CN114347495B - 一种水上pe浮筒双工位热熔对接焊机 - Google Patents

Abstract

一种水上PE浮筒双工位热熔对接焊机，属于水上PE浮筒热熔对接加工技术领域。它包括机架，机架上设有一组用于放置上半浮筒的上夹具及一组用于放置下半浮筒的下夹具，上夹具与下夹具之间一一对应设置，组合形成热熔对接工位，机架上位于上夹具与下夹具之间设置有加热板。本发明通过设置的上、下夹具分别夹紧上、下半浮筒，通过上、下夹具的贴合、分离动作，带动半浮筒完成热熔对接中吸热、焊接的贴合、分离过程；本发明采用多工位焊接方式，能够有效利用热熔对接后的冷却时间，提高设备的工作效率；本发明中，上、下夹具与半浮筒皆采用过盈配合，提供一定的夹紧力，通过调节锁紧件可以调节上浮筒的夹紧程度。

Description

一种水上PE浮筒双工位热熔对接焊机

技术领域

本发明属于水上PE浮筒热熔对接加工技术领域，具体涉及一种水上PE浮筒双工位热熔对接焊机。

背景技术

聚乙烯材质的浮筒具有卓越的抗冲击性、抗老化性能，除少数强氧化剂外，可耐多种化学介质和微生物侵蚀，产品使用寿命在15年以上。因此，水上PE浮筒广泛运用于海洋网箱养殖、水上平台搭建、简易船体浮桥等。

目前传统的PE浮筒主要由滚塑工艺生产，这种生产工艺的浮筒外表面的光滑度不高，壁厚偏差较大，通常在10%左右。相比之下，注塑工艺的产品更加稳定，尺寸偏差小，外表面光滑。注塑工艺通常用于实心产品生产，因此对于浮筒而言，将浮筒分为上下两部分，分别注塑成型，再将上、下浮筒通过热熔对接工艺连接在一起。热熔对接工艺在给水、燃气管道的连接中运用广泛，成熟稳定。采用如上方式最终制成的浮筒成品，整体壁厚可控性高、偏差小，耐冲击、耐压性能更为优异，同时外表面更为光滑，不易附着藻类，适合海上长期使用。

但是，这种用这种方式生产的步骤多，尤其是热熔对接的过程，需要由技术人员操作完成，这使得生产效率大大降低，造价成本也随之提高。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种PE浮筒双工位热熔对接焊机，能够提高半浮筒热熔对接的效率，同时减少人为因素在焊接中的影响，提高浮筒的焊接质量。

本发明提供如下技术方案：一种水上PE浮筒双工位热熔对接焊机，包括机架，所述机架上设有一组用于放置上半浮筒的上夹具及一组用于放置下半浮筒的下夹具，所述上夹具与下夹具之间一一对应设置，组合形成热熔对接工位，所述机架上位于上夹具与下夹具之间设置有加热板。

优选的，所述上半浮筒与上夹具之间、下半浮筒与下夹具之间均为过盈配合。

优选的，所述上夹具的上方设有下压驱动件，上夹具与下压驱动件的输出端相连接，上夹具上设有可调节的锁紧件。

优选的，所述锁紧件包括安装板及设置在安装板上的锁紧螺栓，所述锁紧螺栓与安装板之间设有弹簧，锁紧螺栓内侧的端部设有防滑橡胶。

优选的，所述机架上设有顶缸，顶缸位于下夹具的下方。

优选的，所述加热板滑动设置在机架上，加热板连接外部电机，加热板从下到上依次包括加热板下层、加热板限位层及加热板上层，所述加热板下层、加热板限位层及加热板上层均为环形中空结构。

优选的，所述加热板下层及加热板上层上均设有一组加热板顶柱，上、下对应的顶柱之间通过弹簧相连接。

优选的，所述加热板下层及加热板上层上均设有一组限位块。

优选的，所述加热板限位层上设有一组限位件, 限位件上设有加热板回位弹簧，所述加热板回位弹簧的一端与机架相连接。

一种水上PE浮筒双工位热熔对接焊机的使用方法，包括以下步骤：

步骤1、装夹下半浮筒：将下半浮筒放置到下夹具中，下半浮筒与下夹具之间留有安装空间；

步骤2、装夹上半浮筒：将上半浮筒放置到上夹具内，调节锁紧件，使其夹紧上半浮筒，然后下压驱动件启动，下压上夹具，带动上半浮筒将下半浮筒进一步顶入下夹具内，直至下半浮筒与上半浮筒的端面完全贴合，检查端面之间的错边程度；

步骤3、加热板安装：错边程度检查符合设计要求后，下压驱动件启动，带动上夹具上行，使得下半浮筒与上半浮筒脱离，然后电机驱动加热板移动至下半浮筒的上方，保证电机驱动加热板的中心与下半浮筒的中心同心设置；

步骤4、上半浮筒及下半浮筒进行吸热：下压驱动件启动，带动上夹具下行，使得上半浮筒的下端面与电机驱动加热板之间、下半浮筒的上端面与电机驱动加热板之间相贴合，上半浮筒及下半浮筒开始吸热；

步骤5、热熔对接：吸热结束后，下压驱动件启动，带动上夹具上行，使得上半浮筒的下端面与电机驱动加热板之间、下半浮筒的上端面与电机驱动加热板之间脱离，电机启动，移出加热板，然后，下压驱动件启动，带动上夹具下行，使得吸热后的上、下半浮筒端面贴合，进行热熔对接，当翻边高度达到设定阀值时，下压驱动件停止移动，进行保压；

步骤6、对上、下半浮筒进行保压冷却，同时，按照步骤1至步骤5，在其他热熔对接工位进行热熔对接操作；

步骤7、将冷却后的浮筒取出。

通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1）本发明通过设置的上、下夹具分别夹紧上、下半浮筒，通过上、下夹具的贴合、分离动作，带动半浮筒完成热熔对接中吸热、焊接的贴合、分离过程；

3）本发明采用多工位焊接方式，能够有效利用热熔对接后的冷却时间，提高设备的工作效率；

2）本发明中，上、下夹具与半浮筒皆采用过盈配合，提供一定的夹紧力，通过调节锁紧件可以调节上浮筒的夹紧程度；

4）本发明中，加热板采用多层中空结构，可实现多工位以及上、下半浮筒端面的加热，且在保证加热板与浮筒端面充分接触的前提下，节省材料，使得升温更快；

5）本发明中，通过设置的顶柱，上、下层的顶柱之间通过弹簧连接，能够在浮筒端面与加热板分离的过程中提供的支撑力；

6）本发明中，通过设置的加热板回位弹簧，能够实现加热板中层板之间的自动复位；

7）本发明中，通过设置的顶缸，能够对成品进行快速顶出操作，方便取出成品。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的主视结构示意图；

图3为本发明的加热板结构示意图；

图4为本发明中，上半浮筒、下半浮筒装夹状态下的结构示意图；

图5为本发明中，上半浮筒、下半浮筒焊接状态下的结构示意图。

图中：1、下压驱动件；2、机架；3、上支撑杆；4、上夹具；5、锁紧件；6、下夹具；7、加热板；8、顶柱；9、下支撑杆；10、加热板回位弹簧；11、下半浮筒；12、上半浮筒；13、导轨；14、顶缸；15、滑块；16、限位块；17、加热板下层；18、加热板限位层；19、加热板上层。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合说明书附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

请参阅图1-5，一种水上PE浮筒双工位热熔对接焊机，包括机架2、两个上夹具4和下夹具6、两个顶缸14及加热板7，上夹具4与下夹具6分别用于放置上半浮筒12及下半浮筒11，且夹具与对应的半浮筒之间过盈配合。

具体的，上夹具4、下夹具6分别通过上支撑杆3、下支撑杆9设置在机架2的上部和下部，上夹具4与下夹具6对应设置，组合形成两个热熔对接工位。机架2中部设有滑板，滑板上设置导轨13，加热板7上设置有对应的滑块15，加热板7通过导轨13与滑块15之间的配合结构滑动设置在机架2的滑板上，且加热板7通过电机驱动。

具体的，上夹具4与下压驱动件1相连接，本实施例中，下压驱动件1采用液压缸，也可以采用气缸、油缸等其他驱动装置，液压缸采用单缸或者双缸的方式，为了使浮筒平面受力更加均匀，采用多组支撑杆以及加厚钢板的方式，使得液压缸传递的压力更加均匀；上夹具4上设有可调节的锁紧件5，用以调节上夹具4的夹紧程度，该锁紧件5包括安装在上夹具4两侧的安装板及锁紧螺栓，锁紧螺栓穿过安装板并与安装板螺纹连接，锁紧螺栓与安装板之间设有弹簧，其端部设有防滑橡胶。

具体的，顶缸14设置在下夹具6的下方，用以顶出成品。

具体的，加热板7从下到上依次包括加热板下层17、加热板限位层18及加热板上层19，加热板下层17、加热板限位层18及加热板上层19均为环形中空结构，在保证加热板7与浮筒端面充分接触的前提下，节省材料，使得升温更快。

其中，加热板下层17及加热板上层19上均设有一组加热板顶柱8，上、下对应的顶柱8之间通过弹簧相连接，在受压后顶柱8收缩，泄压后顶柱8弹出，为浮筒端面与加热板7分离提供一定的支撑力。

加热板下层17及加热板上层19端面四周的中部均设有一个限位块16，在上、下半浮筒吸热时，由于受到一定的压力，材料吸热熔融后硬度降低，容易从四个边的中部向外发生形变，限位块16能防止半这一形变的发生。

加热板限位层18上设有一组限位件, 限位件上设有加热板回位弹簧10，加热板回位弹簧10一端与机架2相连接，能够实现加热板中层板之间的自动复位。

一种水上PE浮筒双工位热熔对接焊机的使用方法，包括以下步骤：

步骤1、装夹下半浮筒11：焊接前，首先确认下半浮筒11与下夹具6的形状是否正确对应，再将下半浮筒11放置在下夹具6内，由于下夹具6与下半浮筒11之间为过盈配合，因此下半浮筒11与下夹具6留有安装空间，下半浮筒11不能完全放入下夹具6内；

步骤2、装夹上半浮筒12：将上半浮筒12置于上夹具4上，初步检查是否有严重错边，检查合格后，将上半浮筒12放置到上夹具4内，旋转锁紧件5中的锁紧螺栓，使其夹紧上半浮筒12，然后上夹具4上的液压缸启动，下压上夹具4，带动上半浮筒12，将下半浮筒11进一步顶入下夹具6内，直至下半浮筒11与上半浮筒12的端面完全贴合，检查端面的错边程度，错边程度不宜大于1.5mm；

步骤3、加热板7安装：错边程度检查符合设计要求后，液压缸启动带动上夹具4上行，使得下半浮筒11与上半浮筒12脱离，然后电机驱动加热板7滑动至下半浮筒11的上方，保证电机驱动加热板7的中心与下半浮筒11的中心同心设置；

步骤4、上半浮筒12及下半浮筒11进行吸热：下压驱动件1启动，带动上夹具4下行，使得上半浮筒12的下端面与电机驱动加热板7之间、下半浮筒11的上端面与电机驱动加热板7之间相贴合，上半浮筒12及下半浮筒11开始吸热；

步骤5、热熔对接：吸热结束后，下压驱动件1启动，带动上夹具4上行，使得上半浮筒12的下端面与电机驱动加热板7之间、下半浮筒11的上端面与电机驱动加热板7之间脱离，电机启动，移出加热板7，然后，下压驱动件1启动，带动上夹具4下行，使得吸热后的上、下半浮筒端面贴合，进行热熔对接，当翻边高度达到15mm时，下压驱动件1停止移动，进行保压；

步骤6、对上、下半浮筒进行保压冷却，冷却时间一般大于6分钟；同时，按照步骤1-步骤5，在另一个热熔对接工位进行热熔对接操作；

步骤7、达到冷却时间后，将液压缸带动上夹具4上行，由于下夹具6与下半浮筒之间的过盈配合紧密度高于上夹具4与上半浮筒12之间的过盈配合紧密度，因此焊接完成的浮筒留于下夹具内；此时，将顶缸14伤心，从下夹具6内顶出成品浮筒，完成焊接。

步骤4至步骤6中，通过编程好的电气控制系统自动运行，根据工艺在计时器上设定好的吸热时间、加热时间以及冷却保压时间，通过自动控制上夹具4移动、加热板7移动、顶柱8移动完成自动焊接。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种水上PE浮筒双工位热熔对接焊机，其特征在于：包括机架（2），所述机架（2）上设有一组用于放置上半浮筒（12）的上夹具（4）及一组用于放置下半浮筒（11）的下夹具（6），所述上夹具（4）与下夹具（6）之间一一对应设置，组合形成热熔对接工位，所述机架（2）上位于上夹具（4）与下夹具（6）之间设置有加热板（7）；

所述上半浮筒（12）与上夹具（4）之间、下半浮筒（11）与下夹具（6）之间均为过盈配合；

所述加热板（7）滑动设置在机架（2）上，加热板（7）连接外部电机，加热板（7）从下到上依次包括加热板下层（17）、加热板限位层（18）及加热板上层（19），所述加热板下层（17）、加热板限位层（18）及加热板上层（19）均为环形中空结构；所述加热板下层（17）及加热板上层（19）上均设有一组加热板顶柱（8），上、下对应的顶柱（8）之间通过弹簧相连接；

所述加热板限位层（18）上设有一组限位件, 限位件上设有加热板回位弹簧（10），所述加热板回位弹簧（10）的一端与机架（2）相连接。

2.根据权利要求1所述的一种水上PE浮筒双工位热熔对接焊机，其特征在于所述上夹具（4）的上方设有下压驱动件（1），上夹具（4）与下压驱动件（1）的输出端相连接，上夹具（4）上设有可调节的锁紧件（5）。

3.根据权利要求2所述的一种水上PE浮筒双工位热熔对接焊机，其特征在于所述锁紧件（5）包括安装板及设置在安装板上的锁紧螺栓，所述锁紧螺栓与安装板之间设有弹簧，锁紧螺栓内侧的端部设有防滑橡胶。

4.根据权利要求2所述的一种水上PE浮筒双工位热熔对接焊机，其特征在于所述机架（2）上设有顶缸，顶缸位于下夹具（6）的下方。

5.根据权利要求1所述的一种水上PE浮筒双工位热熔对接焊机，其特征在于所述加热板下层（17）及加热板上层（19）上均设有一组限位块（16）。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种水上PE浮筒双工位热熔对接焊机的使用方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、装夹下半浮筒（11）：将下半浮筒（11）放置到下夹具（6）中，下半浮筒（11）与下夹具（6）之间留有安装空间；

步骤2、装夹上半浮筒（12）：将上半浮筒（12）放置到上夹具（4）内，调节锁紧件（5），使其夹紧上半浮筒（12），然后下压驱动件（1）启动，下压上夹具（4），带动上半浮筒（12）将下半浮筒（11）进一步顶入下夹具（6）内，直至下半浮筒（11）与上半浮筒（12）的端面完全贴合，检查端面之间的错边程度；

步骤3、加热板（7）安装：错边程度检查符合设计要求后，下压驱动件（1）启动，带动上夹具（4）上行，使得下半浮筒（11）与上半浮筒（12）脱离，然后电机驱动加热板（7）移动至下半浮筒（11）的上方，保证电机驱动加热板（7）的中心与下半浮筒（11）的中心同心设置；

步骤4、上半浮筒（12）及下半浮筒（11）进行吸热：下压驱动件（1）启动，带动上夹具（4）下行，使得上半浮筒（12）的下端面与电机驱动加热板（7）之间、下半浮筒（11）的上端面与电机驱动加热板（7）之间相贴合，上半浮筒（12）及下半浮筒（11）开始吸热；

步骤5、热熔对接：吸热结束后，下压驱动件（1）启动，带动上夹具（4）上行，使得上半浮筒（12）的下端面与电机驱动加热板（7）之间、下半浮筒（11）的上端面与电机驱动加热板（7）之间脱离，电机启动，移出加热板（7），然后，下压驱动件（1）启动，带动上夹具（4）下行，使得吸热后的上、下半浮筒端面贴合，进行热熔对接，当翻边高度达到设定阀值时，下压驱动件（1）停止移动，进行保压；

步骤6、对上、下半浮筒进行保压冷却，同时，按照步骤1至步骤5，在其他热熔对接工位进行热熔对接操作；

步骤7、将冷却后的浮筒取出。