CN205074673U - 能够模拟摩擦焊在水下焊接的实验装置 - Google Patents
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Abstract
一种能够模拟摩擦焊在水下焊接的实验装置，包括：一底座、垂直安装在底座两端的驱动液压缸、安装在底座上并位于驱动液压缸内侧的数个立柱、安装在立柱上的横梁，其中，驱动液压缸的伸缩杆安装在底座上，驱动液压缸的底座固定横梁上；横梁的中部安装有一主轴头，横梁上水平安装有两个夹紧液压缸，两个夹紧液压缸安装在用来与立柱配合的横梁上的安装孔位置；与主轴头相对应的底座中部安装有一压盘，压盘上安装有一水槽，水槽内固定有试验平台。本实用新型结构简单，操作方便，能够模拟摩擦焊在水下焊接的整个过程，使其能够实现三维方向的移动，实现了模拟水下摩擦焊接的全过程。
Description
技术领域
本实用新型涉及摩擦焊接装置，尤其涉及一种能够模拟摩擦焊在水下焊接的实验装置。属于海洋石油工程领域。
背景技术
目前，摩擦焊作为一种固相连接技术，特别是对于电弧焊接应用困难的某些场合，例如：水下钢结构修复，由于其焊接质量受环境压力影响较小，具备独特的环境适应优势，因此，特别适用于水下钢结构的修复与连接。
摩擦焊接是在压力作用下，通过待焊界面的摩擦，使界面及其附近温度升高，材料的变形抗力降低、塑性提高、界面的氧化膜破碎，伴随着材料产生塑性变形与流动，通过界面上的扩散及再结晶冶金反应，而实现连接的固态焊接的一种方法。但是，如若将摩擦焊接直接用于水下焊接，但是，由于水下焊接的复杂性不好掌握，若将摩擦焊接直接用于水下焊接，可能会造成诸多意想不到的结果，所以亟需一种能够模拟水下摩擦焊接的全过程的模拟实验装置，以便进一步验证摩擦焊在水下焊接过程中的可靠性及所对遇到的一些问题进行相关的试验研究，为水下摩擦焊接打下基础。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种能够模拟摩擦焊在水下焊接的实验装置，其结构简单，操作方便，能够模拟摩擦焊在水下焊接的整个过程，使其能够实现三维方向的移动，实现了模拟水下摩擦焊接的全过程。
本实用新型的目的是由以下技术方案实现的：
一种能够模拟摩擦焊在水下焊接的实验装置，其特征在于：包括：一底座、垂直安装在底座两端的驱动液压缸、安装在底座上并位于驱动液压缸内侧的数个立柱、安装在立柱上的横梁，其中，驱动液压缸的伸缩杆安装在底座上，驱动液压缸的底座固定横梁上；横梁的中部安装有一主轴头，横梁上水平安装有两个夹紧液压缸，两个夹紧液压缸安装在用来与立柱配合的横梁上的安装孔位置；与主轴头相对应的底座中部安装有一压盘，压盘上安装有一水槽，水槽内固定有试验平台。
所述驱动液压缸、夹紧液压缸与液压站相连，通过液压站提供动力，使驱动液压缸上、下运动，并带动横梁作上、下运动；使驱动夹紧液压缸左、右运动，并带动横梁与立柱作夹紧运动。
所述压盘与立柱热装后固定在底座上。
所述横梁的一端为设有间隙的分瓣结构，且分瓣结构位于横梁与立柱的轴孔配合的一端，另一端则为实体；立柱与夹紧液压缸之间在初始状态时，二者之间留有很小的间隙，当夹紧液压缸收缩拉紧横梁的两个分瓣时，横梁开始贴靠在立柱上，当夹紧液压缸进一步收缩拉紧后，就达到了三点夹持状态，从而实现横梁与立柱的夹紧。
所述试验平台为十字滑台结构，主要包括：一平台、安装在平台上的横向丝杠、纵向丝杠、安装在底座上的平台底座，其中，横向丝杠配合装配在横向轴承上，横向轴承安装在横向轴承支座上，且横向丝杠的一端安装有一横向移动手轮；同理，纵向丝杠配合装配在纵向轴承上，轴承安装在纵向轴承支座上，纵向丝杠的一端安装有一纵向移动手轮；平台安装在纵向丝杠上；平台底座安装在在底座上。
本实用新型的有益效果：本实用新型由于采用上述技术方案，其结构简单，操作方便，能够模拟摩擦焊在水下焊接的整个过程，使其能够实现三维方向的移动，实现了模拟水下摩擦焊接的全过程。
附图说明
图1为本实用新型整体结构主视示意图。
图1A本实用新型整体结构侧视示意图。
图1B本实用新型整体结构俯视示意图。
图2为本实用新型立柱根部结构示意图。
图3为本实用新型立柱与横梁夹紧缸示意图。
图3A为本实用新型立柱与横梁夹紧缸初始状态示意图。
图3B为本实用新型贴靠立柱状态示意图。
图3C为本实用新型三点夹持状态示意图。
图4A为本实用新型中试验平台主视图。
图4B为本实用新型中试验平台左视图。
图4C为本实用新型中试验平台俯视图。
图中主要标号说明：
1.主轴头、2.夹紧液压缸、3.横梁、4.立柱、5.驱动液压缸、6.试验平台、7.水槽、8.底座、9.压盘、10.横向丝杠、11.横向移动手轮、12.纵向丝杠、13.纵向移动手轮、14.平台、15.横向轴承支座、151.纵向轴承支座、16平台底座。
具体实施方式
如图1—图4C所示，本实用新型包括：一底座8、垂直安装在底座8两端的驱动液压缸5、安装在底座8上并位于驱动液压缸5内侧的数个立柱4(本实施例立柱4为：两个)、安装在立柱4上的横梁3，其中，驱动液压缸5的伸缩杆采用螺栓连接方式安装在底座8上，横梁3上设有数个安装孔，驱动液压缸5的底座采用轴孔配合方式穿过设在横梁3上的安装孔并用螺栓螺母对固定横梁3上；立柱4采用轴孔配合方式分别穿过横梁3上的安装孔并用螺栓螺母对固定在横梁3上；横梁3的中部采用螺栓连接方式安装有一用于安装焊接所用主要部件的主轴头1，横梁3上采用螺栓连接方式水平安装有两个夹紧液压缸2，两个夹紧液压缸2安装在用来与立柱4配合的横梁3上的安装孔位置，(如图3所示)，用以实现横梁3可以稳定地停在立柱4上的任意位置；与主轴头1相对应的底座8中部采用螺栓连接方式安装有一压盘9，压盘9上采用螺栓连接方式安装有一水槽7，水槽7内采用焊接的方式固定有试验平台6，用于固定焊件，并可以在水平两个方向运动。
上述驱动液压缸5与液压站相连，通过液压站提供动力，可以驱动液压缸5上、下运动，并带动横梁3作上、下运动。
上述夹紧液压缸2与液压站相连，通过液压站提供动力，可以驱动夹紧液压缸2左、右运动，并带动横梁与立柱作夹紧运动。
上述压盘9与立柱4热装后一起加工，并使螺栓用固定在底座8上。
如图3，图3A所示，横梁3的一端为设有间隙的分瓣结构，且分瓣结构位于横梁3与立柱4的轴孔配合的一端，另一端则为实体。
如图3A-图3C所示，横梁3与立柱的夹紧过程：立柱4与夹紧液压缸2之间在初始状态时，二者之间留有很小的间隙，当夹紧液压缸2收缩拉紧横梁3的两个分瓣时，横梁3开始贴靠在立柱4上，当夹紧液压缸2进一步收缩拉紧后，就达到了三点夹持状态，从而实现横梁3与立柱的夹紧。
如图4A，图4B，图4C所示，上述试验平台6为十字滑台结构，主要包括：平台14、安装在平台14上的横向丝杠10、纵向丝杠12、安装在底座8上的平台底座16，其中，横向丝杠10通过轴孔配合装配在横向轴承上，横向轴承安装在横向轴承支座15上，且横向丝杠10的一端通过螺栓连接方式安装有横向移动手轮11；同理，纵向丝杠12通过轴孔配合装配在纵向轴承上，轴承安装在纵向轴承支座151上，纵向丝杠12的一端通过螺栓连接方式安装有纵向移动手轮13；平台14通过轴孔配合方式安装在纵向丝杠12上；平台底座16通过螺栓连接方式安装在在底座8上。以上各部件均采用螺栓连接，试验平台6整体安装完成后，采用螺栓连接方式再将其安装在底座8上。其中，平台14横向行走和纵向行走的实现方式相同，以纵向行走为例进行说明：摇动纵向移动手轮13，纵向丝杠12在轴承支座15上移动，并带动平台14纵向行走。
本实用新型的工作原理：试验时，将水槽7内注水，并淹没试验平台6，然后，将试件固定在试验平台6上，并位于水面以下，再将焊接所用的塞棒夹持在焊接主轴头1上后，将横梁3下降到合适位置，然后，夹紧驱动液压缸5，并将驱动液压缸5锁紧在立柱4上，然后，主轴头1轴向移动，将塞棒逐渐靠近试件，并最终顶在试件上，此时，将计算机中记录的主轴头1的位置的窗口切换到相对位置，并清零，并以此为焊接的起点。然后，再将主轴头1退回一小段距离，将焊接参数设置完成后，即可启动焊接过程，由于试件位于水面以下，因此，实现了模拟水下摩擦焊接的过程。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种能够模拟摩擦焊在水下焊接的实验装置，其特征在于：包括：一底座、垂直安装在底座两端的驱动液压缸、安装在底座上并位于驱动液压缸内侧的数个立柱、安装在立柱上的横梁，其中，驱动液压缸的伸缩杆安装在底座上，驱动液压缸的底座固定横梁上；横梁的中部安装有一主轴头，横梁上水平安装有两个夹紧液压缸，两个夹紧液压缸安装在用来与立柱配合的横梁上的安装孔位置；与主轴头相对应的底座中部安装有一压盘，压盘上安装有一水槽，水槽内固定有试验平台。
2.根据权利要求1所述的能够模拟摩擦焊在水下焊接的实验装置，其特征在于：所述驱动液压缸、夹紧液压缸与液压站相连，通过液压站提供动力，使驱动液压缸上、下运动，并带动横梁作上、下运动；使驱动夹紧液压缸左、右运动，并带动横梁与立柱作夹紧运动。
3.根据权利要求1所述的能够模拟摩擦焊在水下焊接的实验装置，其特征在于：所述压盘与立柱热装后固定在底座上。
4.根据权利要求1所述的能够模拟摩擦焊在水下焊接的实验装置，其特征在于：所述横梁的一端为设有间隙的分瓣结构，且分瓣结构位于横梁与立柱的轴孔配合的一端，另一端则为实体；立柱与夹紧液压缸之间在初始状态时，二者之间留有很小的间隙，当夹紧液压缸收缩拉紧横梁的两个分瓣时，横梁开始贴靠在立柱上，当夹紧液压缸进一步收缩拉紧后，就达到了三点夹持状态，从而实现横梁与立柱的夹紧。
5.根据权利要求1所述的能够模拟摩擦焊在水下焊接的实验装置，其特征在于：所述试验平台为十字滑台结构，主要包括：一平台、安装在平台上的横向丝杠、纵向丝杠、安装在底座上的平台底座，其中，横向丝杠配合装配在横向轴承上，横向轴承安装在横向轴承支座上，且横向丝杠的一端安装有一横向移动手轮；同理，纵向丝杠配合装配在纵向轴承上，轴承安装在纵向轴承支座上，纵向丝杠的一端安装有一纵向移动手轮；平台安装在纵向丝杠上；平台底座安装在在底座上。
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