CN209532370U - 一种水冷管旋转堆焊设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水冷管旋转堆焊设备，包括机架，所述机架其中一侧侧壁上设有导轨I，机架另一侧侧壁上设有导轨I和齿条；还包括滚轮机构、与滚轮机构同侧设置的转动机构以及与滚轮机构相对侧设置的焊枪机构；所述滚轮机构通过滑块I与导轨I相互配合连接，所述转动机构固定在机架的端部，所述焊枪机构上设有齿轮和滑块II，齿轮在电机驱动下与齿条相互配合连接，滑块II沿着导轨II横向移动；待焊接水管架设在滚轮机构上，待焊接水管的一个端部穿过转动机构且由转动机构带动在滚轮机构上转动。

Description

一种水冷管旋转堆焊设备

技术领域

本实用新型涉及一种水冷管旋转堆焊设备，属于焊接系统技术领域。

背景技术

水冷管是锅炉设备的主要受热部分，分布于锅炉炉膛的四周；水冷管的内部为流动的水或蒸汽，水冷管外部接受锅炉炉膛的火焰的热量；主要吸收炉膛中高温燃烧产物的辐射热量，工质在其中作上升运动，受热蒸发。

水冷管高温腐蚀和磨损一直是普遍存在的严重问题，水冷管高温腐蚀和磨损与工作环境的温度、硫的含量、烟气与灰分颗的冲蚀都有关系。

对水冷管表面防护的方法主要有：涂刷法：涂刷的涂层塑性、热膨胀性等不能适应锅炉内环境，使用中易产生脱落，难于实际应用；电镀、热渗镀：镀层的覆盖性及结合度较好，但受工件尺寸限制，镀件在现场拼焊中镀层会出现薄弱环节、降低使用性能，无法对已有设施进行再次防腐；热喷涂：适用现场操作，涂层材料选择范围宽，组合方式多，但热影响大，造成母材变形大；表面堆焊：在水冷管表面堆焊一层耐热、抗腐蚀材料，通常都是采用人工对水冷管表面进行堆焊；由于堆焊对堆焊层的厚度和覆盖的完整性有非常高的要求，无形中增加了工人的劳动，而且人工进行堆焊的产品存在质量不稳定性，因此一种水冷管旋转堆焊设备的开发很有必要，不仅能够保证水冷管表面堆焊层的堆焊质量，而且效率变高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种水冷管旋转堆焊设备，该堆焊设备能够取代人工，智能化的对水冷管进行堆焊操作。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：

一种水冷管旋转堆焊设备，包括机架，所述机架其中一侧侧壁上设有导轨I，机架另一侧侧壁上设有导轨I和齿条；还包括滚轮机构、与滚轮机构同侧设置的转动机构以及与滚轮机构相对侧设置的焊枪机构；所述滚轮机构通过滑块I与导轨I相互配合连接，所述转动机构固定在机架的端部，所述焊枪机构上设有齿轮和滑块II，齿轮在电机驱动下与齿条相互配合连接，滑块II沿着导轨II横向移动；待焊接水管架设在滚轮机构上，待焊接水管的一个端部穿过转动机构且由转动机构带动在滚轮机构上转动。

其中，所述滚轮机构包括承载台以及固定在承载台上的升降滚轮机构、夹紧滚轮机构、滚轮定位支架和滑块I；其中，升降滚轮机构包括升降滚轮、固定板、与固定板固定连接的气缸以及与气缸的输出轴固定连接的底座，升降滚轮固定在固定板的顶端且成对设置；夹紧滚轮机构包括夹紧气缸以及与夹紧气缸传动连接的滚轮对，两个滚轮对相对设置；滚轮定位支架包括固定在承载台上的滚轮支架以及固定在滚轮支架上的滚轮；所述承载台上还设有传感器。

其中，所述转动机构包括安装支架以及与安装支架相互配合连接的盖板，安装支架与盖板围合成中空结构，安装支架和盖板的对应位置处均设有通孔；还包括电机和减速机，电机固定在电机机壳内，电机机壳固定在盖板上，减速机位于中空结构中，电机的输出轴伸入中空结构与减速机传动连接；还包括连接在安装支架上的调节板以及固定在调节板上的安装板；安装板包括转动部和固定部，安装板转动部与三爪卡盘固定连接，安装板固定部与减速机固定连接；待焊接水管的端部从三爪卡盘伸入中空结构中并从盖板通孔上伸出，减速机的转动输出端与待焊接水管固定连接。

其中，还包括与焊枪机构连接的焊机控制柜。

其中，还包括内部放置有电线和气管的拖链，拖链与焊枪机构连接。

其中，还包括电控柜和除尘机，电控柜内放置有PLC控制器，PLC控制器用于控制设备中所有电机和除尘机的启闭。

其中，所述滚轮机构还包括带外螺纹支杆的手轮，底座下部设有带内螺纹的孔，带外螺纹的支杆伸入孔中且与孔通过内外螺纹相互配合连接。

其中，所述夹紧气缸包括主体以及与主体滑动连接的滑块III，滚轮对固定在滑块III上，当夹紧气缸通气后，两块滑块III相对主体同时向外或向内运动。

其中，所述调节板的四个边角处设有调节通孔，安装支架在对应位置处设有四个与调节通孔相互对应的内螺纹孔，螺丝穿过调节通孔伸入内螺纹孔中与内螺纹孔通过内外螺纹相互配合连接，调节通孔的孔径大于内螺纹孔。

其中，所述安装支架上还设有微调器，微调器成对设置，成对设置的微调器位于调节板的侧边，微调器上设有内螺纹通孔，螺丝穿过内螺纹通孔抵在调节板上。

相比于现有技术，本实用新型技术方案具有的有益效果为：

本实用新型堆焊设备能够取代人工，智能化的对水冷管进行堆焊操作。

附图说明

图1为本实用新型堆焊设备中滚轮机构的结构示意图；

图2为本实用新型堆焊设备中滚轮机构的侧视图；

图3为夹紧气缸的结构示意图；

图4为本实用新型堆焊设备中滚轮机构的局部图；

图5为本实用新型堆焊设备中滚轮机构的爆炸图；

图6为本实用新型堆焊设备中转动机构的结构示意图；

图7为本实用新型堆焊设备中转动机构的主视图；

图8为本实用新型堆焊设备中转动机构的后部图；

图9为本实用新型堆焊设备中转动机构的爆炸图；

图10为本实用新型堆焊设备的结构示意图I；

图11为本实用新型堆焊设备的结构示意图II；

图12为本实用新型堆焊设备的侧视图；

图13为本实用新型堆焊设备的俯视图；

图14为焊枪机构中滑块II和齿轮与机架上导轨II和齿条相互配合连接的局部放大图；

图15为焊枪机构的结构示意图；

图16为焊枪机构的侧视图；

图17为焊枪机构的正视图。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好地理解本实用新型。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本实用新型，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本实用新型。

如图1～17所示，本实用新型水冷管旋转堆焊设备，包括机架24，机架24其中一侧侧壁上设有导轨I35，机架24另一侧侧壁上设有导轨II44和齿条45；本实用新型堆焊设备还包括滚轮机构36、与滚轮机构36同侧设置的转动机构27以及与滚轮机构36相对侧设置的焊枪机构40；滚轮机构36通过滑块I25与导轨I35相互配合连接，转动机构27固定在机架24的端部，焊枪机构40上设有齿轮47和滑块II46，齿轮47在驱动电机48驱动下与齿条45相互配合连接，从而使滑块II46沿着导轨II44做横向移动；待焊接水管29架设在滚轮机构36上，待焊接水管29的一个端部穿过转动机构27且由转动机构27带动其在滚轮机构36上转动。待焊接水管29两个端部均设有水管接头，待焊接水管29通过水管接头与外部冷水管连接。

本实用新型堆焊设备中，滚轮机构36包括承载台5，承载台5包括内腔体以及盖在内腔体上的盖板1；滚轮机构36还包括固定在承载台5上的升降滚轮机构34、夹紧滚轮机构33、滚轮定位支架4和滑块I25；其中，升降滚轮机构34包括升降滚轮11、固定板13、与固定板13固定连接的升降气缸10以及与升降气缸10的输出轴固定连接的底座14，升降滚轮11固定在固定板13的顶端且成对设置，两个升降滚轮11的轴心之间具有一定的距离；夹紧滚轮机构33包括夹紧气缸3以及与夹紧气缸3传动连接的滚轮对2(夹紧随动轮)，每个滚轮对2沿纵向并列设置有两个滚轮，两个滚轮对2相对设置，两组夹紧随动轮2同时夹紧工件，可以定位工件，焊接过程中还可以保证工件旋转；滚轮定位支架4包括固定在承载台5上的滚轮支架41以及固定在滚轮支架41上的滚轮42。滚轮定位支架4在上料的时候粗定位，工件没有夹紧定位的时候，先存放在滚轮定位支架4上面。

升降滚轮机构33还包括固定在承载台5外侧壁上的导轨安装板7，导轨安装板7上安装有直线导轨8，固定板13与直线导轨8相互配合连接，当升降气缸10启动时，固定板13沿着直线导轨8进行向上或向下的运动；升降滚轮机构外还套设有防尘罩12。

承载台5上还设有传感器6，光电传感器6感应到有待焊接水管29架设在承载台5上后通过PLC控制箱向夹紧气缸3发出信号，夹紧气缸3包括主体31以及与主体31滑动连接的滑块III32，滚轮对2固定在滑块III32上，当夹紧气缸3通气后，两块滑块III32同时相对主体31向外或向内运动，从而实现夹紧随动轮对对待焊接水管29的夹紧或放松。

升降滚轮机构33还包括带外螺纹支杆的手轮9，底座14底部设有带内螺纹的孔，带外螺纹的支杆伸入孔中且与孔通过内外螺纹相互配合连接，当手轮9转动时，底座14相对手轮9进行向上或向下运动。

本实用新型堆焊设备中，是采用六个或八个滚轮机构36横向并排起来使用。待焊接水管29用吊车吊起放到6个或8个滚轮机构36上，6个滚轮机构36的升降滚轮11通过升降气缸10升起将待焊接水管29定位在焊接圆心上；6个滚轮机构36的夹紧滚轮机构33夹紧待焊接水管29；然后通过转动机构27给待焊接水管29旋转力，转动机构27旋转，焊枪30焊接；焊枪30焊接到管道夹紧随动轮2处，夹紧随动轮2松开管道，但是升降滚轮11还是夹紧定位管道；焊枪继续焊接，等焊接处通过夹紧随动轮2处，夹紧随动轮2重新夹紧管道；重复以上几步，将一根管子堆焊完成后，6个升降滚轮11升起，将焊接好的管道支撑住，然后6个夹紧随动轮2松开；6个升降滚轮11慢慢带着管子降落到滚轮支架41上，工人下料。

当升降滚轮11升起，可以将不同管径的管子承托在夹紧焊接的中心；焊接管子的固定方式是轮子夹紧管道，保证焊接管子定位；焊接管子通过外力自转的同时，夹紧随动轮2可以与管道一起转；焊枪30到达夹紧随动轮2处，夹紧随动轮2会自动打开，让焊枪30通过；6个滚轮机构36的夹紧随动轮2可以实现同步夹紧松开，夹紧随动轮2夹紧或松开，可以实现避让焊枪30焊接，让焊枪30不会碰到夹紧随动轮2，焊枪30通过夹紧随动轮2后，夹紧随动轮2可以自动重新夹紧待焊接水管29。

当工件吊装到滚轮定位支架4上之后，升降滚轮11负责把工件钢管升起，此时的工件中心与三爪卡盘18中心、夹紧随动轮2中心是同心的，6组夹紧随动轮2夹紧工件，升降滚轮11落下。手动推滚轮机构36将工件钢管推送到三爪卡盘18内。在夹紧的过程中，工件钢管在转动机构27的驱动下可以旋转。当焊枪焊接到夹紧随动轮2处，夹紧随动轮2可以自动打开，让焊枪焊接过去，当焊枪焊接过夹紧随动轮2处时，夹紧随动轮2自动夹紧闭合，重新夹紧工件钢管。焊接结束后，手动将工件钢管推出，升降滚轮11升起，顶住工件，夹紧随动轮2打开，升降滚轮11慢慢降落，让工件缓慢落到滚轮定位支架4上。

本实用新型堆焊设备中，转动机构27包括安装支架14以及与安装支架14相互配合连接的盖板21，安装支架14与盖板21围合成中空结构(空心结构)，安装支架14和盖板21在对应位置处均设有通孔23；转动机构27还包括电机13和减速机22，电机13固定在电机机壳20内，电机机壳20固定在盖板21上，减速机22位于中空结构中，电机13的输出轴伸入中空结构与减速机22传动连接；转动机构27还包括连接在安装支架14上的调节板16以及固定在调节板16上的安装板17；安装板17包括转动部和固定部，安装板转动部与三爪卡盘18固定连接，安装板固定部与减速机22固定连接；待焊接水管29的端部从三爪卡盘18伸入中空结构中并从盖板21通孔23上伸出，减速机22的转动输出端与待焊接水管29固定连接。

其中，调节板16的四个边角处设有调节通孔91，安装支架14在对应位置处设有四个与调节通孔91相互对应的内螺纹孔49，螺丝穿过调节通孔91伸入内螺纹孔49中与内螺纹孔49通过内外螺纹相互配合连接，实现调节板16与安装支架14的连接，调节通孔91的孔径大于内螺纹孔49，当横向推动调节板16时，调节板16能够相对安装支架14进行横向移动；安装支架14上还设有微调器15，微调器15成对设置，成对设置的微调器15位于调节板16的侧边，微调器15上设有内螺纹通孔81，螺栓穿过内螺纹通孔81抵在调节板16的侧边上，可以通过螺栓的收紧与放松来改变调节板16的横向位置。当螺栓收紧时，能够推动调节板16向右微微移动。

转动机构27还包括用于安装电机13的电机座50和用来支撑电机座50的RV减速机盖板51，RV减速机盖板5l还可以保护RV减速机22。三爪卡盘18通过旋转锁紧口52来控制三个卡爪19的收缩运动，从而实现夹紧松开工件。转动机构27由三爪卡盘18与伺服电机13和减速机22组成，三爪卡盘18用于夹紧待焊接水管29的，伺服电机13与减速机22是给三爪卡盘18提供正反转旋转动力的。

将转动机构27固定安装到机架24上，待焊接水管29插入三爪卡盘18内，锁紧；驱动伺服电机13，旋转水管开始焊接工作；焊接结束后，松开三爪卡盘18，取出水管，完成一个循环；重复以上2～4几步，将水管堆焊完成。

本实用新型转动机构27通过三爪卡盘18夹紧待焊接水管29，保证水管在旋转时稳定可靠，同时机构的驱动部分采用空心结构，水管可以从中空结构内部穿过，保证水管的端部可以接通外部的水冷设备。

本实用新型焊枪机构40包括机座118、固定在机座118上的焊丝筒43以及固定在机座118上的X轴调节机构110，X轴调节机构110包括X轴支架113，X轴支架113的前面板上设有齿轮47和滑块II46，X轴支架113的背板上设有驱动电机48，齿轮47在驱动电机48驱动下与齿条45相互配合连接，从而使滑块II46沿着导轨II44做横向(左右)移动；从而X轴支架113带动整个焊枪机构40沿着机架24做横向移动，即X轴支架113通过齿轮齿条在机架24上沿着X轴行走；焊枪机构40还包括固定在X轴调节机构110上的Y轴调节机构109，Y轴调节机构109包括Y轴支架，Y轴支架包括Y轴固定部114和Y轴移动部115，Y轴固定部114安装在X轴支架113上，Y轴移动部115可相对于Y轴固定部114沿Y轴前后移动，焊枪机构40还包括固定在Y轴移动部115上的Z轴调节机构108，Z轴调节机构包括Z轴支架，Z轴支架包括Z轴固定部116和Z轴移动部117，Z轴固定部116固定在Y轴移动部115上，Z轴移动部117可相对于Z轴固定部116沿Z轴上下移动，Z轴移动部117上连有焊枪防护罩107，焊枪防护罩107用于防止焊烟外泄，弧光外泄；焊枪防护罩107内设有万向头106，焊枪头30装夹在万向头106上，万向头106可以对焊枪头30的角度进行微调；焊枪机构40还包括送丝机112，送丝机112用于给焊枪头30送焊丝的，送丝机112输入端连接焊丝筒43，送丝机112输出端连接焊枪头30。

本实用新型堆焊设备中，有两台焊枪机构40，每台焊枪机构40对应连接有焊机控制柜39以及焊丝筒43，焊枪机构40还包括能够前后左右上下运动焊枪头30；本实用新型堆焊设备还包括电控柜38和除尘机37，电控柜38内放置有PLC控制器，PLC控制器用于控制设备中所有电机和除尘机37的启闭。本实用新型堆焊设备还包括内部放置有需要行走的电线和气管的拖链28，拖链28与焊枪机构40连接，随着焊枪机构40一起移动，需要与焊枪机构40连接的电缆线均放置在拖链28里，电缆线另一端连接焊机控制端39，焊接控制端39启动，焊枪机构40开始焊接；除尘机37的吸烟气管也放置在拖链28中，吸烟气管一端与除尘机37连接，吸烟气管另一端通过拖链28与焊枪机构40连接，当焊枪机构40在机架24上左右移动时，拖链28跟着焊枪机构40一起移动，拖链28能够有效保护电缆线和气管的磨损。本实用新型堆焊设备还包括电磁阀柜26，电磁阀柜26设有多个电磁阀，每个电磁阀对应与一个气缸连接，外部供气设备通过三联件与电磁阀连接，电磁阀通过连接气管与对应的气缸连接。

将需要堆焊的水冷管吊装到设备上的滚轮机构36处，升降滚轮11升起，此时的工件中心与三爪卡盘18中心、夹紧随动轮2中心是同心的，6个夹紧随动轮2夹紧工件，升降滚轮11落下。手动推滚轮机构36，然后6组滚轮机构36夹紧随动轮2夹住管子沿横向移动到三爪卡盘18内部，三爪卡盘18夹紧管子，管子两端接上水管接头与外部的水冷设备连接，进行通水冷却。焊枪机构40调节焊枪30至合适位置(万向头调整焊枪至最佳焊接位置和姿态)，伺服电机13旋转，同时启动焊枪机构40开始边移动边焊接，堆焊过程中若夹紧随动轮2有干涉，夹紧随动轮2自动打开，让焊枪焊接过去后，夹紧随动轮2重新夹紧。焊接完毕，放掉管内的冷却水，拔掉水管接头。三爪卡盘18松开，手动推滚轮机构36，将工件从三爪卡盘18内拉出。升降滚轮11升起，顶住工件。此时夹紧随动轮2打开，升降滚轮11慢慢落下，工件随着升降滚轮11慢慢落到初始上料位置，工件落至滚轮定位支架4上，工人吊装下料。

Claims (10)

1.一种水冷管旋转堆焊设备，其特征在于：包括机架，所述机架其中一侧侧壁上设有导轨I，机架另一侧侧壁上设有导轨I和齿条；还包括滚轮机构、与滚轮机构同侧设置的转动机构以及与滚轮机构相对侧设置的焊枪机构；所述滚轮机构通过滑块I与导轨I相互配合连接，所述转动机构固定在机架的端部，所述焊枪机构上设有齿轮和滑块II，齿轮在电机驱动下与齿条相互配合连接，滑块II沿着导轨II横向移动；待焊接水管架设在滚轮机构上，待焊接水管的一个端部穿过转动机构且由转动机构带动在滚轮机构上转动。

2.根据权利要求1所述的水冷管旋转堆焊设备，其特征在于：所述滚轮机构包括承载台以及固定在承载台上的升降滚轮机构、夹紧滚轮机构、滚轮定位支架和滑块I；其中，升降滚轮机构包括升降滚轮、固定板、与固定板固定连接的气缸以及与气缸的输出轴固定连接的底座，升降滚轮固定在固定板的顶端且成对设置；夹紧滚轮机构包括夹紧气缸以及与夹紧气缸传动连接的滚轮对，两个滚轮对相对设置；滚轮定位支架包括固定在承载台上的滚轮支架以及固定在滚轮支架上的滚轮；所述承载台上还设有传感器。

3.根据权利要求1所述的水冷管旋转堆焊设备，其特征在于：所述转动机构包括安装支架以及与安装支架相互配合连接的盖板，安装支架与盖板围合成中空结构，安装支架和盖板的对应位置处均设有通孔；还包括电机和减速机，电机固定在电机机壳内，电机机壳固定在盖板上，减速机位于中空结构中，电机的输出轴伸入中空结构与减速机传动连接；还包括连接在安装支架上的调节板以及固定在调节板上的安装板；安装板包括转动部和固定部，安装板转动部与三爪卡盘固定连接，安装板固定部与减速机固定连接；待焊接水管的端部从三爪卡盘伸入中空结构中并从盖板通孔上伸出，减速机的转动输出端与待焊接水管固定连接。

4.根据权利要求1所述的水冷管旋转堆焊设备，其特征在于：还包括与焊枪机构连接的焊机控制柜。

5.根据权利要求1所述的水冷管旋转堆焊设备，其特征在于：还包括内部放置有电线和气管的拖链，拖链与焊枪机构连接。

6.根据权利要求1所述的水冷管旋转堆焊设备，其特征在于：还包括电控柜和除尘机，电控柜内放置有PLC控制器，PLC控制器用于控制设备中所有电机和除尘机的启闭。

7.根据权利要求2所述的水冷管旋转堆焊设备，其特征在于：所述滚轮机构还包括带外螺纹支杆的手轮，底座下部设有带内螺纹的孔，带外螺纹的支杆伸入孔中且与孔通过内外螺纹相互配合连接。

8.根据权利要求2所述的水冷管旋转堆焊设备，其特征在于：所述夹紧气缸包括主体以及与主体滑动连接的滑块III，滚轮对固定在滑块III上，当夹紧气缸通气后，两块滑块III相对主体同时向外或向内运动。

9.根据权利要求3所述的水冷管旋转堆焊设备，其特征在于：所述调节板的四个边角处设有调节通孔，安装支架在对应位置处设有四个与调节通孔相互对应的内螺纹孔，螺丝穿过调节通孔伸入内螺纹孔中与内螺纹孔通过内外螺纹相互配合连接，调节通孔的孔径大于内螺纹孔。

10.根据权利要求3所述的水冷管旋转堆焊设备，其特征在于：所述安装支架上还设有微调器，微调器成对设置，成对设置的微调器位于调节板的侧边，微调器上设有内螺纹通孔，螺丝穿过内螺纹通孔抵在调节板上。