CN112427845A - 一种圆管焊接夹持装置 - Google Patents

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CN112427845A CN202011254263.7A CN202011254263A CN112427845A CN 112427845 A CN112427845 A CN 112427845A CN 202011254263 A CN202011254263 A CN 202011254263A CN 112427845 A CN112427845 A CN 112427845A
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Abstract

本发明公开了一种圆管焊接夹持装置，属于圆管焊接辅助用技术领域，通过将圆管至于一对中空环形夹套之间，利用气动抽吸机构与半导体制冷箱的配合，向中空环形夹套内部供气，冷气充溢于中空腔，并持续压迫环设的多个活塞驱动机构推动热传导弧形夹片向外侧运动，以对圆管夹紧定位，而导入至中空腔内部的冷空气配合热传导弧形夹片，有效将圆管因焊接而产生的热量向外散发，进行降温散热，同时，在焊接工作完成后，通过气动抽吸机构的回抽操作，使得中空腔内部处于负压状态，一方面有效将多个热传导弧形夹片向中空环形夹套内端运动并与圆管外壁相脱离，另一方面将中空腔内部升温后气体向外导出，进行更换，以便于下次循环制冷需要。

Description

一种圆管焊接夹持装置
技术领域
本发明涉及圆管焊接辅助用技术领域，更具体地说，涉及一种圆管焊接夹持装置。
背景技术
目前金属圆管被广泛应用于集成吊顶、工装工程、热工设备、机械工业、石油地质钻探、容器、化学工业等大部分领域。桁架结构常见于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑中。建筑工程中的桁架臂大部分是由圆管状的弦杆在两端与耳铰或支座组合焊接而形成，桁架臂在完成焊接后所形成的焊缝为圆周焊缝。由于桁架结构的受力特性，桁架臂上焊接后形成的圆周焊缝在连接强度等机械性能方面要求较高，因而圆周焊缝要求足够结实并具有一定的截面尺寸，而且考虑到所焊接的圆管件的壁厚和圆整度，所形成的圆周焊缝也应当具有较大的宽度和厚度。因而在焊接时，在所焊接的圆管件的壁厚方向上需要分多层焊接，而在圆管件轴线方向的某些层上又需要进行多道焊接，从而形成多层多道的圆周焊缝。
传统的圆管在焊接过程中，若采用手工全位置焊接以形成多层多道的圆周焊缝，则要求焊工具有全位置焊接的技能，对焊工的要求非常高，焊接时间长，劳动强度大。可用于圆周焊缝焊接的自动焊机中，有的是采用圆管工件不动而焊接机头围绕圆管工件旋转的焊接方式，这就需要有可供焊接机头旋转的支持轨道以及焊接机头旋转的空间，因而往往将圆管工件直立设置从而方便进行焊接。
这种传统的焊接方式对于长度和直径尺寸以及重量都很大的圆管件(例如弦杆)而言操作难度较大。且在圆周焊接过程中多采用手动调节，难以满足大批量的支撑连接圆管焊接，当圆管焊接较长时间时并不能稳定的将圆管固定住，会影响焊接的质量，且两根圆管之间的角度调节锁死固定不方便；此外，在圆周焊接时，会产生一定的热量，当某个位置焊接温度过高时，会影响圆管的径向面焊接质量。
为此，我们提出一种圆管焊接夹持装置来有效解决现有技术中所存在的一些问题。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种圆管焊接夹持装置，通过将圆管至于一对中空环形夹套之间，利用气动抽吸机构与半导体制冷箱的配合，向中空环形夹套内部供气，冷气充溢于中空腔，并持续压迫环设的多个活塞驱动机构推动热传导弧形夹片向外侧运动，以对圆管夹紧定位，而导入至中空腔内部的冷空气配合热传导弧形夹片，有效将圆管因焊接而产生的热量向外散发，进行降温散热，同时，在焊接工作完成后，通过气动抽吸机构的回抽操作，使得中空腔内部处于负压状态，一方面有效将多个热传导弧形夹片向中空环形夹套内端运动并与圆管外壁相脱离，另一方面将中空腔内部升温后气体向外导出，进行更换，以便于下次循环制冷需要。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种圆管焊接夹持装置，包括操作台和固定安装于操作台前后两端上的旋转座，所述操作台的上端一侧设有电动滑轨，所述电动滑轨上安装有位于一对旋转座外侧处的焊接机，一对所述旋转座上均开设有旋转腔，两个所述旋转腔上均转动衔接有中空环形夹套，所述操作台的上端一侧固定安装有旋转电机，两个所述旋转座上均安装有与中空环形夹套相啮合连接的传动机构，两个所述传动机构之间通过联动轴相衔接，且旋转电机的驱动端与其中一个传动机构相传动连接，两个所述中空环形夹套的内壁上均滑动套设有热传导弧形夹片，所述中空环形夹套的内部开设有中空腔，所述中空腔的内部固定安装有多个与热传导弧形夹片位置对应的导气柱，所述导气柱的内端设有活塞驱动机构，所述活塞驱动机构的外端贯穿中空环形夹套并连接于热传导弧形夹片的内壁上，所述导气柱远离热传导弧形夹片的一端侧壁上开设有环形导气口，所述操作台的上端安装有半导体制冷箱，所述半导体制冷箱通过气动抽吸机构与中空腔的内部相连通。
进一步的，所述传动机构包括转动安装于旋转腔相对侧壁处的齿轮辊，所述旋转腔的相对侧壁上均开设有用于齿轮辊旋转安装的驱动腔，所述中空环形夹套上固定套设有与一对齿轮辊啮合连接的齿轮盘，通过联动轴与齿轮盘的联动设置，以实现两个中空环形夹套能够同步进行旋转，从而当待焊接的圆管夹持于一对中空环形夹套上后，能够进行圆周旋转运动，无需人工进行手动操作。
进一步的，所述联动轴固定连接于前后对应设置的两个齿轮辊之间，所述旋转电机的驱动端与其中一个齿轮辊的外端壁固定连接，前后设置的一对齿轮辊对两个中空环形夹套起到驱动作用，而另外未与旋转电机相连接的一对齿轮辊则对中空环形夹套的转动起到附着传动作用。
进一步的，所述活塞驱动机构包括滑动连接于导气柱内部的活塞，所述活塞靠近热传导弧形夹片的一端固定连接有传导棒，所述传导棒的外端贯穿中空环形夹套并与热传导弧形夹片的内壁固定连接，当导气柱内导入气体后，能够通过活塞、传导棒的配合将外端的热传导弧形夹片向外端推动，以实现多个环形设置的热传导弧形夹片在中空腔内充满气体后能够同步向外运动以对中空环形夹套内侧的圆管进行夹紧，在导气柱内部形成负压后，热传导弧形夹片能够在活塞的回退作用下而回退，以实现与圆管之间的脱离。
进一步的，所述热传导弧形夹片包括固定连接于传导棒外端的弧形套，所述弧形套的内部填充有硅胶垫片，所述弧形套的外端壁上包覆有热传导粒子，当热传导弧形夹片的外端壁与圆管内壁相衔接时，圆管在进行圆周焊接时，势必会造成圆管的管壁温度升高，通过硅胶垫片以及热传导粒子将热量在一定程度上向外导出。
进一步的，所述传导棒的内部填充有导热硅胶柱，所述硅胶垫片为导热硅脂颗粒。
进一步的，所述半导体制冷箱内嵌设安装有半导体制冷片，所述半导体制冷片的制冷端连接有供气箱，所述供气箱与气动抽吸机构相连接。
进一步的，所述气动抽吸机构包括连接于供气箱外端的抽泵，所述抽泵通过三通管连接有导气管，所述导气管通过旋转接头连接于中空环形夹套上，利用半导体制冷原理向中空腔内导入冷气，配合热传导弧形夹片有效将圆管的热量向外散发。
进一步的，一对所述旋转座之间设有接料皿，所述接料皿的内部嵌设安装有吸附湿网，所述接料皿的外端侧壁上设有连通于吸附湿网底端的吸气管，吸附湿网位于一对中空环形夹套下方，用于对焊渣进行接载，而配合吸气管的抽气作用，有利于对飞溅的焊渣起到吸附作用，在一定程度上有效避免形成焊缝的夹渣。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案通过将圆管至于一对中空环形夹套之间，利用气动抽吸机构与半导体制冷箱的配合，向中空环形夹套内部供气，冷气充溢于中空腔，并持续压迫环设的多个活塞驱动机构推动热传导弧形夹片向外侧运动，以对圆管夹紧定位，而导入至中空腔内部的冷空气配合热传导弧形夹片，有效将圆管因焊接而产生的热量向外散发，进行降温散热，同时，在焊接工作完成后，通过气动抽吸机构的回抽操作，使得中空腔内部处于负压状态，一方面有效将多个热传导弧形夹片向中空环形夹套内端运动并与圆管外壁相脱离，另一方面将中空腔内部升温后气体向外导出，进行更换，以便于下次循环制冷需要。
(2)传动机构包括转动安装于旋转腔相对侧壁处的齿轮辊，旋转腔的相对侧壁上均开设有用于齿轮辊旋转安装的驱动腔，中空环形夹套上固定套设有与一对齿轮辊啮合连接的齿轮盘，通过联动轴与齿轮盘的联动设置，以实现两个中空环形夹套能够同步进行旋转，从而当待焊接的圆管夹持于一对中空环形夹套上后，能够进行圆周旋转运动，无需人工进行手动操作
(3)活塞驱动机构包括滑动连接于导气柱内部的活塞，活塞靠近热传导弧形夹片的一端固定连接有传导棒，传导棒的外端贯穿中空环形夹套并与热传导弧形夹片的内壁固定连接，当导气柱内导入气体后，能够通过活塞、传导棒的配合将外端的热传导弧形夹片向外端推动，以实现多个环形设置的热传导弧形夹片在中空腔内充满气体后能够同步向外运动以对中空环形夹套内侧的圆管进行夹紧，在导气柱内部形成负压后，热传导弧形夹片能够在活塞的回退作用下而回退，以实现与圆管之间的脱离。
(4)热传导弧形夹片包括固定连接于传导棒外端的弧形套，弧形套的内部填充有硅胶垫片，弧形套的外端壁上包覆有热传导粒子，传导棒的内部填充有导热硅胶柱，硅胶垫片为导热硅脂颗粒，当热传导弧形夹片的外端壁与圆管内壁相衔接时，圆管在进行圆周焊接时，势必会造成圆管的管壁温度升高，通过硅胶垫片以及热传导粒子将热量在一定程度上向外导出。
(5)气动抽吸机构包括连接于供气箱外端的抽泵，抽泵通过三通管连接有导气管，导气管通过旋转接头连接于中空环形夹套上，利用半导体制冷原理向中空腔内导入冷气，配合热传导弧形夹片有效将圆管的热量向外散发，同时，在一次焊接结束后，利用抽泵将使用后的气体向外导出，以此循环更换制冷，为后续焊接达到很好的降温效果。
(6)一对旋转座之间设有接料皿，接料皿的内部嵌设安装有吸附湿网，接料皿的外端侧壁上设有连通于吸附湿网底端的吸气管，吸附湿网位于一对中空环形夹套下方，用于对焊渣进行接载，而配合吸气管的抽气作用，有利于对飞溅的焊渣起到吸附作用，在一定程度上有效避免形成焊缝的夹渣。
附图说明
图1为本发明的立体图；
图2为本发明的旋转座与吸附湿网拆分时的立体图；
图3为本发明的旋转座与中空环形夹套结合处的立体图；
图4为本发明的旋转座与中空环形夹套结合处的侧面示意图；
图5为本发明的中空环形夹套与热传导弧形夹片结合处的部分剖视图；
图6为本发明的中空环形夹套与热传导弧形夹片结合处的立体图。
图中标号说明：
1操作台、2旋转座、201旋转腔、202驱动腔、3中空环形夹套、301中空腔、4热传导弧形夹片、401弧形套、402硅胶垫片、403热传导粒子、5旋转电机、6齿轮辊、7联动轴、8齿轮盘、9半导体制冷箱、10吸附湿网、11导气柱、12活塞、13传导棒、14吸气管、15接料皿。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-3，一种圆管焊接夹持装置，包括操作台1和固定安装于操作台1前后两端上的旋转座2，操作台1的上端一侧设有电动滑轨，电动滑轨上安装有位于一对旋转座2外侧处的焊接机，利用焊接机进行点焊，此为现有技术，在此不做过程赘述，一对旋转座2上均开设有旋转腔201，两个旋转腔201上均转动衔接有中空环形夹套3，操作台1的上端一侧固定安装有旋转电机5，两个旋转座2上均安装有与中空环形夹套3相啮合连接的传动机构，两个传动机构之间通过联动轴7相衔接，且旋转电机5的驱动端与其中一个传动机构相传动连接，传动机构包括转动安装于旋转腔201相对侧壁处的齿轮辊6，旋转腔201的相对侧壁上均开设有用于齿轮辊6旋转安装的驱动腔202，中空环形夹套3上固定套设有与一对齿轮辊6啮合连接的齿轮盘8，联动轴7固定连接于前后对应设置的两个齿轮辊6之间，旋转电机5的驱动端与其中一个齿轮辊6的外端壁固定连接，前后设置的一对齿轮辊6对两个中空环形夹套3起到驱动作用，而另外未与旋转电机5相连接的一对齿轮辊6则对中空环形夹套3的转动起到附着传动作用，通过联动轴7与齿轮盘8的联动设置，以实现两个中空环形夹套3能够同步进行旋转，从而当待焊接的圆管夹持于一对中空环形夹套3上后，能够进行圆周旋转运动，无需人工进行手动操作。
请参阅1和图3-6，两个中空环形夹套3的内壁上均滑动套设有热传导弧形夹片4，热传导弧形夹片4的夹持面为与圆管外壁相匹配的内凹弧形面，中空环形夹套3的内部开设有中空腔301，中空腔301的内部固定安装有多个与热传导弧形夹片4位置对应的导气柱11，导气柱11的内端设有活塞驱动机构，活塞驱动机构的外端贯穿中空环形夹套3并连接于热传导弧形夹片4的内壁上，导气柱11远离热传导弧形夹片4的一端侧壁上开设有环形导气口，导气柱11为圆柱形结构，其通过环形导气口与中空腔301内部相连通，用于气体的流通，环形导气口在一定程度上有效实现的导入至中空腔301内部的气体也能够较为均衡地导入至导气柱11内，活塞驱动机构包括滑动连接于导气柱11内部的活塞12，活塞12靠近热传导弧形夹片4的一端固定连接有传导棒13，传导棒13的外端贯穿中空环形夹套3并与热传导弧形夹片4的内壁固定连接，当导气柱11内导入气体后，当存在一定气压条件下，能够通过活塞12、传导棒13的配合将热传导弧形夹片4向外端推动，以实现多个环形设置的热传导弧形夹片4在中空腔301内充满气体后能够向外运动以对中空环形夹套3内侧的圆管进行夹紧，在导气柱11内部形成负压后，热传导弧形夹片4能够在活塞12的回退作用下而回退，以实现与圆管之间的脱离。
请参阅图5，热传导弧形夹片4包括固定连接于传导棒13外端的弧形套401，弧形套401的内部填充有硅胶垫片402，弧形套401的外端壁上包覆有热传导粒子403，传导棒13的内部填充有导热硅胶柱，硅胶垫片402为导热硅脂颗粒，当热传导弧形夹片4的外端壁与圆管内壁相衔接时，圆管在进行圆周焊接时，势必会造成圆管的管壁温度升高，通过硅胶垫片402以及热传导粒子403有效将一定热量向外传导，对圆管起到散热保护作用，在一定程度上防止其变形。
请参阅图1，操作台1的上端安装有半导体制冷箱9，半导体制冷箱9通过气动抽吸机构与中空腔301的内部相连通，半导体制冷箱9内嵌设安装有半导体制冷片，半导体制冷片的制冷端连接有供气箱，供气箱与气动抽吸机构相连接，气动抽吸机构包括连接于供气箱外端的抽泵，所述抽泵通过三通管连接有导气管，所述导气管通过旋转接头连接于中空环形夹套3上，利用半导体制冷原理向中空腔301内导入冷气，配合热传导弧形夹片4有效将圆管的热量向外散发，进一步提高对圆管的降温效果，且在此需要补充的是，气动抽气机构不仅可以向中空环形夹套3内部提供冷气，还可以将使用后的气体向外导出，以此循环更换制冷，达到很好的降温效果。
此外，一对旋转座2之间设有接料皿15，接料皿15的内部嵌设安装有吸附湿网10，接料皿15的外端侧壁上设有连通于吸附湿网10底端的吸气管14，吸附湿网10位于一对中空环形夹套3下方，用于对焊渣进行接载，而配合吸气管14的抽气作用，有利于对飞溅的焊渣起到吸附作用，在一定程度上有效避免形成焊缝的夹渣。
本发明将圆管至于一对中空环形夹套3之间，利用气动抽吸机构与半导体制冷箱9的配合，向中空环形夹套3内部供气，冷气充溢于中空腔301并压迫环设的多个活塞驱动机构向外侧运动，从而迫使多个热传导弧形夹片4向外侧运动以对圆管进行夹紧定位，而导入至中空腔301内部的冷空气配合夹持贴合于圆管外壁上的热传导弧形夹片4，有效将圆管因焊接而产生的热量向外散发，进行降温散热，对圆管起到保护作用，同时，在焊接工作完成后，通过气动抽吸机构的回抽操作，使得中空腔301内部处于负压状态，一方面有效将多个热传导弧形夹片4向中空环形夹套3内端运动并与圆管外壁相脱离，另一方面将中空腔301升温后气体向外导出，进行更换，以便于下次循环制冷需要。
本发明中的所采用的部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种圆管焊接夹持装置，包括操作台(1)和固定安装于操作台(1)前后两端上的旋转座(2)，所述操作台(1)的上端一侧设有电动滑轨，所述电动滑轨上安装有位于一对旋转座(2)外侧处的焊接机，其特征在于：一对所述旋转座(2)上均开设有旋转腔(201)，两个所述旋转腔(201)上均转动衔接有中空环形夹套(3)，所述操作台(1)的上端一侧固定安装有旋转电机(5)，两个所述旋转座(2)上均安装有与中空环形夹套(3)相啮合连接的传动机构，两个所述传动机构之间通过联动轴(7)相衔接，且旋转电机(5)的驱动端与其中一个传动机构相传动连接；
两个所述中空环形夹套(3)的内壁上均滑动套设有热传导弧形夹片(4)，所述中空环形夹套(3)的内部开设有中空腔(301)，所述中空腔(301)的内部固定安装有多个与热传导弧形夹片(4)位置对应的导气柱(11)，所述导气柱(11)的内端设有活塞驱动机构，所述活塞驱动机构的外端贯穿中空环形夹套(3)并连接于热传导弧形夹片(4)的内壁上，所述导气柱(11)远离热传导弧形夹片(4)的一端侧壁上开设有环形导气口，所述操作台(1)的上端安装有半导体制冷箱(9)，所述半导体制冷箱(9)通过气动抽吸机构与中空腔(301)的内部相连通。
2.根据权利要求1所述的一种圆管焊接夹持装置，其特征在于：所述传动机构包括转动安装于旋转腔(201)相对侧壁处的齿轮辊(6)，所述旋转腔(201)的相对侧壁上均开设有用于齿轮辊(6)旋转安装的驱动腔(202)，所述中空环形夹套(3)上固定套设有与一对齿轮辊(6)啮合连接的齿轮盘(8)。
3.根据权利要求2所述的一种圆管焊接夹持装置，其特征在于：所述7固定连接于前后对应设置的两个齿轮辊(6)之间，所述旋转电机(5)的驱动端与其中一个齿轮辊(6)的外端壁固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种圆管焊接夹持装置，其特征在于：所述活塞驱动机构包括滑动连接于导气柱(11)内部的活塞(12)，所述活塞(12)靠近热传导弧形夹片(4)的一端固定连接有传导棒(13)，所述传导棒(13)的外端贯穿中空环形夹套(3)并与热传导弧形夹片(4)的内壁固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种圆管焊接夹持装置，其特征在于：所述4包括固定连接于传导棒(13)外端的弧形套(401)，所述弧形套(401)的内部填充有硅胶垫片(402)，所述弧形套(401)的外端壁上包覆有热传导粒子(403)。
6.根据权利要求5所述的一种圆管焊接夹持装置，其特征在于：所述13的内部填充有导热硅胶柱，所述硅胶垫片(402)为导热硅脂颗粒。
7.根据权利要求1所述的一种圆管焊接夹持装置，其特征在于：所述9内嵌设安装有半导体制冷片，所述半导体制冷片的制冷端连接有供气箱，所述供气箱与气动抽吸机构相连接。
8.根据权利要求7所述的一种圆管焊接夹持装置，其特征在于：所述气动抽吸机构包括连接于供气箱外端的抽泵，所述抽泵通过三通管连接有导气管，所述导气管通过旋转接头连接于中空环形夹套(3)上。
9.根据权利要求1所述的一种圆管焊接夹持装置，其特征在于：一对所述旋转座(2)之间设有接料皿(15)，所述接料皿(15)的内部嵌设安装有吸附湿网(10)，所述接料皿(15)的外端侧壁上设有连通于吸附湿网(10)底端的吸气管(14)。
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