CN207431480U - 一种螺旋钢管自动埋弧补焊装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种螺旋钢管自动埋弧补焊装置，包括配合使用的焊接台车和补焊座；所述焊接台车包括底板、焊臂、焊枪、焊剂斗、埋弧焊机、用于实现台车行走的行走机构、用于调整焊枪位置的焊臂三维调整机构和用于连续为焊枪提供焊丝的送丝机构；所述补焊座为沿螺旋管长度方向并列设置的两组，每组补焊座均包括位移轨道、橡胶主动轮、主动轮底座、橡胶被动轮、被动轮底座、旋转驱动电机和液压机构。本实用新型补焊速度快、质量好，焊道平直美观，补焊一次成功率基本达到100%，同时降低了劳动强度和人工成本；适应性强，适合工业化推广。

Description

一种螺旋钢管自动埋弧补焊装置

技术领域

本实用新型涉及一种螺旋钢管自动埋弧补焊装置，属于螺旋钢管生产技术领域。

背景技术

螺旋钢管，在如今社会的各个领域具有广泛应用。螺旋钢管是以带钢卷板为原材料，先经常温挤压成型，再以自动双丝双面埋弧焊工艺焊接而成。焊接完成后，需要对螺旋焊缝进行探伤，并对缺陷部分进行修补。目前，在螺旋钢管生产过程中，缺陷部位的修补都是由人工手工电弧焊接，不仅工人劳动强度大，修补速度慢，补焊效率低，而且人工手工电弧焊接质量较低，过于依赖工人技术水平，焊道外观一致性差，次品率低。因此，设计一种工作效率高和焊接质量好的螺旋钢管自动埋弧补焊装置是很有必要的。

实用新型内容

为解决现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种补焊速度快、焊缝质量高、可适应多种尺寸螺旋钢管补焊、适应性强的螺旋钢管自动埋弧补焊装置。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种螺旋钢管自动埋弧补焊装置，包括配合使用的焊接台车和补焊座；

所述焊接台车包括底板、焊臂、焊枪、焊剂斗、埋弧焊机、用于实现台车行走的行走机构、用于调整焊枪位置的焊臂三维调整机构和用于连续为焊枪提供焊丝的送丝机构；所述焊臂三维调整机构包括立柱和横梁；立柱底部固定在圆盘底座上，台车底板上设置有与圆盘底座相配适的轴套，圆盘底座在轴套内可实现°转动；在立柱内部设置有竖直的升降丝杠，立柱顶部安装有连通升降丝杠的升降电机；所述横梁垂直套装于立柱上，升降丝杠贯穿横梁；在横梁内部还设置有水平丝杠，横梁左端设置有与水平丝杠相连通的水平电机；焊臂套装于横梁内部、且与水平丝杠的右端固定连接；所述焊臂为水平设置，其右端依次设置有焊剂斗和焊枪；

所述补焊座为沿螺旋管长度方向并列设置的两组，每组补焊座均包括位移轨道、橡胶主动轮、主动轮底座、橡胶被动轮、被动轮底座、旋转驱动电机和液压机构；所述主动轮底座和被动轮底座底部与位移轨道滑配，其中部通过液压机构相连接，主动轮底座固定安装于液压杆的前端，被动轮底座固定套装于液压缸的前端。

进一步技术方案在于：所述送丝机构包括焊丝盘、第一焊丝导向架和第二焊丝导向架；焊丝盘通过螺栓固定于台车底板上，第一焊丝导向架固定安装于立柱顶部、升降电机的侧边，第二焊丝导向架固定安装于底部固定在焊臂前端的竖架上。通过送丝机构可以将焊丝呈弧形送入焊枪中，提高连续送丝的稳定性。

进一步技术方案在于：所述第一焊丝导向架、第二焊丝导向架均为带线槽的导向轮，焊丝通过线槽进行限位、不易脱槽，稳定性高；导向轮可以灵活转动，减少焊丝通过的阻力，加快送丝速度和流畅度。

进一步技术方案在于：所述立柱顶部固定连接一水平设置的平衡吊杆；在平衡吊杆上端面的左右两端各设置一个定滑轮，钢丝绳绕过定滑轮，其前端固定在开设于焊臂中部的平衡吊孔中，其后端连接配重块。通过配重块可以调整焊接台车的设备重心，提高补焊过程中焊接台车的稳定性。

进一步技术方案在于：所述位移轨道与行走轨道垂直布置，在位移轨道的一侧还设置有标尺。

进一步技术方案在于：所述位移轨道上还设置有可沿位移轨道进行滑动的前挡块、中挡块和后挡块，所述前挡块位于被动轮底座外侧、中挡块位于被动轮底座和主动轮底座之间、后挡块位于主动轮底座外侧，用于对主动轮底座和被动轮底座进行限位，避免其随意滑动，保证对待补焊螺旋管进行有效夹持。

进一步技术方案在于：所述前挡块、中挡块和后挡块上均设置用于限制其移动的锁紧螺母。

由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是：

本实用新型公开了一种螺旋钢管自动埋弧补焊装置，补焊速度快、质量好，焊道平直美观，补焊一次成功率基本达到100%；本装置降低了对补焊工人技术水平的依赖，可实现对人工作业的替代，省时省力，劳动强度低，并降低了人工成本。

本装置的焊臂可以实现上下、左右和前后角度的三维调节，补焊座也可以根据待补焊钢管的直径进行调整，可以为Φ219~Φ2820mm的螺旋钢管进行补焊，基本覆盖工厂绝大多数规格的螺旋钢管，适合工业化推广。

本装置通过PLC控制器来控制焊接台车的行走速度和补焊座的旋转速度，自动化程度高，降低劳动强度和人工成本，提高两者配合的精度；焊接台车的行走速度和补焊座的旋转速度均采用变频无级调速，行走速度可调、行走方向可逆，焊枪可沿螺旋线正反运行，焊接出旋向为左旋或右旋的焊缝，适应性强。

所述补焊座上与待焊接钢管相接触的滚轮为橡胶轮，具有适宜的软度和良好的形变性，避免旋转时对螺旋钢管的外壁造成损伤，保证了产品质量。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为补焊座的俯视结构示意图。

其中，10、底板，11、行走轮，12、行走驱动电机，13、行走轨道，14、连接杆，21、立柱，22、横梁，23、焊臂，24、圆盘底座，25、轴套，26、升降丝杠，27、升降电机，28、水平丝杠，29、水平电机，31、焊枪，32、焊剂斗，33、送料管，41、焊丝盘，42、第一焊丝导向架，43、第二焊丝导向架，44、竖架，45、焊丝，51、支撑架，52、平衡吊杆，53、定滑轮，54、钢丝绳， 55、配重块，60、埋弧焊机，71、第一PLC控制器，72、第二PLC控制器，80、位移轨道，81、橡胶主动轮，82、主动轮底座，83、橡胶被动轮，84、被动轮底座，85、旋转驱动电机，86、螺旋钢管，91、液压杆，92、液压缸，93、前挡块，94、中挡块，95、后挡块。

具体实施方式

下面通过参考附图来详细说明本实用新型。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施方式的限制。

如图1~图2所示，一种螺旋钢管自动埋弧补焊装置，包括配合使用的焊接台车和补焊座，其中，焊接台车用于调整焊接位置、实现焊接过程，补焊座用于固定待补焊螺旋钢管、实现待补焊螺旋钢管的支撑和旋转。

所述焊接台车主要包括底板10、焊臂23、焊枪31、焊剂斗32、埋弧焊机80、行走机构、焊臂三维调整机构和送丝机构。

所述行走机构由设置在台车底板下部的四个行走轮11和用于提供行走动力的行走驱动电机12组成，行走轮11与固定在地面上的行走轨道13相配适。所述四个行走轮11沿行走轨道13的长度方向分为两组，前面一组为主动轮、且两个主动轮之间通过连接杆14传动连接，后面一组为从动轮。所述行走驱动电机12固定安装于台车的底板10上，其动力输出轴通过链轮链条传动组件与一个主动轮的转动轴传动连接、为主动轮旋转提供动力；该主动轮通过连接杆14带动另一主动轮同轴转动，并进一步带动被动轮组转动，从而使焊接台车沿行走轨道实现直线行走。

进一步的，所述行走驱动电机为行星摆线针轮减速机。

在焊接台车的底板10中部设置有焊臂三维调整机构，包括立柱21和横梁22。所述立柱21底部固定在圆盘底座24上，台车底板10上设置有与圆盘底座24相配适的轴套25，圆盘底座24在轴套25内可实现360°转动；在立柱21内部设置有竖直的升降丝杠26，立柱21顶部安装有连通升降丝杠26的升降电机27。所述横梁22垂直套装于立柱21上，升降丝杠26贯穿横梁22，在升降电机27的驱动下横梁27可沿立柱21进行上下运动；所述横梁22内部还设置有水平丝杠28，水平丝杠28与升降丝杠26垂直但不相交，在横梁22左端固定有与水平丝杠28相连通的水平电机29。所述焊臂23套装于横梁22内部、立柱21的一侧，焊臂23与水平丝杠28的右端固定连接，在水平电机29的驱动下焊臂23可在横梁22内部进行左右伸缩运动。所述焊臂23为水平设置，其右端设置有连接焊枪31和焊剂斗32。

所述焊枪31垂直设置于焊臂23的右端，焊枪31枪口垂直向下，为待补焊螺旋管实现补焊。焊枪31的左侧设置焊剂斗32，焊剂斗32的顶部开口、底部可开合，其底部出料口通过送料管33连接至焊枪31附近，用于在焊接过程中同步提供焊剂。

所述送丝机构包括焊丝盘41、第一焊丝导向架42和第二焊丝导向架43；其中，焊丝盘41通过螺栓固定于台车底板10的立柱21左侧，用于存储并在焊接时提供焊丝；所述第一焊丝导向架42、第二焊丝导向架43均为带线槽的导向轮，其中，第一焊丝导向架42固定安装于立柱21顶部、升降电机27的一侧，第二焊丝导向架43固定安装于由焊臂23伸出的竖架44上，所述竖架44位于焊臂23前端、靠近焊枪31；由焊丝盘41绕出的焊丝45经过第一焊丝导向架42、第二焊丝导向架43的定位引导后呈圆弧状送入焊枪31中，避免折角打结，实现连续平稳送丝。

所述立柱21顶部设置一竖直的支撑架51，在支撑架51的顶部固定焊接一水平设置的平衡吊杆52；在平衡吊杆52上端面的左右两端各设置一个定滑轮53，钢丝绳54绕过定滑轮53，其前端固定在开设于焊臂23中部的平衡吊孔中，其后端连接配重块55。通过配重块55重量的调整可以调整钢丝绳54的长度、改变设备重心。由于焊接台车中焊枪31一侧较重，导致左右两侧不平衡，通过平衡吊杆52的设置可以有效稳定重心、提高安全性能；同时，当通过升降丝杠26调整焊臂高度时，升降丝杠26受力较小、提高了设备使用寿命。

所述行走驱动电机12的旁边设置有埋弧焊机60，埋弧焊机60通过数根螺栓固定于台车的底板10上。所述埋弧焊机60通过电缆与焊枪31相连通，用于实现焊接电流的输出和完成焊接。

所述埋弧焊机60、行走驱动电机12、升降电机27、水平电机29均与设置在横梁22上的第一PLC控制器71相连接，通过第一PLC控制器71可以实现焊接台车的行走、焊臂位置的调整和埋弧焊机的开闭。

所述补焊座为沿螺旋管长度方向并列设置的两组，每组补焊座均包括位移轨道80、橡胶主动轮81、主动轮底座82、橡胶被动轮83、被动轮底座84、旋转驱动电机85和液压机构。

所述位移轨道80与行走轨道13垂直布置，主动轮底座82和被动轮底座84均与位移轨道80滑配，可沿位移轨道80实现左右位置调整。所述橡胶主动轮81安装于主动轮底座82顶部，橡胶被动轮83安装于被动轮底座84顶部；其中，橡胶主动轮81的轮轴通过联轴器与旋转驱动电机85的动力输出轴相连通；在旋转驱动电机85的作用下橡胶主动轮81实现转动，进而带动放置于补焊座上的待补焊螺旋管转动。

所述主动轮底座82和被动轮底座84的中部通过液压机构连接，主动轮底座82固定安装于液压杆91的前端，被动轮底座84固定套装于液压缸92的前端；当液压系统动作时，随着液压杆91的伸出和缩回，主动轮底座82和被动轮底座84沿相反方向滑动，实现橡胶主动轮81和橡胶被动轮83之间距离的大小调整，以满足不同管径螺旋管的有效夹持。

进一步的，所述位移轨道80上还设置有可沿位移轨道80进行滑动的前挡块93、中挡块94和后挡块95，所述前挡块93位于被动轮底座84左侧、中挡块94位于被动轮底座84和主动轮底座82之间、后挡块95位于主动轮82底座右侧。在三个挡块上均设置锁紧螺母，锁紧后可将挡块固定在位移轨道80上。通过三个挡块的设置，可以对主动轮底座82和被动轮底座84的横移位置进行限定、避免其随意滑动。

进一步的，所述位移轨道80的一侧设置有标尺，挡块位置可以通过标尺精准确定；以保证两组补焊座的滚轮间距保持一致，对螺旋钢管86的前后两端实现稳定支撑，进一步保证螺旋焊缝的均一和稳定。

所述旋转驱动电机85、液压控制机构均与设置在主动轮底座82上的第二PLC控制器相72连通，通过第二PLC控制器72可以调整橡胶主动轮和橡胶被动轮的间距、以及橡胶主动轮的转速。

本实用新型的工作过程包括以下几个步骤：

S1、根据待补焊螺旋钢管的直径，通过挡块和液压机构将橡胶主动轮和橡胶被动轮之间的间距调整至合适宽度，并保证前后两组补焊座的位置保持一致，然后将待补焊的螺旋钢管放置在补焊座上；

S2、驱动焊接台车行走、并通过焊臂三维调整机构将焊枪对准待补焊螺旋钢管的焊缝；

S3、同时开启埋弧焊机和旋转驱动电机的电源，使焊接台车沿行走轨道直线运动、待补焊螺旋钢管在补焊座上旋转，调整速度使其配合，保持焊枪始终对准螺旋焊缝；同时根据钢管厚度及焊接速度调整电流电压，实现焊点行成螺旋线进行焊接。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种螺旋钢管自动埋弧补焊装置，其特征在于：包括配合使用的焊接台车和补焊座；

所述焊接台车包括底板（10）、焊臂（23）、焊枪（31）、焊剂斗（32）、埋弧焊机（60）、用于实现台车行走的行走机构、用于调整焊枪（31）位置的焊臂三维调整机构和用于连续为焊枪（31）提供焊丝（45）的送丝机构；所述焊臂三维调整机构包括立柱（21）和横梁（22）；立柱（21）底部固定在圆盘底座（24）上，台车底板（10）上设置有与圆盘底座（24）相配适的轴套（25），圆盘底座（24）在轴套（25）内实现360°转动；在立柱（21）内部设置有竖直的升降丝杠（26），立柱（21）顶部安装有连通升降丝杠（26）的升降电机（27）；所述横梁（22）垂直套装于立柱（21）上，升降丝杠（26）贯穿横梁（22）；在横梁（22）内部还设置有水平丝杠（28），横梁（22）左端设置有与水平丝杠（28）相连通的水平电机（29）；焊臂（23）套装于横梁（22）内部、且与水平丝杠（28）的右端固定连接；所述焊臂（23）为水平设置，其右端依次设置有焊剂斗（32）和焊枪（31）；

所述补焊座为沿螺旋管长度方向并列设置的两组，每组补焊座均包括位移轨道（80）、橡胶主动轮（81）、主动轮底座（82）、橡胶被动轮（83）、被动轮底座（84）、旋转驱动电机（85）和液压机构；所述主动轮底座（82）和被动轮底座（84）底部与位移轨道（80）滑配，其中部通过液压机构相连接，主动轮底座（82）固定安装于液压杆（91）的前端，被动轮底座（84）固定套装于液压缸（92）的前端。

2.根据权利要求1所述的一种螺旋钢管自动埋弧补焊装置，其特征在于：所述送丝机构包括焊丝盘（41）、第一焊丝导向架（42）和第二焊丝导向架（43）；焊丝盘（41）通过螺栓固定于台车底板（10）上，第一焊丝导向架（42）固定安装于立柱（21）顶部、升降电机（27）的侧边，第二焊丝导向架（43）固定安装于底部固定在焊臂（23）前端的竖架（44）上。

3.根据权利要求2所述的一种螺旋钢管自动埋弧补焊装置，其特征在于：所述第一焊丝导向架（42）、第二焊丝导向架（43）均为带线槽的导向轮。

4.根据权利要求1所述的一种螺旋钢管自动埋弧补焊装置，其特征在于：所述立柱（21）顶部固定连接一水平设置的平衡吊杆（52）；在平衡吊杆（52）上端面的左右两端各设置一个定滑轮（53），钢丝绳（54）绕过定滑轮（53），其前端固定在开设于焊臂（23）中部的平衡吊孔中，其后端连接配重块（55）。

5.根据权利要求1所述的一种螺旋钢管自动埋弧补焊装置，其特征在于：所述位移轨道（80）与行走轨道（13）垂直布置，在位移轨道（80）的一侧还设置有标尺。

6.根据权利要求1所述的一种螺旋钢管自动埋弧补焊装置，其特征在于：所述位移轨道（80）上还设置有可沿位移轨道（80）进行滑动的前挡块（93）、中挡块（94）和后挡块（95），所述中挡块（94）位于被动轮底座（84）和主动轮底座（82）之间，前挡块（93）位于被动轮底座（84）外侧、后挡块（95）位于主动轮底座（82）外侧。

7.根据权利要求6所述的一种螺旋钢管自动埋弧补焊装置，其特征在于：所述前挡块（93）、中挡块（94）和后挡块（95）上均设置用于限制其移动的锁紧螺母。