CN115401294B - 一种自动化钢管直缝埋弧焊接设备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于氢气压缩机领域，尤其涉及一种自动化钢管直缝埋弧焊接设备，包括底板箱，其特征在于，底板箱两端分别固定设置驱动箱，每一驱动箱上转动设有三爪卡盘，三爪卡盘上设有圆环齿条，底板箱上固定连接滑道，滑道滑动连接滑板，滑板上设有丝杠和方向导柱，方向导柱远离底板箱的端面固定连接固定板，固定板上固定设置第一电机，第一电机输出端连接丝杠，丝杠上螺纹传动连接支撑板且支撑板滑动连接方向导柱，支撑板远离丝杠的一端连接进料仓，支撑板靠近底板箱的一侧固定连接三角板，三角板上转动设置卷筒，三角板的斜面上设有支撑座，支撑座上设有绕线轴且固定连接长板，长板远离三角板的一端设有导电桩和滚筒，滚筒连接安全组件。能够应急制动。
Description
技术领域
本发明属于钢管焊接领域，尤其涉及一种自动化钢管直缝埋弧焊接设备。
背景技术
埋弧焊作为钢管焊接的一种方法，主要是将专有的焊料埋在待焊接处然后将通电的焊丝伸入焊料内焊接，由于埋弧焊的工艺效果好所以广泛应用于钢管焊接中，但是在焊接时遇到突发事件需要紧急制动这一问题时，现有制动缓慢可能会导致焊丝继续运行一段时间。因此设计一种自动化钢管直缝埋弧焊接设备是极其重要的。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种自动化钢管直缝埋弧焊接设备，能够在应急处理时瞬间制动并使得焊接位置上的焊接元件与钢管固定。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种自动化钢管直缝埋弧焊接设备，包括底板箱，其特征在于，所述底板箱两端分别固定设置驱动箱，每一所述驱动箱上转动设有卡紧钢管的三爪卡盘，所述三爪卡盘上位于驱动箱内部固定设有圆环齿条，所述底板箱上固定连接滑道，所述滑道滑动连接滑板，所述滑板上设有相互平行的丝杠和方向导柱，所述方向导柱远离底板箱的端面固定连接固定板，所述固定板上固定设置第一电机，所述第一电机输出端通过联轴器连接丝杠，所述丝杠上螺纹传动连接支撑板且支撑板滑动连接方向导柱，所述支撑板远离丝杠的一端连接进料仓，所述支撑板靠近底板箱的一侧固定连接三角板，所述三角板上转动设置卷筒，所述三角板的斜面上设有支撑座，所述支撑座上设有绕线轴且固定连接长板，所述长板远离三角板的一端设有对钢管进行埋弧焊的导电桩和滚筒，所述滚筒通过棘轮机构连接在焊接时紧急制动并断开焊丝的安全组件。
优选的，所述安全组件包括连接块和连接板，所述连接块与长板的端面滑动连接且滑动方向平行于钢管，所述连接块内设有卡槽，卡槽内滑动连接卡块，所述卡块滑动连接卡轴且滑动方向为与钢管同心的圆弧，所述卡轴通过第一弹簧连接连接板，所述连接板远离进料仓一侧固定设置连架板，所述连架板上转动设置两个滚筒，靠近所述连接板的一个滚筒的转轴上固定连接小齿轮且小齿轮连接第二电机输出轴，所述卡轴靠近滚筒一侧设有与小齿轮单向传动的棘爪，所述连接板远离滚筒一侧设有长槽且长槽内壁滑动连接固定轴，所述固定轴一端固定连接卡轴且另一端滑动连接滑杆，所述滑杆靠近钢管一端转动连接两根连杆，两根所述连杆之间通过第二弹簧连接且每一连杆末端转动连接一块挡板。
优选的，所述滑板上通过轴承转动设置丝杠，所述滑板固定连接方向导柱且方向导柱略长于丝杠。
优选的，每一所述驱动箱的侧壁上转动设置第一齿轮，所述第一齿轮与圆环齿条啮合传动，所述底板箱两端侧壁之间转动设置转轴，转轴上靠近侧壁处设有第二齿轮，所述第二齿轮与第一齿轮啮合传动，两个驱动箱中任一个的内部设有第三电机，所述第三电机的输出轴转动连接第一齿轮，两个所述驱动箱之间通过转轴同步驱动运转。
优选的，所述固定轴一端与滑杆滑动连接的相对位置通过设于固定轴外圆周面的螺栓固定，所述连杆与挡板的转动连接位置处设有扭簧使挡板侧面能始终贴合焊接处提前加工的槽的侧面。
优选的，所述进料仓上端截面为方筒，所述进料仓的其中一对面为直板且另一对面为向下倾斜的斜板，所述进料仓内设有一块浮动的方板，所述方板的一对侧面滑动连接进料仓的直板侧壁且另一对侧面与进料仓的斜板侧壁留有一段距离，所述进料仓底面靠近钢管处设有圆锥形的进料嘴，所述进料嘴内设有柱塞杆，所述柱塞杆靠近进料嘴一端设有与进料嘴圆锥面角度相同的锥面且另一端固定连接方板，所述方板上固定设置气泵，所述方板内部靠近进料仓的斜面侧壁处分别滑动连接一块蜂窝板，每一所述蜂窝板上设有若干便于焊料通过的蜂窝孔，两块所述蜂窝板之间的空间腔连通气泵供气。
优选的，所述柱塞杆内设有连通气泵的气道且气道一端通出靠近进料嘴处，所述气道内滑动连接活塞且活塞与柱塞杆之间通过第三弹簧连接，所述方板的顶面设有若干阶梯孔且阶梯孔内设有套筒，所述套筒与方板之间通过第四弹簧连接，所述套筒的外圆周面上设有泄气孔。
优选的，所述驱动箱贴合钢管的位置应设有通电桩以配合导电桩放电熔化焊丝进行焊接。
有益效果：
1、焊料通过上下震动筛选，减小了焊接处覆盖焊料的间隙，使得焊料对焊接时的隔绝空气效果更好、对焊接时的补充元素更多；
2、三爪卡盘夹持钢管使得焊接的钢管对心效果好，两组三爪安排同步驱动使得待焊接的两根钢管焊接处不受外力，焊接后更加牢固；
3、安全组件能在突发的紧急事件发生时，及时将焊丝端与钢管分离且保证最后焊接点固定不变，避免不良焊接。
附图说明
图1为本发明整体轴侧图；
图2为本发明焊接位置的剖视图；
图3为图2中驱动箱内部结构图；
图4为图2中A处的局部放大图；
图5为挡板连接处的局部剖视图；
图6为图2中B处的局部放大图；
图7为图6中C处的局部放大图。
底板箱1，驱动箱2，钢管49，三爪卡盘3，圆环齿条16，滑道4，滑板5，丝杠7，方向导柱6，固定板8，支撑板9，进料仓11，三角板12，卷筒13，支撑座14，长板15，导电桩36，滚筒38，第二电机48，连接块30，连接板34，卡槽32，卡块33，卡轴35，第一弹簧41，连架板37，棘爪40，固定轴42，滑杆43，螺栓50，连杆44，第二弹簧45，挡板46，第一齿轮18，转轴20，第二齿轮19，第三电机17，方板22，柱塞杆23，气泵21，蜂窝板24，活塞25，第三弹簧26，套筒27，第四弹簧28，泄气孔29。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
结合图1-7，一种自动化钢管直缝埋弧焊接设备，包括底板箱1，其特征在于，所述底板箱1两端分别固定设置驱动箱2，每一所述驱动箱2上转动设有卡紧钢管49的三爪卡盘3，所述三爪卡盘3上位于驱动箱2内部固定设有圆环齿条16，所述底板箱1上固定连接滑道4，所述滑道4滑动连接滑板5，所述滑板5上设有相互平行的丝杠7和方向导柱6，所述方向导柱6远离底板箱1的端面固定连接固定板8，所述固定板8上固定设置第一电机10，所述第一电机10输出端通过联轴器连接丝杠7，所述丝杠7上螺纹传动连接支撑板9且支撑板9滑动连接方向导柱6，所述支撑板9远离丝杠7的一端连接进料仓11，所述支撑板9靠近底板箱1的一侧固定连接三角板12，三角板12上转动设置卷筒13，所述三角板12的斜面上设有支撑座14，所述支撑座14上设有绕线轴且固定连接长板15，所述长板15远离三角板12的一端设有对钢管进行埋弧焊的导电桩36和滚筒38，滚筒38通过棘轮机构连接在焊接时紧急制动并断开焊丝的安全组件。
进一步的，所述安全组件包括连接块30和连接板34，所述连接块30与长板15的端面滑动连接且滑动方向平行于钢管49，所述连接块30内设有卡槽32，所述卡槽32内滑动连接卡块33，所述卡块33滑动连接卡轴35且滑动方向为与钢管49同心的圆弧，所述卡轴35通过第一弹簧41连接连接板34，所述连接板34远离进料仓11一侧固定设置连架板37，所述连架板37上转动设置两个滚筒38，靠近所述连接板34的一个滚筒38的转轴上固定连接小齿轮且小齿轮连接第二电机48输出轴，所述卡轴35靠近滚筒38一侧设有与小齿轮单向传动的棘爪40，所述连接板34远离滚筒38一侧设有长槽且长槽内壁滑动连接固定轴42，所述固定轴42一端固定连接卡轴35且另一端滑动连接滑杆43，所述滑杆43靠近钢管49一端转动连接两根连杆44，两根所述连杆44之间通过第二弹簧45连接且每一连杆44末端转动连接一块挡板46。
进一步的，所述滑板5上通过轴承转动设置丝杠7，所述滑板5固定连接方向导柱6且方向导柱略长于丝杠。
进一步的，每一所述驱动箱2的侧壁上转动设置第一齿轮18，所述第一齿轮18与圆环齿条16啮合传动，所述底板箱1两端侧壁之间转动设置转轴20，所述转轴20上靠近侧壁处设有第二齿轮19，所述第二齿轮19与第一齿轮18啮合传动，两个所述驱动箱2中任一个的内部设有第三电机17，所述第三电机17的输出轴转动连接第一齿轮18，两个驱动箱2之间通过转轴20同步驱动运转。
进一步的，所述固定轴42一端与滑杆43滑动连接的相对位置通过设于固定轴外圆周面的螺栓50固定，所述连杆44与挡板46的转动连接位置处设有扭簧使挡板侧面能始终贴合焊接处提前加工的槽的侧面。
进一步的，所述进料仓11上端截面为方筒，所述进料仓11的其中一对面为直板且另一对面为向下倾斜的斜板，所述进料仓内设有一块浮动的方板22，所述方板22的一对侧面滑动连接进料仓11的直板侧壁且另一对侧面与进料仓11的斜板侧壁留有一段距离，所述进料仓11底面靠近钢管49处设有圆锥形的进料嘴，所述进料嘴内设有柱塞杆23，所述柱塞杆23靠近进料嘴一端设有与进料嘴圆锥面角度相同的锥面且另一端固定连接方板22，所述方板22上固定设置气泵21，所述方板22内部靠近进料仓11的斜面侧壁处分别滑动连接一块蜂窝板24，每一所述蜂窝板24上设有若干便于焊料通过的蜂窝孔，两块所述蜂窝板之间的空间腔连通气泵21供气。
进一步的，所述柱塞杆23内设有连通气泵的气道且气道一端通出靠近进料嘴处，所述气道内滑动连接活塞25且活塞25与柱塞杆23之间通过第三弹簧26连接，所述方板22的顶面设有若干阶梯孔且阶梯孔内设有套筒27，所述套筒27与方板22之间通过第四弹簧28连接，所述套筒27的外圆周面上设有泄气孔29。
进一步的，所述驱动箱2贴合钢管49的位置应设有通电桩以配合导电桩36放电熔化焊丝进行焊接。
工作原理：
初始状态：第一电机10、第二电机48、第三电机17和气泵21均已关闭，焊丝被卡入两个滚筒38的相间处，柱塞杆23和方板22自然下落使得进料仓11的进料嘴封闭，卡轴35在第一弹簧41的推理下和卡块33一起陷入卡槽32内，待焊接管道的焊接处已加工好侧槽。
将两根钢管49分别从两个驱动箱2通入并用三爪卡盘3固定，推动滑板5使进料仓11的进料嘴对准焊接处的槽口内，启动第一电机10至焊丝和钢管49的外圆周面距离到达固定标准后停止第一电机，手动上下移动滑杆43使得挡板46侧面贴合焊接槽斜面，拧动螺栓50使滑杆43与固定轴42相对位置固定；然后启动气泵21并在进料仓11内加入焊料，气泵21推动蜂窝板24并带动方板22和柱塞杆23上升，柱塞杆23和进料仓11的进料嘴解除封闭使得焊料落入焊接槽内，当蜂窝板24伸出并滑动至进料仓上端直筒内后，气泵继续进气加压首先使得活塞25被推动，气体泄入进料仓11的进料嘴内疏松此处的焊料，由于此处的泄气流量小于气泵输出流量，气泵继续加压后推动若干套筒27，若干套筒27顶出并泄出大量气体，从而使得蜂窝板24缩回方板22内，方板22下移，然后继续加压使得方板反复上下运动，从而使得焊料被筛分为颗粒防止焊料粘接；启动第三电机17使得第一齿轮18带动第一齿轮旋转，从而使得两根钢管49同步转动，当焊料沿挡板46转动至焊丝处时，启动第二电机48并将导电桩36和钢管49的通电桩通电，滚筒38带动焊丝伸出，从而使得焊丝接触钢管49后放电，焊丝和焊料熔化填充入焊接缝内，待焊接完成后停止第二电机48、第三电机17和气泵21，并推出已焊接钢管49。
以上步骤可重复进行以多次焊接不同尺寸的钢管。
当突发紧急情况使，按动紧急按钮使得第二电机48反转，第二电机48带动滚轮38一侧的小齿轮旋转且焊丝被抽出，小齿轮带动棘爪40使得卡轴35下移，卡轴35固定连接固定轴42使得连杆44推动挡板46顶死焊接槽侧壁，同时卡轴35带动卡块33伸出卡槽32，当挡板46随钢管49转动时，卡块33和卡轴35脱离。
以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种自动化钢管直缝埋弧焊接设备，包括底板箱(1)，其特征在于，所述底板箱(1)两端分别固定设置驱动箱(2)，每一所述驱动箱(2)上转动设有卡紧钢管(49)的三爪卡盘(3)，所述三爪卡盘(3)上位于驱动箱(2)内部固定设有圆环齿条(16)，所述底板箱(1)上固定连接滑道(4)，所述滑道(4)滑动连接滑板(5)，所述滑板(5)上设有相互平行的丝杠(7)和方向导柱(6)，所述方向导柱(6)远离底板箱(1)的端面固定连接固定板(8)，所述固定板(8)上固定设置第一电机(10)，所述第一电机(10)输出端通过联轴器连接丝杠(7)，所述丝杠(7)上螺纹传动连接支撑板(9)且支撑板(9)滑动连接方向导柱(6)，所述支撑板(9)远离丝杠(7)的一端连接进料仓(11)，所述支撑板(9)靠近底板箱(1)的一侧固定连接三角板(12)，所述三角板(12)上转动设置卷筒(13)，所述三角板(12)的斜面上设有支撑座(14)，所述支撑座(14)上设有绕线轴且固定连接长板(15)，所述长板(15)远离三角板(12)的一端设有对钢管进行埋弧焊的导电桩(36)和滚筒(38)，所述滚筒(38)通过棘轮机构连接在焊接时紧急制动并断开焊丝的安全组件；
所述安全组件包括连接块(30)和连接板(34)，所述连接块(30)与长板(15)的端面滑动连接且滑动方向平行于钢管(49)，所述连接块(30)内设有卡槽(32)，所述卡槽(32)内滑动连接卡块(33)，所述卡块(33)滑动连接卡轴(35)且滑动方向为与钢管(49)同心的圆弧，所述卡轴(35)通过第一弹簧(41)连接连接板(34)，所述连接板(34)远离进料仓(11)一侧固定设置连架板(37)，所述连架板(37)上转动设置两个滚筒(38)，靠近所述连接板(34)的一个滚筒(38)的转轴上固定连接小齿轮且小齿轮连接第二电机(48)输出轴，所述卡轴(35)靠近滚筒(38)一侧设有与小齿轮单向传动的棘爪(40)，所述连接板(34)远离滚筒(38)一侧设有长槽且长槽内壁滑动连接固定轴(42)，所述固定轴(42)一端固定连接卡轴(35)且另一端滑动连接滑杆(43)，所述滑杆(43)靠近钢管(49)一端转动连接两根连杆(44)，两根所述连杆(44)之间通过第二弹簧(45)连接且每一连杆(44)末端转动连接一块挡板(46)。
2.根据权利要求1的一种自动化钢管直缝埋弧焊接设备，其特征在于，所述滑板(5)上通过轴承转动设置丝杠(7)，所述滑板(5)固定连接方向导柱(6)且方向导柱略长于丝杠。
3.根据权利要求1的一种自动化钢管直缝埋弧焊接设备，其特征在于，每一所述驱动箱(2)的侧壁上转动设置第一齿轮(18)，所述第一齿轮(18)与圆环齿条(16)啮合传动，所述底板箱(1)两端侧壁之间转动设置转轴(20)，所述转轴(20)上靠近侧壁处设有第二齿轮(19)，所述第二齿轮(19)与第一齿轮(18)啮合传动，两个所述驱动箱(2)中任一个的内部设有第三电机(17)，所述第三电机(17)的输出轴转动连接第一齿轮(18)，两个所述驱动箱(2)之间通过转轴(20)同步驱动运转。
4.根据权利要求1的一种自动化钢管直缝埋弧焊接设备，其特征在于，所述固定轴(42)一端与滑杆(43)滑动连接的相对位置通过设于固定轴外圆周面的螺栓(50)固定，所述连杆(44)与挡板(46)的转动连接位置处设有扭簧使挡板侧面能始终贴合焊接处提前加工的槽的侧面。
5.根据权利要求1的一种自动化钢管直缝埋弧焊接设备，其特征在于，所述进料仓(11)上端截面为方筒，所述进料仓(11)的其中一对面为直板且另一对面为向下倾斜的斜板，所述进料仓内设有一块浮动的方板(22)，所述方板(22)的一对侧面滑动连接进料仓(11)的直板侧壁且另一对侧面与进料仓(11)的斜板侧壁留有一段距离，所述进料仓(11)底面靠近钢管(49)处设有圆锥形的进料嘴，所述进料嘴内设有柱塞杆(23)，所述柱塞杆(23)靠近进料嘴一端设有与进料嘴圆锥面角度相同的锥面且另一端固定连接方板(22)，所述方板(22)上固定设置气泵(21)，所述方板(22)内部靠近进料仓(11)的斜面侧壁处分别滑动连接一块蜂窝板(24)，每一所述蜂窝板(24)上设有若干便于焊料通过的蜂窝孔，两块所述蜂窝板(24)之间的空间腔连通气泵(21)供气。
6.根据权利要求5的一种自动化钢管直缝埋弧焊接设备，其特征在于，所述柱塞杆(23)内设有连通气泵的气道且气道一端通出靠近进料嘴处，所述气道内滑动连接活塞(25)且活塞(25)与柱塞杆(23)之间通过第三弹簧(26)连接，所述方板(22)的顶面设有若干阶梯孔且阶梯孔内设有套筒(27)，所述套筒(27)与方板(22)之间通过第四弹簧(28)连接，所述套筒(27)的外圆周面上设有泄气孔(29)。
7.根据权利要求1的一种自动化钢管直缝埋弧焊接设备，其特征在于，所述驱动箱(2)贴合钢管(49)的位置应设有通电桩以配合导电桩(36)放电熔化焊丝进行焊接。
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