CN111843364A - 一种焊接内撑装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种焊接内撑装置，包括由上、下、左、右4个四分之一弧形撑块依次围设而成的内撑圈、设置于内撑圈内的支架、水平内撑件与垂直内撑件；其中，所述支架由4根连杆依次通过上、下、左、右4个铰轴铰接后分别与4个撑块在4个铰轴处连接而成；本装置为平面杆系结构，零件数量少，并且没有复杂的零件，制造成本低，装置操作简单，只需要简单的旋转丝杆螺母和螺套，即可完成装置的安装和撤卸，对工人没有特殊的技能要求，不需要对工人进行培训。

Description

一种焊接内撑装置

技术领域

本发明属于内撑装置技术领域，具体涉及一种焊接内撑装置。

背景技术

焊接是一种最常见的材料连接方法。在航天、航空领域，将两个零部件的筒形部位连接在一起是一种重要的焊接工艺。在焊接前，为保证焊接后两个筒形部位的同轴度要求，必须将二者准确定位。因此，迫切需要一种装置，在焊接前，将需要焊接的两个零部件的筒形部位从内部同时撑住或从外部同时包裹住，从而使二者能够在周向方向得以固定，以保证焊后二者具有较高的同轴度。

到目前，还没有涉及到一种菱形铰接结构的焊接内撑装置的发明专利。目前，将两个筒形部位固定进行焊接的基本方法有两种：一种是采用外径尺寸比筒体部位内径略小的筒形件进行支撑，使用周向螺钉对筒体部位和筒形件的间隙进行调整，从而使二者具有有较高的同轴度。另一种是采用类似三爪自定心卡盘的结构对筒体部位内部进行支撑。

其主要缺陷在于：

1、采用筒形件进行支撑，使用周向螺钉调整二者同轴度需要花相当长的时间，生产效率非常低；当二者间隙过小时，焊接后，由于筒体部位发生变形，经常会出现筒形件无法取出的问题；当二者间隙过大时，二者的同轴度又很难调到设计要求

2、采用类似三爪自定心卡盘的结构进行支撑，装置结构十分复杂、重量比较大，存在制造成本高、工人操作相当费力等缺点。

到目前，还没有涉及到一种菱形铰接结构的焊接内撑装置的发明专利。

发明内容

基于以上问题，本发明的目的在于提供一种焊接内撑装置。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种焊接内撑装置，包括由上、下、左、右4个四分之一弧形撑块依次围设而成的内撑圈、设置于内撑圈内的支架、水平内撑件与垂直内撑件；其中，所述支架由4根连杆依次通过上、下、左、右4个铰轴铰接后分别与4个撑块在4个铰轴处连接而成；

所述水平支撑件包括从左向右依次设置于左、右两个撑块中心连线上的左旋丝杆、螺套、右旋丝杆，左旋丝杆的左端与左撑块连接、右端与螺套螺接，右旋丝杆的左端与螺套螺接，右端与右撑块连接；

所述垂直支撑件包括滑座、螺杆，两个滑座分别设置于上、下两个撑块的中心线处，上、下两个铰轴分别与对应的滑座下部可转动连接，两个滑座上分别设置开口相对的通孔，两个螺杆的一端分别与上、下两个撑块连接，另一端穿过对应滑座上的通孔后连接螺母。

本发明提供的焊接内撑装置，当需要支撑筒件产品时，将本装置置于产品内，转动螺套，使左旋丝杆和右旋丝杆向外平移，当左、右两个撑块在水平方向将待焊产品内部顶紧时，左、右两个撑块位置及支架固定，上、下两个铰轴及对应滑座的位置也固定，分别旋转上、下两个螺母，螺母推动螺杆相对于滑座移动，从而带动上、下两个撑块分别撑紧工件内壁。

优化的，所述滑座的上部固设两个带同轴通孔的连接块，螺杆的一端与撑块的连接，另一端依次穿过两个通孔后连接螺母，其中，螺杆上设置键槽，键槽内设置导向键，导向键的上端通过螺钉与滑座上靠近撑块的连接块连接，旋转螺母时，在导向键的限制下，螺母推动螺杆平移，从而带动撑块靠近或者远离工件内壁。

更进一步的，所述螺母一端的端部径向向外延伸成为螺母头，所述滑座上远离撑块的连接块的通孔开口处设置与螺母大端适配的圆形凹槽，螺母的大端设置于圆形凹槽内，螺母的另一端外部套设挡板，所述挡板与凹槽外部通过螺钉连接。

进一步优化的，滑座下部还设置左、右两个等长的短杆，两个短杆的一端互相铰接并与滑座下部滑动连接，另一端分别与铰轴连接的两个连杆铰接，其中，短杆与连杆的铰接处距离铰轴的距离与短杆的长度相等；两个短杆与连杆围成一个四端可转动的小菱形支架，当左、右两个撑块靠近或远离时，4个连杆构成的支架的内角发生变化，小菱形支架的内角随之改变，小菱形支架保证上、下撑块的垂直对称轴线在支架的上下对角线上。

优化的，所述滑座上设置一个条形沉孔，通过柱销螺栓将两个短杆的端部铰接后与条形沉孔滑动连接。

优化的，所述左、右两个撑块中部处设置径向向内凸出的支撑件，所述左、右两个铰轴分别穿过与之对应的两个连杆后与支撑件的下部可转动连接；进一步的，所述左、右两个撑块的支撑件上分别设置开口相对的销孔，所述左旋丝杆、右旋丝杆的端部分别插设于对应的销孔内并通过销柱定位。

优化的，所述撑块外部设置水平高度相同的周向弧形槽，当将被焊接的两个工件撑紧时，使焊接件的焊缝与弧形槽对应，避免焊接时因焊缝处材料熔化而将撑块粘住。

本发明的有益效果为：

本发明提供的焊接内撑装置，为平面杆系结构，零件数量少，并且没有复杂的零件，制造成本低，装置操作简单，只需要简单的旋转丝杆螺母和螺套，即可完成装置的安装和撤卸，对工人没有特殊的技能要求，不需要对工人进行培训。

附图说明

图1为实施例中焊接内撑装置的示意图；

图2为图1中的A-A剖图；

图3为图1中的B-B剖图；

其中，1a、1b、1c、1d为撑块，2为连杆，3c、3d为支撑件，4为左旋丝杆，5为螺套，6为右旋丝杆，7为销柱，8为滑座，9为螺杆，10为螺母，11为导向键，12为挡板，13为短杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

实施例

如图1至3所示，本实施例提供一种焊接内撑装置，包括由上、下、左、右4个四分之一弧形撑块1a、1b、1c、1d依次围设而成的内撑圈、设置于内撑圈内的支架、水平内撑件与垂直内撑件；其中，撑块外部设置水平高度相同的周向弧形槽；支架由4根连杆依次通过上、下、左、右4个铰轴铰接后分别与4个撑块1a、1b、1c、1d中心处可转动连接以构成；

左、右两个撑块1c、1d中部处设置径向向内凸出的支撑件3c、3d，两个支撑件3c、3d上分别设置开口相对的销孔，所述水平支撑件包括从左向右依次设置于左、右两个撑块1c、1d中点连线上的左旋丝杆4、螺套5、右旋丝杆6，所述左、右两个铰轴分别穿过与之对应的两个连杆2后分别与支撑件3c、3d的下部可转动连接，左旋丝杆4、右旋丝杆6的一端分别插设于左、右两个撑块1c、1d上的销孔内并通过销柱7定位，另一端分别与螺套5螺接；

所述垂直支撑件包括滑座8、螺杆9，两个滑座8分别设置于上、下两个撑块1a、1b的中心线处，上、下两个铰轴分别与对应的滑座8下部可转动连接，所述滑座8的上部固设两个带同轴通孔的连接块，两个螺杆9的一端分别与上、下两个撑块1a、1b的连接，另一端依次穿过两个通孔后连接螺母10，其中，螺杆9上设置键槽，键槽内设置导向键11，导向键11的上端通过螺钉与滑座8上靠近撑块的连接块连接；螺母10一端的端部径向向外延伸成为螺母头，所述滑座8上远离撑块的连接块的通孔开口处设置与螺母大端适配的圆形凹槽，螺母大端设置于凹槽内，螺母10的另一端外部套设挡板12，所述挡板12与凹槽外部通过螺钉连接；滑座8上设置一个条形沉孔，滑座8下部还设置左、右两个等长的短杆13，两个短杆13的一端互相铰接并与滑座8下部滑动连接，另一端分别通过柱销螺栓铰接后与条形沉孔滑动连接，其中，短杆13与连杆2的铰接处距离铰轴的距离与短杆13的长度相等。

本实施例提供的焊接内撑装置，其使用方法如下：

1、旋转上侧的螺母10，在导向键11的限制下，上撑块1a随螺杆9垂直向下发生平移；旋转下侧的螺母10，在导向键11的限制下，上撑块1a随螺杆9垂直向上发生平移；

2、旋转螺套5，使左旋丝杆4和右旋丝杆6向装置中心平移，以减小上、下两个铰轴的距离，左、右两个撑块1c、1d的距离也相应变小；当两个撑块的水平最大轮廓尺寸比两待焊接件筒形部位内径略小时，停止转动螺套5；

3、如果上下两个撑块1a、1b之间的距离比两待焊接件筒形部位内径略小时，直接将装置放于两待焊接件筒形部位内部，否则，重复步骤1；

4、当装置处于两待焊接件筒形部位内部时，旋转螺套5，使左旋丝杆4和右旋丝杆6向外侧平移，左、右两个铰轴的距离变大，左、右两个撑块1c、1d的距离也随之变大，从而在水平方向将两待焊接件筒形部位的内部逐渐顶紧；旋转上侧的螺母10，上侧的螺杆9向上发生平移，从而使上撑块1a在上方将两待焊接件筒形部位的内部逐渐顶紧，旋转下侧的螺母10，下侧的螺杆9向下发生平移，从而使下撑块1b在下方将两待焊接件筒形部位的内部逐渐顶紧；由于四个撑块的外弧面半径与两待焊接件筒形部位的半径相同，并且是在总装时拼成一圈后加工到位，因此两待焊接件筒形部位具有很高的同轴度。

5、采用相应的焊接方法将两待焊接件筒形部位连接在一起，冷却后，旋转上下两侧的螺母10，使上、下两个撑块1a、1b的距离略小于两待焊接件筒形部位的半径，旋转螺套5，使左、右两个撑块1c、1d的距离略小于两待焊接件筒形部位的半径，将整个装置从焊接组件的内部取出。

本装置为平面杆系结构，零件数量少，并且没有复杂的零件，制造成本低，装置操作简单，只需要简单的旋转丝杆螺母和螺套，即可完成装置的安装和撤卸，对工人没有特殊的技能要求，不需要对工人进行培训。

本发明的上述实施例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (8)

1.一种焊接内撑装置，其特征在于，包括由上、下、左、右4个四分之一弧形撑块依次围设而成的内撑圈、设置于内撑圈内的支架、水平内撑件与垂直内撑件；其中，所述支架由4根连杆依次通过上、下、左、右4个铰轴铰接后分别与4个撑块在4个铰轴处连接而成；

所述水平支撑件包括从左向右依次设置于左、右两个撑块中心连线上的左旋丝杆、螺套、右旋丝杆，左旋丝杆的左端与左撑块连接、右端与螺套螺接，右旋丝杆的左端与螺套螺接，右端与右撑块连接；

所述垂直支撑件包括滑座、螺杆，两个滑座分别设置于上、下两个撑块的中心线处，上、下两个铰轴分别与对应的滑座铰接，两个滑座上分别设置开口相对的通孔，两个螺杆的一端分别与上、下两个撑块连接，另一端穿过对应滑座上的通孔后连接螺母。

2.根据权利要求1所述的焊接内撑装置，其特征在于，所述滑座的上部固设两个带同轴通孔的连接块，螺杆的一端与撑块连接，另一端依次穿过通孔后连接螺母，其中，螺杆上设置键槽，键槽内设置导向键，导向键通过螺钉与滑座上靠近撑块的连接块连接。

3.根据权利要求2所述的焊接内撑装置，其特征在于，所述螺母一端的端部径向向外延伸成为螺母头，所述滑座上远离撑块的连接块的通孔开口处设置与螺母大端适配的圆形凹槽，螺母的大端设置于圆形凹槽内，螺母的另一端外部套设挡板，所述挡板与凹槽外部通过螺钉连接。

4.根据权利要求2所述的焊接内撑装置，其特征在于，滑座下部还设置左、右两个等长的短杆，两个短杆的一端互相铰接并与滑座下部滑动连接，另一端分别与铰轴连接的两个连杆铰接，其中，短杆与连杆的铰接处距离铰轴的距离与短杆的长度相等。

5.根据权利要求4所述的焊接内撑装置，其特征在于，所述滑座上设置一个条形沉孔，通过柱销螺栓将两个短杆的端部铰接后与条形沉孔滑动连接。

6.根据权利要求1所述的焊接内撑装置，其特征在于，所述左、右两个撑块中部处设置径向向内凸出的支撑件，所述左、右两个铰轴分别穿过与之对应的两个连杆后与支撑件的下部可转动连接。

7.根据权利要求6所述的焊接内撑装置，其特征在于，所述左、右两个撑块的支撑件上分别设置开口相对的销孔，所述左旋丝杆、右旋丝杆的端部分别插设于对应的销孔内并通过销柱定位。

8.根据权利要求1所述的焊接内撑装置，其特征在于，所述撑块外部设置水平高度相同的周向弧形槽。

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