性曲板(3)以所述固定轴(2)为中心向外发散设置；

所述弹性曲板(3)的外边缘与所述筒体的内壁固定连接，所述弹性曲板(3)的内边缘与所述固定轴(2)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种搅拌摩擦焊辊压式内支撑体系，其特征在于：所述安装板(11)上还竖向设有两个限位滑杆(15)，两个所述限位滑杆(15)正对设置，两个所述限位滑杆(15)分别靠近所述固定轴(2)的两端，两个所述限位滑杆(15)上均设有限位转接座(16)；

所述限位转接座(16)包括导向套筒(16a)和轴承座(16b)，所述轴承座(16b)固定安装在所述导向套筒(16a)上，所述导向套筒(16a)活动套设在所述限位滑杆(15)上，所述固定轴(2)的两端分别水平伸出所述刚弹性筒(9)的两端，所述固定轴(2)的两端分别通过轴承安装在对应的所述轴承座(16b)上。

3.根据权利要求1所述的一种搅拌摩擦焊辊压式内支撑体系，其特征在于：所述筒体包括从内到外依次设置的第一金属筒(4)、第一橡胶筒(5)和复合筒(6)，所述第一金属筒(4)的外壁与所述第一橡胶筒(5)的内壁贴合，所述第一橡胶筒(5)的外壁与所述复合筒(6)的内壁贴合；

所述第一金属筒(4)的内壁与所述弹性曲板(3)的外边缘固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种搅拌摩擦焊辊压式内支撑体系，其特征在于：所述复合筒(6)包括第二金属筒(6a)和两个第二橡胶筒(6b)，两个所述第二橡胶筒(6b)分别设置在所述第二金属筒(6a)的两端，所述第二金属筒(6a)和两个所述第二橡胶筒(6b)接通；

所述第二金属筒(6a)和两个第二橡胶筒(6b)均固定套设在所述第一橡胶筒(5)上，所述第二金属筒(6a)的内壁与所述第一橡胶筒(5)的外壁贴合，两个所述第二橡胶筒(6b)的内壁均与所述第一橡胶筒(5)的外壁贴合，两个所述第二橡胶筒(6b)分别靠近所述第一橡胶筒(5)的两端。

5.根据权利要求4所述的一种搅拌摩擦焊辊压式内支撑体系，其特征在于：所述第二金属筒(6a)和两个所述第二橡胶筒(6b)的外壁平齐，所述第一金属筒(4)、所述第一橡胶筒(5)和所述复合筒(6)的两端边缘平齐。

6.根据权利要求5所述的一种搅拌摩擦焊辊压式内支撑体系，其特征在于：所述弹性曲板(3)包括条形内壁板(3a)、弹性板(3b)和条形外壁板(3c)；

所述条形内壁板(3a)的长度方向与所述固定轴(2)的轴心线平行，所述条形内壁板(3a)的宽度方向沿所述固定轴(2)的直径方向设置，所述条形内壁板(3a)的内侧边固定在所述固定轴(2)的外壁；

所述条形外壁板(3c)的长度方向与所述筒体的轴心线平行，所述条形外壁板(3c)的宽度方向沿所述筒体的直径方向设置，所述条形外壁板(3c)的外侧边固定在所述第一金属筒(4)的内壁；

所述条形内壁板(3a)与所述条形外壁板(3c)位于同一直径方向，所述弹性板(3b)连接在所述条形内壁板(3a)与所述条形外壁板(3c)之间，所述弹性板(3b)的截面呈“S”型，所述弹性板(3b)的一个直线侧边与所述条形内壁板(3a)的外侧边连接，所述弹性板(3b)的另一个直线侧边与所述条形外壁板(3c)的内侧边连接；

所述弹性曲板(3)、所述第一金属筒(4)和所述第二金属筒(6a)的材质均为钢带。

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