CN111015069A - 一种圆管对接焊接工装夹具 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械加工技术领域，尤其为一种圆管对接焊接工装夹具，包括安装台、转动安装在所述安装台上的管件调节盘以及用于固定管状工件的管件夹持机构，所述管件调节盘为圆环形，所述安装台上开设有用于容纳所述管件调节盘转动的转盘槽；而管件调节盘上的夹持机构安装另外一个管件，根据两个管件之间的焊接角度，从而将两个管件相吻合的卡住，此时，两个管件的连接处位于圆环形管件调节盘的中间部位，不妨碍正常的焊接施工，由人工或者机器焊头对两个管件进行焊接工作，本结构可以在0‑180°的范围内调节两个管件的角度，并且同时能够对管件进行固定，连接处预留焊接的空间，结构简单，操作方便。

Description

一种圆管对接焊接工装夹具

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种圆管对接焊接工装夹具。

背景技术

圆管在我们的生产生活中大量的利用，圆管可用于管道、热工设备、机械工业、石油地质钻探、容器、化学工业和特殊用途，用于脚手架支撑用的支撑连接圆管，需要在圆管的一端焊接支撑底座，在圆管的另一端焊接螺纹接头，使能满足使用的需要，这种圆管的焊接通常需要用到圆管焊接工装。

圆管焊接分为活动口和固定口两种，后者又分为水平固定，垂直固定，倾斜固定，焊接活口时可以始终在12点的位置进行焊接，等于焊平缝，垂直固定跟横焊一样，水平固定被称为全位置焊，从6点到12点分两个半圈焊完。

公开号为CN109551162A的中国发明公开了一种圆管焊接夹持装置，该装置通过主调节杆和副调节杆互相调节主锁死件和副锁死件上两根需要焊接的钢管之间的相对角度，然后锁死固定，但其结构较为复杂，制造难度以及成本较高，因此亟需一种结构简单操作方便的工装夹具。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种圆管对接焊接工装夹具，具有结构简单、操作方便的特点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种圆管对接焊接工装夹具，包括安装台、转动安装在所述安装台上的管件调节盘以及用于固定管状工件的管件夹持机构，所述管件调节盘为圆环形，所述安装台上开设有用于容纳所述管件调节盘转动的转盘槽，所述安装台的中心位置位于所述安装台表面的上方，所述安装台的内部设有用于驱动所述管件调节盘转动的调节盘驱动轮，所述调节盘驱动轮至少包括两个分布在所述管件调节盘外壁底部的驱动轮和一个位于所述管件调节盘内壁中间位置的限位轮，所述安装台的一侧壁上开设有电机槽，所述电机槽内固定安装有驱动电机，所述驱动电机的输出端与其中一个所述驱动轮固定连接，所述驱动电机与外部电源电性连接；

所述管件夹持机构至少包括一个固定式夹持机构和一个活动式夹持机构，所述固定式夹持机构、活动式夹持机构均位于同一平面内，所述固定式夹持机构固定安装在所述安装台的顶部，所述活动式夹持机构固定安装在所述管件调节盘的外侧壁上，所述管件夹持机构由收卷电机、收卷筒、钢带和安装板组成，所述收卷电机固定安装在所述安装板的一侧面，所述收卷筒位于所述收卷电机的输出端，且所述收卷筒与所述安装板固定连接，所述钢带位于所述安装板的另一侧面，且所述钢带的一端与所述安装板固定连接，另一端贯穿所述安装板收卷至所述收卷筒内，所述收卷电机与外部电源电性连接。

优选的，两个所述驱动轮和一个限位轮呈等腰三角形分布，所述驱动电机位于其中一个所述驱动轮一端，用于驱动所述驱动轮转动。

优选的，所述管件调节盘的外侧壁上开设有第一轮齿，且所述管件调节盘的内侧壁上开设有第二轮齿，所述调节盘驱动轮的外侧壁上开设有与所述第一轮齿、第二轮齿配合的啮齿，所述调节盘驱动轮与所述管件调节盘啮合传动。

优选的，所述第一轮齿和第二轮齿均为“人”字齿。

优选的，所述固定式夹持机构与所述安装台之间设有安装座，所述固定式夹持机构通过所述安装座固定安装在所述安装台的顶部，以使所述固定式夹持机构与所述管件调节盘的圆心位于同一高度。

优选的，所述固定式夹持机构由收卷电机、收卷筒、钢带和安装板组成，所述安装板固定安装在所述安装座的顶部。

优选的，所述活动式夹持机构由收卷电机、收卷筒、钢带和两个安装板组成，两个所述安装板分别固定安装在所述管件调节盘的左右两侧，所述钢带的一端与所述安装板固定连接，另一端贯穿所述管件调节盘和两个所述安装板收卷至所述收卷筒内。

优选的，所述收卷筒包括收卷筒壳和收卷辊，所述收卷筒壳与所述安装板固定连接，所述收卷辊转动安装在所述收卷筒壳内，且与所述收卷电机的输出端固定连接，所述安装板收卷在所述收卷辊上。

优选的，所述管件调节盘的前侧壁上设有两个对称分布的光敏感应模块，所述转盘槽的内侧壁上设有两个与所述光敏感应模块配合的光敏传感器，所述光敏传感器与所述安装台固定连接，且所述光敏传感器与外部电源电性连接。

优选的，所述管件调节盘的前侧壁上设有绕所述管件调节盘几何中心分布的角度刻度线。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中，通过设置一个由安装台、管件调节盘和管件夹持机构配合的用于管件的工装夹具，管件调节盘与安装台可自由转动，安装台顶部的夹持机构可在水平方向上固定一个管件，而管件调节盘上的夹持机构安装另外一个管件，根据两个管件之间的焊接角度，从而将两个管件相吻合的卡住，此时，两个管件的连接处位于圆环形管件调节盘的中间部位，不妨碍正常的焊接施工，由人工或者机器焊头对两个管件进行焊接工作，本结构可以在0-180°的范围内调节两个管件的角度，并且同时能够对管件进行固定，连接处预留焊接的空间，结构简单，操作方便。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明一种圆管对接焊接工装夹具的结构示意图；

图2为本发明中管件调节盘的安装结构示意图；

图3为本发明一种圆管对接焊接工装夹具的侧视结构示意图；

图4为图3中A部分的放大结构示意图。

图中：1、安装台；101、转盘槽；102、电机槽；11、光敏传感器；12、安装座；2、管件调节盘；201、第一轮齿；202、第二轮齿；21、光敏感应模块；3、管件夹持机构；3a、固定式夹持机构；3b、活动式夹持机构；31、收卷电机；32、收卷筒；321、收卷筒壳；322、收卷辊；33、钢带；34、安装板；4、调节盘驱动轮；4a、驱动轮；4b、限位轮；401、啮齿；41、驱动电机。

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。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。

请参阅图1-4，本发明提供以下技术方案：一种圆管对接焊接工装夹具，包括安装台1、转动安装在安装台1上的管件调节盘2以及用于固定管状工件的管件夹持机构3，管件调节盘2为圆环形，安装台1上开设有用于容纳管件调节盘2转动的转盘槽101，安装台1的中心位置位于安装台1表面的上方，安装台1的内部设有用于驱动管件调节盘2转动的调节盘驱动轮4，调节盘驱动轮4至少包括两个分布在管件调节盘2外壁底部的驱动轮4a和一个位于管件调节盘2内壁中间位置的限位轮4b，安装台1的一侧壁上开设有电机槽102，电机槽102内固定安装有驱动电机41，驱动电机41的输出端与其中一个驱动轮4a固定连接，驱动电机41与外部电源电性连接；

管件夹持机构3至少包括一个固定式夹持机构3a和一个活动式夹持机构3b，固定式夹持机构3a、活动式夹持机构3b均位于同一平面内，固定式夹持机构3a固定安装在安装台1的顶部，活动式夹持机构3b固定安装在管件调节盘2的外侧壁上，管件夹持机构3由收卷电机31、收卷筒32、钢带33和安装板34组成，收卷电机31固定安装在安装板34的一侧面，收卷筒32位于收卷电机31的输出端，且收卷筒32与安装板34固定连接，钢带33位于安装板34的另一侧面，且钢带33的一端与安装板34固定连接，另一端贯穿安装板34收卷至收卷筒32内，收卷电机31与外部电源电性连接。

本实施例中，通过设置一个由安装台1、管件调节盘2和管件夹持机构3配合的用于管件的工装夹具，其中管件调节盘2由调节盘驱动轮4的带动下在安装台1的转盘槽101内自由转动，安装台1顶部设置的固定式夹持机构3a可在水平方向上固定一个管件，而管件调节盘2上的活动式夹持机构3b安装另外一个管件，根据两个管件之间的焊接角度，通过调节盘驱动轮4的带动下使管件调节盘2转动到预定位置(其中调节盘驱动轮4由驱动电机41带动转动，驱动电机41型号为35BYG-401)，从而将两个管件相吻合的卡住，此时，两个管件的连接处位于圆环形管件调节盘2的中间部位，不妨碍正常的焊接施工，由人工或者机器焊头对两个管件进行焊接工作，本结构可以在0-180°的范围内调节两个管件的角度，并且同时能够对管件进行固定，连接处预留焊接的空间，结构简单，操作方便；且管件夹持机构3由收卷电机31、收卷筒32、钢带33和安装板34组成，由收卷电机31带动收卷辊322转动，对钢带33进行收卷，钢带33的长度可以根据管件的直径任意调节，且同一个管件夹持机构3上设置两个对称的钢带33，可以完成对管件的固定，收卷电机31为42BYGH47-401AS型号的自锁电机，可以精确控制钢带33的收缩，并在收缩完成后进行锁止，避免管件松动。

具体的，两个驱动轮4a和一个限位轮4b呈等腰三角形分布，驱动电机41位于其中一个驱动轮4a一端，用于驱动驱动轮4a转动，第一轮齿201和第二轮齿202均为“人”字齿，通过设置三个呈等腰三角形分布两个驱动轮4a和一个限位轮4b，可以保证管件调节盘2在转动过程中的稳定性，防止管件调节盘2歪斜倾倒。

具体的，管件调节盘2的外侧壁上开设有第一轮齿201，且管件调节盘2的内侧壁上开设有第二轮齿202，调节盘驱动轮4的外侧壁上开设有与第一轮齿201、第二轮齿202配合的啮齿401，调节盘驱动轮4与管件调节盘2啮合传动，通过设置相互啮合的第一轮齿201、第二轮齿202和啮齿401，可以保证管件调节盘2与调节盘驱动轮4配合的精确性，且在配合过程中不会打滑，可承受力大。

具体的，固定式夹持机构3a与安装台1之间设有安装座12，固定式夹持机构3a通过安装座12固定安装在安装台1的顶部，以使固定式夹持机构3a与管件调节盘2的圆心位于同一高度，管件调节盘2上固定的管件沿管件调节盘2的直径方向，固定式夹持机构3a与管件调节盘2的圆心位于同一高度，可以使两个管件在交汇处在管件调节盘2的中心位置，留有足够的空间，方便工作人员对管件进行焊接。

具体的，固定式夹持机构3a由收卷电机31、收卷筒32、钢带33和安装板34组成，安装板34固定安装在安装座12的顶部，可以稳定的将固定式夹持机构3a固定在安装台1的顶部。

具体的，活动式夹持机构3b由收卷电机31、收卷筒32、钢带33和两个安装板34组成，两个安装板34分别固定安装在管件调节盘2的左右两侧，钢带33的一端与安装板34固定连接，另一端贯穿管件调节盘2和两个安装板34收卷至收卷筒32内，可以稳定的将活动式夹持机构3b固定在管件调节盘2的侧壁上，与固定式夹持机构3a完成配合。

具体的，收卷筒32包括收卷筒壳321和收卷辊322，收卷筒壳321与安装板34固定连接，收卷辊322转动安装在收卷筒壳321内，且与收卷电机31的输出端固定连接，安装板34收卷在收卷辊322上，由收卷电机31带动收卷辊322转动，对缠绕在收卷辊322上的钢带33进行收卷，钢带33的一端固定，使收卷辊322的长度可以根据管件的直径任意调节，适应性更好。

具体的，管件调节盘2的前侧壁上设有两个对称分布的光敏感应模块21，转盘槽101的内侧壁上设有两个与光敏感应模块21配合的光敏传感器11，光敏传感器11与安装台1固定连接，且光敏传感器11与外部电源电性连接，通过设置两个光敏传感器11，以及两个在管件调节盘2的前侧壁上的光敏感应模块21，当两个光敏传感器11(采用Risym品牌的DC5V型号传感器)均感应到两个光敏感应模块21的位置时，可以完成对管件调节盘2初始位置定位的作用，保证精确度。

具体的，管件调节盘2的前侧壁上设有绕管件调节盘2几何中心分布的角度刻度线，方便人们选择调节的角度，将两个管件卡合稳定。

本发明的工作原理及使用流程：将安装台1竖直或者水平固定在工作台上，管件调节盘2与安装台1处于零位状态(如图1所示)，管件夹持机构3由收卷电机31、收卷筒32、钢带33和安装板34组成，首先将第一个管件水平安装在固定式夹持机构3a上，然后将另一个工件竖直安装在活动式夹持机构3b上，收卷电机31带动收卷辊322转动，对钢带33进行收卷，钢带33的长度可以根据管件的直径任意调节，且同一个管件夹持机构3上设置两个对称的钢带33，可以完成对管件的固定，钢带33收缩完成后进行锁止，避免管件松动，管件调节盘2由调节盘驱动轮4的带动下在安装台1的转盘槽101内自由转动，安装台1顶部设置的固定式夹持机构3a可在水平方向上固定一个管件，而管件调节盘2上的活动式夹持机构3b安装另外一个管件，根据两个管件之间的焊接角度，通过调节盘驱动轮4的带动下使管件调节盘2转动到预定位置，从而将两个管件相吻合的卡住，此时，两个管件的连接处位于圆环形管件调节盘2的中间部位，不妨碍正常的焊接施工，由人工或者机器焊头对两个管件进行焊接工作，本结构可以在0-180°的范围内调节两个管件的角度，并且同时能够对管件进行固定，连接处预留焊接的空间，结构简单，操作方便。

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 (10)

1.一种圆管对接焊接工装夹具，其特征在于：包括安装台(1)、转动安装在所述安装台(1)上的管件调节盘(2)以及用于固定管状工件的管件夹持机构(3)，所述管件调节盘(2)为圆环形，所述安装台(1)上开设有用于容纳所述管件调节盘(2)转动的转盘槽(101)，所述安装台(1)的中心位置位于所述安装台(1)表面的上方，所述安装台(1)的内部设有用于驱动所述管件调节盘(2)转动的调节盘驱动轮(4)，所述调节盘驱动轮(4)至少包括两个分布在所述管件调节盘(2)外壁底部的驱动轮(4a)和一个位于所述管件调节盘(2)内壁中间位置的限位轮(4b)，所述安装台(1)的一侧壁上开设有电机槽(102)，所述电机槽(102)内固定安装有驱动电机(41)，所述驱动电机(41)的输出端与其中一个所述驱动轮(4a)固定连接，所述驱动电机(41)与外部电源电性连接；

所述管件夹持机构(3)至少包括一个固定式夹持机构(3a)和一个活动式夹持机构(3b)，所述固定式夹持机构(3a)、活动式夹持机构(3b)均位于同一平面内，所述固定式夹持机构(3a)固定安装在所述安装台(1)的顶部，所述活动式夹持机构(3b)固定安装在所述管件调节盘(2)的外侧壁上，所述管件夹持机构(3)由收卷电机(31)、收卷筒(32)、钢带(33)和安装板(34)组成，所述收卷电机(31)固定安装在所述安装板(34)的一侧面，所述收卷筒(32)位于所述收卷电机(31)的输出端，且所述收卷筒(32)与所述安装板(34)固定连接，所述钢带(33)位于所述安装板(34)的另一侧面，且所述钢带(33)的一端与所述安装板(34)固定连接，另一端贯穿所述安装板(34)收卷至所述收卷筒(32)内，所述收卷电机(31)与外部电源电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种圆管对接焊接工装夹具，其特征在于：两个所述驱动轮(4a)和一个限位轮(4b)呈等腰三角形分布，所述驱动电机(41)位于其中一个所述驱动轮(4a)一端，用于驱动所述驱动轮(4a)转动。

3.根据权利要求1所述的一种圆管对接焊接工装夹具，其特征在于：所述管件调节盘(2)的外侧壁上开设有第一轮齿(201)，且所述管件调节盘(2)的内侧壁上开设有第二轮齿(202)，所述调节盘驱动轮(4)的外侧壁上开设有与所述第一轮齿(201)、第二轮齿(202)配合的啮齿(401)，所述调节盘驱动轮(4)与所述管件调节盘(2)啮合传动。

4.根据权利要求3所述的一种圆管对接焊接工装夹具，其特征在于：所述第一轮齿(201)和第二轮齿(202)均为“人”字齿。

5.根据权利要求1所述的一种圆管对接焊接工装夹具，其特征在于：所述固定式夹持机构(3a)与所述安装台(1)之间设有安装座(12)，所述固定式夹持机构(3a)通过所述安装座(12)固定安装在所述安装台(1)的顶部，以使所述固定式夹持机构(3a)与所述管件调节盘(2)的圆心位于同一高度。

6.根据权利要求5所述的一种圆管对接焊接工装夹具，其特征在于：所述固定式夹持机构(3a)由收卷电机(31)、收卷筒(32)、钢带(33)和安装板(34)组成，所述安装板(34)固定安装在所述安装座(12)的顶部。

7.根据权利要求5所述的一种圆管对接焊接工装夹具，其特征在于：所述活动式夹持机构(3b)由收卷电机(31)、收卷筒(32)、钢带(33)和两个安装板(34)组成，两个所述安装板(34)分别固定安装在所述管件调节盘(2)的左右两侧，所述钢带(33)的一端与所述安装板(34)固定连接，另一端贯穿所述管件调节盘(2)和两个所述安装板(34)收卷至所述收卷筒(32)内。

8.根据权利要求5-7任意一项所述的一种圆管对接焊接工装夹具，其特征在于：所述收卷筒(32)包括收卷筒壳(321)和收卷辊(322)，所述收卷筒壳(321)与所述安装板(34)固定连接，所述收卷辊(322)转动安装在所述收卷筒壳(321)内，且与所述收卷电机(31)的输出端固定连接，所述安装板(34)收卷在所述收卷辊(322)上。

9.根据权利要求1所述的一种圆管对接焊接工装夹具，其特征在于：所述管件调节盘(2)的前侧壁上设有两个对称分布的光敏感应模块(21)，所述转盘槽(101)的内侧壁上设有两个与所述光敏感应模块(21)配合的光敏传感器(11)，所述光敏传感器(11)与所述安装台(1)固定连接，且所述光敏传感器(11)与外部电源电性连接。

10.根据权利要求1所述的一种圆管对接焊接工装夹具，其特征在于：所述管件调节盘(2)的前侧壁上设有绕所述管件调节盘(2)几何中心分布的角度刻度线。

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