CN120080091B - 一种液压式焊接支撑夹具 - Google Patents

Abstract

本发明属于支撑夹具技术领域，具体公开了一种液压式焊接支撑夹具，包括底座台，所述底座台顶部的中端开设有安放槽，所述安放槽的内部活动设置有工作台，所述安放槽的正下方开设有内腔槽，所述内腔槽的内部设置有驱动气缸，所述工作台的表面设置有第一夹紧机构，所述底座台顶部且处于所述安放槽的两侧固定安装有支撑架，所述支撑架靠近底端的表面设置有第二夹紧机构，所述支撑架的顶端安装有第三液压机构。本发明通过第一夹紧机构、第二夹紧机构与第三液压机构相互配合，能够将罐体竖立安装在装置内，方便对罐体顶部的焊接工作，并且该装置能从不同方向对罐体进行定位和夹紧，确保罐体在焊接时位置精准，避免晃动或位移，进而保证焊接质量。

Description

一种液压式焊接支撑夹具

技术领域

本发明属于支撑夹具领域，具体公开了一种液压式焊接支撑夹具。

背景技术

焊接通常是指金属的焊接，是通过加热或加压，或两者同时并用，使两个分离的物体产生原子间结合力而连接成一体的成形方法。液压式焊接支撑夹具是一种利用液压系统进行夹紧和释放的焊接夹具，主要用于在焊接过程中固定工件，确保焊接精度和稳定性。在对罐体的加工过程中，为了确保罐体的密封性和结构强度，需要对罐体的顶部进行焊接。

现有的大多数罐体焊接作业采用将罐体平放的方式，通过液压式支撑夹具予以定位，但这种焊接方法存在明显缺陷：一方面，焊接过程中产生的大量热量会致使罐体极易发生变形，另一方面，罐体平放时各部分应力分布会发生变化，从而引发局部应力集中问题；而在罐体立式焊接时，由于罐体重心偏高，现有的液压式焊接支撑夹具难以对罐体实施稳定支撑，稳定性较差，在焊接操作过程中，微小的震动或外界干扰，都可能导致罐体出现晃动、位移，这不仅严重影响焊接的精准度与质量，甚至可能引发安全事故。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于，提出一种液压式焊接支撑夹具，以解决现有技术大多数罐体焊接作业采用将罐体平放的方式，通过液压式支撑夹具予以定位，但这种焊接方法存在明显缺陷：一方面，焊接过程中产生的大量热量会致使罐体极易发生变形，另一方面，罐体平放时各部分应力分布会发生变化，从而引发局部应力集中问题；而在罐体立式焊接时，由于罐体重心偏高，现有的液压式焊接支撑夹具难以对罐体实施稳定支撑，稳定性较差，在焊接操作过程中，微小的震动或外界干扰，都可能导致罐体出现晃动、位移，这不仅严重影响焊接的精准度与质量，甚至可能引发安全事故的问题。

为达到以上目的，本发明提供了一种液压式焊接支撑夹具，包括底座台，所述底座台顶部的中端开设有安放槽，所述安放槽的内部活动设置有工作台，所述安放槽的正下方开设有内腔槽，所述内腔槽的内部设置有驱动气缸，所述驱动气缸的输出端连接于所述工作台，所述工作台的表面设置有第一夹紧机构，所述底座台顶部且处于所述安放槽的两侧固定安装有支撑架，所述支撑架靠近底端的表面设置有第二夹紧机构，所述支撑架的顶端安装有第三液压机构，所述第一夹紧机构、所述第二夹紧机构与所述第三液压机构相互配合对罐体进行定位。

在上述技术方案中，优选的，所述工作台的四个端角处均开设有路径槽，所述第一夹紧机构包括四个滑动柱，四个所述滑动柱分别滑动安装在四个所述路径槽中，所述滑动柱的顶部通过螺栓套接安装有夹紧筒，所述夹紧筒活动位于所述工作台的上表面，所述驱动气缸底部的四个端角处均安装有第一定位框，所述滑动柱的底部固定安装有第二定位框，所述第二定位框活动位于所述工作台的下表面，所述第一定位框与所述第二定位框之间通过转轴安装有第一连杆。

在上述技术方案中，优选的，所述支撑架靠近底端的表面开设有侧边槽，所述侧边槽内部的中端开设有插接槽，所述插接槽贯穿所述支撑架，所述第二夹紧机构包括插接条，所述插接条活动插接在所述插接槽中，所述侧边槽内部且处于所述插接槽的两侧转动安装有齿轮，所述插接条的端面设置有齿条，所述插接条两端的所述齿条分别与两个所述齿轮相啮合，所述齿轮的表面固定安装有固定板，所述固定板的另一端安装有弧形条。

在上述技术方案中，优选的，所述弧形条靠近所述固定板的一端固定安装有长条，所述长条通过螺栓固定安装在所述固定板的端部。

在上述技术方案中，优选的，所述安放槽的两侧开设有通槽，所述通槽贯穿所述底座台，所述工作台的两侧固定安装有侧板，所述侧板活动安装在所述通槽中，所述侧板的端部固定安装有第三定位框，所述第三定位框的内部通过转轴安装有第二连杆，所述第二连杆的顶部开设有第四定位槽，所述插接条远离装置中部的一端开设有圆孔，所述第四定位槽套接在所述插接条的表面，且所述第四定位槽的内部设置有圆柱条，所述圆柱条的表面活动贯穿所述圆孔。

在上述技术方案中，优选的，所述通槽的内部设置有导向柱，所述导向柱活动贯穿所述侧板。

在上述技术方案中，优选的，所述支撑架靠近顶端的表面开设有配合槽，所述第三液压机构包括同步机构，所述同步机构安装在所述配合槽内，两个所述同步机构的同步带之间安装有横杆，所述横杆的顶部安装有步进电机，所述横杆的下方设置有定位盘，所述步进电机的输出端连接于所述定位盘，所述定位盘的底部通过螺栓安装有压紧盘。

在上述技术方案中，优选的，所述工作台顶部的中心处设置有圆槽，所述圆槽的内部转动安装有转动盘。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

工作人员更容易观察对罐体的焊接情况，在对罐体顶部焊接时，熔融金属受重力影响向下流动，有助于减少气孔、夹渣等缺陷，同时，罐体的重力分布更均匀，焊接热量引起的变形相对较小；在焊缝冷却时，应力分布更均匀，降低罐体变形的风险。

在该液压式焊接支撑夹具的运作过程中，第一夹紧机构、第二夹紧机构与第三液压机构紧密配合，当驱动气缸启动，带动工作台向上位移时，在第一定位框、第二定位框以及第一连杆的作用下，使得滑动柱沿着工作台端角处的路径槽逐渐向工作台中部滑动，与之相连的夹紧筒也随之同步移动，从而实现对罐体底部的夹紧操作；

与此同时，侧板与插接条通过第二连杆相互连接，这使得第二夹紧机构能够与第一夹紧机构协同作业，在工作台上升过程中，插接条会向装置中部移动，由于插接条端面设有齿条，且与侧边槽内两侧的齿轮相互啮合，其直线运动便转化为齿轮的圆周运动，齿轮转动带动表面固定的固定板一同转动，进而使得安装在固定板另一端的弧形条朝着靠近罐体的方向转动，最终，两侧的弧形条从罐体两侧靠近并紧紧夹住罐体；

最后，同步机构的同步带运转，带动横杆在两个支撑架内部向下移动，安装在横杆顶部的步进电机、横杆下方的定位盘以及与定位盘相连的压紧盘，也会同步向下移动，直至压紧盘接触并对罐体顶部施加压力，完成对罐体顶部的液压夹紧操作，实现对罐体全方位、稳定的定位与夹紧，为焊接工作的顺利开展提供有力保障。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的支撑架顶部结构示意图；

图3为本发明的底座台结构示意图；

图4为本发明的底座台内部结构示意图；

图5为本发明的第一夹紧机构与第二夹紧机构结构示意图；

图6为本发明图4中A处的放大图；

图7为本发明图5中B处的放大图。

图中：1、底座台；2、支撑架；3、安放槽；4、通槽；5、内腔槽；6、工作台；7、侧板；8、驱动气缸；9、第一夹紧机构；10、第二夹紧机构；11、第一定位框；12、第一连杆；13、路径槽；14、滑动柱；15、第二定位框；16、夹紧筒；17、侧边槽；18、插接槽；19、齿轮；20、固定板；21、弧形条；22、长条；23、插接条；24、圆孔；25、第三定位框；26、第二连杆；27、第四定位槽；28、导向柱；29、转动盘；30、配合槽；31、同步机构；32、横杆；33、步进电机；34、定位盘；35、压紧盘。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例的限制。

如图1-图7所示的一种液压式焊接支撑夹具，包括底座台1，底座台1顶部的中端开设有安放槽3，安放槽3的内部活动设置有工作台6，安放槽3的正下方开设有内腔槽5，内腔槽5的内部设置有驱动气缸8，驱动气缸8的输出端连接于工作台6，工作台6的表面设置有第一夹紧机构9，底座台1顶部且处于安放槽3的两侧固定安装有支撑架2，支撑架2靠近底端的表面设置有第二夹紧机构10，支撑架2的顶端安装有第三液压机构，第一夹紧机构9、第二夹紧机构10与第三液压机构相互配合对罐体进行定位，通过第一夹紧机构9、第二夹紧机构10与第三液压机构相互配合，能够将罐体竖立安装在装置内，方便对罐体顶部的焊接工作，并且该装置能从不同方向对罐体进行定位和夹紧，确保罐体在焊接时位置精准，避免晃动或位移，进而保证焊接质量。

工作台6的四个端角处均开设有路径槽13，第一夹紧机构9包括四个滑动柱14，四个滑动柱14分别滑动安装在四个路径槽13中，滑动柱14的顶部通过螺栓套接安装有夹紧筒16，夹紧筒16活动位于工作台6的上表面，驱动气缸8底部的四个端角处均安装有第一定位框11，滑动柱14的底部固定安装有第二定位框15，第二定位框15活动位于工作台6的下表面，第一定位框11与第二定位框15之间通过转轴安装有第一连杆12，四个滑动柱14分别在四个路径槽13中滑动，路径槽13为滑动柱14提供精准的滑动导向，确保滑动柱14只能沿着特定路径滑动，提高了第一夹紧机构9运动的稳定性和准确性，保证夹紧动作的可靠执行，通过第一连杆12将第一定位框11和第二定位框15连接起来，当驱动气缸8带动工作台6向上位移时，在第一定位框11、第二定位框15以及第一连杆12的作用下，使得滑动柱14沿着路径槽13逐渐向工作台6的中部移动，使得夹紧筒16实现对罐体底部的夹紧操作，滑动柱14的顶部通过螺栓套接安装有夹紧筒16，这种连接方式，方便对夹紧筒16的安装与拆卸，便于工作人员对夹紧筒16的更换。

支撑架2靠近底端的表面开设有侧边槽17，侧边槽17内部的中端开设有插接槽18，插接槽18贯穿支撑架2，第二夹紧机构10包括插接条23，插接条23活动插接在插接槽18中，侧边槽17内部且处于插接槽18的两侧转动安装有齿轮19，插接条23的端面设置有齿条，插接条23两端的齿条分别与两个齿轮19啮合，齿轮19的表面固定安装有固定板20，固定板20的另一端安装有弧形条21，当插接条23向装置的中部移动时，由于两端的齿条分别与两个齿轮19啮合，插接条23的直线运动会转化为齿轮19的圆周运动，每个齿轮19的表面都固定安装有固定板20，随着齿轮19的转动，固定板20也跟着转动，由于固定板20的另一端安装有弧形条21，所以弧形条21会随着固定板20的转动而向靠近工件的方向移动，最终两个弧形条21从两侧靠近并紧紧夹住罐体，从而实现对工件的夹紧功能，该装置利用齿轮19与齿条的配合实现动力传递，插接条23两端的齿条与侧边槽17内两侧的齿轮19对应，当插接条23在插接槽18内移动时，能平稳地带动齿轮19转动，这种传动方式精度较高，能准确地将插接条23的直线运动转化为齿轮19的圆周运动，保证了动力传递的稳定性和准确性。

弧形条21靠近固定板20的一端固定安装有长条22，长条22通过螺栓固定安装在固定板20的端部，所述弧形条21贴近罐体一端设置有多个凹槽，且所述凹槽内部安装有滚珠，长条22通过螺栓固定安装在固定板20的端部，这种连接方式使得弧形条21能够稳固地与固定板20相连，当固定板20随着齿轮19的转动而摆动时，能够可靠地带动弧形条21一起运动，实现对罐体的夹紧动作，弧形条21贴近罐体一端设置多个带有滚珠的凹槽，在夹紧罐体时，滚珠与罐体表面接触，当罐体发生转动时，滚珠可以在凹槽内滚动，减小弧形条21与罐体表面之间的摩擦力，避免因摩擦力过大对罐体表面造成损伤，同时也使得罐体能保持良好的夹紧状态。

安放槽3的两侧开设有通槽4，通槽4贯穿底座台1，工作台6的两侧固定安装有侧板7，侧板7活动安装在通槽4中，通槽4与侧板7的配合设计，使工作台6能够在底座台1上稳定地活动安装，限制了工作台6在水平方向的晃动，增强了整个装置的结构稳定性，保证加工过程中工作台6不会发生位移，提高加工精度，侧板7的端部固定安装有第三定位框25，第三定位框25的内部通过转轴安装有第二连杆26，第二连杆26的顶部开设有第四定位槽27，插接条23远离装置中部的一端开设有圆孔24，第四定位槽27套接在插接条23的表面，且第四定位槽27的内部设置有圆柱条，圆柱条的表面活动贯穿圆孔24，通过第二连杆26将侧板7与插接条23连接起来，当侧板7在通槽4中移动时，能够通过第二连杆26带动插接条23运动，进而驱动第二夹紧机构10工作，这种设计实现了工作台6的移动与第二夹紧机构10动作的协同，使得在调整工作台6位置的同时，能够自动对工件进行夹紧或松开操作，提高了工作效率，第三定位框25的移动通过转轴带动第二连杆26运动，由于第二连杆26的顶部开设有第四定位槽27，且套接在插接条23的表面，第四定位槽27内的圆柱条贯穿插接条23的圆孔24，所以第二连杆26的运动能够传递给插接条23，插接条23在第二连杆26的带动下，在插接槽18中进行相应的移动，插接条23的移动通过齿条与齿轮19的啮合，带动齿轮19转动，进而使固定板20和弧形条21进行夹紧或松开动作，实现对工件的夹紧或松开操作。

通槽4的内部设置有导向柱28，导向柱28活动贯穿侧板7，导向柱28贯穿侧板7，为侧板7在通槽4内的滑动提供了精确的导向路径，保证了工作台6在移动过程中的直线度和稳定性，避免侧板7在通槽4内滑动时发生偏移、晃动或卡顿现象，提高了设备的加工精度和可靠性。

支撑架2靠近顶端的表面开设有配合槽30，第三液压机构包括同步机构31，同步机构31安装在配合槽30内，两个同步机构31的同步带之间安装有横杆32，横杆32的顶部安装有步进电机33，横杆32的下方设置有定位盘34，步进电机33的输出端连接于定位盘34，定位盘34的底部通过螺栓安装有压紧盘35，两个同步机构31的设置确保了横杆32在运动过程中的同步性，同步带传动能够精确地传递动力，使得横杆32在两侧同步移动，保证步进电机33、定位盘34以及压紧盘35能保持水平且同步下降或上升等动作，进而压紧盘35能够对罐体的顶部进行按压，实现对罐体顶部的液压夹紧操作，同时步进电机33可带动定位盘34与压紧盘35转动，由于压紧盘35的表面压紧罐体的顶部，从而能带动罐体旋转。

工作台6顶部的中心处设置有圆槽，圆槽的内部转动安装有转动盘29，转动盘29能够配合第三液压机构带动罐体发生旋转。

工作原理：首先工作人员将待加工罐体放置在工作台6的表面，接着当驱动气缸8带动工作台6向上位移时，在第一定位框11、第二定位框15以及第一连杆12的作用下，使得滑动柱14沿着路径槽13逐渐向工作台6的中部移动，使得夹紧筒16实现对罐体底部的夹紧操作，通过第二连杆26将侧板7与插接条23连接起来，当侧板7在通槽4中移动时，能够通过第二连杆26带动插接条23运动，进而驱动第二夹紧机构10工作，第三定位框25的移动通过转轴带动第二连杆26运动，由于第二连杆26的顶部开设有第四定位槽27，且套接在插接条23的表面，第四定位槽27内的圆柱条贯穿插接条23的圆孔24，所以第二连杆26的运动能够传递给插接条23，插接条23在第二连杆26的带动下，在插接槽18中进行相应的移动，插接条23的移动通过齿条与齿轮19的啮合，带动齿轮19转动，随着齿轮19的转动，固定板20也跟着转动，由于固定板20的另一端安装有弧形条21，所以弧形条21会随着固定板20的转动而向靠近工件的方向移动，最终两个弧形条21从两侧靠近并紧紧夹住罐体，从而实现对工件的夹紧功能，下一步同步带带动横杆32在两个支撑架2的内部下移，步进电机33、定位盘34以及压紧盘35也会同步向下移动，最后压紧盘35能够对罐体的顶部进行按压，实现对罐体顶部的液压夹紧操作。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。

Claims (5)

1.一种液压式焊接支撑夹具，包括底座台，其特征在于，所述底座台顶部的中端开设有安放槽，所述安放槽的内部活动设置有工作台，所述安放槽的正下方开设有内腔槽，所述内腔槽的内部设置有驱动气缸，所述驱动气缸的输出端连接于所述工作台，所述工作台的表面设置有第一夹紧机构，所述底座台顶部且处于所述安放槽的两侧固定安装有支撑架，所述支撑架靠近底端的表面设置有第二夹紧机构，所述支撑架的顶端安装有第三液压机构，所述第一夹紧机构、所述第二夹紧机构与所述第三液压机构相互配合对罐体进行定位；

所述工作台的四个端角处均开设有路径槽，所述第一夹紧机构包括四个滑动柱，四个所述滑动柱分别滑动安装在四个所述路径槽中，所述滑动柱的顶部通过螺栓套接安装有夹紧筒，所述夹紧筒活动位于所述工作台的上表面，所述驱动气缸底部的四个端角处均安装有第一定位框，所述滑动柱的底部固定安装有第二定位框，所述第二定位框活动位于所述工作台的下表面，所述第一定位框与所述第二定位框之间通过转轴安装有第一连杆；

所述支撑架靠近底端的表面开设有侧边槽，所述侧边槽内部的中端开设有插接槽，所述插接槽贯穿所述支撑架，所述第二夹紧机构包括插接条，所述插接条活动插接在所述插接槽中，所述侧边槽内部且处于所述插接槽的两侧转动安装有齿轮，所述插接条的端面设置有齿条，所述插接条两端的所述齿条分别与两个所述齿轮相啮合，所述齿轮的表面固定安装有固定板，所述固定板的另一端安装有弧形条；

所述安放槽的两侧开设有通槽，所述通槽贯穿所述底座台，所述工作台的两侧固定安装有侧板，所述侧板活动安装在所述通槽中，所述侧板的端部固定安装有第三定位框，所述第三定位框的内部通过转轴安装有第二连杆，所述第二连杆的顶部开设有第四定位槽，所述插接条远离装置中部的一端开设有圆孔，所述第四定位槽套接在所述插接条的表面，且所述第四定位槽的内部设置有圆柱条，所述圆柱条的表面活动贯穿所述圆孔。

2.根据权利要求1所述的一种液压式焊接支撑夹具，其特征在于，所述弧形条靠近所述固定板的一端固定安装有长条，所述长条通过螺栓固定安装在所述固定板的端部。

3.根据权利要求1所述的一种液压式焊接支撑夹具，其特征在于，所述通槽的内部设置有导向柱，所述导向柱活动贯穿所述侧板。

4.根据权利要求1所述的一种液压式焊接支撑夹具，其特征在于，所述支撑架靠近顶端的表面开设有配合槽，所述第三液压机构包括同步机构，所述同步机构安装在所述配合槽内，两个所述同步机构的同步带之间安装有横杆，所述横杆的顶部安装有步进电机，所述横杆的下方设置有定位盘，所述步进电机的输出端连接于所述定位盘，所述定位盘的底部通过螺栓安装有压紧盘。

5.根据权利要求1所述的一种液压式焊接支撑夹具，其特征在于，所述工作台顶部的中心处设置有圆槽，所述圆槽的内部转动安装有转动盘。