CN116372496A - 一种管道对焊装置及其对焊方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种管道对焊装置及其对焊方法。本发明中锁定装置一设有对称设置的两个，锁定装置一中滑条一与卡箍一固定，并通过内六角螺栓一与导轨块一固定，导轨块一与固定板一固定，固定板一与套环一固定；其中一个锁定装置一中的固定板一上还固定有水平仪一和对中杆；锁定装置二设有对称设置的两个，锁定装置二中滑条二与卡箍二固定，并通过内六角螺栓二与导轨块二固定，导轨块二与套环二固定；小车置于套环二的环形槽内；小车通过弧形板与固定板二固定，固定板二上固定有水平仪二和定位杆，并通过弹簧和连接杆与对中块连接。本发明结构简单，制造成本低，且避免出现焊缝处产生应力的情况，焊缝可靠性高，同时对齐过程简单，对齐精度高。
Description
技术领域
本发明属于管道安装技术领域，具体涉及一种管道对焊装置及其对焊方法。
背景技术
现有管道对焊装置对齐管道的方式通常采用如下两种：第一种是先将两根管道置于对齐的多个支撑底座上，固定其中一根管道，将另一根管道移动至两根管道的待焊接面接触后再固定，最终两根管道对齐；第二种是将其中一根管道固定，并将支撑小车吊装放入该管道内，支撑小车展开到与该管道内壁接触后再收拢设定量，然后将第二根管道吊装套在支撑小车外，当两根管道待焊接面接触后，支撑小车再次按之前收拢的设定量展开，此时支撑小车与两根管道内壁均接触，两根管道对齐。
第一种对齐管道的方式存在如下问题：各支撑底座若要准确对齐，需要较高的加工精度以及装配精度要求，不仅要在高度上对齐，还要左右对齐，如此才能保证两根管道同轴，这就造成了加工成本和装配成本较高，而且即便花费大量成本，最终各支撑底座的装配精度也难以达到一致性要求，两根管道置于各支撑底座上，最终并不能保证准确对齐。
第二种对齐管道的方式存在如下问题：支撑小车结构复杂，且支撑小车置于两根管道内与两根管道的内壁均接触，进行焊接作业时，支撑小车上与两根管道内壁的接触件需要采用耐高温材料，成本较高；还有，焊接作业时支撑小车置于两根管道的待焊接面位置，会对焊缝产生作用力，焊接作业结束，支撑小车驶离两根管道后，焊缝处会产生应力，导致使用过程中焊缝可靠性降低；再者，对齐过程中既要吊装支撑小车，又要吊装第二根管道，支撑小车还要执行行驶、展开和收拢等操作，整个对齐过程较为繁琐。
因此需要设计一种能够精确对齐管道，且焊缝可靠性高，同时对齐过程简单，制造成本低的管道对焊装置。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术不足，提出一种管道对焊装置及其对焊方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明一种管道对焊装置，包括定位装置、对齐装置、粗对中装置、推动装置、起重机和焊接装置。
所述定位装置包括卡箍一、套环一、水平仪一和锁定装置一，卡箍一开设有对称设置的两个通孔；锁定装置一包括固定板一、导轨块一和滑条一；所述固定板一固定在套环一上；导轨块一固定在固定板一上靠近套环一的一端，导轨块一上开设有通槽一和带有螺纹的台阶孔一，且台阶孔一垂直于通槽一，并与通槽一连通；滑条一穿过通槽一，并通过内六角螺栓一和台阶孔一与导轨块一固定；滑条一上靠近套环一中心的一端开设有圆孔一，且位于圆孔一处固定有螺母一；所述导轨块一开设有平行于滑条一的槽口一，并在槽口一外沿设有刻度一，滑条一上靠近槽口一的一侧设有刻度二，滑条一与导轨块一形成一个游标卡尺，且滑条一为主尺，导轨块一为游标；所述套环一上设有对称设置的两个锁定装置一，其中一个锁定装置一中的固定板一上靠近套环一的一端还固定有水平仪一，中部开设有定位孔；
所述对齐装置包括卡箍二、套环二、固定板二、水平仪二、定位杆、内压环、外压环、移动小车组件和锁定装置二；所述卡箍二开设有对称设置的两个通孔；所述锁定装置二包括导轨块二和滑条二，导轨块二固定在套环二一侧，导轨块二上开设有通槽二和带有螺纹的台阶孔二，且台阶孔二垂直于通槽二，并与通槽二连通；滑条二穿过通槽二，并通过内六角螺栓二和台阶孔二与导轨块二固定；滑条二上靠近套环二中心的一端开设有圆孔二，且位于圆孔二处固定有螺母二；所述导轨块二开设有平行于滑条二的槽口二，并在槽口二外沿设有刻度三，滑条二上靠近槽口二的一侧设有刻度四，滑条二与导轨块二形成另一个游标卡尺，且滑条二为主尺，导轨块二为游标；所述套环二上设有对称设置的两个锁定装置二；套环二另一侧开设有环形槽，并通过螺钉固定有内压环和外压环；所述内压环置于外压环内，内压环覆盖环形槽靠内的一部分，外压环盖住环形槽靠外的一部分，且内压环与外压环之间留有环形间隙；
所述移动小车组件包括小车、弧形板、电磁推拉杆和弧形挡板；所述小车置于套环二的环形槽内，且小车的车轮与环形槽构成滚动摩擦副；小车上固定有电磁推拉杆，且电磁推拉杆的输出端与弧形挡板固定；所述弧形板一端与小车固定，另一端穿过内压环与外压环之间的环形间隙，与固定板二固定；固定板二上靠近套环二的一端固定有水平仪二，中部固定有水平设置的定位杆；定位杆中心线与套环二中心线之间的间距和定位装置中定位孔的中心线与套环一中心线之间的间距相等；
所述粗对中装置包括对中杆、对中块、中空圆台板、弹簧和连接杆；所述对中杆水平固定在固定有水平仪一的固定板一上，并位于该固定板一远离套环一的一端，且对中杆上设有一体成型的半球头；对中杆的长度小于定位杆的长度；对中块通过弹簧与固定板二远离套环二的一端连接；所述水平设置的连接杆一端与对中块的一端通过竖向轴铰接，另一端与固定板二通过水平轴铰接，且竖向轴和水平轴上均设有角度传感器；所述对中块的另一端开设有凹槽，且位于凹槽的外侧固定有中空圆台板；其中，对中杆中心线与套环一中心线之间的间距和对中块中心线与套环二中心线之间的间距相等；对中杆、定位装置中定位孔和套环一的中心线均在同一平面内，对中块、定位杆和套环二的中心线均在同一平面内。
优选地，所述推动装置包括机架、液压缸和推动板，液压缸的壳体与机架固定，液压缸的活塞杆与竖直设置的推动板固定，推动板与机架构成滑动副。
优选地，所述弹簧设有沿周向间距布置的多个，且弹簧的两端与对中块和固定板二分别固定。
优选地，所述卡箍一和卡箍二的内径相等，且均设有多种尺寸规格。
该管道对焊装置的对焊方法，具体如下：
步骤一、将管道一固定在支架上，选用内径与管道一外径相等的卡箍一，并将卡箍一扣合在管道一上并闭合，但未完全拧紧卡箍一上的外六角螺栓三和螺母三；接着将套环一套置在管道一上，并使对中杆上一体成型的半球头靠近管道一的待焊接面所在平面，手动移动卡箍一至接近套环一后将各滑条一的圆孔一通过外六角螺栓一和螺母一与卡箍一相应的通孔固定；拧松各内六角螺栓一，调整两侧导轨块一在相应滑条一上的位置，直到两侧导轨块一在相应滑条一上显示的刻度值一致后，拧紧各内六角螺栓一，将各导轨块一与相应滑条一固定，此时卡箍一、套环一和管道一同轴；然后手动旋转卡箍一，直至水平仪一位于管道一上方，且水平仪一显示水平；最后拧紧外六角螺栓三和螺母三；
步骤二、使用起重机吊起管道二，选用内径与管道二外径相等的卡箍二；接着将卡箍二扣合在管道二上并闭合，但未完全拧紧卡箍二上的外六角螺栓四和螺母四，将套环二套置在管道二上，并使对中块外端靠近管道二的待焊接面所在平面；然后手动移动卡箍二至接近套环二后将各滑条二的圆孔二通过外六角螺栓二和螺母二与卡箍二相应的通孔固定，拧紧外六角螺栓四和螺母四；拧松各内六角螺栓二，调整两侧导轨块二在相应滑条二上的位置，直到两侧导轨块二在相应滑条二上显示的刻度值一致后，拧紧各内六角螺栓二，将各导轨块二与相应滑条二固定，此时卡箍二、套环二和管道二同轴；最后控制器控制电磁推拉杆通电，电磁推拉杆输出端带动弧形挡板向内移动至脱离环形槽内壁，同时控制器控制小车的驱动件开始工作，小车带动水平仪二沿着环形槽运动，当水平仪二位于管道二上方，且水平仪二显示水平时，控制器控制小车的驱动件停止工作，同时控制电磁推拉杆断电，电磁推拉杆的输出端带动弧形挡板向外移动，并抵住环形槽的内壁；
步骤三、启动起重机，起重机带动管道二移动至管道二与管道一的待焊接面靠近，并使对中杆经中空圆台板导向嵌入凹槽内，此时管道一与管道二未完全对中，对中杆使对中块偏移，连接杆的俯仰角以及对中块在水平面内相对连接杆的偏转角产生变化，两个角度传感器将检测到的两个角度变化值经控制器反馈至上位机，上位机结合预先输入的连接杆长度和对中块长度计算出对中块的水平方向位移值和连接杆的竖直方向位移值，然后启动起重机带动管道二按照水平方向位移值和竖直方向位移值移动，进而实现对中杆与对中块之间的对齐，从而实现管道一与管道二的粗对中，此时定位杆接近定位孔；
步骤四、人工辅助将定位杆嵌入定位孔中，实现管道一与管道二的精确对中，然后推动装置推动管道二，将管道二的待焊接面与管道一的待焊接面压紧，最后使用焊接装置对管道一和管道二进行焊接。
本发明的有益效果如下：
1、本发明在进行对齐管道工作时，先将卡箍一和套环一均置于固定在支架上的管道一上，各滑条一与卡箍一固定后调节卡箍一和套环一直至对中，手动转动卡箍一至水平仪一显示水平后拧紧卡箍一，接着将卡箍二和套环二均置于被吊起的管道二上，将各滑条二与卡箍二固定后拧紧卡箍二，调节卡箍二和套环二直至对中，控制器控制小车沿环形槽移动直至水平仪二显示水平，然后起重机带动管道二移动至管道二与管道一的待焊接面靠近，且对中杆嵌入凹槽内，接着根据两个角度传感器反馈的信号计算出对中块的水平方向位移值和竖直方向位移值，起重机带动管道二继续移动，进而完成管道一与管道二的粗对中，最后，即使管道一固定在支架上时不是完全水平，也能通过手动辅助定位杆嵌入定位孔内，完成管道一与管道二的精确对中。
2、本发明中各滑条一与相应的导轨块一和各滑条二与相应的导轨块二之间均可实现无极调节，套环一通过滑条一和导轨块一可以与不同尺寸的卡箍一连接，套环二通过滑条二和导轨块二可以与不同尺寸的卡箍二连接，进而可以适应不同尺寸管道的对焊，适应性高，且节约了制造成本。
3、本发明中滑条一与相应的导轨块一和滑条二与相应的导轨块二均形成一个游标卡尺，通过各滑条一与相应的导轨块一能够实现卡箍一与套环一的精确对中，通过各滑条二与相应的导轨块二能够实现卡箍二与套环二的精确对中，增加了管道对齐的精确性。
4、由于三轴移动平台无法承受管道重量，不能采用三轴移动平台吊装其中一根管道来实现两根管道的精确对中，因此本发明采用起重机吊装管道，又在起重机无法精准定位的情况下，先通过粗对中装置实现粗对中，再通过对齐装置并在人工辅助下实现两根管道的精确对中。可见，本发明避免使用昂贵的三轴移动平台，而且本发明相比现有的管道对焊装置，在对齐过程简单的前提下，保证较高的对齐精度，同时本发明结构简单，制造成本低，且避免出现焊缝处产生应力的情况，焊缝可靠性高。
附图说明
图1为本发明实现两根管道对齐的示意图；
图2为本发明中定位装置和对中杆的结构示意图；
图3为本发明中对齐装置、对中块、中空圆台板、弹簧和连接杆的结构示意图一；
图4为本发明中对齐装置、对中块、中空圆台板、弹簧和连接杆的结构示意图二；
图5为本发明中套环二的结构示意图；
图6为本发明中移动小车组件的结构示意图；
图7为本发明中推动装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
如图1所示，本发明一种管道对焊装置包括定位装置1、对齐装置2、粗对中装置3、推动装置4、起重机和焊接装置。
如图2所示，定位装置1包括卡箍一1.1、套环一1.2、水平仪一1.3和锁定装置一，卡箍一1.1开设有对称设置的两个通孔；锁定装置一包括固定板一1.4、导轨块一1.5和滑条一1.6；固定板一1.4固定在套环一1.2上；导轨块一1.5固定在固定板一1.4上靠近套环一1.2的一端，导轨块一1.5上开设有通槽一和带有螺纹的台阶孔一，且台阶孔一垂直于通槽一，并与通槽一连通；滑条一1.6穿过通槽一，并通过内六角螺栓一和台阶孔一与导轨块一1.5固定(具体地，内六角螺栓一的螺栓头内侧面不与台阶孔一的端面接触，内六角螺栓一的尾部端面压紧滑条一1.6)；滑条一1.6上靠近套环一1.2中心的一端开设有圆孔一，且位于圆孔一处固定有螺母一，滑条一1.6的圆孔一可通过外六角螺栓一和螺母一与卡箍一1.1的通孔固定。其中，导轨块一1.5开设有平行于滑条一1.6的槽口一，并在槽口一外沿设有刻度一，滑条一1.6上靠近槽口一的一侧设有刻度二，滑条一1.6与导轨块一1.5形成一个游标卡尺，且滑条一1.6为主尺，导轨块一1.5为游标，滑条一1.6和导轨块一1.5不仅用于实现卡箍一1.1和套环一1.2之间的连接，同时用于实现套环一1.2和卡箍一1.1的对中。套环一1.2上设有对称设置的两个锁定装置一，其中一个锁定装置一中的固定板一1.4上靠近套环一1.2的一端还固定有水平仪一1.3，且中部开设有定位孔。
如图3和图4所示，对齐装置2包括卡箍二2.1、套环二2.2、固定板二2.3、水平仪二2.4、定位杆2.7、内压环2.8、外压环2.9、移动小车组件2.10和锁定装置二。卡箍二2.1开设有对称设置的两个通孔。锁定装置二包括导轨块二2.5和滑条二2.6，导轨块二2.5固定在套环二2.2一侧，导轨块二2.5上开设有通槽二和带有螺纹的台阶孔二，且台阶孔二垂直于通槽二，并与通槽二连通；滑条二2.6穿过通槽二，并通过内六角螺栓二和台阶孔二与导轨块二2.5固定(具体地，内六角螺栓二的螺栓头内侧面不与台阶孔二的端面接触，内六角螺栓二的尾部端面压紧滑条二2.6)；滑条二2.6上靠近套环二2.2中心的一端开设有圆孔二，且位于圆孔二处固定有螺母二，滑条二2.6的圆孔二可通过外六角螺栓二和螺母二与卡箍二2.1的通孔固定。其中，导轨块二2.5开设有平行于滑条二2.6的槽口二，并在槽口二外沿设有刻度三，滑条二2.6上靠近槽口二的一侧设有刻度四，滑条二2.6与导轨块二2.5形成另一个游标卡尺，且滑条二2.6为主尺，导轨块二2.5为游标，滑条二2.6和导轨块二2.5不仅用于实现套环二2.2和卡箍二2.1之间的连接，同时用于实现套环二2.2和卡箍二2.1的对中。套环二2.2上设有对称设置的两个锁定装置二。套环二2.2另一侧开设有环形槽，如图5所示，并通过螺钉固定有内压环2.8和外压环2.9；内压环2.8置于外压环2.9内，内压环2.8覆盖环形槽靠内的一部分，外压环2.9盖住环形槽靠外的一部分，且内压环2.8与外压环2.9之间留有环形间隙。
如图6所示，移动小车组件2.10包括小车2.10.1(自带驱动件驱动车轮)、弧形板2.10.2、电磁推拉杆2.10.3和弧形挡板2.10.4；小车2.10.1置于套环二2.2的环形槽内，且小车2.10.1的车轮与环形槽构成滚动摩擦副；小车2.10.1上固定有电磁推拉杆2.10.3，且电磁推拉杆2.10.3的输出端与弧形挡板2.10.4固定；弧形挡板2.10.4用于避免电磁推拉杆2.10.3输出端与环形槽道内壁直接接触时产生的冲击力集中在某一处，同时增加电磁推拉杆2.10.3输出端与环形槽道内壁之间的摩擦力，使小车2.10.1在停止运动时保持静止不动；小车2.10.1上固定的弧形板2.10.2穿过内压环2.8与外压环2.9之间的环形间隙，与固定板二2.3固定；固定板二2.3上靠近套环二2.2的一端固定有水平仪二2.4，中部固定有水平设置的定位杆2.7。定位杆2.7中心线与套环二2.2中心线之间的间距和定位装置1中定位孔的中心线与套环一1.2中心线之间的间距相等。
如图2、图3和图4所示，粗对中装置3包括对中杆3.1、对中块3.2、中空圆台板3.3、弹簧3.4和连接杆3.5；对中杆3.1水平固定在固定有水平仪一1.3的固定板一1.4上，并位于该固定板一1.4远离套环一1.2的一端，且对中杆3.1上设有一体成型的半球头；对中杆3.1的长度小于定位杆2.7的长度；对中块3.2通过弹簧3.4与固定板二2.3远离套环二2.2的一端连接；水平设置的连接杆3.5一端与对中块3.2的一端通过竖向轴铰接，另一端与固定板二2.3通过水平轴铰接，且竖向轴和水平轴上均设有角度传感器，角度传感器用于检测对中杆3.1与对中块3.2对接时连接杆3.5的俯仰角以及对中块3.2在水平面内相对连接杆3.5的偏转角；对中块3.2的另一端开设有凹槽，且位于凹槽的外侧固定有中空圆台板3.3，中空圆台板3.3对对中杆3.1起导向作用；其中，对中杆3.1未嵌入对中块3.2和中空圆台板3.3内时，对中块3.2和中空圆台板3.3均为水平状态，对中杆3.1中心线与套环一1.2中心线之间的间距和对中块3.2中心线与套环二2.2中心线之间的间距相等；对中杆3.1、定位装置1中定位孔和套环一1.2的中心线均在同一平面内，对中块3.2、定位杆2.7和套环二2.2的中心线均在同一平面内。
其中，水平仪二2.4(采用电子式水平仪)和角度传感器的信号输出端均接控制器，小车2.10.1的驱动件和电磁推拉杆2.10.3均由控制器控制；控制器与上位机通讯。
作为一个优选实施例，如图7所示，推动装置4包括机架4.1、液压缸4.2和推动板4.3，液压缸4.2的壳体与机架4.1固定，液压缸4.2的活塞杆与竖直设置的推动板4.3固定，推动板4.3与机架4.1构成滑动副。
作为一个优选实施例，弹簧3.4设有沿周向间距布置的多个，且弹簧3.4的两端与对中块3.2和固定板二2.3分别固定。
作为一个优选实施例，卡箍一1.1和卡箍二2.1的内径相等，且均设有多种尺寸规格，选用不同内径的卡箍一1.1和卡箍二2.1，以适应不同外径的管道对焊。
一种管道对焊装置的对焊方法，具体如下：
步骤一、如图1所示，将管道一固定在支架上，选用内径与管道一外径相等的卡箍一1.1，将卡箍一1.1扣合在管道一上并闭合，但未完全拧紧卡箍一1.1上的外六角螺栓三和螺母三；接着将套环一1.2套置在管道一上，并使对中杆3.1上一体成型的半球头靠近管道一的待焊接面所在平面，手动移动卡箍一1.1至接近套环一1.2后将各滑条一1.6的圆孔一通过外六角螺栓一和螺母一与卡箍一1.1相应的通孔固定；拧松各内六角螺栓一，调整两侧导轨块一1.5在相应滑条一1.6上的位置，直到两侧导轨块一1.5在相应滑条一1.6上显示的刻度值一致后，拧紧各内六角螺栓一，将各导轨块一1.5与相应滑条一1.6固定，此时卡箍一1.1、套环一1.2和管道一同轴；然后手动旋转卡箍一1.1，直至水平仪一1.3位于管道一上方，且水平仪一1.3显示水平；最后拧紧外六角螺栓三和螺母三。
步骤二、如图1所示，使用起重机吊起管道二，选用内径与管道二外径相等的卡箍二2.1；接着将卡箍二2.1扣合在管道二上并闭合，但未完全拧紧卡箍二2.1上的外六角螺栓四和螺母四，将套环二2.2套置在管道二上，并使对中块3.2外端靠近管道二的待焊接面所在平面；然后手动移动卡箍二2.1至接近套环二2.2后将各滑条二2.6的圆孔二通过外六角螺栓二和螺母二与卡箍二2.1相应的通孔固定，拧紧外六角螺栓四和螺母四；拧松各内六角螺栓二，调整两侧导轨块二2.5在相应滑条二2.6上的位置，直到两侧导轨块二2.5在相应滑条二2.6上显示的刻度值一致后，拧紧各内六角螺栓二，将各导轨块二2.5与相应滑条二2.6固定，此时卡箍二2.1、套环二2.2和管道二同轴；最后控制器控制电磁推拉杆2.10.3通电，电磁推拉杆2.10.3输出端带动弧形挡板2.10.4向内移动至脱离环形槽内壁，同时控制器控制小车2.10.1的驱动件开始工作，小车2.10.1带动水平仪二2.4沿着环形槽运动，当水平仪二2.4位于管道二上方，且水平仪二2.4水平时，控制器控制小车2.10.1的驱动件停止工作，同时控制电磁推拉杆2.10.3断电，电磁推拉杆2.10.3输出端带动弧形挡板2.10.4向外移动，并抵住环形槽的内壁，防止小车2.10.1在重力作用下移动。
步骤三、启动起重机，起重机带动管道二移动至管道二与管道一的待焊接面靠近，并使对中杆3.1经中空圆台板3.3导向嵌入凹槽内，此时管道一与管道二未完全对中，对中杆3.1使对中块3.2偏移，连接杆3.5的俯仰角以及对中块3.2在水平面内相对连接杆3.5的偏转角产生变化，两个角度传感器将检测到的两个角度变化值经控制器反馈至上位机，上位机结合预先输入的连接杆3.5长度和对中块3.2长度计算出对中块3.2的水平方向位移值和连接杆3.5的竖直方向位移值，然后启动起重机带动管道二按照水平方向位移值和竖直方向位移值移动，进而实现对中杆3.1与对中块3.2之间较为精准的对齐，但由于起重机无法提供较为精准的位移，从而只能实现管道一与管道二的粗对中，此时定位杆2.7接近定位孔。其中，对中杆3.1和对中块3.2对接后，凹槽内未完全嵌入对中杆3.1，留有余量保证定位杆2.7能嵌入定位孔内。
步骤四、人工辅助将定位杆2.7嵌入定位孔中，实现管道一与管道二的精确对中，然后推动装置推动管道二，将管道二的待焊接面与管道一的待焊接面压紧，最后使用焊接装置(使用焊枪人工焊接或管道全自动焊接机自动焊接)对管道一和管道二进行焊接。其中，若焊接装置采用管道全自动焊接机(比如成都熊谷加世电器有限公司的管道全自动焊接机A-305)，则焊接操作时先将管道全自动焊接机固定在管道一和管道二上位于套环一1.2和套环二2.2之间位置，需要说明的是，本发明将套环一1.2和套环二2.2的内径设计为相比管道外径有较大余量，因此水平仪一1.3、定位杆2.7、对中杆3.1、对中块3.2和中空圆台板3.3不会干涉管道全自动焊接机在管道上的运动。
Claims (5)
1.一种管道对焊装置，包括起重机和焊接装置，其特征在于，还包括定位装置、对齐装置、粗对中装置和推动装置；所述定位装置包括卡箍一、套环一、水平仪一和锁定装置一，卡箍一开设有对称设置的两个通孔；锁定装置一包括固定板一、导轨块一和滑条一；所述固定板一固定在套环一上；导轨块一固定在固定板一上靠近套环一的一端，导轨块一上开设有通槽一和带有螺纹的台阶孔一，且台阶孔一垂直于通槽一，并与通槽一连通；滑条一穿过通槽一，并通过内六角螺栓一和台阶孔一与导轨块一固定；滑条一上靠近套环一中心的一端开设有圆孔一，且位于圆孔一处固定有螺母一；所述导轨块一开设有平行于滑条一的槽口一，并在槽口一外沿设有刻度一，滑条一上靠近槽口一的一侧设有刻度二，滑条一与导轨块一形成一个游标卡尺，且滑条一为主尺，导轨块一为游标；所述套环一上设有对称设置的两个锁定装置一，其中一个锁定装置一中的固定板一上靠近套环一的一端还固定有水平仪一，中部开设有定位孔；
所述对齐装置包括卡箍二、套环二、固定板二、水平仪二、定位杆、内压环、外压环、移动小车组件和锁定装置二；所述卡箍二开设有对称设置的两个通孔；所述锁定装置二包括导轨块二和滑条二，导轨块二固定在套环二一侧，导轨块二上开设有通槽二和带有螺纹的台阶孔二，且台阶孔二垂直于通槽二，并与通槽二连通；滑条二穿过通槽二，并通过内六角螺栓二和台阶孔二与导轨块二固定；滑条二上靠近套环二中心的一端开设有圆孔二，且位于圆孔二处固定有螺母二；所述导轨块二开设有平行于滑条二的槽口二，并在槽口二外沿设有刻度三，滑条二上靠近槽口二的一侧设有刻度四，滑条二与导轨块二形成另一个游标卡尺，且滑条二为主尺，导轨块二为游标；所述套环二上设有对称设置的两个锁定装置二；套环二另一侧开设有环形槽，并通过螺钉固定有内压环和外压环；所述内压环置于外压环内，内压环覆盖环形槽靠内的一部分，外压环盖住环形槽靠外的一部分，且内压环与外压环之间留有环形间隙；
所述移动小车组件包括小车、弧形板、电磁推拉杆和弧形挡板；所述小车置于套环二的环形槽内，且小车的车轮与环形槽构成滚动摩擦副；小车上固定有电磁推拉杆，且电磁推拉杆的输出端与弧形挡板固定；所述弧形板一端与小车固定，另一端穿过内压环与外压环之间的环形间隙，与固定板二固定；固定板二上靠近套环二的一端固定有水平仪二，中部固定有水平设置的定位杆；定位杆中心线与套环二中心线之间的间距和定位装置中定位孔的中心线与套环一中心线之间的间距相等；
所述粗对中装置包括对中杆、对中块、中空圆台板、弹簧和连接杆；所述对中杆水平固定在固定有水平仪一的固定板一上，并位于该固定板一远离套环一的一端，且对中杆上设有一体成型的半球头；对中杆的长度小于定位杆的长度；对中块通过弹簧与固定板二远离套环二的一端连接；所述水平设置的连接杆一端与对中块的一端通过竖向轴铰接，另一端与固定板二通过水平轴铰接，且竖向轴和水平轴上均设有角度传感器；所述对中块的另一端开设有凹槽，且位于凹槽的外侧固定有中空圆台板；其中，对中杆中心线与套环一中心线之间的间距和对中块中心线与套环二中心线之间的间距相等；对中杆、定位装置中定位孔和套环一的中心线均在同一平面内，对中块、定位杆和套环二的中心线均在同一平面内。
2.根据权利要求1所述的一种管道对焊装置，其特征在于：所述推动装置包括机架、液压缸和推动板，液压缸的壳体与机架固定，液压缸的活塞杆与竖直设置的推动板固定，推动板与机架构成滑动副。
3.根据权利要求1所述的一种管道对焊装置，其特征在于：所述弹簧设有沿周向间距布置的多个，且弹簧的两端与对中块和固定板二分别固定。
4.根据权利要求1所述的一种管道对焊装置，其特征在于：所述卡箍一和卡箍二的内径相等，且均设有多种尺寸规格。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种管道对焊装置的对焊方法，其特征在于：具体如下：
步骤一、将管道一固定在支架上，选用内径与管道一外径相等的卡箍一，并将卡箍一扣合在管道一上并闭合，但未完全拧紧卡箍一上的外六角螺栓三和螺母三；接着将套环一套置在管道一上，并使对中杆上一体成型的半球头靠近管道一的待焊接面所在平面，手动移动卡箍一至接近套环一后将各滑条一的圆孔一通过外六角螺栓一和螺母一与卡箍一相应的通孔固定；拧松各内六角螺栓一，调整两侧导轨块一在相应滑条一上的位置，直到两侧导轨块一在相应滑条一上显示的刻度值一致后，拧紧各内六角螺栓一，将各导轨块一与相应滑条一固定，此时卡箍一、套环一和管道一同轴；然后手动旋转卡箍一，直至水平仪一位于管道一上方，且水平仪一显示水平；最后拧紧外六角螺栓三和螺母三；
步骤二、使用起重机吊起管道二，选用内径与管道二外径相等的卡箍二；接着将卡箍二扣合在管道二上并闭合，但未完全拧紧卡箍二上的外六角螺栓四和螺母四，将套环二套置在管道二上，并使对中块外端靠近管道二的待焊接面所在平面；然后手动移动卡箍二至接近套环二后将各滑条二的圆孔二通过外六角螺栓二和螺母二与卡箍二相应的通孔固定，拧紧外六角螺栓四和螺母四；拧松各内六角螺栓二，调整两侧导轨块二在相应滑条二上的位置，直到两侧导轨块二在相应滑条二上显示的刻度值一致后，拧紧各内六角螺栓二，将各导轨块二与相应滑条二固定，此时卡箍二、套环二和管道二同轴；最后控制器控制电磁推拉杆通电，电磁推拉杆输出端带动弧形挡板向内移动至脱离环形槽内壁，同时控制器控制小车的驱动件开始工作，小车带动水平仪二沿着环形槽运动，当水平仪二位于管道二上方，且水平仪二显示水平时，控制器控制小车的驱动件停止工作，同时控制电磁推拉杆断电，电磁推拉杆的输出端带动弧形挡板向外移动，并抵住环形槽的内壁；
步骤三、启动起重机，起重机带动管道二移动至管道二与管道一的待焊接面靠近，并使对中杆经中空圆台板导向嵌入凹槽内，此时管道一与管道二未完全对中，对中杆使对中块偏移，连接杆的俯仰角以及对中块在水平面内相对连接杆的偏转角产生变化，两个角度传感器将检测到的两个角度变化值经控制器反馈至上位机，上位机结合预先输入的连接杆长度和对中块长度计算出对中块的水平方向位移值和连接杆的竖直方向位移值，然后启动起重机带动管道二按照水平方向位移值和竖直方向位移值移动，进而实现对中杆与对中块之间的对齐，从而实现管道一与管道二的粗对中，此时定位杆接近定位孔；
步骤四、人工辅助将定位杆嵌入定位孔中，实现管道一与管道二的精确对中，然后推动装置推动管道二，将管道二的待焊接面与管道一的待焊接面压紧，最后使用焊接装置对管道一和管道二进行焊接。
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| CN202310245731.1A CN116372496A (zh) | 2023-03-15 | 2023-03-15 | 一种管道对焊装置及其对焊方法 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
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2023
- 2023-03-15 CN CN202310245731.1A patent/CN116372496A/zh not_active Withdrawn
Cited By (2)
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