CN114799721A - 一种压力容器的法兰槽面修复设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压力容器的法兰槽面修复设备，包括圆形机架，圆形机架上方设置底板；所述底板下方设置圆周运动装置，底板上方沿圆形机架径向设置第二定导轨；所述第二定导轨上滑动连接第二动导轨；所述第二动导轨位于圆形机架外侧的一端设有调整定位装置，第二动导轨位于圆形机架内侧的一端设有轴向运动装置，轴向运动装置上安装切削装置。本发明能够实现铣刀的轴向上下运动、径向运动和圆周运动，以实现切去零件受损部分，达到维修效果，在保证法兰槽面修复精度的前提下提高修复效率。

Description

一种压力容器的法兰槽面修复设备

技术领域

本发明涉及密封槽修复领域，具体涉及一种压力容器的法兰槽面修复设备。

背景技术

法兰，又称法兰凸缘盘或突缘，广泛应用在日常使用的设备中。根据密封线形式，主要分为平面、凹凸面、榫槽面及复杂型面，其中榫槽密封面由两个相互配对的榫面与槽面组成，垫片置于槽内对中性好，密封可靠性高，其良好的性能广泛的运用在压力容器上；复杂型面密封槽(如环形、U形、S形等)也会在一些特种或定制的压力容器上使用。压力容器的工作介质通常多为易燃、易爆，且工作压力与温度相对较高。榫槽面及复杂型面的法兰对密封面的加工精度和密封面的配合精度均要求较高，否则不能实现良好的密封特性，因此压力容器的法兰端面多为榫槽面及复杂型面。而压力容器的工作环境多为高温、高压、高腐蚀的地方，这使得压力容器的法兰端面容易受到损坏，从而造成压力容器密封性能大大降低，进而可能使生产人员的安全受到威胁。

目前，对于复杂型面密封槽修复设备及方法主要有：(1)人工修复：通过成形铣刀来加工密封槽。现在普遍用的是车削工艺加工密封槽，由于刀具干涉，车削工艺不能加工复杂型面密封槽，而且该方法不仅修复时间慢、效率低，而且维修成本高、精度相对较低。(2)机床操作：在数控落地铣镗床上通过加装数控平旋盘进行对复杂型面密封槽加工。该方法由于压力容器体积大，拆卸、安装定位困难，而且拆装后需要运输到专门的机床加工公司，期间运输时间长、工时长，也会时工厂处于停产维修的尴尬境地，造成了经济损失。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种能够使法兰复杂型面铣削平整，保证压力容器法兰槽面的粗糙精度的法兰槽面修复设备。

技术方案：本发明的压力容器的法兰槽面修复设备包括圆形机架，圆形机架上方设置底板；底板下方设置圆周运动装置，底板上方沿圆形机架径向设置第二定导轨；所述第二定导轨上滑动连接第二动导轨；所述第二动导轨位于圆形机架外侧的一端设有调整定位装置，第二动导轨位于圆形机架内侧的一端设有轴向运动装置，轴向运动装置上安装切削装置；能够实现切削装置的轴向、径向和圆周运动，使机床能够实现直线插补和圆弧插补的功能。

所述轴向运动装置通过连接块安装在第二动导轨端部；所述连接块上方设置Z轴步进电机，连接块下方设置滚珠丝杠，滚珠丝杠与Z轴步进电机的输出轴连接；所述滚珠丝杠上设有切削装置；当所述Z轴步进电机转动时，滚珠丝杠带动切削装置上下运动，从而实现切削装置的轴向运动，可对压力容器法兰端面的深凹槽的进行修复。

所述切削装置包括主轴电机架，主轴电机架安装在滚珠丝杠的螺母副上；所述连接块的内侧壁设置一对第一定导轨，第一定导轨上设置与其配合的第一动导轨，第一动导轨与主轴电机架连接；当Z轴步进电机转动时，滚珠丝杠转动，从而带动主轴电机架沿着导轨上下移动。

所述主轴电机架上方设置主轴步进电机，主轴电机架下方设置装有铣刀的刀柄，刀柄通过第一凸缘联轴器与主轴步进电机的输出轴连接，主轴步进电机转动时，带动铣刀进行铣削动作，以切去零件受损部分，达到维修效果。

所述调整定位装置包括径向步进电机，径向步进电机通过滑块联轴器连接齿轮轴，齿轮轴上通过键安装第一齿轮，且齿轮轴通过第二轴承座固定在第二动导轨上；所述第二定导轨上设置第一齿条，第一齿轮与第一齿条啮合；当径向步进电机工作时，齿轮轴转动，带动第一齿轮与第一齿条啮合传动，从而使第二动导轨做径向运动，进而带动其端部的切削装置做径向运动。

所述圆周运动装置包括安装在底板下方的多个第二齿轮，其中一个第二齿轮的轴上安装异步电机；所述圆形机架的外圈设置一圈第二齿条，多个所述第二齿轮与第二齿条啮合；当异步电机启动时，第二齿轮与第二齿条啮合传动，可以实现底板在圆形机架上的圆周运动，进而带动切削装置做圆周运动。

所述圆形机架的内圈设置环形导轨，底板下方安装多个滚轮，滚轮沿环形导轨转动；滚轮带动底板在圆形机架上做圆周运动。

所述环形导轨上设置带有碳刷的铜环，底板安装在碳刷上方；所述铜环连接电气控制装置；电气控制装置能够控制本设备实现三轴联动。

所述电气控制装置包括电气控制柜和手持控制盒，电气控制柜与手持控制盒相连接，手持操作盒通过电气控制柜实现设备的一系列加工运动。

所述圆形机架下方沿径向均匀布置多个支脚，支脚通过支腿与圆形机架相连；通过支脚与压力容器法兰完成固定，能够修复较大直径的法兰端面。

有益效果：本发明的技术方案与现有技术相比，其有益效果在于：(1)铣刀可实现轴向上下运动、径向运动和圆周运动，以实现切去零件受损部分，达到维修效果；(2)分别由不同的电机控制其运动，可联动和单独运动，能够保证法兰端面的粗糙精度，减少修复时间；(3)能够铣削的深度大，解决了压力容器法兰端面深凹槽的修复问题；(4)能够修复较大直径的法兰端面，解决了大型压力容器法兰端面不能机械修复的问题。

附图说明

图1为本发明的总装配图；

图2为本发明中轴向运动装置与切削装置装配图；

图3为本发明中调整定位装置原理图；

图4为本发明中圆周运动装置原理图；

图5为将本发明的修复设备安装于压力容器时的状态图；

图6为本发明的铣刀在加工不同形状的槽面时的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和说明书附图对本发明的技术方案进行详细介绍。

如图1、图5和图6所示，整个设备主要包括用于铣削槽面的切削装置、调整定位装置、轴向运动装置、圆周运动装置以及电气控制装置这五个部分。具体而言，本发明的法兰槽面修复设备包括圆形机架27，圆形机架27上方设置底板25。底板25下方设置圆周运动装置，底板25上方沿圆形机架27径向设置第二定导轨14，第二定导轨14上滑动连接第二动导轨13，第二动导轨13一端安装调整定位装置，第二动导轨13另一端安装轴向运动装置，调整定位装置位于圆形机架27外侧，轴向运动装置位于圆形机架27内侧。切削装置安装在轴向运动装置上。圆形机架27下方沿径向均匀布置多个支脚28，支脚28通过支腿28与圆形机架27相连，可以适应较大直径的法兰端面。电气控制装置包括电气控制柜33和手持控制盒34，电气控制柜33通过导线与手持控制盒34相连接，其中电气控制柜33中为PLC和运动控制卡组成的控制系统，经过电气控制，本设备可实现三轴联动，即绕着外圈齿轮的圆周转动、外圈导轨的径向运动和主轴的轴向运动，使机床能够实现直线插补和圆弧插补的功能。图6(a)至图6(d)分别为加工矩形槽面、环形槽面、U型槽面、S型槽面时的示意图。

如图1和图2所示，轴向运动装置通过连接块10安装在第二动导轨13端部；连接块10上方设置Z轴步进电机9，连接块10下方设置滚珠丝杠6，滚珠丝杠6通过第一轴承座7和第二凸缘联轴器8与Z轴步进电机9的输出轴连接，第一轴承座7和第二凸缘联轴器8安装在连接块10下方。滚珠丝杠6上安装切削装置，当Z轴步进电机9转动时，滚珠丝杠6带动切削装置上下运动；具体而言，切削装置包括主轴电机架4，主轴电机架4安装在滚珠丝杠6的螺母副上；连接块10的两侧的内侧壁设置一对第一定导轨11，第一定导轨11上设置与其配合的第一动导轨12，第一动导轨12沿第一定导轨11滑动，第一动导轨12与主轴电机架4连接。当Z轴步进电机9转动时，滚珠丝杠6的螺母副转动在丝杠上做上下运动，从而带动主轴电机架4沿导轨上下移动。通过步进电机9的正转和反转，滚珠丝杠6正反转转动使主轴电机机架4上下运动，也就使得刀具能够切削的深度得到控制。主轴电机架4上方设置主轴步进电机5，主轴电机架4下方设置装有铣刀1的刀柄2，刀柄2通过第一凸缘联轴器3与主轴步进电机5的输出轴连接。当主轴步进电机5工作时，带动刀柄2转动，从而铣刀1与刀柄2同步转动，实现铣刀1的切削运动，以切去零件受损部分，达到维修效果。

如图3所示，调整定位装置包括径向步进电机20，径向步进电机20通过滑块联轴器19连接齿轮轴18，齿轮轴18上通过键安装第一齿轮16，且齿轮轴18通过第二轴承座17固定在第二动导轨13上；第二定导轨14上固定第一齿条15，第一齿轮16与第一齿条15啮合。当径向步进电机20工作时，通过滑块联轴器19将转矩传递给齿轮轴18，进而带动第一齿轮16与第一齿条15啮合传动，从而使第二动导轨13做径向运动。

如图4所示，圆周运动装置包括多个滚轮21和第二齿轮22，滚轮21和第二齿轮22均安装在底板25下方，且滚轮21位于圆形机架27内侧，第二齿轮22位于圆形机架27外侧；本实施例中，滚轮21和第二齿轮22的数量均为两个；滚轮21的轴部和第二齿轮22的轴部通过第三轴承座26和销固定在底板25上。在其中一个第二齿轮22的轴上安装异步电机30，当异步电机30工作时，带动第二齿轮22转动。圆形机架27的外圈设置一圈第二齿条32，多个第二齿轮22与第二齿条32啮合；当异步电机30启动时，第二齿轮22与第二齿条32啮合传动，由于第二齿条32是固定在圆形机架27上不动的，因此当第二齿轮22与第二齿条32啮合传动时，第二齿轮22带动底板25在圆形机架27上做圆周运动。圆形机架27的内圈设置环形导轨31，滚轮21与环形导轨31贴合，当第二齿轮22与第二齿条32啮合传动时，滚轮21能够在环形导轨31上转动，此时可以实现底板25在圆形机架27上的圆周运动。环形导轨31上设置铜环23，铜环23上设有碳刷24，底板25安装在碳刷24上方；铜环23一端与电源通过导线连接，铜环23另一端通过导线连接电气控制装置。

Claims (10)

1.一种压力容器的法兰槽面修复设备，其特征在于：包括圆形机架(27)，圆形机架(27)上方设置底板(25)；所述底板(25)下方设置圆周运动装置，底板(25)上方沿圆形机架(27)径向设置第二定导轨(14)；所述第二定导轨(14)上滑动连接第二动导轨(13)；所述第二动导轨(13)位于圆形机架(27)外侧的一端设有调整定位装置，第二动导轨(13)位于圆形机架(27)内侧的一端设有轴向运动装置，轴向运动装置上安装切削装置。

2.根据权利要求1所述的压力容器的法兰槽面修复设备，其特征在于：所述轴向运动装置通过连接块(10)安装在第二动导轨(13)端部；所述连接块(10)上方设置Z轴步进电机(9)，连接块(10)下方设置滚珠丝杠(6)，滚珠丝杠(6)与Z轴步进电机(9)的输出轴连接；所述滚珠丝杠(6)上设有切削装置；当所述Z轴步进电机(9)转动时，滚珠丝杠(6)带动切削装置上下运动。

3.根据权利要求2所述的压力容器的法兰槽面修复设备，其特征在于：所述切削装置包括主轴电机架(4)，主轴电机架(4)安装在滚珠丝杠(6)的螺母副上；所述连接块(10)的内侧壁设置一对第一定导轨(11)，第一定导轨(11)上设置与其配合的第一动导轨(12)，第一动导轨(12)与主轴电机架(4)连接。

4.根据权利要求3所述的压力容器的法兰槽面修复设备，其特征在于：所述主轴电机架(4)上方设置主轴步进电机(5)，主轴电机架(4)下方设置装有铣刀(1)的刀柄(2)，刀柄(2)通过第一凸缘联轴器(3)与主轴步进电机(5)的输出轴连接。

5.根据权利要求1所述的压力容器的法兰槽面修复设备，其特征在于：所述调整定位装置包括径向步进电机(20)，径向步进电机(20)通过滑块联轴器(19)连接齿轮轴(18)，齿轮轴(18)上通过键安装第一齿轮(16)，且齿轮轴(18)通过第二轴承座(17)固定在第二动导轨(13)上；所述第二定导轨(14)上设置第一齿条(15)，第一齿轮(16)与第一齿条(15)啮合。

6.根据权利要求1所述的压力容器的法兰槽面修复设备，其特征在于：所述圆周运动装置包括安装在底板(25)下方的多个第二齿轮(22)，其中一个第二齿轮(22)的轴上安装异步电机(30)；所述圆形机架(27)的外圈设置一圈第二齿条(32)，多个所述第二齿轮(22)与第二齿条(32)啮合。

7.根据权利要求1所述的压力容器的法兰槽面修复设备，其特征在于：所述圆形机架(27)的内圈设置环形导轨(31)，底板(25)下方安装多个滚轮(21)，滚轮(21)沿环形导轨(31)转动。

8.根据权利要求7所述的压力容器的法兰槽面修复设备，其特征在于：所述环形导轨(31)上设置带有碳刷(24)的铜环(23)，底板(25)安装在碳刷(24)上方；所述铜环(23)连接电气控制装置。

9.根据权利要求8所述的压力容器的法兰槽面修复设备，其特征在于：所述电气控制装置包括电气控制柜(33)和手持控制盒(34)，电气控制柜(33)与手持控制盒(34)相连接。

10.根据权利要求1至9任一项所述的压力容器的法兰槽面修复设备，其特征在于：所述圆形机架(27)下方沿径向均匀布置多个支脚(28)，支脚(28)通过支腿(28)与圆形机架(27)相连。

Images