CN111215724B - 有缝弯头坡口切割装置 - Google Patents

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Abstract

有缝弯头坡口切割装置属于机械加工技术领域，尤其涉及一种有缝弯头坡口切割装置。本发明提供一种使用效果好的有缝弯头坡口切割装置。本发明包括悬臂1，其特征在于悬臂1设置在横向旋转驱动装置上，悬臂1前部设置有切割喷头8。

Description

有缝弯头坡口切割装置
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，尤其涉及一种有缝弯头坡口切割装置。
背景技术
近年来，节能环保、成为中国电力工业结构调整的重要方向，火电行业在“上大压小”的政策导向下，电站锅炉向高参数、大容量方向发展，锅炉的四大管道的直径、壁厚均相应增大。目前，锅炉的四大管道冷段部分的管道弯头可采用有缝弯头的结构，随着电站锅炉容量的增大，相应的弯头的规格、弯头曲率半径和弯头壁厚均增大，对弯头焊缝的焊接质量提出更高要求。传统的切割坡口方式，需手工放样，不仅工作量大，切割难度大，效率低，制作周期长，而且容易产生缺陷，影响焊接质量，因此大规格厚壁有缝弯头坡口切割至关重要。
发明内容
本发明就是针对上述问题，提供一种使用效果好的有缝弯头坡口切割装置。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括悬臂1，其特征在于悬臂1设置在横向旋转驱动装置上，悬臂1前部设置有切割喷头8。
作为另一种优选方案，本发明所述切割喷头8为两个，分别与弯头内部内侧和外侧坡口对应。
作为另一种优选方案，本发明所述切割喷头8通过可沿悬臂1水平移动并定位的行程支撑架5与悬臂1相连。
作为另一种优选方案，本发明所述行程支撑架5包括夹板，悬臂1两侧夹板之间通过紧固件5.1相连，夹板上设置有竖向连接杆6，切割喷头8设置在连接杆6的下部。
作为另一种优选方案，本发明所述连接杆6采用两侧设置有摩擦横纹的连接杆，摩擦横纹为多个，由上至下均布；连接杆6上部套在固定夹Ⅰ6.1内，固定夹Ⅰ6.1与夹板焊接，固定夹Ⅰ6.1一侧设置有紧固旋钮6.2；
螺纹连接杆6下部套在固定夹Ⅱ6.3内，固定夹Ⅱ6.3一侧设置有紧固旋钮6.4，切割喷头8设置在固定夹Ⅱ6.3上。
作为另一种优选方案，本发明所述固定夹Ⅱ6.3上设置有转轴套Ⅰ6.5，转轴套Ⅰ6.5内套有竖向转轴Ⅰ7.1，转轴套Ⅰ6.5一侧设置有螺纹孔，一紧固螺栓6.6前端旋过螺纹孔与转轴Ⅰ7.1相抵；
转轴Ⅰ7.1与连接件7后部相连，连接件7前部与转轴套Ⅱ7.3相连，转轴套Ⅱ7.3内套有横向转轴Ⅱ8.3，转轴套Ⅱ7.3一侧设置有紧固旋钮7.2；转轴Ⅱ8.3与固定夹Ⅲ8.1相连，切割喷头8套在固定夹Ⅲ8.1内，固定夹Ⅲ8.1一侧设置有紧固旋钮8.2。
作为另一种优选方案，本发明所述旋转驱动装置采用变位机3，悬臂1设置在变位机3上的旋转盘2上。
作为另一种优选方案，本发明所述悬臂1后部下端与旋转盘2上端固定，悬臂1后端设置有可移动平衡块1.1。
作为另一种优选方案，本发明所述悬臂1中部上端设置有水平仪1.2。
作为另一种优选方案，本发明所述变位机3采用CNC微型变位机120W。
其次，本发明所述变位机3设置在机架13上端。
另外，本发明还包括用于限定弯头半环件9内侧位置的两个定位筋板9.1和用于限定弯头半环件9外侧位置的一个活动支脚块9.2，定位筋板9.1为直角三角形板，焊接在弯头定位平台9.3上；活动支脚块9.2为矩形铁块；两个定位筋板9.1沿弯头半环件9轮廓的长度方向布置。
本发明有益效果。
本发明通过横向旋转驱动装置驱动悬臂1平转，带动切割喷头8对弯头坡口进行切割；工人劳动强度小，生产效率高，产品质量好。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。
图1为有缝弯头坡口切割装置示意图。
图2为图1的A向示意图。
图3为图1的B向示意图。
图4为平衡块结构示意图。
图5为图1的局部放大图。
图中，悬臂1，平衡块1.1，水平显示器1.2，旋转盘2，变位机3，调节手轮4，手轮转轴4.1，调节齿轮4.2，行程支撑架5，紧固件5.1，螺纹连接杆6，固定夹Ⅰ6.1，旋钮6.2，固定夹Ⅱ6.3，旋钮6.4，转轴套Ⅰ6.5，螺栓6.6，连接件7，转轴Ⅰ7.1，旋钮7.2，转轴套Ⅱ7.3，切割喷头8，固定夹Ⅲ8.1，旋钮8.2，转轴Ⅱ8.3，弯头半环9，定位筋板9.1，活动支脚块9.2，定位平台9.3，支座10，伺服电机11，调速器12，机架13，连接管14，悬臂底面15(即与旋转盘2的上端面的接触面)。
具体实施方式
如图所示，本发明包括悬臂1，悬臂1设置在横向旋转驱动装置上，悬臂1前部设置有切割喷头8。
所述切割喷头8为两个，分别与弯头内部内侧和外侧坡口对应。
所述切割喷头8通过可沿悬臂1水平移动并定位的行程支撑架5与悬臂1相连。行程支撑架5可沿悬臂1水平移动，以适应弯头半环9曲率半径R2、R3。
所述行程支撑架5包括夹板，悬臂1两侧夹板之间通过紧固件5.1相连，夹板上设置有竖向连接杆6，切割喷头8设置在连接杆6的下部。
所述连接杆6采用两侧设置有摩擦横纹的连接杆，摩擦横纹为多个，由上至下均布；连接杆6上部套在固定夹Ⅰ6.1内，固定夹Ⅰ6.1与夹板焊接，固定夹Ⅰ6.1一侧设置有紧固旋钮6.2；
螺纹连接杆6下部套在固定夹Ⅱ6.3内，固定夹Ⅱ6.3一侧设置有紧固旋钮6.4，切割喷头8设置在固定夹Ⅱ6.3上。
固定夹Ⅰ6.1与夹板可通过连接管14焊接，连接管14上端与夹板焊接，连接管14一侧与固定夹Ⅰ6.1焊接。
螺纹连接杆6可在固定夹Ⅰ6.1内上下移动以适应弯头半环9半径R1。
所述固定夹Ⅱ6.3上设置有转轴套Ⅰ6.5，转轴套Ⅰ6.5内套有竖向转轴Ⅰ7.1，转轴套Ⅰ6.5一侧设置有螺纹孔，一紧固螺栓6.6前端旋过螺纹孔与转轴Ⅰ7.1相抵；
转轴Ⅰ7.1与连接件7后部相连，连接件7前部与转轴套Ⅱ7.3相连，转轴套Ⅱ7.3内套有横向转轴Ⅱ8.3，转轴套Ⅱ7.3一侧设置有紧固旋钮7.2；转轴Ⅱ8.3与固定夹Ⅲ8.1相连，切割喷头8套在固定夹Ⅲ8.1内，固定夹Ⅲ8.1一侧设置有紧固旋钮8.2。切割喷头8可垂直旋转，同时，切割喷头8可绕转轴Ⅰ7.1水平旋转，便于对切割喷头8位置进行调整，准确定位，方便达到设计要求坡口角度。
所述旋转驱动装置采用变位机3，悬臂1设置在变位机3上的旋转盘2上。
所述悬臂1后部下端与旋转盘2上端固定，悬臂1后端设置有可移动平衡块1.1。悬臂1一端配有可移动平衡块1.1，解决悬臂较长配重比例失调、重心偏移的问题。
所述平衡块1.1可采用半圆形板体，悬臂1的截面可为竖向矩形框，半圆形板体直边中部设置有矩形槽，矩形槽上竖边与矩形框前竖边上端卡接，矩形槽下竖边与矩形框后竖边下端卡接。
所述悬臂1中部上端设置有水平仪1.2。
所述变位机3采用CNC微型变位机120W。CNC微型变位机120W通过传动转轴3.1和调节齿轮4.2固定在支座10上，变位机3带动旋转盘2及其上的悬臂1水平旋转；调节手轮4通过手轮转轴4.1与调节齿轮4.2啮合相连，旋转调节手轮4即可带动手轮转轴4.1转动，进而带动调节齿轮4.2转动，从而调整变位机3水平度，保证变位机3上的旋转盘2、悬臂1保持水平；变位机3下方设置伺服电机11；调速器12固定在支座10外侧。
所述变位机3设置在机架13上端。
还包括用于限定弯头半环件9内侧位置的两个定位筋板9.1和用于限定弯头半环件9外侧位置的一个活动支脚块9.2，定位筋板9.1为直角三角形板，焊接在弯头定位平台9.3上；活动支脚块9.2为矩形铁块；两个定位筋板9.1沿弯头半环件9轮廓的长度方向布置。
弯头半环9以曲率半径R3的内侧作为定位基准；每个弯头半环9定位需两个定位筋板9.1和一个活动支脚块9.2。
弯头半环9水平放置于弯头定位平台9.3上，将弯头半环9内侧下部外壁与两个弯头定位筋板9.1的斜边相抵，取一个活动支脚块9.2放置于弯头半环9外侧，与两个定位筋板9.1等距成三角形布置，调整弯头半环9摆放平整、稳定。
放置弯头坡口切割装置时，保证旋转盘2中心处于弯头半环9曲率半径R2、R3中心位置，缓慢旋转调节手轮4，同时观察水平显示器1.2，保证变位机3、悬臂1保持水平状态。
旋开紧固件5.1(螺母)，沿悬臂1水平移动行程支撑架5，旋开旋钮6.2，松开固定夹Ⅰ6.1，垂直移动螺纹连接杆6，将切割喷头8放置于弯头半环9内部适合切割坡口位置，旋紧调节旋钮6.2、螺母5.1；旋开螺栓6.6，松开转轴套Ⅰ6.5，转动转轴Ⅰ7.1，带动连接件7、切割喷头8水平旋转；旋开旋钮7.2，松开转轴Ⅱ8.3，垂直旋转切割喷头8至设计坡口角度，旋紧螺栓6.6、7.2。
切割时预留5mm切割余量；接通伺服电机11，打开调速器12，设置变位机3旋转速度，切割规范根据切割金属厚度按下表选取；接通燃气，在切割喷头8点燃燃气，先预热弯头坡口切割起始点至红热状态(1110℃-1150℃)，然后慢慢打开切割氧气，当预热金属熔化并在氧气流中燃烧被吹走时，开大切割氧气，弯头坡口被切割开，同时迅速打开开关，变位机3输出扭矩带动旋转盘2、悬臂1均速、稳定旋转，切割喷头8即可沿弯头半环9曲率半径R2或R3进行弯头坡口切割。
切割金属厚度mm 切割氧气压力Mpa 切割速度mm/min
40 0.5 300
60 0.65 260
80 0.75 225
100 1.0 190
通常弯头坡口切割装置在悬臂1上安装两套行程支撑架5、两个螺纹连接杆6，加工坡口时，两个切割喷头8分别放置于弯头半环9内部内侧和外侧坡口处，可同时、也可分别切割弯头半环9内侧圆弧坡口和外侧圆弧坡口。
实施例：通过本发明装置的应用将传统的大规格厚壁有缝弯头的制造工艺的坡口加工部分由全部手工切割改为机械切割的方式。制造φ965mm×33mm，材质为A691 1-1/4CrCL22，曲率半径1540mm，角度90°的弯头，采用传统手工切割方式和采用本发明装置作对比。仅针对弯头半环坡口加工工序，采用传统手工切割方式，切割2个弯头半环内、外侧4个坡口，需要划线工1个工时，优秀手工切割工2个工时。采用本发明装置不需要划线，仅需设备操作工1个工时。仅在弯头半环坡口加工工序，效率提高2倍。特别的，对于规格较大，壁厚较厚的弯头，效果更为明显，在提高生产效率、降低制造成本的同时，提高了产品质量。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.有缝弯头坡口切割装置，包括悬臂（1），其特征在于悬臂（1）设置在横向旋转驱动装置上，悬臂（1）前部设置有切割喷头（8）；
所述切割喷头（8）为两个，分别与弯头内部内侧和外侧坡口对应；
所述切割喷头（8）通过可沿悬臂（1）水平移动并定位的行程支撑架（5）与悬臂（1）相连；
所述行程支撑架（5）包括夹板，悬臂（1）两侧夹板之间通过紧固件（5.1）相连，夹板上设置有竖向连接杆（6），切割喷头（8）设置在连接杆（6）的下部；
所述连接杆（6）采用两侧设置有摩擦横纹的连接杆，摩擦横纹为多个，由上至下均布；连接杆（6）上部套在固定夹Ⅰ（6.1）内，固定夹Ⅰ（6.1）与夹板焊接，固定夹Ⅰ（6.1）一侧设置有紧固旋钮（6.2） ；
螺纹连接杆（6）下部套在固定夹Ⅱ（6.3）内，固定夹Ⅱ（6.3）一侧设置有紧固旋钮（6.4），切割喷头（8）设置在固定夹Ⅱ（6.3）上；
所述固定夹Ⅱ（6.3）上设置有转轴套Ⅰ（6.5），转轴套Ⅰ（6.5）内套有竖向转轴Ⅰ（7.1），转轴套Ⅰ（6.5）一侧设置有螺纹孔，一紧固螺栓（6.6）前端旋过螺纹孔与转轴Ⅰ（7.1）相抵；
转轴Ⅰ（7.1）与连接件（7）后部相连，连接件（7）前部与转轴套Ⅱ（7.3）相连，转轴套Ⅱ（7.3）内套有横向转轴Ⅱ（8.3），转轴套Ⅱ（7.3）一侧设置有紧固旋钮（7.2）；转轴Ⅱ（8.3）与固定夹Ⅲ（8.1）相连，切割喷头（8）套在固定夹Ⅲ（8.1）内，固定夹Ⅲ（8.1）一侧设置有紧固旋钮（8.2）；
所述旋转驱动装置采用变位机（3），悬臂（1）设置在变位机（3）上的旋转盘（2）上；
所述悬臂（1）后部下端与旋转盘（2）上端固定，悬臂（1）后端设置有可移动平衡块（1.1）；
所述悬臂（1）中部上端设置有水平仪（1.2）；
还包括用于限定弯头半环件（9）内侧位置的两个定位筋板（9.1）和用于限定弯头半环件（9）外侧位置的一个活动支脚块（9.2），定位筋板（9.1）为直角三角形板，焊接在弯头定位平台（9.3）上；活动支脚块（9.2）为矩形铁块；两个定位筋板（9.1）沿弯头半环件（9）轮廓的长度方向布置。
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