CN212019900U - 一种大型压力钢管加劲环焊接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大型压力钢管加劲环焊接装置，该装置包括支撑架，所述支撑架包括相连的水平部以及垂直部；所述水平部包括环形固定部以及与所述环形固定部相连且呈放射状布置的多根托辊伸缩臂，各根所述托辊伸缩臂上分别设置有托辊，所述托辊用于与压力钢管的端面相抵接以便对所述压力钢管形成支撑。该装置由液压油缸、滚轮架、自制托辊等组成，其余钢结构均使用钢管厂内设备及工器具拼装完成，设计之初合理考虑了现场施工情况，使该装置在钢管翻身过程中平稳可靠。焊接过程中能有效提高焊接速率，翻转工况由液压油缸完成，旋转工况由滚轮架配合托辊完成，实现了该装置可翻转、可旋转。该装置可以适用不同直径的压力钢管使用。

Description

一种大型压力钢管加劲环焊接装置

技术领域

本实用新型涉及焊接辅助设备技术领域，特别是涉及一种大型压力钢管加劲环焊接装置。

背景技术

近年来随着我国社会经济快速发展，电网规模不断扩大，传统火电为主的电网调峰容量缺乏，应国家电网经济运行和电网结构调整的要求，新兴能源的迅速发展加快了高水头抽水蓄能电站建设。压力钢管引水是抽水蓄能电站建设中采用较为普遍的一种引水方式，引水过程中集中了水电站全部水头，坡度陡，内水压力大，埋藏式压力钢管道通过设计布置加劲环提高抗外压稳定性，以此来提高压力钢管道安全系数。

加劲环通常会设置多道，同时加劲环通常存在较长的角焊缝。例如，山东沂蒙抽水蓄能电站加劲环引水隧洞段单节管节设置4道加劲环，竖井段单节管节设置3道加劲环，下平段单节钢管设置2道加劲环，且竖井段、下平段大部分采用标准抗拉强度较大的高强度钢材。单节钢管角焊缝长度均比较长，若采用传统焊条电弧焊的方法耗时长，人力、物力投入较大，极容易出现延缓压力钢管制作进度的问题。

在大型压力钢管生产过程中，利用埋弧焊焊接加劲环角焊缝广泛地应用于实际生产中，但是在使用埋弧焊焊接大型压力钢管的角焊缝过程中，不同程度地存在着一些问题，比如在焊接过程中需要对加劲环焊缝两侧进行焊接，这意味着在焊接过程中势必要对钢管进行翻身。并且在压力钢管生产过程中加劲环角焊缝进行斜角焊，焊接质量不能有效保障，再则常规变位机装置无法焊接吨位在20t、直径为6m左右的钢管。

实用新型内容

本实用新型提供了一种大型压力钢管加劲环焊接装置。一种结构简单、可旋转、可翻转、便于操作且能够有效提高加劲环角焊缝船形焊焊接速度，减少加劲环角焊缝焊接人力、物力的投入。

本实用新型提供了如下方案：

一种大型压力钢管加劲环焊接装置，包括：

支撑架，所述支撑架包括相连的水平部以及垂直部；所述水平部包括环形固定部以及与所述环形固定部相连且呈放射状布置的多根托辊伸缩臂，各根所述托辊伸缩臂上分别设置有托辊，所述托辊用于与压力钢管的端面相抵接以便对所述压力钢管形成支撑；所述垂直部通过垂直部伸缩臂与所述环形固定部相连；

滚轮机构，所述滚轮机构与所述垂直部相连的滚轮支架、与所述滚轮支架相连的滚轮以及用于驱动所述滚轮旋转的旋转驱动组件；所述滚轮的表面用于与所述压力钢管的外侧管壁相抵接；

翻转机构，所述翻转机构与所述环形固定部的下部相铰接；

焊接操作机构，所述焊接操作机构用于在相对所述压力钢管的角度调整完成后实现对加劲环的角焊缝进行焊接。

优选地：所述翻转机构包括底座以及液压系统，所述底座通过耳板组件与所述环形固定部的下部相铰接；所述液压系统的油缸与所述底座相铰接，所述液压系统的活塞杆与所述环形固定部的下部相铰接，所述液压系统用于向所述支撑架提供翻转动力，以便所述水平部远离所述垂直部的一端向上抬起。

优选地：所述液压系统的油缸为自锁液压油缸。

优选地：所述旋转驱动组件包括电动驱动器。

优选地：所述焊接操作机构包括焊接操作平台，所述焊接操作平台上设置有可调节焊接臂。

优选地：所述可调节焊接臂上设置有埋弧焊自动焊接设备。

优选地：还包括焊接预热加热器，所述焊接预热加热器通过支架设置于所述水平部的一侧。

优选地：所述焊接预热加热器为远红外加热器或燃气预热器。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：

通过本实用新型，可以实现一种大型压力钢管加劲环焊接装置，在一种实现方式下，该装置可以包括支撑架，所述支撑架包括相连的水平部以及垂直部；所述水平部包括环形固定部以及与所述环形固定部相连且呈放射状布置的多根托辊伸缩臂，各根所述托辊伸缩臂上分别设置有托辊，所述托辊用于与压力钢管的端面相抵接以便对所述压力钢管形成支撑；所述垂直部通过垂直部伸缩臂与所述环形固定部相连；滚轮机构，所述滚轮机构与所述垂直部相连的滚轮支架、与所述滚轮支架相连的滚轮以及用于驱动所述滚轮旋转的旋转驱动组件；所述滚轮的表面用于与所述压力钢管的外侧管壁相抵接；翻转机构，所述翻转机构与所述环形固定部的下部相铰接；焊接操作机构，所述焊接操作机构用于在相对所述压力钢管的角度调整完成后实现对加劲环的角焊缝进行焊接。本申请提供的大型压力钢管加劲环焊接装置，由液压油缸、滚轮架、自制托辊等组成，其余钢结构均使用钢管厂内设备及工器具拼装完成，设计之初合理考虑了现场施工情况，使该装置在钢管翻身过程中平稳可靠。焊接过程中能有效提高焊接速率，翻转工况由液压油缸完成，旋转工况由滚轮架配合托辊完成，实现了该装置可翻转、可旋转。该装置可以适用不同直径的压力钢管使用。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种大型压力钢管加劲环焊接装置的俯视图;

图2是本实用新型实施例提供的一种大型压力钢管加劲环焊接装置放置压力钢管后的俯视图;

图3是本实用新型实施例提供的一种大型压力钢管加劲环焊接装置的主视图；

图4是本实用新型实施例提供的一种大型压力钢管加劲环焊接装置焊接状态的主视图。

图中：支撑架1、环形固定部11、托辊伸缩臂12、垂直部13、垂直部伸缩臂14、托辊2、滚轮机构3、底座41、液压系统42、耳板组件43、焊接操作平台51、可调节焊接臂52、埋弧焊自动焊接设备53、焊接预热加热器6、支架7、压力钢管8、加劲环9。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

参见图1、图2、图3、图4，为本实用新型实施例提供的一种大型压力钢管加劲环焊接装置，如图1、图2、图3、图4所示，该装置包括支撑架1，所述支撑架1包括相连的水平部以及垂直部；所述水平部包括环形固定部11以及与所述环形固定部11相连且呈放射状布置的多根托辊伸缩臂12，各根所述托辊伸缩臂12上分别设置有托辊2，所述托辊2用于与压力钢管8的端面相抵接以便对所述压力钢管8形成支撑；所述垂直部13通过垂直部伸缩臂14与所述环形固定部11相连；本申请提供的支撑架的水平部以及垂直部均具有可伸缩结构，可伸缩结构的设置可以保证该支撑架可以用于承载不用直径的压力钢管。该支撑架在使用时，首先根据压力钢管的直径对托辊伸缩臂进行调节，通过伸缩臂的伸缩调节保证托辊可以与压力钢管的端面相抵接，然后在调节垂直部伸缩臂，保证滚轮可以与压力钢管的侧壁相抵接。本申请提供的伸缩臂可以采用大直径臂段套装小直径臂段的方式实现伸缩，也可以采用其他现有技术中能够实现伸缩的伸缩臂，还可以采用具有动力机构的自动伸缩臂，以便进一步降低工人的工作强度。

滚轮机构3，所述滚轮机构3与所述垂直部13相连的滚轮支架、与所述滚轮支架相连的滚轮以及用于驱动所述滚轮旋转的旋转驱动组件；所述滚轮的表面用于与所述压力钢管8的外侧管壁相抵接；具体的，所述旋转驱动组件包括电动驱动器。

翻转机构，所述翻转机构与所述环形固定部11的下部相铰接；具体的，所述翻转机构包括底座41以及液压系统42，所述底座41通过耳板组件43与所述环形固定部11的下部相铰接；所述液压系统42的油缸与所述底座41相铰接，所述液压系统42的活塞杆与所述环形固定部11的下部相铰接，所述液压系统42用于向所述支撑架提供翻转动力，以便所述水平部远离所述垂直部的一端向上抬起。为了保证焊接时的安全性，所述液压系统的油缸为自锁液压油缸。

焊接操作机构，所述焊接操作机构用于在相对所述压力钢管的角度调整完成后实现对加劲环的角焊缝进行焊接。具体的，所述焊接操作机构包括焊接操作平台51，所述焊接操作平台51上设置有可调节焊接臂52。所述可调节焊接臂52上设置有埋弧焊自动焊接设备53。为了实现对加劲环焊前进行预热，还包括焊接预热加热器6，所述焊接预热加热器6通过支架7设置于所述水平部的一侧。所述焊接预热加热器为远红外加热器或燃气预热器。

本申请提供了一种可翻转、可旋转的焊接变位机构，能有效完成压力钢管角焊缝的焊接，实现压力钢管制作焊接工序全部自动化。该装置包括支撑架、翻转机构，油泵控制液压油缸为翻转机构提供翻转力。焊接滚轮机构，它包括滚轮架和托辊，滚轮架为压力钢管匀速旋转提供驱动力，托辊为支撑钢管旋转，滚轮架滚轮靠电力驱动。焊接操作机机构，焊接操作机构的焊接臂在可调节范围内调整好与压力钢管的位置时可以对角焊缝进行焊接。此装置可以将钢管翻转0°至90°。滚轮架的作用在于当设备工作时为焊接的压力钢管提供滚动力，利用摩擦力通过滚轮的转动带动钢管做圆周运动。焊接操作机的焊接臂高度与臂长可调节为适用各类大小不同的压力钢管，焊接操作机的焊接方式为埋弧焊焊接。焊接臂在可调节范围内调整好与压力钢管的位置时可以对焊缝进行焊接，如图4所示，焊接时钢管呈45°状态，并进行回转运动。焊接好一侧后，将钢管翻转至90°状态，然后利用起吊设备，将钢管旋转180°放置在翻转架上，再翻转至45°状态，焊接另一侧焊缝，此过程相比原有技术简单安全易操作。

通过使用本申请提供的大型压力钢管加劲环焊接装置，进行山东沂蒙抽水蓄能电站压力钢管制作施工过程中加劲环角焊缝焊接试验，其功能及性能均能够有效的满足施工技术要求，实现了加劲环角焊缝船形焊自动焊焊接，使加劲环焊接由高强度劳动到精细化监控操作转变，焊缝成形美观，提高了作业质量的同时降低了劳动强度。

总之，本申请提供的大型压力钢管加劲环焊接装置，由液压油缸、滚轮架、自制托辊等组成，其余钢结构均使用钢管厂内设备及工器具拼装完成，设计之初合理考虑了现场施工情况，使该装置在钢管翻身过程中平稳可靠。焊接过程中能有效提高焊接速率，翻转工况由液压油缸完成，旋转工况由滚轮架配合托辊完成，实现了该装置可翻转、可旋转。该装置可以适用不同直径的压力钢管使用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种大型压力钢管加劲环焊接装置，其特征在于，包括：

支撑架，所述支撑架包括相连的水平部以及垂直部；所述水平部包括环形固定部以及与所述环形固定部相连且呈放射状布置的多根托辊伸缩臂，各根所述托辊伸缩臂上分别设置有托辊，所述托辊用于与压力钢管的端面相抵接以便对所述压力钢管形成支撑；所述垂直部通过垂直部伸缩臂与所述环形固定部相连；

滚轮机构，所述滚轮机构与所述垂直部相连的滚轮支架、与所述滚轮支架相连的滚轮以及用于驱动所述滚轮旋转的旋转驱动组件；所述滚轮的表面用于与所述压力钢管的外侧管壁相抵接；

翻转机构，所述翻转机构与所述环形固定部的下部相铰接；

焊接操作机构，所述焊接操作机构用于在相对所述压力钢管的角度调整完成后实现对加劲环的角焊缝进行焊接。

2.根据权利要求1所述的大型压力钢管加劲环焊接装置，其特征在于，所述翻转机构包括底座以及液压系统，所述底座通过耳板组件与所述环形固定部的下部相铰接；所述液压系统的油缸与所述底座相铰接，所述液压系统的活塞杆与所述环形固定部的下部相铰接，所述液压系统用于向所述支撑架提供翻转动力，以便所述水平部远离所述垂直部的一端向上抬起。

3.根据权利要求2所述的大型压力钢管加劲环焊接装置，其特征在于，所述液压系统的油缸为自锁液压油缸。

4.根据权利要求1所述的大型压力钢管加劲环焊接装置，其特征在于，所述旋转驱动组件包括电动驱动器。

5.根据权利要求1所述的大型压力钢管加劲环焊接装置，其特征在于，所述焊接操作机构包括焊接操作平台，所述焊接操作平台上设置有可调节焊接臂。

6.根据权利要求5所述的大型压力钢管加劲环焊接装置，其特征在于，所述可调节焊接臂上设置有埋弧焊自动焊接设备。

7.根据权利要求1所述的大型压力钢管加劲环焊接装置，其特征在于，还包括焊接预热加热器，所述焊接预热加热器通过支架设置于所述水平部的一侧。

8.根据权利要求7所述的大型压力钢管加劲环焊接装置，其特征在于，所述焊接预热加热器为远红外加热器或燃气预热器。

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