CN110899878A - 一种发电站不锈钢管道维修用切割装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发电站不锈钢管道维修用切割装置及其使用方法，包括第一安装箱，第一安装箱的内部设置有高度调节机构，高度调节机构的上端设置有两个支撑板，两个支撑板之间焊接有下半圆环，下半圆环的内部设置有圆周运动驱动机构，圆周运动驱动机构上设置有第二安装箱，第二安装箱的内部通过螺栓固定连接有第一伺服电机，第一伺服电机的输出轴端部固定连接有安装块，安装块上固定连接有工具头，下半圆环的上端通过螺栓和螺母配合固定连接有上半圆环，上半圆环与下半圆环闭合形成一个完成的圆环，圆周运动驱动机构在上半圆环与下半圆环闭合形成的圆环内转动。利用电火花对管道进行环形圆周切割，切割质量好，工作效率高。

Description

一种发电站不锈钢管道维修用切割装置及其使用方法

技术领域

本发明属于不锈钢管切割技术领域，具体涉及一种发电站不锈钢管道维修用切割装置，同时本发明还提供一种发电站不锈钢管道维修用切割装置的使用方法。

背景技术

电厂的主蒸汽管道在经过长时间使用过后大多会产生裂缝，影响生产的顺利进行。对于裂缝的修补，不严重的裂缝可打磨之后覆盖，严重的裂缝则需要切割管道，更换新部件。这些都是由施工工人来完成的，不容易控制工期，并且如果管道处于危险或是狭窄的位置，难以保证施工的安全、有效进行。

现有公开号为CN201520785718的中国专利，其公开了一种环形钢管切割器，包括半圆环A、半圆环B、钢锯片、自动进给装置、所述半圆环A、半圆环B构成环形钢管切割器的本体，所述半圆环A、半圆环B通过销钉连接，所述半圆环B上设有所述凹槽，所述半圆环A上设有所述自动进给装置，所述自动进给装置上设有一个V形顶头，所述V形顶头上设有所述内孔，所述内孔上装上所述碟形弹簧，所述半圆环A上开有所述螺孔。

上述专利虽然实现了对钢管的环形切割，但是需要人工转动装置进行钢管的切割，而且适应切割直径小，管壁薄的钢管对电厂的主蒸汽管道不适应，为此，我们提出一种发电站不锈钢管道维修用切割装置来解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发电站不锈钢管道维修用切割装置及其使用方法，以解决上述背景技术中提出电厂的主蒸汽管道在经过长时间使用过后大多会产生裂缝，影响生产的顺利进行。对于裂缝的修补，不严重的裂缝可打磨之后覆盖，严重的裂缝则需要切割管道，更换新部件。这些都是由施工工人来完成的，不容易控制工期，并且如果管道处于危险或是狭窄的位置，难以保证施工的安全、有效进行的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种发电站不锈钢管道维修用切割装置，包括第一安装箱，所述第一安装箱的内部设置有高度调节机构，所述高度调节机构的上端设置有两个支撑板，两个所述支撑板之间焊接有下半圆环，所述下半圆环的内部设置有圆周运动驱动机构，所述圆周运动驱动机构上设置有第二安装箱，所述第二安装箱的内部通过螺栓固定连接有第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出轴端部固定连接有安装块，所述安装块上固定连接有工具头，所述下半圆环的上端通过螺栓和螺母配合固定连接有上半圆环，所述上半圆环与下半圆环闭合形成一个完成的圆环，所述圆周运动驱动机构在上半圆环与下半圆环闭合形成的圆环内转动。

优选的，所述高度调节机构包括液压缸，所述液压缸通过螺栓固定连接在第一安装箱的内部底端，所述液压缸的活塞杆端部固定有举升板，所述举升板位于第一安装箱的上端外侧，两个所述支撑板通过螺栓固定在举升板的上端两侧。

优选的，所述举升板的下端面四角位置均通过螺栓固定连接有导向杆，所述导向杆的外圆柱面滑动连接有导套，所述导套镶嵌在第一安装箱的顶端，所述导向杆贯穿导套并延伸至第一安装箱的内部。

优选的，所述导向杆的下端端部均固定连接有限位块，所述限位块位于第一安装箱的内部。

优选的，所述圆周运动驱动机构包括安装架，所述安装架通过螺栓与第二安装箱固定连接，所述安装架的一侧通过螺栓固定连接有第二伺服电机，所述第二伺服电机的输出轴端部固定有齿轮，所述齿轮与安装架转动连接，所述齿轮啮合传动连接有弧形齿条，所述弧形齿条固定在下半圆环和上半圆环的内壁底端，所述安装架的两端均固定连接有弧形滑块，所述弧形滑块滑动连接有弧形滑槽，所述弧形滑槽开设在下半圆环和上半圆环的内部侧壁上。

优选的，所述第一安装箱的一侧上端通过螺栓固定连接有扶手架，所述第一安装箱的底端四角位置通过螺栓均固定连接有自锁万向轮。

优选的，所述下半圆环的上端两侧均固定连接有定位销，所述上半圆环下端两侧均开设有与定位销相配合的定位孔，所述定位销插接在定位孔内。

本发明还提供一种发电站不锈钢管道维修用切割装置的使用方法，具体包括以下步骤：

S1、首先通过扶手架推动第一安装箱，进而第一安装箱在自锁万向轮的带动下移动，把第一安装箱移动到待切割不锈钢管道的正下方，进而下半圆环位于不锈钢管道的正下方，然后锁死自锁万向轮；

S2、启动液压缸，进而液压缸的活塞杆向上推动举升板，进而举升板带动导向杆沿导套向上滑动，进而举升板带动下半圆环向上运动，直至下半圆环内的工具头与不锈钢管道外壁接触，然后把上半圆环和下半圆环闭合在一起，下半圆环上的定位销插入到上半圆环上的定位孔内，然后通过螺栓螺母把上半圆环和下半圆环锁紧固定；

S3、然后把电火花机的正极和不锈钢管道连接，负极和工具头连接，同时向工具头与不锈钢管道的接触位置喷淋纯净水；

S4、然后启动第一伺服电机，进而第一伺服电机带动安装块旋转，进而安装块带动工具头旋转，同时第二伺服电机带动齿轮旋转，齿轮与弧形齿条啮合在一起，进而齿轮沿下半圆环和上半圆环内部的弧形齿条做圆周运动，进而带动工具头绕不锈钢管道做圆周运动，进而实现对不锈钢管道的切割。

本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种发电站不锈钢管道维修用切割装置，与现有技术相比，具有以下优点：

1、本发明利用电火花切割管道，电火花切割不会产生工具与工件之间的作用力，而且电火花展成加工保证了不会产生拉弧、短路等问题，给无人化切割、修补提供了可能，可以利用机器代替人，在危险度较高或是较为狭小、复杂的环境里进行管道的切割、修补工作，同时，电火花切割过后的表面较平整，有利于后续的焊接工作，保证焊接质量；

2、本发明通过第一伺服电机带动工具头持续旋转，使工具头不会长时间在同一点放电产生拉弧现象，工具头的高速旋转可增加放电频率，提高切割效率，工具头的损耗少于普通电火花加工，切割面更加平整，带动了金属屑的顺利排出，通过圆周运动驱动机构带动工具头沿管道做圆周运动，保证管道的切割是连续均匀的，便于监控，缩小设备运行所需空间。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的立体图；

图3为本发明的下半圆环和上半圆环爆炸图一；

图4为本发明的下半圆环和上半圆环爆炸图二；

图5为本发明的下半圆环和上半圆环内部结构图；

图6为本发明的圆周运动驱动机构结构图。

附图标记：1、第一安装箱；2、高度调节机构；201、液压缸；202、举升板；203、导向杆；204、导套；205、限位块；3、支撑板；4、下半圆环；5、圆周运动驱动机构；501、安装架；502、第二伺服电机；503、齿轮；504、弧形齿条；505、弧形滑块；506、弧形滑槽；6、第二安装箱；7、第一伺服电机；8、安装块；9、工具头；10、上半圆环；11、扶手架；12、自锁万向轮；13、定位销；14、定位孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了如图1-6所示的一种发电站不锈钢管道维修用切割装置，包括第一安装箱1，所述第一安装箱1的内部设置有高度调节机构2，所述高度调节机构2的上端设置有两个支撑板3，两个所述支撑板3之间焊接有下半圆环4，所述下半圆环4的内部设置有圆周运动驱动机构5，所述圆周运动驱动机构5上设置有第二安装箱6，所述第二安装箱6的内部通过螺栓固定连接有第一伺服电机7，所述第一伺服电机7的输出轴端部固定连接有安装块8，所述安装块8上固定连接有工具头9，工具头9为铜柱或铜盘，在电源方面采用正半周高频脉冲电源，正极接管道，负极接工具头9，加工介质采用纯净水，喷淋于工件上，每一次放电都会电离绝缘介质，产生等离子通道，进而在钢的一点形成热量堆积，产生爆炸，抛出融化金属，达到切割的目的，所述下半圆环4的上端通过螺栓和螺母配合固定连接有上半圆环10，所述上半圆环10与下半圆环4闭合形成一个完成的圆环，所述圆周运动驱动机构5在上半圆环10与下半圆环4闭合形成的圆环内转动。

较佳地，所述高度调节机构2包括液压缸201，所述液压缸201通过螺栓固定连接在第一安装箱1的内部底端，所述液压缸201的活塞杆端部固定有举升板202，所述举升板202位于第一安装箱1的上端外侧，两个所述支撑板3通过螺栓固定在举升板202的上端两侧。

通过采用上述技术方案，实现对下半圆环4和上半圆环10的高度调节，便于对不同高度的管道进行切割，提高装置的机动性和灵活性。

较佳地，所述举升板202的下端面四角位置均通过螺栓固定连接有导向杆203，所述导向杆203的外圆柱面滑动连接有导套204，所述导套204镶嵌在第一安装箱1的顶端，所述导向杆203贯穿导套204并延伸至第一安装箱1的内部。

通过采用上述技术方案，使举升板202在导向杆203的带动下沿导套204上下滑动，提高举升板202上下运动时的稳定性，同时导向杆203防止举升板202发生自转，起到防转作用。

较佳地，所述导向杆203的下端端部均固定连接有限位块205，所述限位块205位于第一安装箱1的内部。

通过采用上述技术方案，限位块205的设置防止导向杆203向上滑动时滑出导套204，起到限位、保护作用。

较佳地，所述圆周运动驱动机构5包括安装架501，所述安装架501通过螺栓与第二安装箱6固定连接，所述安装架501的一侧通过螺栓固定连接有第二伺服电机502，所述第二伺服电机502的输出轴端部固定有齿轮503，所述齿轮503与安装架501转动连接，所述齿轮503啮合传动连接有弧形齿条504，所述弧形齿条504固定在下半圆环4和上半圆环10的内壁底端，所述安装架501的两端均固定连接有弧形滑块505，所述弧形滑块505滑动连接有弧形滑槽506，所述弧形滑槽506开设在下半圆环4和上半圆环10的内部侧壁上。

通过采用上述技术方案，通过第二伺服电机502带动齿轮503旋转，在弧形齿条504的驱动下齿轮503带动第二安装箱6沿弧形齿条504运动，进而带动工具头9沿管道做圆周运动，保证管道的切割是连续均匀的，便于监控，缩小设备运行所需空间。

较佳地，所述第一安装箱1的一侧上端通过螺栓固定连接有扶手架11，所述第一安装箱1的底端四角位置通过螺栓均固定连接有自锁万向轮12。

通过采用上述技术方案，扶手架11的设置方便用手通过扶手架11推动装置移动，自锁万向轮12的设置方便装置的移动和固定，提高装置的机动性和灵活性。

较佳地，所述下半圆环4的上端两侧均固定连接有定位销13，所述上半圆环10下端两侧均开设有与定位销13相配合的定位孔14，所述定位销13插接在定位孔14内。

通过采用上述技术方案，定位销13与定位孔14的设置方便下半圆环4与上半圆环10快速准确的安装、固定，提高安装精度和效率。

需要说明的是，第一伺服电机7、第二伺服电机502和液压缸201具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。

第一伺服电机7、第二伺服电机502和液压缸201的供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。

本发明还提供一种发电站不锈钢管道维修用切割装置的使用方法，具体包括以下步骤：

S1、首先通过扶手架11推动第一安装箱1，进而第一安装箱1在自锁万向轮12的带动下移动，把第一安装箱1移动到待切割不锈钢管道的正下方，进而下半圆环4位于不锈钢管道的正下方，然后锁死自锁万向轮12；

S2、启动液压缸201，进而液压缸201的活塞杆向上推动举升板202，进而举升板202带动导向杆203沿导套204向上滑动，进而举升板202带动下半圆环4向上运动，直至下半圆环4内的工具头9与不锈钢管道外壁接触，然后把上半圆环10和下半圆环4闭合在一起，下半圆环4上的定位销13插入到上半圆环10上的定位孔14内，然后通过螺栓螺母把上半圆环10和下半圆环4锁紧固定；

S3、然后把电火花机的正极和不锈钢管道连接，负极和工具头9连接，同时向工具头9与不锈钢管道的接触位置喷淋纯净水；

S4、然后启动第一伺服电机7，进而第一伺服电机7带动安装块8旋转，进而安装块8带动工具头9旋转，同时第二伺服电机502带动齿轮503旋转，齿轮503与弧形齿条504啮合在一起，进而齿轮503沿下半圆环4和上半圆环10内部的弧形齿条504做圆周运动，进而带动工具头9绕不锈钢管道做圆周运动，进而实现对不锈钢管道的切割。

工作原理：首先通过扶手架11推动第一安装箱1，进而第一安装箱1在自锁万向轮12的带动下移动，把第一安装箱1移动到待切割不锈钢管道的正下方，进而下半圆环4位于不锈钢管道的正下方，然后锁死自锁万向轮12；

启动液压缸201，进而液压缸201的活塞杆向上推动举升板202，进而举升板202带动导向杆203沿导套204向上滑动，进而举升板202带动下半圆环4向上运动，直至下半圆环4内的工具头9与不锈钢管道外壁接触，然后把上半圆环10和下半圆环4闭合在一起，下半圆环4上的定位销13插入到上半圆环10上的定位孔14内，然后通过螺栓螺母把上半圆环10和下半圆环4锁紧固定；

然后把电火花机的正极和不锈钢管道连接，负极和工具头9连接，同时向工具头9与不锈钢管道的接触位置喷淋纯净水；

然后启动第一伺服电机7，进而第一伺服电机7带动安装块8旋转，进而安装块8带动工具头9旋转，同时第二伺服电机502带动齿轮503旋转，齿轮503与弧形齿条504啮合在一起，进而齿轮503沿下半圆环4和上半圆环10内部的弧形齿条504做圆周运动，进而带动工具头9绕不锈钢管道做圆周运动，进而实现对不锈钢管道的切割。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种发电站不锈钢管道维修用切割装置及其使用方法，包括第一安装箱(1)，其特征在于：所述第一安装箱(1)的内部设置有高度调节机构(2)，所述高度调节机构(2)的上端设置有两个支撑板(3)，两个所述支撑板(3)之间焊接有下半圆环(4)，所述下半圆环(4)的内部设置有圆周运动驱动机构

(5)，所述圆周运动驱动机构(5)上设置有第二安装箱(6)，所述第二安装箱(6)的内部通过螺栓固定连接有第一伺服电机(7)，所述第一伺服电机(7)的输出轴端部固定连接有安装块(8)，所述安装块(8)上固定连接有工具头(9)，所述下半圆环(4)的上端通过螺栓和螺母配合固定连接有上半圆环(10)，所述上半圆环(10)与下半圆环(4)闭合形成一个完成的圆环，所述圆周运动驱动机构(5)在上半圆环(10)与下半圆环(4)闭合形成的圆环内转动。

2.根据权利要求1所述的一种发电站不锈钢管道维修用切割装置，其特征在于：所述高度调节机构(2)包括液压缸(201)，所述液压缸(201)通过螺栓固定连接在第一安装箱(1)的内部底端，所述液压缸(201)的活塞杆端部固定有举升板(202)，所述举升板(202)位于第一安装箱(1)的上端外侧，两个所述支撑板(3)通过螺栓固定在举升板(202)的上端两侧。

3.根据权利要求2所述的一种发电站不锈钢管道维修用切割装置，其特征在于：所述举升板(202)的下端面四角位置均通过螺栓固定连接有导向杆(203)，所述导向杆(203)的外圆柱面滑动连接有导套(204)，所述导套(204)镶嵌在第一安装箱(1)的顶端，所述导向杆(203)贯穿导套(204)并延伸至第一安装箱(1)的内部。

4.根据权利要求3所述的一种发电站不锈钢管道维修用切割装置，其特征在于：所述导向杆(203)的下端端部均固定连接有限位块(205)，所述限位块(205)位于第一安装箱(1)的内部。

5.根据权利要求1所述的一种发电站不锈钢管道维修用切割装置，其特征在于：所述圆周运动驱动机构(5)包括安装架(501)，所述安装架(501)通过螺栓与第二安装箱(6)固定连接，所述安装架(501)的一侧通过螺栓固定连接有第二伺服电机(502)，所述第二伺服电机(502)的输出轴端部固定有齿轮(503)，所述齿轮(503)与安装架(501)转动连接，所述齿轮(503)啮合传动连接有弧形齿条(504)，所述弧形齿条(504)固定在下半圆环(4)和上半圆环(10)的内壁底端，所述安装架(501)的两端均固定连接有弧形滑块(505)，所述弧形滑块(505)滑动连接有弧形滑槽(506)，所述弧形滑槽(506)开设在下半圆环(4)和上半圆环(10)的内部侧壁上。

6.根据权利要求1所述的一种发电站不锈钢管道维修用切割装置，其特征在于：所述第一安装箱(1)的一侧上端通过螺栓固定连接有扶手架(11)，所述第一安装箱(1)的底端四角位置通过螺栓均固定连接有自锁万向轮(12)。

7.根据权利要求1所述的一种发电站不锈钢管道维修用切割装置，其特征在于：所述下半圆环(4)的上端两侧均固定连接有定位销(13)，所述上半圆环(10)下端两侧均开设有与定位销(13)相配合的定位孔(14)，所述定位销(13)插接在定位孔(14)内。

8.一种根据权利要求1所述的发电站不锈钢管道维修用切割装置的使用方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

S1、首先通过扶手架推动第一安装箱，进而第一安装箱在自锁万向轮的带动下移动，把第一安装箱移动到待切割不锈钢管道的正下方，进而下半圆环位于不锈钢管道的正下方，然后锁死自锁万向轮；

S2、启动液压缸，进而液压缸的活塞杆向上推动举升板，进而举升板带动导向杆沿导套向上滑动，进而举升板带动下半圆环向上运动，直至下半圆环内的工具头与不锈钢管道外壁接触，然后把上半圆环和下半圆环闭合在一起，下半圆环上的定位销插入到上半圆环上的定位孔内，然后通过螺栓螺母把上半圆环和下半圆环锁紧固定；

S3、然后把电火花机的正极和不锈钢管道连接，负极和工具头连接，同时向工具头与不锈钢管道的接触位置喷淋纯净水；

S4、然后启动第一伺服电机，进而第一伺服电机带动安装块旋转，进而安装块带动工具头旋转，同时第二伺服电机带动齿轮旋转，齿轮与弧形齿条啮合在一起，进而齿轮沿下半圆环和上半圆环内部的弧形齿条做圆周运动，进而带动工具头绕不锈钢管道做圆周运动，进而实现对不锈钢管道的切割。

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