CN111421294A - 一种钢管焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢管焊接装置，包括底座，所述底座上设置多个放置架，所述放置架内放置两个待焊接的钢管，所述放置架两侧对称设置多个电动推杆，所述电动推杆端部设置弧形板一，所述弧形板一上滑动连接弧形板二，所述弧形板二之间夹持钢管，所述弧形板一和弧形板二之间设置驱动弧形板二转动的驱动组件，焊接时钢管处于被夹持状态，焊接稳定性好；可将钢管夹持旋转，旋转稳定性好，节省人力，无需人工翻转，使用方便。

Description

一种钢管焊接装置

技术领域

本发明涉及钢管焊接技术领域，尤其是涉及一种钢管焊接装置。

背景技术

在钢管塔的安装过程中，需要将钢管焊接起来，在传统的焊接过程中，需要将两根待焊接的钢管相对固定，待焊接面相互拼合，之后进行焊接，焊接时焊接面要保持稳定，保证焊接质量。公开号为CN210024319U的中国实用新型专利公开了一种钢管焊接加工用固定夹具，包括支撑板、下夹具和上夹具，两块支撑板通过螺栓固定或焊接的方式固定在水槽的两端，支撑板顶部和水槽之间设置有固定夹具，固定夹具包括上夹具和下夹具，上夹具和下夹具的相对一面均为弧面，下夹具固定在水槽内部，上夹具通过U型杆活动安装在支撑板下方，U型杆的竖直段末端穿过支撑板并焊接在上夹具顶部，U型杆顶部与支撑板上表面之间固定有薄型气缸；利用薄型气缸带动U型杆上下运动，进而带动上夹具上下运动，使得上夹具与下夹具配合实现钢管的夹紧固定，焊接稳定性好，但是钢管被夹紧后无法转动，焊接时需要手持焊枪沿钢管焊接面周向移动，或解除对待焊接钢管的夹持，手动旋转钢管，加工钢管未被焊接的部分旋转到方便焊接的位置，耗费人力，使用麻烦。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种钢管焊接装置，焊接时钢管处于被夹持状态，焊接稳定性好；可将钢管夹持旋转，旋转稳定性好，节省人力，无需人工翻转，使用方便。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种钢管焊接装置，包括底座，所述底座上设置多个放置架，所述放置架内放置两个待焊接的钢管，所述放置架两侧对称设置多个电动推杆，所述电动推杆端部设置弧形板一，所述弧形板一上滑动连接弧形板二，所述弧形板二之间夹持钢管，所述弧形板一和弧形板二之间设置驱动弧形板二转动的驱动组件。

进一步的，所述放置架内设置万向球一，所述钢管与万向球一接触。

进一步的，所述弧形板二两侧设置凸沿，所述弧形板一两侧设置与凸沿相匹配的滑槽。

进一步的，所述驱动组件包括设置在弧形板一上的电机，所述电机的输出轴上设置齿轮，所述弧形板二的外周面上设置与齿轮相匹配的齿条，所述弧形板一上设置可供齿条进出的凹槽。

进一步的，所述弧形板一上设置距离传感器，所述底座上设置PLC，所述距离传感器与PLC的输入端电连接，所述PLC的输出端电连接电动推杆、电机的控制端。

进一步的，所述电机为闭环步进电机。

进一步的，所述底座四角设置万向刹车轮。

进一步的，所述弧形板二的内凹面上通过粘胶固定防滑层。

进一步的，所述弧形板二上设置多个万向球二，所述万向球二与滑槽、弧形板一接触。

钢管塔搭建时需要对钢管进行焊接，在对钢管塔主干进行焊接时，需要将钢管待焊接面拼合后放置在钢管放置架上，钢管的直径较大时，钢管翻转困难，因此钢管与地面之间有一定的距离，工作人员手持焊枪沿钢管焊接面焊接，有时需要横卧在钢管下方进行焊接工作，公开号为CN110524182A的中国专利申请供公开了一种钢管焊接辅助装置，将待焊接的钢管插接在旋转套内对接后固定，下踩踏板，驱动设置在旋转套上的棘轮转动，松开踏板，钢管停转，夹持的同时实现钢管的旋转，解决了钢管夹持后不能被旋转的问题，本发明将钢管放置在弧形板二之间，驱动电动推杆使弧形板二夹紧钢管，启动电机一驱动钢管旋转，实现夹持旋转钢管，与对比文件中的夹持旋转组件完全不同，且均为电力驱动，无需人工翻转；结构简单，工作可靠。

本发明的有益效果是：

1、电动推杆同步伸长，将两个钢管分别被弧形板二夹持抱紧，焊接时钢管处于被夹持状态，焊接稳定性好；钢管上部焊接完成后，启动驱动弧形板二转动的驱动组件，钢管可被夹持旋转，旋转稳定性好，无需人工翻转，旋转过程中钢管受力均匀，焊接好的部分不会损坏，使用稳定性好；使用者可多次将钢管夹持抱紧旋转，实现钢管的360°旋转，实现对钢管焊缝的全焊透。

2、驱动组件包括设置在弧形板一上的电机，所述电机的输出轴上设置齿轮，所述弧形板二的外周面上设置与齿轮相匹配的齿条，所述弧形板一上设置可供齿条进出的凹槽，电机驱动齿轮转动，齿轮带动齿条旋转，齿条从凹槽中移出，带动弧形板二旋转，弧形板二在弧形板一内滑动，由于弧形板二之间夹持钢管，弧形板二旋转即钢管旋转，实现钢管的转动，结构简单，工作可靠。

3、所述放置架内设置万向球，所述钢管与万向球接触，方便钢管在放置架内移动，将两根钢管的待焊接面拼合。

4、所述弧形板一上设置距离传感器，所述距离传感器与PLC的输入端电连接，所述PLC的输出端电连接电动推杆的控制端，保证两个弧形板一与钢管外周面两侧之间的距离相等，防止放置架被损坏。

5、所述电机为闭环步进电机，步进电机方便同步控制，闭环步进电机停车时输出轴锁死，不再转动，钢管转动后固定，维持钢管焊接稳定性。

6、所述底座四角设置万向刹车轮，装置可推到合适的位置后锁死万向刹车轮，底座固定，装置适用范围广。

7、所述弧形板二的内凹面上通过粘胶固定防滑层，增加弧形板二与钢管之间的摩擦力，提高钢管旋转稳定性。

8、所述凸沿上设置多个万向球二，所述万向球二与滑槽、弧形板一接触，减小凸沿滑动时所受的摩擦力，减小电机负荷。

附图说明

图1为本发明第一种实施例的结构示意图；

图2为图1中各组件之间的连接方式示意图；

图3为图1的使用状态示意图；

图4为电动推杆与其连接组件的结构示意图；

图5为图4从另一个角度看的结构示意图；

图6为本发明第二种实施方式的结构示意图；

图7为本发明第三种实施方式的结构示意图；

图8为凹形架及其连接组件的结构示意图；

其中，1-底座，2-放置架，3-钢管，4-电动推杆，5-弧形板一，6-弧形板二，7-电机，8-齿轮，9-齿条，10-凹槽，11-万向球一，12-距离传感器，13-PLC，14-万向刹车轮，15-万向球二，16-防滑层，17-矩形管一，18-矩形管二，19-固定杆，20-竖杆，21-凸沿，22-滑槽，23-凹形架。

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。

实施例一

如图1-5所示为本发明的第一种实施方式，一种钢管焊接装置，如图1和图2所示，包括底座1，底座1为三根互相平行的矩形管一17和焊接在矩形管一17两端下方的矩形管二18组成，底座1底面四角安装万向刹车轮14即矩形管二18底面两端分别安装万向刹车轮14，底座1上设置四个放置架2，放置架2的结构为V型，由两根长方体结构的钢板焊接而成，放置架2底端焊接在位于中间的矩形管一17上，放置架2两侧倾斜设置固定杆19，固定杆19一端焊接在位于两边的矩形管一17上，另一端焊接在放置架2上且与放置架2垂直，放置架2内放置两个待焊接的钢管3，如图3所示，每两个放置架2之间放置一个，为了方便钢管3移动，放置架2的与钢管3接触的面上通过螺栓均匀安装多个万向球一11，钢管3与万向球一11相接触，将两根钢管3相向推移，钢管3的待焊接面相对拼合。

放置架2两侧对称设置四个电动推杆4，左侧的两个放置架2之间设置两个，右侧的两个放置架2之间设置两个，电动推杆4设置在竖杆20上，竖杆20底端垂直焊接在位于两侧的矩形管一17上，竖杆20上通过打孔机打出通孔，电动推杆4插接在通孔内后通过螺栓固定在竖杆20上，电动推杆4与钢管3垂直，电动推杆4端部通过焊接等方式固定弧形板一5，弧形板一5上滑动连接弧形板二6，连接结构如图4和图5所示，弧形板二6两端通过车床等方式加工出凸沿21，弧形板一5两侧焊接与凸沿21相匹配的滑槽22，凸沿21可在滑槽22内滑动。弧形板一5和弧形板二6之间设置驱动弧形板二6转动的驱动组件，驱动组件包括通过螺栓固定设置在弧形板一5上的电机7，电机7为闭环步进转子电机，电机7的输出轴上焊接两个齿轮8，弧形板二6的外周面上焊接与齿轮8相匹配的齿条9，为了方便齿条9在齿轮8的驱动下旋转，弧形板一5上通过切割机切割出可供齿条9进出的凹槽10，相对应的弧形一5上的齿轮8、齿条9和凹槽10关于钢管3的轴心中心对称。为了增加弧形板二6与钢管3表面之间的摩擦力，弧形板二6的内凹面上通过粘胶固定橡胶防滑层16，电动推杆4伸长，如图3所示，弧形板二6将钢管3抱紧，启动电机7，齿轮8转动，驱动齿条9旋转，弧形板二6在弧形板一5内滑动，钢管3旋转。

如图4所示，弧形板一5一侧的滑槽上通过打孔机打出盲孔，盲孔内通过粘胶固定距离传感器12，底座1上安装PLC13，距离传感器12的输出导线与PLC13的输入端连接，PLC13的输出端通过导线与电动推杆4的控制端电连接，距离传感器12将距离传感器12的探头与钢管3外表面之间的距离传给PLC13，电机7与步进电机驱动器配套使用形成步进电机驱动系统，PLC13与每一套步进电机驱动系统的步进电机驱动器对应电连接，实现对所有电机7的同步驱动。

使用时，推动底座1到合适的位置，将万向刹车轮14锁死，底座1被固定。将两根待焊接的钢管3放置在放置架内，每两个放置架2内放置一根钢管3，将两根钢管3相向移动，钢管3的待焊接面位于中间的两个放置架2之间，本实施例适用于直径为50cm的钢管焊接，此时弧形板一5、弧形板二7与钢管3的轴线位于同一水平面，启动电动推杆4，在PLC13的控制下，所有电动推杆同步伸长，相对应的弧形板二6靠拢，距离传感器12监测到距离传感器12与钢管3外表面之间的距离为3cm时，防滑层16的内凹面与钢管3的外表面贴合，距离传感器12监测到距离传感器12与钢管3外表面之间的距离为2.5cm时，防滑层被压缩0.5cm，钢管3表面与防滑层16之间产生巨大的摩擦力，此时钢管3被固定，在方便焊接的位置对钢管3的拼合处进行焊接工作，相应的位置焊接完成后，启动电机7，四个电机7的输出轴同步旋转，齿轮8转动带动齿条9转动，齿条9从凹槽10中移出，本实施例中齿条9两端与钢管3圆心连线之间的夹角为90°，电机7的输出轴转动三圈，齿条9转动90度。启动电机7后，PLC13控制电机7正转三圈后停转，未被焊接的部分转动到方便焊接的位置，对钢管3进行焊接，焊接完成后，在PLC13的控制下，电动推杆4同步缩短，防滑层16脱离钢管；再次启动电机7，PLC13控制电机7反转三圈后停转，齿条9回归原位；重新同时伸长电动推杆4，防滑层16重新抱紧钢管3，启动电机7，电机正转3圈后停转，未被焊接的钢管3转到方便焊接的位置，如此类推，将钢管3进行360度旋转，实现钢管拼合处的全焊接。为了减小弧形板一5和电动推杆4接触处的受力，弧形板一5和弧形板二6采用超硬铝。

实施例二

如图6所示为本发明的第二种实施例，本实施例一实施例一的区别在于，凸沿21的两个前面和背面均匀固定多个万向球二15，万向球二15的球面与滑槽22、弧形板一5滚动接触，减小凸沿21滑动时所受的摩擦力，方便弧形板二6的转动，减小电机7的负荷，使用者可选取功率较小的电机7，电机7重量较轻，可减小弧形板一5与电动推杆4接触处的载荷。

实施例三

如图7-8所示为本发明的第三种实施方式，本实施例与实施例一的区别在于，如图8所示，放置架2底端、固定杆19底端、竖杆20底端均焊接凹形架23，凹形架23为三块长方形钢板焊接而成的凹形结构，凹形架23的左右两侧内壁之间的距离与矩形管一17的宽度相同，矩形管一17和凹形架23上通过打孔机均匀打出多组相互对应的通孔，如图7所示，通孔内插接螺栓，螺栓另一端安装螺母，工作人员可根据需要焊接的钢管3的长度自由调整放置架2和电动推杆4的位置，实用性更强。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种钢管焊接装置，其特征在于，包括底座（1），所述底座（1）上设置多个放置架（2），所述放置架（2）内放置两个待焊接的钢管（3），所述放置架（2）两侧对称设置多个电动推杆（4），所述电动推杆（4）端部设置弧形板一（5），所述弧形板一（5）上滑动连接弧形板二（6），所述弧形板二（6）之间夹持钢管（3），所述弧形板一（5）和弧形板二（6）之间设置驱动弧形板二（6）转动的驱动组件。

2.根据权利要求1所述的一种钢管焊接装置，其特征在于，所述放置架（2）内设置万向球一（11），所述钢管（3）与万向球一（11）接触。

3.根据权利要求1所述的一种钢管焊接装置，其特征在于，所述弧形板二（6）两侧设置凸沿（21），所述弧形板一（5）两侧设置于凸沿（21）相匹配的滑槽（22）。

4.根据权利要求1所述的一种钢管焊接装置，其特征在于，所述驱动组件包括设置在弧形板一（5）上的电机（7），所述电机（7）的输出轴上设置齿轮（8），所述弧形板二（6）的外周面上设置与齿轮（8）相匹配的齿条（9），所述弧形板一（5）上设置可供齿条（9）进出的凹槽（10）。

5.根据权利要求4所述的一种钢管焊接装置，其特征在于，所述弧形板一（5）上设置距离传感器（12），所述底座（1）上设置PLC（13），所述距离传感器（12）与PLC（13）的输入端电连接，所述PLC（13）的输出端电连接电动推杆（4）、电机（7）的控制端。

6.根据权利要求5所述的一种钢管焊接装置，其特征在于，所述电机（7）为闭环步进电机。

7.根据权利要求1所述的一种钢管焊接装置，其特征在于，所述底座（1）四角设置万向刹车轮（14）。

8.根据权利要求1所述的一种钢管焊接装置，其特征在于，所述弧形板二（6）的内凹面上通过粘胶固定防滑层（16）。

9.根据权利要求1所述的一种钢管焊接装置，其特征在于，所述弧形板二（6）上设置多个万向球二（15），所述万向球二（15）与滑槽（22）、弧形板一（5）接触。

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