CN114952133A - 空冷器管板组合焊接系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空冷器管板组合焊接系统，包括底座、位于底座上方的横梁，所述横梁设置位置活动的加工机座，所述加工机座的下端设置中心轴线同轴的卡爪和焊接环，所述焊接环的下端设置焊枪，所述焊接环的上端设置驱动齿圈，加工机座上设置分别与驱动齿圈啮合的正驱动齿轮和反驱动齿轮，本发明中的空冷器管板组合焊接系统可用于空冷器加工中的管板组合焊接，本焊接系统在管板组合焊接时保持焊条与熔池之间较佳的角度，且焊条可形成斜拉齿的移动轨迹，使熔池焊液均匀饱满，保证管板之间焊缝的高质量，且焊接效率高，同时可及时吸收焊接烟气，减少车间烟尘污染。

Description

空冷器管板组合焊接系统

技术领域

本发明涉及空冷器加工技术领域，尤其涉及一种空冷器管板组合焊接系统。

背景技术

空冷机是以环境空气作为冷却介质，横掠翅片管外，使管内高温工艺流体得到冷却或冷凝的设备，空冷机主要用于化工、制药行业、机械、电子、水电等行业工艺性冷却加工原料和场所的冷却需要。空冷机内部设置许多冷却管束，存在大量管板焊接结构，由于冷却管束内部具有需要通过待冷却的化工类的液体和气，泄露将造成严重后果，且冷却管束的温度环境变化大，对空冷机管板焊缝质量需要较高。现有技术中，管板焊接多通过人工进行焊接，焊接效率低，焊接质量不稳定；大型工厂也有机器人进行管板焊接，但是在管板焊接时，其焊条的走线多为沿着焊接线的平滑圆形，焊条进行平滑圆形的走线会导致管板之间熔池内部焊液不饱满，焊缝质量不佳。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中空冷机管板焊接存在问题，而提出的一种空冷器管板组合焊接系统，提高空冷器管板焊接的质量和效率。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

空冷器管板组合焊接系统，包括底座、位于底座上方的横梁和位于底座一侧用于连接底座和横梁的竖直支撑杆。所述横梁设置位置活动的加工机座，所述加工机座上设置用于管板焊接的焊枪。

具体的，所述横梁上设置水平调节块，所述水平调节块可通过丝杠进行水平方向的移动，所述水平调节块底部固定设置加工机座，所述加工机座上设置随动机座，所述加工机座与随动机座之间设置弹性支撑杆，弹性支撑杆的底部固定连接加工机座，所述弹性支撑杆的上端固定连接随动转环，所述随动转环与随动机座的底部旋转连接。

进一步的，随动机座加工机座的下端设置中心轴线同轴的卡爪和焊接环，卡爪位于焊接环的内部，所述焊接环与加工机座之间设置竖直调节杆，所述竖直调节杆与水平调节块相配合，可实现焊接环位置的调整。所述焊接环的下端设置焊枪，所述焊枪与焊接环之间设置水平驱动件和竖直驱动件，用于焊枪位置的微调。

本发明中，焊枪在上焊条任一竖直平面与焊接环的轴线之间的角度为45°，该角度下焊枪的焊液可均匀留在管板之间的焊接线处。

进一步的，所述焊接环的上端设置驱动齿圈，加工机座上设置分别与驱动齿圈啮合的正驱动齿轮和反驱动齿轮，正驱动齿轮和反驱动齿轮用于从不同的方向驱动驱动齿圈，从而形成焊接环的往复旋转运动。优选的，正驱动齿轮位于反驱动齿轮的上方。

具体的，所述反驱动齿轮的内圈固定套接于反驱套筒，反驱套筒旋转连接于加工机座。

上述正驱动齿轮所述正驱动齿轮内部设置内齿圈和中间齿轮，所内齿圈固定套接于正驱动齿轮的内缘，所述中间齿轮位于内齿圈与正驱套筒之间并与内齿圈内缘的齿部以及正驱套筒外缘的齿部分别啮合。其中中间齿轮与正驱套筒与加工机座旋转连接。此结构可形成正驱动齿轮与反驱动齿轮在同一方向旋转驱动力的作用下与不同方向旋转，且可通过设置内齿圈内缘的齿部、正驱套筒外缘的齿部和中间齿轮的半径，进而得到正驱动齿轮与反驱动齿轮不同的转动速度，使正驱动齿轮与反驱动齿轮在驱动驱动齿圈时，驱动齿圈发生不同的线位移。

进一步的，所述正驱套筒和反驱套筒同轴设置，所述正驱套筒和反驱套筒之间设置用于结合正驱套筒或者反驱套筒的结合套筒，所述结合套筒连接驱动结合套筒移动的驱动件。进一步的，所述横梁中水平调节块的下端设置螺纹杆和定位卡块，所述随动机座的上端设置与螺纹杆相匹配的螺纹套。当驱动齿圈旋转时，加工机座可跟随驱动齿圈旋转，随动机座可沿着螺纹杆进行上下移动，进而带动焊接环上下移动。具体的，当驱动齿圈正向转动，焊接环往上移动；当驱动齿圈反向转动，焊接环往下移动，由于正驱动齿轮与反驱动齿轮具有不同的转动速度，所以焊枪中焊条形成斜拉齿的移动轨迹，使熔池焊液均匀饱满，保证焊缝的高质量。

进一步的，所述定位卡块位于螺纹套的顶部与水平调节块之间，定位卡块与水平调节块之间通过轴线水平设置的伸缩杆活动连接，定位卡块的位置可以在水平方向移动。当随动机座在焊接之前进行位移，定位卡块卡于螺纹套的顶部与水平调节块之间，限制螺纹套的旋转；当随动机座在焊接时进行位移，定位卡块离开螺纹套的顶部与水平调节块之间，螺纹套可进行旋转。

进一步的，所述驱动齿圈的上端设置连接板，所述连接板的上端设置启动环，启动环的上方设置上感应件，所述启动环的下方设置下感应件。启动环与连接板之间设置在竖直方向进行位置条件的伸缩杆，当竖直调节杆进行工作时，以保持启动环与所述上感应件和下感应件之间的位置关系。所述上感应件和下感应件连接用于驱动结合套筒与正驱套筒或者反驱套筒结合的驱动件的开关。

优选的，所述结合套筒与驱动电机的驱动轴通过花键轴滑动连接，所述正驱套筒位于结合套筒的上方，所述反驱套筒位于结合套筒的下方。所述结合套筒的上方设置上油缸，结合套筒的下方设置下油缸，所述上油缸和下油缸的工作杆端分别连接结合套筒，所述上油缸和下油缸内部活塞远离工作杆的一侧充满油液，所述上油缸和下油缸内部活塞远离工作杆的一侧通过油管连接，所述油管上设置油泵。油泵为齿轮泵，油泵内部的内部泵油齿轮的旋转方向开关分别连接上感应件和下感应件。

启动环可跟随驱动齿圈移动。当结合套筒与正驱套筒结合，驱动齿圈正转并上移，当启动环上移碰触到上感应件，油泵将下油缸中的油液送入上油缸中，结合套筒离开正驱套筒往下移动并与反驱套筒结合，驱动齿圈反转并下移，当启动环下移碰触到下感应件，油泵将上油缸中的油液送入下油缸中，结合套筒离开反驱套筒往下移动并与正驱套筒结合，如此往复工作，可形成结合套筒与正驱套筒或者反驱套筒的间歇结合。

优选的，所述驱动轴从正驱套筒和反驱套筒内孔中穿过，所述驱动轴的外径小于正驱套筒和反驱套筒的内径，使得加工机座的结构更为紧凑。

进一步的，所述焊枪外部设置吸烟筒，所述底座上设置烟环槽，烟环槽的上方设置密封旋转板，所述吸烟筒通过连接管与烟环槽连通。连接管的一端固定连接密封旋转板，连接管的另一端固定连接吸烟筒。烟环槽用于与负压管连接，产生负压，密封旋转板与底座旋转密封连接，当焊枪进行焊接并旋转移动时，吸烟筒跟随焊枪同步移动，进行烟气的及时吸收，同时密封旋转板通过连接管跟随吸烟筒转动，避免连接管打结。

本发明的有益效果是：

1、本空冷器管板组合焊接系统可用于空冷器加工中的管板组合焊接，本焊接系统在管板组合焊接时保持焊条与熔池之间较佳的角度，且焊条可形成斜拉齿的移动轨迹，使熔池焊液均匀饱满，保证管板之间焊缝的高质量。整个空冷器管板组合焊接系统在管板定位后，可驱动焊条实现自动焊接，焊接效率高，焊缝质量好，实用性和应用性强。

2、本空冷器管板组合焊接系统在焊枪外部设置吸烟筒，吸烟筒跟随焊枪同步移动，可对烟气进行及时吸收，减少车间烟尘污染。

附图说明

图1为本空冷器管板组合焊接系统的结构示意图；

图2为本空冷器管板组合焊接系统正驱动齿轮的结构示意图；

图3为本空冷器管板组合焊接系统反驱动齿轮的结构示意图；

图4为本空冷器管板组合焊接系统A处放大的结构示意图；

图5为本空冷器管板组合焊接系统螺纹套处的结构示意图；

图6为本空冷器管板组合焊接系统油泵处的连接示意图。

图中：1、底座；2、横梁；3、竖直支撑杆；4、加工机座；5、卡爪；6、焊接环；7、正驱动齿轮；8、反驱动齿轮；9、焊枪；10、竖直调节杆；11、驱动齿圈；12、正驱套筒；13、反驱套筒；14、驱动轴；15、连接板；16、结合套筒；17、上感应件；18、下感应件；19、启动环；20、上油缸；21、下油缸；22、油泵；23、水平调节块；24、定位卡块；41、随动机座；42、螺纹套；43、弹性支撑杆；44、随动转环；71、内齿圈；72、中间齿轮；91、水平驱动件；92、竖直驱动件；93、吸烟筒；101、连接管；102、密封旋转板；103、烟环槽；231、螺纹杆。

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。

参照图1，空冷器管板组合焊接系统，包括底座1、位于底座1上方的横梁2和位于底座1一侧用于连接底座1和横梁2的竖直支撑杆3。所述横梁2设置位置活动的加工机座4，所述加工机座4上设置用于管板焊接的焊枪9。

具体的，所述横梁2上设置水平调节块23，所述水平调节块23可通过丝杠进行水平方向的移动，所述水平调节块23底部固定设置加工机座4，所述加工机座4上设置随动机座41，所述加工机座4与随动机座41之间设置弹性支撑杆43，弹性支撑杆43的底部固定连接加工机座4，所述弹性支撑杆43的上端固定连接随动转环44，所述随动转环44与随动机座41的底部旋转连接。

进一步的，随动机座41的下端设置中心轴线同轴的卡爪5和焊接环6，卡爪5位于焊接环6的内部，所述焊接环6与加工机座4之间设置竖直调节杆10，所述竖直调节杆10与水平调节块23相配合，可实现焊接环6位置的调整。所述焊接环6的下端设置焊枪9，所述焊枪9与焊接环6之间设置水平驱动件91和竖直驱动件92，用于焊枪9位置的微调。

本实施例中，焊枪9在上焊条任一竖直平面与焊接环6的轴线之间的角度为45°，该角度下焊枪的焊液可均匀留在管板之间的焊接线处。

进一步的，参考图4，所述焊接环6的上端设置驱动齿圈11，加工机座4上设置分别与驱动齿圈11啮合的正驱动齿轮7和反驱动齿轮8，正驱动齿轮7和反驱动齿轮8用于从不同的方向驱动驱动齿圈11，从而形成焊接环6的往复旋转运动。本实施例中，正驱动齿轮7位于反驱动齿轮8的上方。

参考图3，所述反驱动齿轮8的内圈固定套接于反驱套筒13，反驱套筒13旋转连接于加工机座4。

参考图2，上述正驱动齿轮7所述正驱动齿轮7内部设置内齿圈71和中间齿轮72，所内齿圈71固定套接于正驱动齿轮7的内缘，所述中间齿轮72位于内齿圈71与正驱套筒12之间并与内齿圈71内缘的齿部以及正驱套筒12外缘的齿部分别啮合。其中中间齿轮72与正驱套筒12与加工机座4旋转连接。此结构可形成正驱动齿轮7与反驱动齿轮8在同一方向旋转驱动力的作用下与不同方向旋转，且可通过设置内齿圈71内缘的齿部、正驱套筒12外缘的齿部和中间齿轮的半径，进而得到正驱动齿轮7与反驱动齿轮8不同的转动速度，使正驱动齿轮7与反驱动齿轮8在驱动驱动齿圈11时，驱动齿圈11发生不同的线位移。

进一步的，参考图4，所述正驱套筒12和反驱套筒13同轴设置，所述正驱套筒12和反驱套筒13之间设置用于结合正驱套筒12或者反驱套筒13的结合套筒16，所述结合套筒16连接驱动结合套筒16移动的驱动件。进一步的，所述横梁2中水平调节块23的下端设置螺纹杆231和定位卡块24，所述随动机座41的上端设置与螺纹杆231相匹配的螺纹套42。当驱动齿圈11旋转时，随动机座41可跟随驱动齿圈11旋转，随动机座41可沿着螺纹杆231进行上下移动，进而带动焊接环6上下移动。具体的，当驱动齿圈11正向转动，焊接环6往上移动；当驱动齿圈11反向转动，焊接环6往下移动，由于正驱动齿轮7与反驱动齿轮8具有不同的转动速度，所以焊枪9中焊条形成斜拉齿的移动轨迹，使熔池焊液均匀饱满，保证焊缝的高质量。

进一步的，参考图5，所述定位卡块24位于螺纹套42的顶部与水平调节块23之间，定位卡块24与水平调节块23之间通过轴线水平设置的伸缩杆活动连接，定位卡块24的位置可以在水平方向移动。当随动机座41在焊接之前进行位移，定位卡块24卡于螺纹套42的顶部与水平调节块23之间，限制螺纹套42的旋转；当随动机座41在焊接时进行位移，定位卡块24离开螺纹套42的顶部与水平调节块23之间，螺纹套42可进行旋转。

进一步的，所述驱动齿圈11的上端设置连接板15，所述连接板15的上端设置启动环19，启动环19的上方设置上感应件17，所述启动环19的下方设置下感应件18。启动环19与连接板15之间设置在竖直方向进行位置条件的伸缩杆，当竖直调节杆10进行工作时，以保持启动环19与所述上感应件17和下感应件18之间的位置关系。所述上感应件17和下感应件18连接用于驱动结合套筒16与正驱套筒12或者反驱套筒13结合的驱动件的开关。

本实施例中，所述结合套筒16与驱动电机的驱动轴14通过花键轴滑动连接，所述正驱套筒12位于结合套筒16的上方，所述反驱套筒13位于结合套筒16的下方。所述结合套筒16的上方设置上油缸20，结合套筒16的下方设置下油缸21，所述上油缸20和下油缸21的工作杆端分别连接结合套筒16，参考图6，所述上油缸20和下油缸21内部活塞远离工作杆的一侧充满油液，所述上油缸20和下油缸21内部活塞远离工作杆的一侧通过油管连接，所述油管上设置油泵22。油泵22为齿轮泵，油泵22内部的内部泵油齿轮的旋转方向开关分别连接上感应件17和下感应件18。

启动环19可跟随驱动齿圈11移动。当结合套筒16与正驱套筒12结合，驱动齿圈11正转并上移，当启动环19上移碰触到上感应件17，油泵22将下油缸21中的油液送入上油缸20中，结合套筒16离开正驱套筒12往下移动并与反驱套筒13结合，驱动齿圈11反转并下移，当启动环19下移碰触到下感应件18，油泵22将上油缸20中的油液送入下油缸21中，结合套筒16离开反驱套筒13往下移动并与正驱套筒12结合，如此往复工作，可形成结合套筒16与正驱套筒12或者反驱套筒13的间歇结合。

本实施例中，所述驱动轴14从正驱套筒12和反驱套筒13内孔中穿过，所述驱动轴14的外径小于正驱套筒12和反驱套筒13的内径，使得加工机座4的结构更为紧凑。

本实施例中的空冷器管板组合焊接系统工作过程为：

步骤一：将板材固定于底板1上，然后使用卡爪5对管件进行抓取，通过驱动竖直支撑杆3与水平调节块23，对加工机座4的位置进行调整，使管件的下端位于板材的目标位置处，管件与板材之间形成焊接线；

此时定位卡块24卡于螺纹套42的顶部与水平调节块23之间，限制螺纹套42的旋转。

步骤二：在焊枪上焊装焊条，驱动竖直调节杆10、水平驱动件91和竖直驱动件92，调整焊枪9的位置，使焊枪9在上焊条任一竖直平面与焊接环6的轴线之间的角度为45°。

步骤三：驱动电机工作，定位卡块24离开螺纹套42的顶部与水平调节块23之间，螺纹套42可进行旋转；

本实施例中以正驱动齿轮7为开始对驱动齿圈11进行驱动，此时结合套筒16与正驱套筒12结合，正驱动齿轮7旋转，正驱动齿轮7带动驱动齿圈11正向旋转，焊接环6和焊条均正向旋转并往上移动，焊条形成倾斜往上的移动轨迹；同时启动环19跟随驱动齿圈11上移，当启动环19碰触到上感应件17，油泵22将下油缸21中的油液送入上油缸20中，结合套筒16离开正驱套筒12往下移动并与反驱套筒13结合。

此时，反驱动齿轮8旋转，反驱动齿轮8带动驱动齿圈11反向旋转，焊接环6和焊条均反向旋转并往下移动，焊条形成倾斜往下的移动轨迹。同时，启动环19跟随驱动齿圈11下移，当启动环19上移碰触到下感应件18，油泵22将上油缸20中的油液送入下油缸21中，结合套筒16离开反驱套筒13往下移动并与正驱套筒12结合。

如此往复工作，由于正驱动齿轮7与反驱动齿轮8具有不同的转动速度，所以焊枪9中焊条形成斜拉齿的移动轨迹，使熔池焊液均匀饱满，保证焊缝的高质量。

本实施例中的空冷器管板组合焊接系统可用于空冷器加工中的管板组合焊接，整个焊接系统在管板定位后，可驱动焊条实现自动焊接，焊接效率高，焊缝质量好，实用性和应用性强。

实施例2

与实施例1不同的是，参考图1，本实施例中的焊枪9外部还设置吸烟筒93，所述底座1上设置烟环槽103，烟环槽103的上方设置密封旋转板102，所述吸烟筒93通过连接管101与烟环槽103连通。连接管101的一端固定连接密封旋转板102，连接管101的另一端固定连接吸烟筒93。

烟环槽103用于与负压管连接，产生负压，密封旋转板102与底座1旋转密封连接，当焊枪9进行焊接并旋转移动时，吸烟筒93跟随焊枪9同步移动，进行烟气的及时吸收，同时密封旋转板102通过连接管101跟随吸烟筒93转动，避免连接管101打结。

在实际设计中，可在底座1中设置用于驱动密封旋转板102旋转的驱动件，或者直接通过吸烟筒93之间带动密封旋转板102旋转。

本实施例中的空冷器管板组合焊接系统在焊枪9外部设置吸烟筒93，吸烟筒93跟随焊枪9同步移动，可对烟气进行及时吸收，减少车间烟尘污染

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 (6)

1.空冷器管板组合焊接系统，包括底座(1)、位于底座(1)上方的横梁(2)和位于底座(1)一侧用于连接底座(1)和横梁(2)的竖直支撑杆(3)，其特征在于，所述横梁(2)设置位置活动的加工机座(4)，所述加工机座(4)上设置随动机座(41)，随动机座(41)与加工机座(4)旋转连接，所述随动机座(41)的下端设置中心轴线同轴的卡爪(5)和焊接环(6)，所述焊接环(6)的下端设置焊枪(9)，所述焊枪(9)外部设置吸烟筒(93)；

所述焊接环(6)的上端设置驱动齿圈(11)，加工机座(4)上设置分别与驱动齿圈(11)啮合的正驱动齿轮(7)和反驱动齿轮(8)，所述反驱动齿轮(8)的内圈固定套接于反驱套筒(13)；所述正驱动齿轮(7)内部设置内齿圈(71)和中间齿轮(72)，所内齿圈(71)固定套接于正驱动齿轮(7)的内缘，所述中间齿轮(72)位于内齿圈(71)与正驱套筒(12)之间并与内齿圈(71)内缘的齿部以及正驱套筒(12)外缘的齿部分别啮合，所述正驱套筒(12)和反驱套筒(13)同轴设置，正驱套筒(12)和和反驱套筒(13)之间设置用于结合正驱套筒(12)或者反驱套筒(13)的结合套筒(16)；

所述横梁(2)上设置水平调节块(23)，所述水平调节块(23)的下端设置螺纹杆(231)和定位卡块(24)，所述随动机座(41)的上端设置与螺纹杆(231)相匹配的螺纹套(42)，所述定位卡块(24)位于螺纹套(42)的顶部与水平调节块(23)之间，定位卡块(24)与水平调节块(23)之间通过轴线水平设置的伸缩杆活动连接；

所述焊枪(9)外部设置吸烟筒(93)，所述底座1上设置烟环槽(103)，述烟环槽(103)的上方设置密封旋转板(102)，所述吸烟筒(93)通过连接管(101)与烟环槽(103)连通。

2.根据权利要求1所述的空冷器管板组合焊接系统，其特征在于，所述驱动齿圈(11)的上端设置连接板(15)，所述连接板(15)的上端设置启动环(19)，所述启动环(19)的上方设置上感应件(17)，所述启动环(19)的下方设置下感应件(18)，所述上感应件(17)和下感应件(18)连接用于结合套筒(16)与正驱套筒(12)或者反驱套筒(13)结合的开关。

3.根据权利要求2所述的空冷器管板组合焊接系统，其特征在于，所述结合套筒(16)与驱动电机的驱动轴(14)通过花键轴滑动连接，所述正驱套筒(12)位于结合套筒(16)的上方，所述反驱套筒(13)位于结合套筒(16)的下方，所述结合套筒(16)的上方设置上油缸(20)，结合套筒(16)的下方设置下油缸(21)，所述上油缸(20)和下油缸(21)的工作杆端分别连接结合套筒(16)，所述上油缸(20)和下油缸(21)内部活塞远离工作杆的一侧充满油液，所述上油缸(20)和下油缸(21)内部活塞远离工作杆的一侧通过油管连接，所述油管上设置油泵(22)，所述油泵(22)内部泵油齿轮的旋转方向开关分别连接上感应件(17)和下感应件(18)。

4.根据权利要求1所述的空冷器管板组合焊接系统，其特征在于，所述加工机座(4)与随动机座(41)之间设置弹性支撑杆(43)，所述弹性支撑杆(43)通过随动转环(44)与随动机座(41)旋转连接。

5.根据权利要求1所述的空冷器管板组合焊接系统，其特征在于，所述焊枪(9)与焊接环(6)之间设置水平驱动件(91)和竖直驱动件(92)。

6.根据权利要求1所述的空冷器管板组合焊接系统，其特征在于，所述驱动轴(14)从正驱套筒(12)和反驱套筒(13)内孔中穿过，所述驱动轴(14)的外径小于正驱套筒(12)和反驱套筒(13)的内径。

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