CN113649884B - 大型储罐内壁焊缝打磨方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大型储罐内壁焊缝打磨方法，该方法采用如下设备完成，该设备包括中心立柱、围绕中心立柱做圆周运动的爬升立柱、安装在爬升立柱上的行走机构、打磨组件以及卷扬机构，打磨组件包括滑动安装在滑杆上爬升车架、固定在爬升车架侧面的打磨机构，所述的打磨机构包括打磨电机和打磨刷；卷扬机构通过钢丝绳拉动打磨组件在爬升立柱上进行上下移动，实现竖直升降，满足不同高度焊缝打磨的需要，打磨电机通过传动筒带动打磨刷转动，打磨刷上连接的伸缩轴能够根据打磨刷受到阻力的变化而进行自适应伸缩，保证打磨刷在工作过程中与焊缝之间始终保持接触，防止两者之间存在间隙，避免影响焊缝打磨质量，本发明的焊缝打磨方法效率高、质量好。

Description

大型储罐内壁焊缝打磨方法

技术领域

本发明涉及焊缝打磨的技术领域，特别涉及一种大型储罐内壁焊缝打磨方法。

背景技术

现代化社会，随着化工产业的发展，人们的生活离不开化工产品，无论是衣、食、住、行等方方面面都涉及到化工产品，这些化工产品的生产离不开化工设备和化工机械，其中化工机械主要是指诸如流体输送的风机、压缩机、各种泵等设备，其主要部件是运动的机械，一般称为化工机械；而化工设备主要是指部件是静止的器械，诸如塔器等分离设备、容器、反应器设备等，有时也称为非标准设备，其中化工储罐是化工设备中基本的容器，尤其是大型储罐的应用非常广泛，且其会长期承受液体或气体的压力，所以在施工时应确保储罐的刚度、强度以及密封性和抗腐蚀性，其中对内壁焊缝的打磨是确保储罐达标必不可少的一道工序，现有的焊缝打磨设备废时废力，且打磨质量不稳定，究其原因主要是在打磨设备实际打磨焊缝的过程中，因电机运行或其他因素造成的整体抖动较大，会使打磨刷与储罐内壁之间存在动态的间隙，综合导致焊缝打磨不均匀、工作效率低、打磨刷损坏快等问题，因此，现亟需对现有的焊缝打磨设备进行必要的改进和创新。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种大型储罐内壁焊缝打磨方法。

具体内容如下：大型储罐内壁焊缝打磨方法，其特征是：该打磨方法采用如下焊缝打磨设备完成，该设备包括中心立柱、围绕中心立柱做圆周运动的爬升立柱、安装在爬升立柱上的行走机构、打磨组件以及卷扬机构；

所述的中心立柱竖直设置，在中心立柱的下端面固定有安装底板，该安装底板上设有安装孔，在中心立柱的上端面固定有旋转底座，该旋转底座上设有自由转动的旋转体，该旋转体的转动中心线为竖直线，在旋转体上通过第一铰接轴铰接有连接体，且第一铰接轴的轴线为水平线，在该连接体与爬升立柱之间连接有水平的第一支撑杆和倾斜的第二支撑杆，且第一支撑杆的内端和第二支撑杆的内端相交固定在连接体上，第一支撑杆的外端和第二支撑杆的外端均固定在竖直的爬升立柱上，且第一支撑杆、第二支撑杆和爬升立柱构成三角支撑结构，所述的爬升立柱的下端垂直连接在行走机构上；

所述的行走机构包括底架、安装在底架上的从动滚轮和驱动单元，上述的爬升立柱的下端垂直连接在底架上，在底架内端的两侧均固定有安装座，每个安装座上均转动安装有自由转动的从动滚轮，且每个从动滚轮的转动中心线均与旋转体的转动中心线垂直相交，在底架外端的两侧均固定有驱动单元，该驱动单元包括与底架固定的减速机、安装在减速机上的行走电机和驱动滚轮，上述的减速机的输入轴与行走电机的输出轴同轴固定，且行走电机固定在减速机上，该减速机上设有双出头输出轴，在该双出头输出轴的两端均同轴固定有驱动滚轮，且每个驱动滚轮的转动中心线与旋转体的转动中心线垂直相交；

所述的爬升立柱竖直设置，在爬升立柱其中一侧面上设有两根竖直平行的圆柱形滑杆，所述的打磨组件包括滑动安装在滑杆上的爬升车架、固定在爬升车架侧面的打磨机构；

所述的爬升车架内侧的上端安装有两组对称的上轮组，两组上轮组分别夹紧在对应的两根滑杆上，该上轮组包括夹紧在对应滑杆上的内侧上滑轮、外侧上滑轮和旁侧上滑轮，所有上滑轮均转动安装在爬升车架上，且每个上滑轮均通过其圆周面上的环形工作槽与对应滑杆的侧面相切，爬升车架内侧的下端安装有两组对称的下轮组，两组下轮组分别夹紧在对应的两根滑杆上，该下轮组包括夹紧在对应滑杆上的内侧下滑轮和旁侧下滑轮，所有下滑轮均转动安装在爬升车架上，且每个下滑轮均通过其圆周面上的环形工作槽与对应滑杆的侧面相切，内侧上滑轮和内侧下滑轮在竖向上分别对应，旁侧上滑轮和旁侧下滑轮在竖向上分别对应；

所述的打磨机构包括固定在爬升车架上的支架、安装在支架上的打磨电机、传动筒、固定筒和打磨刷；所述的支架包括固定在爬升车架外侧的安装板、通过支腿固定在安装板上的基板，该基板与爬升车架相平行，且基板的内侧固定有横置的打磨电机，该打磨电机的输出轴贯穿基板上的通孔向外伸出，所述的传动筒为圆筒状，在传动筒的内部设有自内端向外端直径依次增大的多级台阶孔，该多级台阶孔包括自内端向外端依次设置的一级台阶孔、二级台阶孔、三级台阶孔，传动筒的两端均通过轴承转动安装在固定筒的内部，且固定筒的内端通过法兰盘固定在基板的外侧面上，打磨电机的输出轴同轴插入传动筒的一级台阶孔内并通过花键联接，在传动筒的三级台阶孔内通过花键联接有与其同轴心的圆盘形滑块，该滑块在三级台阶孔内沿其轴向自由滑动，滑块的内端面上固定有与其同轴心的内撑杆，在传动筒的内部设有套装在内撑杆外部的支撑弹簧，该支撑弹簧的内端支撑在二级台阶孔内端的台阶面上，支撑弹簧的外端支撑在滑块的内端面上，且支撑弹簧的尺寸与二级台阶孔的尺寸相匹配，在滑块的外端面上固定有与其同轴心的伸缩轴，该伸缩轴的外端贯穿固定筒的外端板向外伸出，且在伸缩轴的自由端上同轴固定有打磨刷；

所述的卷扬机构包括固定架、卷筒和卷扬电机，所述的固定架固定在爬升立柱的顶端，该固定架上横向安装有自由转动的卷筒，该卷筒的一端设有输入轴，该输入轴通过联轴器与减速器的输出轴同轴固定，减速器的输入轴与卷扬电机的输出轴同轴固定，该卷扬电机固定在减速器上，减速器固定在延伸架上，该延伸架固定在固定架的端面上，在卷筒上卷绕有钢丝绳，该钢丝绳的一端自卷筒引出绕过定向轮然后竖直向下固定在上述爬升车架的上端，该定向轮转动安装在固定架的侧面；

采用上述焊缝打磨设备的大型储罐内壁焊缝打磨方法包括如下步骤：

①将中心立柱通过其下端的安装底板竖直固定在大型储罐底部的中心上，且大型储罐底部的中心在旋转体的转动中心线上，同时底架上的从动滚轮和驱动滚轮均支撑在储罐的底部，打磨刷水平正对储罐的内壁，且打磨刷与储罐内壁之间存在初始接触压力；

②启动卷扬电机，卷扬电机转动将动力通过减速器传递至卷筒上，进而使得卷筒转动，转动的卷筒卷扬钢丝绳进而拉动爬升车架沿爬升立柱进行上下移动，使得打磨机构上的打磨刷与大型储罐上指定高度的焊缝对应接触；

③然后启动打磨电机，打磨电机将动力通过传动筒传递至伸缩轴及打磨刷，进而使得打磨刷高速旋转对焊缝进行打磨；

④最后启动行走电机，行走电机的动力通过减速机传递至驱动滚轮，使驱动滚轮转动进而带动底架及爬升立柱围绕中心立柱做圆周运动，从而带动打磨组件上的打磨刷对同一高度的单条焊缝做一周完整、连续的打磨工作；

⑤步骤④完成后，返回步骤②直至大型储罐内壁所有焊缝打磨完毕。

优选的，所述的连接体包括固定板、两根垂直固定在固定板上的铰接臂，两根铰接臂的自由端均通过第一铰接轴铰接在旋转体上，在固定板上垂直固定有两根向外伸出的导向杆，每根导向杆上均套装有与其匹配的导向套，两个导向套之间固定有第一连接板，在第一连接板与固定板之间连接有与导向杆平行的双向螺杆，该双向螺杆的两端分别通过螺纹连接有对应匹配的第一螺母和第二螺母，该第一螺母和第二螺母分别固定在第一连接板和固定板上，且第一连接板和固定板上均设有供双向螺杆贯穿的通孔，上述的第一支撑杆的内端和第二支撑杆的内端相交固定在第二连接板，该第二连接板的两端设有分别与上述导向套匹配的定位孔，第二连接板和第一连接板通过螺栓相固定，且导向套贯穿第二连接板上对应的定位孔，在第二连接板上设有供双向螺杆贯穿的、与第一支撑杆中空的内部对应连通的通孔。

优选的，所述的第一支撑杆的外端通过第二铰接轴铰接在第一铰接座上，第一铰接座固定在爬升立柱上，且第二铰接轴的轴线为水平线，在第一支撑杆的两侧设有对称的第一斜拉杆，该第一斜拉杆的上端通过第三铰接轴与第一中间体铰接，该第一中间体的自由端通过第四铰接轴铰接在第二铰接座上，该第二铰接座固定在爬升立柱上，且第三铰接轴的轴线与第四铰接轴的轴线相垂直，第四铰接轴的轴线为水平线且与第二铰接轴的轴线共面，第一斜拉杆的下端通过第五铰接轴与第二中间体铰接，该第二中间体的自由端通过第六铰接轴铰接在第三铰接座上，该第三铰接座固定在底架上，且第六铰接轴的轴线为水平线且与第五铰接轴的轴线相垂直。

优选的，所述的第二支撑杆的外端通过第七铰接轴铰接在第四铰接座上，该第四铰接座固定在爬升立柱上且位于第一铰接座的正上方，且第七铰接轴的轴线为水平线，在第二支撑杆的两侧设有对称的第二斜拉杆，该第二斜拉杆的上端通过第八铰接轴与第三中间体铰接，该第三中间体的自由端也通过第七铰接轴铰接在第四铰接座上，第二斜拉杆的下端通过第九铰接轴与第四中间体铰接，该第四中间体的自由端通过第十铰接轴铰接在第五铰接座上，该第五铰接座固定在底架上，且第十铰接轴的轴线为水平线且与第九铰接轴的轴线相垂直。

优选的，所述的爬升立柱的下端铰接在底架上，在底架的上表面固定有支撑座，在爬升立柱的侧面固定有连接座，该连接座通过第十一铰接轴铰接在支撑座上，上述的第十一铰接轴的轴线为水平线，且爬升立柱的下端面支撑在底架的上表面。

优选的，所述的第一支撑杆、第二支撑杆、第一斜拉杆和第二斜拉杆均为多根短杆同轴首尾相接而成，且相邻的两根短杆之间通过法兰连接。

优选的，同一上轮组上的内侧上滑轮和外侧上滑轮对称夹紧在同一根滑杆上，且两组上轮组中的内侧上滑轮的转动中心线对应共线，两组上轮组中的外侧上滑轮的转动中心线对应共线，同一上轮组中旁侧上滑轮的转动中心线与内侧上滑轮的转动中心线相垂直，同一上轮组中的内侧上滑轮包括上下布置的两个，该两个内侧上滑轮均转动安装在第一立板上，该第一立板固定在爬升车架上，同一上轮组中的外侧上滑轮包括上下布置的两个，该两个外侧上滑轮均转动安装在第二立板上，该第二立板固定在爬升车架上。

优选的，两组下轮组中的内侧下滑轮的转动中心线对应共线，同一下轮组中旁侧下滑轮的转动中心线与内侧下滑轮的转动中心线相垂直，同一下轮组中的内侧下滑轮包括上下布置的两个，该两个内侧下滑轮均转动安装在第三立板上，该第三立板固定在爬升车架上。

优选的，所述的一级台阶孔的内圆周面上设有第一内花键，打磨电机输出轴的外圆周面上设有第一外花键，第一内花键和第一外花键对应安装形成花键联接，所述的三级台阶孔的内圆周面设有第二内花键，滑块的外圆周面上设有第二外花键，第二内花键和第二外花键对应安装形成花键联接。

优选的，所述的传动筒内端的外圆周面上设有环形切除形成的内台阶轴，该内台阶轴上套装有内轴承，该内轴承内圈的内端面与内台阶轴的轴肩重合，内轴承的外圈卡紧在打磨电机端面的环形凸台与固定筒内端的安装台阶孔之间，且内轴承外圈的外圆周面与安装台阶孔的圆周面以及基板通孔上的圆周面均重合，上述的环形凸台与打磨电机的输出轴同轴心，所述的传动筒外端的外圆周面上设有环形切除形成的外台阶轴，该外台阶轴上套装有外轴承，该外轴承内圈的两端面分别与外台阶轴的轴肩和固定筒外端板的内侧面重合，外轴承的外圈卡紧在固定筒内圆周面上对应的环形卡槽内，且外轴承外圈的外圆周面与环形卡槽的圆周面重合，上述传动筒的内端面与打磨电机输出轴根部的轴肩重合，且内轴承和外轴承为角接触球轴承。

本发明的有益技术效果：本发明的焊缝打磨方法采用的焊缝打磨设备中，首先，卷扬机构通过卷扬钢丝绳从而拉动爬升车架，使得爬升车架带动打磨组件在爬升立柱上进行上下移动，实现打磨机构在竖直方向上进行升降，进而满足大型储罐上不同高度焊缝打磨的需要，适用范围广，使用成本低；其次，行走电机的动力通过减速机传递至驱动滚轮，使驱动滚轮转动进而带动底架及爬升立柱围绕中心立柱做圆周运动，从而带动打磨组件对同一高度的单条焊缝做完整、连续的打磨工作，打磨效率高，工作连续性好，打磨过程稳定性较强，有效保证焊缝的打磨质量；同时，中心立柱与爬升立柱之间连接有在一定高度上呈三角支撑结构的支撑杆，结构稳定性好，且不占用罐体底部的空间，使得罐体底部的施工人员具有足够的活动空间，避免相互影响，提高工作效率，且降低事故发生的概率；再者，中心立柱与爬升立柱之间连接的支撑杆以及爬升立柱与底架之间连接的斜拉杆，均采用铰接或者双铰接的连接结构，其中铰接结构具有良好的力学特性，在理想情况下连接件不受剪切力、径向力和弯矩而只受轴向力，使得连接件材料的强度都能得到充分的发挥，结构稳定，安装方便，而双铰接结构在具有以上特性的情况下，还能够允许一定的安装偏角，无论在抗弯曲还是抗剪切方面都具有一定优势，最后，打磨电机通过传动筒带动打磨刷转动，传动筒上通过花键联接有在轴向上自由滑动的伸缩轴，伸缩轴的内端通过弹簧支撑，打磨刷固定在伸缩轴上，打磨刷随伸缩轴同轴转动的同时，伸缩轴能够根据打磨刷受到阻力的变化，在一定范围内进行自适应伸缩，保证打磨刷在工作的过程中与焊缝之间始终保持接触，且使得打磨刷对焊缝始终施加一定的压力，防止两者之间存在间隙，减少未打磨焊缝的遗漏，实现打磨刷工作的连续性和高效性，从而保证焊缝打磨的质量，最终满足大型储罐生产工艺的要求，同时能够保护打磨刷在高速工作中免受意外损伤，延长打磨刷的使用寿命。

附图说明

图1为大型储罐内壁焊缝打磨方法采用的焊缝打磨设备的立体结构示意图；

图2为图1中A的放大示意图；

图3为图1中B的放大示意图；

图4为图1中C的放大示意图；

图5为图1中D的放大示意图；

图6为图1中E的放大示意图；

图7为图1中F的放大示意图；

图8为图1中W的放大示意图；

图9为大型储罐内壁焊缝打磨方法采用的焊缝打磨设备的主视图；

图10为图9中G的放大示意图；

图11为图9的俯视图；

图12为图11中H的放大示意图；

图13为图12中M-M的剖视图；

图14为打磨组件和卷扬机构安装在爬升立柱上的放大示意图；

图15为图14的主视图；

图16为图15中O-O方向的剖视图；

图17为图15中P-P方向的剖视图；

图18为图17中Q的放大示意图；

图19为打磨组件的立体结构示意图；

图20为与固定筒轴线重合的剖切面对固定筒剖切形成的剖视图；

图21为与传动筒轴线重合的剖切面对传动筒剖切形成的剖视图；

图22为图21中R-R方向的剖视图；

图23为图21中S-S方向的剖视图；

图24为打磨电机的立体结构示意图；

图25为滑块、伸缩轴和打磨刷三者之间安装的立体结构示意图；

图中：11.中心立柱、12.安装底板、13.第二支撑杆、14.第一支撑杆、15.第二斜拉杆、16.第一斜拉杆、17.爬升立柱、18.底架、19.第一铰接座、20.第二铰接轴、21.第三铰接轴、22.第一中间体、23.第四铰接轴、24.第二铰接座、25.第三铰接座、26.第六铰接轴、27.第二中间体、28.第五铰接轴、29.第四铰接座、30.第七铰接轴、31.第八铰接轴、32.第三中间体、33.第五铰接座、34.第十铰接轴、35.第四中间体、36.第九铰接轴、37.行走电机、38.减速机、39.驱动滚轮、40.安装座、41.从动滚轮、42.连接座、43.第十一铰接轴、44.支撑座、45.旋转底座、46.旋转体、47.第一铰接轴、48.铰接臂、49.固定板、50.导向杆、51.导向套、52.第一连接板、53第二连接板、54.螺栓、55.安装孔、56.双向螺杆、57.第二螺母、58.第一螺母、59.固定板上的通孔、60.第一连接板上的通孔、61.第二连接板上的通孔、62.第一支撑杆中空的内部、67.打磨组件、68.卷扬机构、69.滑杆、70.爬升车架、71.内侧上滑轮、72.内侧上滑轮上的环形工作槽、73.外侧上滑轮、74.外侧上滑轮上的环形工作槽、75.旁侧上滑轮、76.旁侧上滑轮上的环形工作槽、77.内侧下滑轮、78.内侧下滑轮上的环形工作槽、79.旁侧下滑轮、80.旁侧下滑轮上的环形工作槽、81.第一立板、82.第二立板、83.第三立板、84.打磨电机、85.传动筒、86.固定筒、87.打磨刷、88.基板、89.安装板、90.支腿、91.打磨电机的输出轴、92.打磨电机输出轴根部的轴肩、93.基板上的通孔、94.一级台阶孔、95.二级台阶孔、96.三级台阶孔、97.法兰盘、98.滑块、99.内撑杆、100.支撑弹簧、101.伸缩轴、102.固定筒的外端板、103.第一内花键、104.第一外花键、105.第二内花键、106.第二外花键、107.内台阶轴、108.内轴承、109.环形凸台、110.安装台阶孔、111.外台阶轴、112.外轴承、113.环形卡槽、114.固定架、115.卷筒、116.卷扬电机、117.联轴器、118.减速器、119.延伸架、120.钢丝绳、121.定向轮。

具体实施方式

实施例一，参见图1-25，大型储罐内壁焊缝打磨方法，该打磨方法采用如下焊缝打磨设备完成，该设备包括中心立柱、围绕中心立柱做圆周运动的爬升立柱、安装在爬升立柱上的行走机构、打磨组件以及卷扬机构；

所述的中心立柱竖直设置，在中心立柱的下端面固定有安装底板，该安装底板上设有安装孔，在中心立柱的上端面固定有旋转底座，该旋转底座上设有自由转动的旋转体，该旋转体的转动中心线为竖直线，在旋转体上通过第一铰接轴铰接有连接体，且第一铰接轴的轴线为水平线，在该连接体与爬升立柱之间连接有水平的第一支撑杆和倾斜的第二支撑杆，且第一支撑杆的内端和第二支撑杆的内端相交固定在连接体上，第一支撑杆的外端和第二支撑杆的外端均固定在竖直的爬升立柱上，且第一支撑杆、第二支撑杆和爬升立柱构成三角支撑结构，所述的爬升立柱的下端垂直连接在行走机构上；中心立柱与爬升立柱之间连接有在一定高度上呈三角支撑结构的支撑杆，结构稳定性好，且不占用罐体底部的空间，使得罐体底部的施工人员具有足够的活动空间，避免相互影响，提高工作效率，且降低事故发生的概率。

所述的行走机构包括底架、安装在底架上的从动滚轮和驱动单元，上述的爬升立柱的下端垂直连接在底架上，在底架内端的两侧均固定有安装座，每个安装座上均转动安装有自由转动的从动滚轮，且每个从动滚轮的转动中心线均与旋转体的转动中心线垂直相交，在底架外端的两侧均固定有驱动单元，该驱动单元包括与底架固定的减速机、安装在减速机上的行走电机和驱动滚轮，上述的减速机的输入轴与行走电机的输出轴同轴固定，且行走电机固定在减速机上，该减速机上设有双出头输出轴，在该双出头输出轴的两端均同轴固定有驱动滚轮，且每个驱动滚轮的转动中心线与旋转体的转动中心线垂直相交；

所述的爬升立柱竖直设置，在爬升立柱其中一侧面上设有两根竖直平行的圆柱形滑杆，所述的打磨组件包括滑动安装在滑杆上的爬升车架、固定在爬升车架侧面的打磨机构；

所述的爬升车架内侧的上端安装有两组对称的上轮组，两组上轮组分别夹紧在对应的两根滑杆上，该上轮组包括夹紧在对应滑杆上的内侧上滑轮、外侧上滑轮和旁侧上滑轮，所有上滑轮均转动安装在爬升车架上，且每个上滑轮均通过其圆周面上的环形工作槽与对应滑杆的侧面相切，爬升车架内侧的下端安装有两组对称的下轮组，两组下轮组分别夹紧在对应的两根滑杆上，该下轮组包括夹紧在对应滑杆上的内侧下滑轮和旁侧下滑轮，所有下滑轮均转动安装在爬升车架上，且每个下滑轮均通过其圆周面上的环形工作槽与对应滑杆的侧面相切，内侧上滑轮和内侧下滑轮在竖向上分别对应，旁侧上滑轮和旁侧下滑轮在竖向上分别对应；

所述的打磨机构包括固定在爬升车架上的支架、安装在支架上的打磨电机、传动筒、固定筒和打磨刷；所述的支架包括固定在爬升车架外侧的安装板、通过支腿固定在安装板上的基板，该基板与爬升车架相平行，且基板的内侧固定有横置的打磨电机，该打磨电机的输出轴贯穿基板上的通孔向外伸出，所述的传动筒为圆筒状，在传动筒的内部设有自内端向外端直径依次增大的多级台阶孔，该多级台阶孔包括自内端向外端依次设置的一级台阶孔、二级台阶孔、三级台阶孔，传动筒的两端均通过轴承转动安装在固定筒的内部，且固定筒的内端通过法兰盘固定在基板的外侧面上，打磨电机的输出轴同轴插入传动筒的一级台阶孔内并通过花键联接，在传动筒的三级台阶孔内通过花键联接有与其同轴心的圆盘形滑块，该滑块在三级台阶孔内沿其轴向自由滑动，滑块的内端面上固定有与其同轴心的内撑杆，在传动筒的内部设有套装在内撑杆外部的支撑弹簧，该支撑弹簧的内端支撑在二级台阶孔内端的台阶面上，支撑弹簧的外端支撑在滑块的内端面上，且支撑弹簧的尺寸与二级台阶孔的尺寸相匹配，在滑块的外端面上固定有与其同轴心的伸缩轴，该伸缩轴的外端贯穿固定筒的外端板向外伸出，且在伸缩轴的自由端上同轴固定有打磨刷；伸缩轴的内端通过弹簧支撑，打磨刷固定在伸缩轴上，打磨刷随伸缩轴同轴转动的同时，伸缩轴能够根据打磨刷受到阻力的变化，在一定范围内进行自适应伸缩，保证打磨刷在工作的过程中与焊缝之间始终保持接触，且使得打磨刷对焊缝始终施加一定的压力，防止两者之间存在间隙。

所述的卷扬机构包括固定架、卷筒和卷扬电机，所述的固定架固定在爬升立柱的顶端，该固定架上横向安装有自由转动的卷筒，该卷筒的一端设有输入轴，该输入轴通过联轴器与减速器的输出轴同轴固定，减速器的输入轴与卷扬电机的输出轴同轴固定，该卷扬电机固定在减速器上，减速器固定在延伸架上，该延伸架固定在固定架的端面上，在卷筒上卷绕有钢丝绳，该钢丝绳的一端自卷筒引出绕过定向轮然后竖直向下固定在上述爬升车架的上端，该定向轮转动安装在固定架的侧面。

所述的连接体包括固定板、两根垂直固定在固定板上的铰接臂，两根铰接臂的自由端均通过第一铰接轴铰接在旋转体上，在固定板上垂直固定有两根向外伸出的导向杆，每根导向杆上均套装有与其匹配的导向套，两个导向套之间固定有第一连接板，在第一连接板与固定板之间连接有与导向杆平行的双向螺杆，该双向螺杆的两端分别通过螺纹连接有对应匹配的第一螺母和第二螺母，该第一螺母和第二螺母分别固定在第一连接板和固定板上，且第一连接板和固定板上均设有供双向螺杆贯穿的通孔，上述的第一支撑杆的内端和第二支撑杆的内端相交固定在第二连接板，该第二连接板的两端设有分别与上述导向套匹配的定位孔，第二连接板和第一连接板通过螺栓相固定，且导向套贯穿第二连接板上对应的定位孔，在第二连接板上设有供双向螺杆贯穿的、与第一支撑杆中空的内部对应连通的通孔；通过转动双向螺杆可以拉动第一连接板沿导向杆进行滑动，第一连接板和第二连接板相固定，因此在安装支撑杆及其相关的部件时，可以进行余量调节，便于安装和调试，同时也能适当调节爬升立柱绕中心立柱转动的半径，间接调节打磨刷与大型储罐内壁焊缝之间距离，保证打磨刷处于最佳的工作状态。

所述的第一支撑杆的外端通过第二铰接轴铰接在第一铰接座上，第一铰接座固定在爬升立柱上，且第二铰接轴的轴线为水平线，在第一支撑杆的两侧设有对称的第一斜拉杆，该第一斜拉杆的上端通过第三铰接轴与第一中间体铰接，该第一中间体的自由端通过第四铰接轴铰接在第二铰接座上，该第二铰接座固定在爬升立柱上，且第三铰接轴的轴线与第四铰接轴的轴线相垂直，第四铰接轴的轴线为水平线且与第二铰接轴的轴线共面，第一斜拉杆的下端通过第五铰接轴与第二中间体铰接，该第二中间体的自由端通过第六铰接轴铰接在第三铰接座上，该第三铰接座固定在底架上，且第六铰接轴的轴线为水平线且与第五铰接轴的轴线相垂直。

所述的第二支撑杆的外端通过第七铰接轴铰接在第四铰接座上，该第四铰接座固定在爬升立柱上且位于第一铰接座的正上方，且第七铰接轴的轴线为水平线，在第二支撑杆的两侧设有对称的第二斜拉杆，该第二斜拉杆的上端通过第八铰接轴与第三中间体铰接，该第三中间体的自由端也通过第七铰接轴铰接在第四铰接座上，第二斜拉杆的下端通过第九铰接轴与第四中间体铰接，该第四中间体的自由端通过第十铰接轴铰接在第五铰接座上，该第五铰接座固定在底架上，且第十铰接轴的轴线为水平线且与第九铰接轴的轴线相垂直。杆件的连接均采用铰接或者双铰接的连接结构，其中铰接结构具有良好的力学特性，在理想情况下连接件不受剪切力、径向力和弯矩而只受轴向力，使得连接件材料的强度都能得到充分的发挥，结构稳定，安装方便，而双铰接结构在具有以上特性的情况下，还能够允许一定的安装偏角，无论在抗弯曲还是抗剪切方面都具有一定优势。

所述的爬升立柱的下端铰接在底架上，在底架的上表面固定有支撑座，在爬升立柱的侧面固定有连接座，该连接座通过第十一铰接轴铰接在支撑座上，上述的第十一铰接轴的轴线为水平线，且爬升立柱的下端面支撑在底架的上表面。

所述的第一支撑杆、第二支撑杆、第一斜拉杆和第二斜拉杆均为多根短杆同轴首尾相接而成，且相邻的两根短杆之间通过法兰连接，降低施工难度，保证使用强度。

同一上轮组上的内侧上滑轮和外侧上滑轮对称夹紧在同一根滑杆上，且两组上轮组中的内侧上滑轮的转动中心线对应共线，两组上轮组中的外侧上滑轮的转动中心线对应共线，同一上轮组中旁侧上滑轮的转动中心线与内侧上滑轮的转动中心线相垂直，同一上轮组中的内侧上滑轮包括上下布置的两个，该两个内侧上滑轮均转动安装在第一立板上，该第一立板固定在爬升车架上，同一上轮组中的外侧上滑轮包括上下布置的两个，该两个外侧上滑轮均转动安装在第二立板上，该第二立板固定在爬升车架上,爬升车架通过滑轮组在爬升立柱上进行上下移动，稳定性好，阻力小。

两组下轮组中的内侧下滑轮的转动中心线对应共线，同一下轮组中旁侧下滑轮的转动中心线与内侧下滑轮的转动中心线相垂直，同一下轮组中的内侧下滑轮包括上下布置的两个，该两个内侧下滑轮均转动安装在第三立板上，该第三立板固定在爬升车架上。

所述的一级台阶孔的内圆周面上设有第一内花键，打磨电机输出轴的外圆周面上设有第一外花键，第一内花键和第一外花键对应安装形成花键联接，所述的三级台阶孔的内圆周面设有第二内花键，滑块的外圆周面上设有第二外花键，第二内花键和第二外花键对应安装形成花键联接，滑块与传动筒之间通过花键联接，保证动力传递的同时，滑块还能够沿轴向移动，满足使用需要。

所述的传动筒内端的外圆周面上设有环形切除形成的内台阶轴，该内台阶轴上套装有内轴承，该内轴承内圈的内端面与内台阶轴的轴肩重合，内轴承的外圈卡紧在打磨电机端面的环形凸台与固定筒内端的安装台阶孔之间，且内轴承外圈的外圆周面与安装台阶孔的圆周面以及基板通孔上的圆周面均重合，上述的环形凸台与打磨电机的输出轴同轴心，所述的传动筒外端的外圆周面上设有环形切除形成的外台阶轴，该外台阶轴上套装有外轴承，该外轴承内圈的两端面分别与外台阶轴的轴肩和固定筒外端板的内侧面重合，外轴承的外圈卡紧在固定筒内圆周面上对应的环形卡槽内，且外轴承外圈的外圆周面与环形卡槽的圆周面重合，上述传动筒的内端面与打磨电机输出轴根部的轴肩重合，且内轴承和外轴承为角接触球轴承。角接触球轴承具有结构简单、极限转速高、摩擦力矩小、同一外形尺寸比其他轴承更具动态性等优点，并且它的静载能力大，旋转精度高，噪音低。

采用上述焊缝打磨设备的大型储罐内壁焊缝打磨方法包括如下步骤：

①将中心立柱通过其下端的安装底板竖直固定在大型储罐底部的中心上，且大型储罐底部的中心在旋转体的转动中心线上，同时底架上的从动滚轮和驱动滚轮均支撑在储罐的底部，打磨刷水平正对储罐的内壁，且打磨刷与储罐内壁之间存在初始接触压力；

②启动卷扬电机，卷扬电机转动将动力通过减速器传递至卷筒上，进而使得卷筒转动，转动的卷筒卷扬钢丝绳进而拉动爬升车架沿爬升立柱进行上下移动，使得打磨机构上的打磨刷与大型储罐上指定高度的焊缝对应接触；

③然后启动打磨电机，打磨电机将动力通过传动筒传递至伸缩轴及打磨刷，进而使得打磨刷高速旋转对焊缝进行打磨；

④最后启动行走电机，行走电机的动力通过减速机传递至驱动滚轮，使驱动滚轮转动进而带动底架及爬升立柱围绕中心立柱做圆周运动，从而带动打磨组件上的打磨刷对同一高度的单条焊缝做一周完整、连续的打磨工作；

⑤步骤④完成后，返回步骤②直至大型储罐内壁所有焊缝打磨完毕。

Claims (10)

1.大型储罐内壁焊缝打磨方法，其特征是：该打磨方法采用如下焊缝打磨设备完成，该设备包括中心立柱、围绕中心立柱做圆周运动的爬升立柱、安装在爬升立柱上的行走机构、打磨组件以及卷扬机构；

所述的中心立柱竖直设置，在中心立柱的下端面固定有安装底板，该安装底板上设有安装孔，在中心立柱的上端面固定有旋转底座，该旋转底座上设有自由转动的旋转体，该旋转体的转动中心线为竖直线，在旋转体上通过第一铰接轴铰接有连接体，且第一铰接轴的轴线为水平线，在该连接体与爬升立柱之间连接有水平的第一支撑杆和倾斜的第二支撑杆，且第一支撑杆的内端和第二支撑杆的内端相交固定在连接体上，第一支撑杆的外端和第二支撑杆的外端均固定在竖直的爬升立柱上，且第一支撑杆、第二支撑杆和爬升立柱构成三角支撑结构，所述的爬升立柱的下端垂直连接在行走机构上；

所述的行走机构包括底架、安装在底架上的从动滚轮和驱动单元，上述的爬升立柱的下端垂直连接在底架上，在底架内端的两侧均固定有安装座，每个安装座上均转动安装有自由转动的从动滚轮，且每个从动滚轮的转动中心线均与旋转体的转动中心线垂直相交，在底架外端的两侧均固定有驱动单元，该驱动单元包括与底架固定的减速机、安装在减速机上的行走电机和驱动滚轮，上述的减速机的输入轴与行走电机的输出轴同轴固定，且行走电机固定在减速机上，该减速机上设有双出头输出轴，在该双出头输出轴的两端均同轴固定有驱动滚轮，且每个驱动滚轮的转动中心线与旋转体的转动中心线垂直相交；

所述的爬升立柱竖直设置，在爬升立柱其中一侧面上设有两根竖直平行的圆柱形滑杆，所述的打磨组件包括滑动安装在滑杆上的爬升车架、固定在爬升车架侧面的打磨机构；

所述的爬升车架内侧的上端安装有两组对称的上轮组，两组上轮组分别夹紧在对应的两根滑杆上，该上轮组包括夹紧在对应滑杆上的内侧上滑轮、外侧上滑轮和旁侧上滑轮，所有上滑轮均转动安装在爬升车架上，且每个上滑轮均通过其圆周面上的环形工作槽与对应滑杆的侧面相切，爬升车架内侧的下端安装有两组对称的下轮组，两组下轮组分别夹紧在对应的两根滑杆上，该下轮组包括夹紧在对应滑杆上的内侧下滑轮和旁侧下滑轮，所有下滑轮均转动安装在爬升车架上，且每个下滑轮均通过其圆周面上的环形工作槽与对应滑杆的侧面相切，内侧上滑轮和内侧下滑轮在竖向上分别对应，旁侧上滑轮和旁侧下滑轮在竖向上分别对应；

所述的打磨机构包括固定在爬升车架上的支架、安装在支架上的打磨电机、传动筒、固定筒和打磨刷；所述的支架包括固定在爬升车架外侧的安装板、通过支腿固定在安装板上的基板，该基板与爬升车架相平行，且基板的内侧固定有横置的打磨电机，该打磨电机的输出轴贯穿基板上的通孔向外伸出，所述的传动筒为圆筒状，在传动筒的内部设有自内端向外端直径依次增大的多级台阶孔，该多级台阶孔包括自内端向外端依次设置的一级台阶孔、二级台阶孔、三级台阶孔，传动筒的两端均通过轴承转动安装在固定筒的内部，且固定筒的内端通过法兰盘固定在基板的外侧面上，打磨电机的输出轴同轴插入传动筒的一级台阶孔内并通过花键联接，在传动筒的三级台阶孔内通过花键联接有与其同轴心的圆盘形滑块，该滑块在三级台阶孔内沿其轴向自由滑动，滑块的内端面上固定有与其同轴心的内撑杆，在传动筒的内部设有套装在内撑杆外部的支撑弹簧，该支撑弹簧的内端支撑在二级台阶孔内端的台阶面上，支撑弹簧的外端支撑在滑块的内端面上，且支撑弹簧的尺寸与二级台阶孔的尺寸相匹配，在滑块的外端面上固定有与其同轴心的伸缩轴，该伸缩轴的外端贯穿固定筒的外端板向外伸出，且在伸缩轴的自由端上同轴固定有打磨刷；

所述的卷扬机构包括固定架、卷筒和卷扬电机，所述的固定架固定在爬升立柱的顶端，该固定架上横向安装有自由转动的卷筒，该卷筒的一端设有输入轴，该输入轴通过联轴器与减速器的输出轴同轴固定，减速器的输入轴与卷扬电机的输出轴同轴固定，该卷扬电机固定在减速器上，减速器固定在延伸架上，该延伸架固定在固定架的端面上，在卷筒上卷绕有钢丝绳，该钢丝绳的一端自卷筒引出绕过定向轮然后竖直向下固定在上述爬升车架的上端，该定向轮转动安装在固定架的侧面；

采用上述焊缝打磨设备的大型储罐内壁焊缝打磨方法包括如下步骤：

①将中心立柱通过其下端的安装底板竖直固定在大型储罐底部的中心上，且大型储罐底部的中心在旋转体的转动中心线上，同时底架上的从动滚轮和驱动滚轮均支撑在储罐的底部，打磨刷水平正对储罐的内壁，且打磨刷与储罐内壁之间存在初始接触压力；

②启动卷扬电机，卷扬电机转动将动力通过减速器传递至卷筒上，进而使得卷筒转动，转动的卷筒卷扬钢丝绳进而拉动爬升车架沿爬升立柱进行上下移动，使得打磨机构上的打磨刷与大型储罐上指定高度的焊缝对应接触；

③然后启动打磨电机，打磨电机将动力通过传动筒传递至伸缩轴及打磨刷，进而使得打磨刷高速旋转对焊缝进行打磨；

④最后启动行走电机，行走电机的动力通过减速机传递至驱动滚轮，使驱动滚轮转动进而带动底架及爬升立柱围绕中心立柱做圆周运动，从而带动打磨组件上的打磨刷对同一高度的单条焊缝做一周完整、连续的打磨工作；

⑤步骤④完成后，返回步骤②直至大型储罐内壁所有焊缝打磨完毕。

2.根据权利要求1所述的大型储罐内壁焊缝打磨方法，其特征是：所述的连接体包括固定板、两根垂直固定在固定板上的铰接臂，两根铰接臂的自由端均通过第一铰接轴铰接在旋转体上，在固定板上垂直固定有两根向外伸出的导向杆，每根导向杆上均套装有与其匹配的导向套，两个导向套之间固定有第一连接板，在第一连接板与固定板之间连接有与导向杆平行的双向螺杆，该双向螺杆的两端分别通过螺纹连接有对应匹配的第一螺母和第二螺母，该第一螺母和第二螺母分别固定在第一连接板和固定板上，且第一连接板和固定板上均设有供双向螺杆贯穿的通孔，上述的第一支撑杆的内端和第二支撑杆的内端相交固定在第二连接板，该第二连接板的两端设有分别与上述导向套匹配的定位孔，第二连接板和第一连接板通过螺栓相固定，且导向套贯穿第二连接板上对应的定位孔，在第二连接板上设有供双向螺杆贯穿的、与第一支撑杆中空的内部对应连通的通孔。

3.根据权利要求1所述的大型储罐内壁焊缝打磨方法，其特征是：所述的第一支撑杆的外端通过第二铰接轴铰接在第一铰接座上，第一铰接座固定在爬升立柱上，且第二铰接轴的轴线为水平线，在第一支撑杆的两侧设有对称的第一斜拉杆，该第一斜拉杆的上端通过第三铰接轴与第一中间体铰接，该第一中间体的自由端通过第四铰接轴铰接在第二铰接座上，该第二铰接座固定在爬升立柱上，且第三铰接轴的轴线与第四铰接轴的轴线相垂直，第四铰接轴的轴线为水平线且与第二铰接轴的轴线共面，第一斜拉杆的下端通过第五铰接轴与第二中间体铰接，该第二中间体的自由端通过第六铰接轴铰接在第三铰接座上，该第三铰接座固定在底架上，且第六铰接轴的轴线为水平线且与第五铰接轴的轴线相垂直。

4.根据权利要求3所述的大型储罐内壁焊缝打磨方法，其特征是：所述的第二支撑杆的外端通过第七铰接轴铰接在第四铰接座上，该第四铰接座固定在爬升立柱上且位于第一铰接座的正上方，且第七铰接轴的轴线为水平线，在第二支撑杆的两侧设有对称的第二斜拉杆，该第二斜拉杆的上端通过第八铰接轴与第三中间体铰接，该第三中间体的自由端也通过第七铰接轴铰接在第四铰接座上，第二斜拉杆的下端通过第九铰接轴与第四中间体铰接，该第四中间体的自由端通过第十铰接轴铰接在第五铰接座上，该第五铰接座固定在底架上，且第十铰接轴的轴线为水平线且与第九铰接轴的轴线相垂直。

5.根据权利要求1所述的大型储罐内壁焊缝打磨方法，其特征是：所述的爬升立柱的下端铰接在底架上，在底架的上表面固定有支撑座，在爬升立柱的侧面固定有连接座，该连接座通过第十一铰接轴铰接在支撑座上，上述的第十一铰接轴的轴线为水平线，且爬升立柱的下端面支撑在底架的上表面。

6.根据权利要求4所述的大型储罐内壁焊缝打磨方法，其特征是：所述的第一支撑杆、第二支撑杆、第一斜拉杆和第二斜拉杆均为多根短杆同轴首尾相接而成，且相邻的两根短杆之间通过法兰连接。

7.根据权利要求1所述的大型储罐内壁焊缝打磨方法，其特征是：同一上轮组上的内侧上滑轮和外侧上滑轮对称夹紧在同一根滑杆上，且两组上轮组中的内侧上滑轮的转动中心线对应共线，两组上轮组中的外侧上滑轮的转动中心线对应共线，同一上轮组中旁侧上滑轮的转动中心线与内侧上滑轮的转动中心线相垂直，同一上轮组中的内侧上滑轮包括上下布置的两个，该两个内侧上滑轮均转动安装在第一立板上，该第一立板固定在爬升车架上，同一上轮组中的外侧上滑轮包括上下布置的两个，该两个外侧上滑轮均转动安装在第二立板上，该第二立板固定在爬升车架上。

8.根据权利要求1所述的大型储罐内壁焊缝打磨方法，其特征是：两组下轮组中的内侧下滑轮的转动中心线对应共线，同一下轮组中旁侧下滑轮的转动中心线与内侧下滑轮的转动中心线相垂直，同一下轮组中的内侧下滑轮包括上下布置的两个，该两个内侧下滑轮均转动安装在第三立板上，该第三立板固定在爬升车架上。

9.根据权利要求1所述的大型储罐内壁焊缝打磨方法，其特征是：所述的一级台阶孔的内圆周面上设有第一内花键，打磨电机输出轴的外圆周面上设有第一外花键，第一内花键和第一外花键对应安装形成花键联接，所述的三级台阶孔的内圆周面设有第二内花键，滑块的外圆周面上设有第二外花键，第二内花键和第二外花键对应安装形成花键联接。

10.根据权利要求1所述的大型储罐内壁焊缝打磨方法，其特征是：所述的传动筒内端的外圆周面上设有环形切除形成的内台阶轴，该内台阶轴上套装有内轴承，该内轴承内圈的内端面与内台阶轴的轴肩重合，内轴承的外圈卡紧在打磨电机端面的环形凸台与固定筒内端的安装台阶孔之间，且内轴承外圈的外圆周面与安装台阶孔的圆周面以及基板通孔上的圆周面均重合，上述的环形凸台与打磨电机的输出轴同轴心，所述的传动筒外端的外圆周面上设有环形切除形成的外台阶轴，该外台阶轴上套装有外轴承，该外轴承内圈的两端面分别与外台阶轴的轴肩和固定筒外端板的内侧面重合，外轴承的外圈卡紧在固定筒内圆周面上对应的环形卡槽内，且外轴承外圈的外圆周面与环形卡槽的圆周面重合，上述传动筒的内端面与打磨电机输出轴根部的轴肩重合，且内轴承和外轴承为角接触球轴承。

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