CN114850739A - 风力发电塔筒体焊接装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了风力发电塔筒体焊接装置，涉及焊接设备技术领域，包括加工底座、多组安装在加工底座上端用于辅助支撑风电塔筒的辅助支撑架和用于对风电塔筒进行焊接加工的焊接装置，所述焊接装置包括焊机主体和焊接头，所述加工底座上端面滑动设置有用于辅助驱动焊接头转动的导轨组件。本发明中，通过设置的焊机主体和焊接头以及与之配合使用的导轨组件，可以实现驱动焊接头绕风电塔筒做环形运动，自动对风电塔筒表面进行焊接，无需人工手持操作，同时通过设置的冷却组件，可以在焊接的过程中，对焊接位置处进行风冷降温，确保焊接质量。
Description
技术领域
本发明涉及焊接设备技术领域，尤其涉及风力发电塔筒体焊接装置。
背景技术
脉冲气保焊机是利用脉冲电流实现射滴过渡的焊接方式，无飞溅、熔深大、晶粒细密、焊缝强度高、适合于全位置焊接，从20安到500安都能实现稳定优质的焊接，焊接性能远胜于普通气保焊机，是焊机发展的主流方向；
风电塔筒是风力发电的塔杆，在风力发电机组中主要起支撑作用，同时吸收机组震动，目前大部分的风电塔筒在生产过程中往往需要使用脉冲气保焊接装置进行焊接作业。
然而目前部分用于焊接风电塔筒的脉冲气保焊接装置仍存在一些不足之处，由于风电塔筒直径较大，常规的焊接仍是通过人工手持焊接头进行手工焊接，在移动过程中非常麻烦，从而容易导致焊接处不均匀。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决上述的问题，而提出的风力发电塔筒体焊接装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
风力发电塔筒体焊接装置，包括加工底座、多组安装在加工底座上端用于辅助支撑风电塔筒的辅助支撑架和用于对风电塔筒进行焊接加工的焊接装置，所述焊接装置包括焊机主体和焊接头，所述加工底座上端面滑动设置有用于辅助驱动焊接头转动的导轨组件；
所述导轨组件包括两个半环形导轨，所述半环形导轨相互远离的侧壁均安装有驱动台，所述驱动台滑动设置在加工底座上端面，所述焊机主体固定安装在其中左侧半环形导轨外侧壁，所述半环形导轨截面呈凵字型构造，两个所述半环形导轨凹面位置处均开设有方便焊接头滑动连接的第一导向槽和第二导向槽，所述第二导向槽内壁均匀分布有多个用于辅助驱动焊接头移动的齿牙，且两个所述半环形导轨相互靠近的端口分别交错设有卡接块及卡接槽；
所述焊接头尾部固定安装有缓冲垫层，所述缓冲垫层远离焊接头的一端固定安装有导电板，所述第一导向槽内壁设有与导电板配合使用的导电轨；
所述焊接头表面还安装有用于与第二导向槽滑动连接并与齿牙啮合的驱动机构，所述驱动机构包括固定安装在焊接头表面的动力箱和固定安装在动力箱内部的步进电机，所述步进电机输出轴固定连接有蜗杆，所述蜗杆另一端转动设置在动力箱内壁，所述蜗杆啮合连接有蜗轮，所述蜗轮中心轴固定连接有转杆，所述转杆两端均贯穿出动力箱外侧并固定安装有齿轮，所述齿轮与齿牙啮合连接，两个所述半环形导轨之间还设有用于辅助焊接头进行降温冷却的冷却组件。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述导电板远离缓冲垫层的一端为弧形面设置。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述卡接块和卡接槽上还设有用于控制导电轨通电或断电的开关，所述开关具体包括安装在卡接块上的第一导电片和安装在卡接槽上的第二导电片。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述半环形导轨壳体为绝缘材质材料制成。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述冷却组件包括固定安装在左侧半环形导轨顶部的进风口和上端端口位置的导风管，所述进风口另一端与外置鼓风机连接，右侧所述半环形导轨上端端口位置开设有用于与导风管插接的插接槽，两个所述半环形导轨内部均开设有环形出风腔，其中左侧半环形导轨内的环形出风腔上端为封闭状态，下端为敞口状态，其中右侧半环形导轨内的环形出风腔上下两端均为敞口状态，所述导风管表面还设有用于与插接槽密封的密封环，所述导风管另一端连接有连接头，所述插接槽内部滑动设有用于与连接头连接的活动环，所述活动环与插接槽内壁之间还连接有第一弹簧。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述活动环靠近连接头的一侧开设有倒角。
作为上述技术方案的进一步描述：
两个所述环形出风腔靠近半环形导轨内侧壁的位置均匀开设有多个出风口。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述动力箱与焊接头表面之间还设有用于对风电塔筒焊接处进行除尘的除尘机构，所述除尘机构包括固定安装在转杆表面的偏心杆、上下对称设置在动力箱内部的两个密封筒和固定安装在焊接头表面的固定管，两个所述密封筒内部均滑动设有活塞，所述活塞与密封筒内壁之间设有复位弹簧，且两个所述密封筒远离偏心杆的侧壁还分别开设有进气孔和出气孔，所述进气孔和出气孔内部均设有单向阀，其中固定管与其中一个出气孔通过管道固定连通，固定管与另一个出气孔通过软管连接，所述固定管靠近焊接头头部的一端还连接有除尘喷气头。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述密封环与活动环之间还设有用于控制外置鼓风机工作的第二开关，所述第二开关包括固定设置在密封环侧壁的第三导电片和固定设置在活动环侧壁的第四导电片。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述活动环具体为弹性橡胶材质制成。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明中，通过设置的焊机主体和焊接头以及与之配合使用的导轨组件，可以实现驱动焊接头绕风电塔筒做环形运动，自动对风电塔筒表面进行焊接，无需人工手持操作，同时通过设置的冷却组件，可以在焊接的过程中，对焊接位置处进行风冷降温，确保焊接质量。
附图说明
图1示出了根据本发明提供的整体外观结构示意图；
图2示出了根据本发明提供的整体剖面结构示意图；
图3示出了根据本发明提供的图2中左侧半环形导轨放大结构示意图；
图4示出了根据本发明提供的图2中右侧半环形导轨放大结构示意图；
图5示出了根据本发明提供的图3中焊接头位置处放大结构示意图；
图6示出了根据本发明提供的冷却组件位置放大结构示意图；
图7示出了根据本发明提供的图6中局部A结构示意图；
图8示出了根据本发明提供的图3中焊接头位置放大结构示意图；
图9示出了根据本发明提供的图8不同层面剖面结构示意图。
图例说明：
1、加工底座；2、辅助支撑架；3、半环形导轨；4、驱动台；5、焊机主体；6、焊接头；7、冷却组件；8、除尘机构；31、第一导向槽；32、第二导向槽；33、齿牙；34、卡接块；35、卡接槽；61、动力箱；62、步进电机；63、蜗杆；64、蜗轮；65、转杆；66、缓冲垫层；67、导电板；71、进风口；72、导风管；73、密封环；74、环形出风腔；75、出风口；76、连接头；77、活动环；78、第一弹簧；81、偏心杆；82、密封筒；83、活塞；84、复位弹簧；85、固定管；86、进气孔；87、出气孔；851、除尘喷气头。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：风力发电塔筒体焊接装置，包括加工底座1、多组安装在加工底座1上端用于辅助支撑风电塔筒的辅助支撑架2和用于对风电塔筒进行焊接加工的焊接装置，焊接装置包括焊机主体5和焊接头6，加工底座1上端面滑动设置有用于辅助驱动焊接头6转动的导轨组件；
导轨组件包括两个半环形导轨3，半环形导轨3相互远离的侧壁均安装有驱动台4，驱动台4滑动设置在加工底座1上端面，焊机主体5固定安装在其中左侧半环形导轨3外侧壁，半环形导轨3截面呈凵字型构造，两个半环形导轨3凹面位置处均开设有方便焊接头6滑动连接的第一导向槽31和第二导向槽32，第二导向槽32内壁均匀分布有多个用于辅助驱动焊接头6移动的齿牙33，且两个半环形导轨3相互靠近的端口分别交错设有卡接块34及卡接槽35；
焊接头6尾部固定安装有缓冲垫层66，缓冲垫层66远离焊接头6的一端固定安装有导电板67，第一导向槽31内壁设有与导电板67配合使用的导电轨；
焊接头6表面还安装有用于与第二导向槽32滑动连接并与齿牙33啮合的驱动机构，驱动机构包括固定安装在焊接头6表面的动力箱61和固定安装在动力箱61内部的步进电机62，步进电机62输出轴固定连接有蜗杆63，蜗杆63另一端转动设置在动力箱61内壁，蜗杆63啮合连接有蜗轮64，蜗轮64中心轴固定连接有转杆65，转杆65两端均贯穿出动力箱61外侧并固定安装有齿轮，齿轮与齿牙33啮合连接，两个半环形导轨3之间还设有用于辅助焊接头6进行降温冷却的冷却组件7；在实际使用过程中，驱动台4具体为液压伸缩杆，用于驱动两个半环形导轨3相互靠近或远离。
进一步，导电板67远离缓冲垫层66的一端为弧形面设置。
进一步，卡接块34和卡接槽35上还设有用于控制导电轨通电或断电的开关，开关具体包括安装在卡接块34上的第一导电片和安装在卡接槽35上的第二导电片。
进一步，半环形导轨3壳体为绝缘材质材料制成。
进一步，冷却组件7包括固定安装在左侧半环形导轨3顶部的进风口71和上端端口位置的导风管72，进风口71另一端与外置鼓风机连接，右侧半环形导轨3上端端口位置开设有用于与导风管72插接的插接槽，两个半环形导轨3内部均开设有环形出风腔74，其中左侧半环形导轨3内的环形出风腔74上端为封闭状态，下端为敞口状态，其中右侧半环形导轨3内的环形出风腔74上下两端均为敞口状态，导风管72表面还设有用于与插接槽密封的密封环73，导风管72另一端连接有连接头76，插接槽内部滑动设有用于与连接头76连接的活动环77，活动环77与插接槽内壁之间还连接有第一弹簧78。
进一步，活动环77靠近连接头76的一侧开设有倒角。
进一步，两个环形出风腔74靠近半环形导轨3内侧壁的位置均匀开设有多个出风口75。
进一步，动力箱61与焊接头6表面之间还设有用于对风电塔筒焊接处进行除尘的除尘机构8，除尘机构8包括固定安装在转杆65表面的偏心杆81、上下对称设置在动力箱61内部的两个密封筒82和固定安装在焊接头6表面的固定管85，两个密封筒82内部均滑动设有活塞83，活塞83与密封筒82内壁之间设有复位弹簧84，且两个密封筒82远离偏心杆81的侧壁还分别开设有进气孔86和出气孔87，进气孔86和出气孔87内部均设有单向阀，其中固定管85与其中一个出气孔87通过管道固定连通，固定管85与另一个出气孔87通过软管连接，固定管85靠近焊接头6头部的一端还连接有除尘喷气头851。
进一步，密封环73与活动环77之间还设有用于控制外置鼓风机工作的第二开关，第二开关包括固定设置在密封环73侧壁的第三导电片和固定设置在活动环77侧壁的第四导电片。
进一步，活动环77具体为弹性橡胶材质制成。
工作原理：使用时，当需要对两段风电塔筒进行焊接时，首先将两段风电塔筒摆放在加工底座1上端的辅助支撑架2上，并使得两段风电塔筒连接处对接，随后通过启动两个驱动台4，驱动台4进而驱动两个半环形导轨3相互靠近，直至半环形导轨3端口的卡接块34与卡接槽35相互卡接，此时完成两个半环形导轨3的对接，并且随着卡接块34与卡接槽35卡接，第一导电片与第二导电片开始接触通电，从而使得导电板67与导电轨之间通电，随后启动步进电机62，步进电机62进而带动蜗杆63转动，蜗杆63进一步带动蜗轮64转动，蜗轮64带动与其中心轴固定连接的转杆65转动，转杆65进一步带动与其两端固定连接的齿轮转动，由于齿轮与齿牙33啮合连接，因此会驱动焊接头6沿着第一导向槽31和第二导向槽32绕半环形导轨3中心做周向运动，焊接头6在运动过程中，会不断的对两段风电塔筒连接位置处进行焊接，从而实现自动焊接的效果，无需人工手持焊接头6，提高了焊接质量和焊接效率；
并且在焊接头6移动的过程中，转杆65转动时会带动偏心杆81同步转动，偏心杆81进而推动其中一个活塞83移动，活塞83在移动过程中会挤压密封筒82内部空气，空气进一步被挤压导入固定管85内，进而从除尘喷气头851喷出，当偏心杆81脱离与活塞83的抵接后，继而偏心杆81转动并与另一个活塞83抵接，进而继续推动另一个活塞83，同样使得另一个密封筒82内部空气挤压至固定管85内，同时上一个被挤压过的密封筒82内部复位弹簧84开始推动活塞83复位，活塞83在复位过程中会通过进气孔86将外界空气抽入密封筒82内，以便于下一次挤压使用，挤压至固定管85内的空气最终均通过除尘喷气头851喷出，从而方便对风电塔筒焊接缝隙处进行吹风除尘操作，避免粉尘影响焊接效果，同时由于两个密封筒82的循环工作，能够保证除尘喷气头851始终处于吹气状态，方便除尘。
在焊接的过程中，当两个半环形导轨3对接后，此时导风管72刚好插接至插接槽内，并且连接头76穿过活动环77，直至密封环73侧壁与活动环77侧壁抵接，此时第一弹簧78被挤压，并且密封环73侧壁的第三导电片和固定设置在活动环77侧壁的第四导电片开始抵接并通电启动外置鼓风机，鼓风机开始向导风管72内鼓入冷风，冷风进一步进入到右侧半环形导轨3内部的环形出风腔74内，并随后进入左侧半环形导轨3内的环形出风腔74，最终冷风通过出风口75导出，以便对焊接位置处进行风冷冷却，加速焊接效率。
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发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.风力发电塔筒体焊接装置，包括加工底座(1)、多组安装在加工底座(1)上端用于辅助支撑风电塔筒的辅助支撑架(2)和用于对风电塔筒进行焊接加工的焊接装置，所述焊接装置包括焊机主体(5)和焊接头(6)，其特征在于，所述加工底座(1)上端面滑动设置有用于辅助驱动焊接头(6)转动的导轨组件；
所述导轨组件包括两个半环形导轨(3)，所述半环形导轨(3)相互远离的侧壁均安装有驱动台(4)，所述驱动台(4)滑动设置在加工底座(1)上端面，所述焊机主体(5)固定安装在其中左侧半环形导轨(3)外侧壁，所述半环形导轨(3)截面呈凵字型构造，两个所述半环形导轨(3)凹面位置处均开设有方便焊接头(6)滑动连接的第一导向槽(31)和第二导向槽(32)，所述第二导向槽(32)内壁均匀分布有多个用于辅助驱动焊接头(6)移动的齿牙(33)，且两个所述半环形导轨(3)相互靠近的端口分别交错设有卡接块(34)及卡接槽(35)；
所述焊接头(6)尾部固定安装有缓冲垫层(66)，所述缓冲垫层(66)远离焊接头(6)的一端固定安装有导电板(67)，所述第一导向槽(31)内壁设有与导电板(67)配合使用的导电轨；
所述焊接头(6)表面还安装有用于与第二导向槽(32)滑动连接并与齿牙(33)啮合的驱动机构，所述驱动机构包括固定安装在焊接头(6)表面的动力箱(61)和固定安装在动力箱(61)内部的步进电机(62)，所述步进电机(62)输出轴固定连接有蜗杆(63)，所述蜗杆(63)另一端转动设置在动力箱(61)内壁，所述蜗杆(63)啮合连接有蜗轮(64)，所述蜗轮(64)中心轴固定连接有转杆(65)，所述转杆(65)两端均贯穿出动力箱(61)外侧并固定安装有齿轮，所述齿轮与齿牙(33)啮合连接，两个所述半环形导轨(3)之间还设有用于辅助焊接头(6)进行降温冷却的冷却组件(7)。
2.根据权利要求1所述的风力发电塔筒体焊接装置，其特征在于，所述导电板(67)远离缓冲垫层(66)的一端为弧形面设置。
3.根据权利要求1所述的风力发电塔筒体焊接装置，其特征在于，所述卡接块(34)和卡接槽(35)上还设有用于控制导电轨通电或断电的开关，所述开关具体包括安装在卡接块(34)上的第一导电片和安装在卡接槽(35)上的第二导电片。
4.根据权利要求1-3任一项所述的风力发电塔筒体焊接装置，其特征在于，所述半环形导轨(3)壳体为绝缘材质材料制成。
5.根据权利要求1所述的风力发电塔筒体焊接装置，其特征在于，所述冷却组件(7)包括固定安装在左侧半环形导轨(3)顶部的进风口(71)和上端端口位置的导风管(72)，所述进风口(71)另一端与外置鼓风机连接，右侧所述半环形导轨(3)上端端口位置开设有用于与导风管(72)插接的插接槽，两个所述半环形导轨(3)内部均开设有环形出风腔(74)，其中左侧半环形导轨(3)内的环形出风腔(74)上端为封闭状态，下端为敞口状态，其中右侧半环形导轨(3)内的环形出风腔(74)上下两端均为敞口状态，所述导风管(72)表面还设有用于与插接槽密封的密封环(73)，所述导风管(72)另一端连接有连接头(76)，所述插接槽内部滑动设有用于与连接头(76)连接的活动环(77)，所述活动环(77)与插接槽内壁之间还连接有第一弹簧(78)。
6.根据权利要求5所述的风力发电塔筒体焊接装置，其特征在于，所述活动环(77)靠近连接头(76)的一侧开设有倒角。
7.根据权利要求5所述的风力发电塔筒体焊接装置，其特征在于，两个所述环形出风腔(74)靠近半环形导轨(3)内侧壁的位置均匀开设有多个出风口(75)。
8.根据权利要求1所述的风力发电塔筒体焊接装置，其特征在于，所述动力箱(61)与焊接头(6)表面之间还设有用于对风电塔筒焊接处进行除尘的除尘机构(8)，所述除尘机构(8)包括固定安装在转杆(65)表面的偏心杆(81)、上下对称设置在动力箱(61)内部的两个密封筒(82)和固定安装在焊接头(6)表面的固定管(85)，两个所述密封筒(82)内部均滑动设有活塞(83)，所述活塞(83)与密封筒(82)内壁之间设有复位弹簧(84)，且两个所述密封筒(82)远离偏心杆(81)的侧壁还分别开设有进气孔(86)和出气孔(87)，所述进气孔(86)和出气孔(87)内部均设有单向阀，其中固定管(85)与其中一个出气孔(87)通过管道固定连通，固定管(85)与另一个出气孔(87)通过软管连接，所述固定管(85)靠近焊接头(6)头部的一端还连接有除尘喷气头(851)。
9.根据权利要求5-7任一项所述的风力发电塔筒体焊接装置，其特征在于，所述密封环(73)与活动环(77)之间还设有用于控制外置鼓风机工作的第二开关，所述第二开关包括固定设置在密封环(73)侧壁的第三导电片和固定设置在活动环(77)侧壁的第四导电片。
10.根据权利要求9所述的风力发电塔筒体焊接装置，其特征在于，所述活动环(77)具体为弹性橡胶材质制成。
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