CN213163859U - 适用于球形重型结构件的焊接工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于球形重型结构件的焊接工装，包括支撑框架部分、工件夹持部分和电控部分；工件夹持部分包括上夹持机构和下夹持机构，下夹持机构自下而上依次包括第一升降缸、安装座、主动回转轴和下支撑板，下支撑板上对应主动回转轴的中轴线的位置设有球体工件定位孔，上夹持机构自上而下依次包括第二升降缸、从动回转轴和上压板，上压板上对应从动回转轴的中轴线的位置也设有球体工件定位孔；电控部分包括控制面板、控制器、下支撑板升降控制回路、上压板升降控制回路和下支撑板回转控制回路。本适用于球形重型结构件的焊接工装，操作简单、使用方便，能够便于准确找正和保证焊接稳定性，特别适用于大型焊接节点球与杆件钢管的焊接。

Description

适用于球形重型结构件的焊接工装

技术领域

本实用新型涉及一种焊接工装，具体是一种适用于对大型焊接节点球等球形重型结构件进行焊接的焊接工装，属于结构件焊接技术领域。

背景技术

随着科学技术的和生产水平的进步，焊接结构正朝着超大型、高容量、高参数、耐磨、耐蚀、耐低温、耐动载的方向发展。除提供质量更高、性能更好的各种焊机、焊接材料和制定正确的焊接工艺外，还要求提供各种性能优异的焊接机械装备，使焊接生产实现机械化和自动化，减少人为因素干扰，达到保证和稳定焊接质量、改善焊工劳动条件、提高生产率、促进文明生产的目的。焊接工装就是焊接机械装备的一种，目前针对大型焊接节点球等球形重型结构件与杆件钢管进行焊接时，通常需要将杆件钢管水平放置、并用专用夹具固定焊接节点球，以保证杆件钢管的轴心正对焊接节点球的球心，而按照焊接节点球的行业标准，球径大于500mm以上的焊接节点球的几何尺寸允许偏差可以达到3.5～4mm，因此焊接节点球的制造误差会造成准确找正较繁琐；且由于大型焊接节点球及杆件钢管通常质量较重，对接稳定性不高不仅易发生错位、导致焊接质量降低，而且操作人员劳动强度大、效率低、存在安全隐患。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供一种适用于球形重型结构件的焊接工装，操作简单、使用方便，能够便于准确找正和保证焊接稳定性，特别适用于大型焊接节点球与杆件钢管的焊接。

为实现上述目的，本适用于球形重型结构件的焊接工装包括支撑框架部分、工件夹持部分和电控部分；

所述的支撑框架部分包括底座、支撑柱和顶板，底座和顶板平行设置，多根支撑柱固定连接在底座和顶板之间；

所述的工件夹持部分设置在支撑框架部分内部，包括上夹持机构和下夹持机构；下夹持机构自下而上依次包括第一升降缸、安装座、主动回转轴和下支撑板，第一升降缸的机体固定安装在底座上，第一升降缸的第一活塞杆竖直方向设置、且第一活塞杆的顶端与安装座固定安装，竖直设置的主动回转轴定位安装在安装座的顶端、且主动回转轴的回转驱动结构及回转驱动部件均设置在安装座内，下支撑板固定安装在主动回转轴的上端，下支撑板上对应主动回转轴的中轴线的位置设有球体工件定位孔；上夹持机构自上而下依次包括第二升降缸、从动回转轴和上压板，第二升降缸的机体固定安装在顶板上，第二升降缸的第二活塞杆竖直方向设置、且第二活塞杆与主动回转轴同轴设置，从动回转轴同轴定位安装在第二活塞杆的底端，上压板固定安装在从动回转轴的底端，上压板上对应从动回转轴的中轴线的位置也设有球体工件定位孔；

所述的电控部分包括控制面板、控制器、下支撑板升降控制回路、上压板升降控制回路和下支撑板回转控制回路，控制器分别与第一升降缸、主动回转轴的回转驱动部件、第二升降缸电连接。

作为本实用新型的进一步改进方案，工件夹持部分左右对称设置为两套。

作为本实用新型的进一步改进方案，下支撑板的上表面上铺设有下保护垫，上压板的下表面上铺设有上保护垫。

作为本实用新型的进一步改进方案，下支撑板的球体工件定位孔内设有通过升降控制机构同轴安装连接的第一球形支撑座，第一球形钢支撑座的顶端设有包括多个第一可调弧面夹持块的第一变径夹持结构；上压板的球体工件定位孔内设有通过升降控制机构同轴安装连接的第二球形支撑座，第二球形支撑座的底端设有包括多个第二可调弧面夹持块的第二变径夹持结构。

作为本实用新型的进一步改进方案，电控部分的控制面板设置在安装座上。

与现有技术相比，本适用于球形重型结构件的焊接工装的工件夹持部分由于设有第一升降缸和第二升降缸，因此可以一方面通过下支撑板和上压板实现夹持焊接节点球工件，另一方面可以通过调整第一升降缸和第二升降缸的伸缩量实现调整施焊高度，进而实现减缓焊接操作人员弯腰作业的疲劳强度；由于下支撑板和上压板上均设有球体工件定位孔，因此可以实现对焊接节点球工件的稳固夹持；由于工件夹持部分左右对称设置为两套，一套用于夹持焊接节点球工件，另一套用于夹持杆件钢管工件，因此可以实现准确根据焊接节点球的球心位置调整杆件钢管的高度位置，进而实现准确找正和稳固对接、保证焊接过程的稳定性；由于下支撑板的球体工件定位孔内设有第一球形支撑座和第一变径夹持结构、上压板的球体工件定位孔内设有第二球形支撑座和第二变径夹持结构，因此可以实现适应夹持小直径焊接节点球、实现通用性；由于设有主动回转轴和从动回转轴，因此可以实现对焊接节点球工件的回转操作，进而可以实现在焊接节点球工件周向方向上任一角度的杆件钢管的焊接，特别适用于大型焊接节点球与杆件钢管的焊接。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1、底座，2、支撑柱，3、顶板，4、第一活塞杆，5、第一升降缸，6、安装座，7、主动回转轴，8、下支撑板，9、下保护垫，10、第一球形支撑座，11、第一可调弧面夹持块，12、上保护垫，13、上压板，14、从动回转轴，15、第二活塞杆，16、第二升降缸，17、第二球形支撑座，18、第二可调弧面夹持块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，本适用于球形重型结构件的焊接工装包括支撑框架部分、工件夹持部分和电控部分。

所述的支撑框架部分包括底座1、支撑柱2和顶板3，底座1和顶板3平行设置，多根支撑柱2固定连接在底座1和顶板3之间，底座1、支撑柱2和顶板3共同围成框架结构。

所述的工件夹持部分设置在支撑框架部分内部，包括上夹持机构和下夹持机构；下夹持机构自下而上依次包括第一升降缸5、安装座6、主动回转轴7和下支撑板8，第一升降缸5的机体固定安装在底座1上，第一升降缸5的第一活塞杆4竖直方向设置、且第一活塞杆4的顶端与安装座6固定安装，竖直设置的主动回转轴7定位安装在安装座6的顶端、且主动回转轴7的回转驱动结构及回转驱动部件均设置在安装座6内，下支撑板8固定安装在主动回转轴7的上端，下支撑板8上对应主动回转轴7的中轴线的位置设有球体工件定位孔；上夹持机构自上而下依次包括第二升降缸16、从动回转轴14和上压板13，第二升降缸16的机体固定安装在顶板3上，第二升降缸16的第二活塞杆15竖直方向设置、且第二活塞杆15与主动回转轴7同轴设置，从动回转轴14同轴定位安装在第二活塞杆15的底端，上压板13固定安装在从动回转轴14的底端，上压板13上对应从动回转轴14的中轴线的位置也设有球体工件定位孔。主动回转轴7的回转驱动结构可以是配合设置的伞齿轮和伞齿盘结构、也可以是直接与回转驱动部件同轴连接的结构，主动回转轴7的回转驱动部件可以是回转驱动电机、也可以是回转驱动液压马达，第一升降缸5和第二升降缸16可以是液压缸结构、也可以是电动缸结构。

所述的电控部分包括控制面板、控制器、下支撑板升降控制回路、上压板升降控制回路和下支撑板回转控制回路，控制器分别与第一升降缸5、主动回转轴7的回转驱动部件、第二升降缸16电连接。

为了便于杆件钢管的轴心正对焊接节点球的球心的准确找正，作为本实用新型的进一步改进方案，工件夹持部分左右对称设置为两套，一套用于夹持焊接节点球工件，另一套用于夹持杆件钢管工件。

使用本适用于球形重型结构件的焊接工装对大型焊接节点球与杆件钢管进行焊接时，将焊接节点球工件吊装在一套工件夹持部分的下支撑板8上、并推入卡接在下支撑板8的球体工件定位孔上，然后启动下支撑板升降控制回路使下支撑板8举升至设置高度，然后启动上压板升降控制回路使上压板13下降对焊接节点球工件进行夹持，焊接节点球工件即被稳固定位夹持在球体工件定位孔上；控制器先根据下支撑板8的举升高度尺寸、上压板13的下降高度尺寸计算下支撑板8和上压板13之间的距离尺寸，然后输出下支撑板8和上压板13之间的中点位置尺寸(即球心位置)；操作人员将杆件钢管工件吊装在另一套工件夹持部分的下支撑板8上后，即可根据前述的中点位置尺寸控制另一套工件夹持部分动作，使杆件钢管工件的轴心线位于球心位置，实现准确找正，将杆件钢管工件抵靠在焊接节点球工件上后夹持杆件钢管工件，即可实现稳定对接，操作人员直接进行焊接即可。完成一件杆件钢管工件的焊接后，可以启动下支撑板回转控制回路使下支撑板8在主动回转轴7的回转作用下进行回转动作，下支撑板8带动焊接节点球工件回转的同时，上压板13在从动回转轴14的带动下跟随旋转，回转至设定角度后，即可在焊接节点球工件上继续焊接另一件杆件钢管工件，依次类推，直至完成焊接节点球工件在周向方向上的全部杆件钢管工件的焊接。

为了防止工件对下支撑板8及上压板13造成磕碰损伤、且为了便于稳固夹持杆件钢管，作为本实用新型的进一步改进方案，下支撑板8的上表面上铺设有下保护垫9，上压板13的下表面上铺设有上保护垫12，下保护垫9和上保护垫12可以是采用橡胶材质的弹性保护垫。

为了实现针对小直径焊接节点球的通用性，作为本实用新型的进一步改进方案，下支撑板8的球体工件定位孔内设有通过升降控制机构同轴安装连接的第一球形支撑座10，第一球形钢支撑座10的顶端设有包括多个第一可调弧面夹持块11的第一变径夹持结构；上压板13的球体工件定位孔内设有通过升降控制机构同轴安装连接的第二球形支撑座17，第二球形支撑座17的底端设有包括多个第二可调弧面夹持块18的第二变径夹持结构。升降控制机构可以是液压缸结构、也可以是电动缸结构，变径夹持结构可以是通过箍簧箍紧可调夹持块的结构、也可以是类似车床卡盘的调节结构。通过控制升降控制机构可以实现第一球形支撑座10和第二球形支撑座17的伸出，通过第一变径夹持结构和第二变径夹持结构可以实现适应夹持小直径焊接节点球。

为了实现结构的紧凑性，作为本实用新型的进一步改进方案，电控部分的控制面板设置在安装座6上。

Claims (5)

1.一种适用于球形重型结构件的焊接工装，包括支撑框架部分、工件夹持部分和电控部分；其特征在于，

所述的支撑框架部分包括底座(1)、支撑柱(2)和顶板(3)，底座(1)和顶板(3)平行设置，多根支撑柱(2)固定连接在底座(1)和顶板(3)之间；

所述的工件夹持部分设置在支撑框架部分内部，包括上夹持机构和下夹持机构；下夹持机构自下而上依次包括第一升降缸(5)、安装座(6)、主动回转轴(7)和下支撑板(8)，第一升降缸(5)的机体固定安装在底座(1)上，第一升降缸(5)的第一活塞杆(4)竖直方向设置、且第一活塞杆(4)的顶端与安装座(6)固定安装，竖直设置的主动回转轴(7)定位安装在安装座(6)的顶端、且主动回转轴(7)的回转驱动结构及回转驱动部件均设置在安装座(6)内，下支撑板(8)固定安装在主动回转轴(7)的上端，下支撑板(8)上对应主动回转轴(7)的中轴线的位置设有球体工件定位孔；上夹持机构自上而下依次包括第二升降缸(16)、从动回转轴(14)和上压板(13)，第二升降缸(16)的机体固定安装在顶板(3)上，第二升降缸(16)的第二活塞杆(15)竖直方向设置、且第二活塞杆(15)与主动回转轴(7)同轴设置，从动回转轴(14)同轴定位安装在第二活塞杆(15)的底端，上压板(13)固定安装在从动回转轴(14)的底端，上压板(13)上对应从动回转轴(14)的中轴线的位置也设有球体工件定位孔；

所述的电控部分包括控制面板、控制器、下支撑板升降控制回路、上压板升降控制回路和下支撑板回转控制回路，控制器分别与第一升降缸(5)、主动回转轴(7)的回转驱动部件、第二升降缸(16)电连接。

2.根据权利要求1所述的适用于球形重型结构件的焊接工装，其特征在于，工件夹持部分左右对称设置为两套。

3.根据权利要求1或2所述的适用于球形重型结构件的焊接工装，其特征在于，下支撑板(8)的上表面上铺设有下保护垫(9)，上压板(13)的下表面上铺设有上保护垫(12)。

4.根据权利要求1或2所述的适用于球形重型结构件的焊接工装，其特征在于，下支撑板(8)的球体工件定位孔内设有通过升降控制机构同轴安装连接的第一球形支撑座(10)，第一球形支撑座(10)的顶端设有包括多个第一可调弧面夹持块(11)的第一变径夹持结构；上压板(13)的球体工件定位孔内设有通过升降控制机构同轴安装连接的第二球形支撑座(17)，第二球形支撑座(17)的底端设有包括多个第二可调弧面夹持块(18)的第二变径夹持结构。

5.根据权利要求1或2所述的适用于球形重型结构件的焊接工装，其特征在于，电控部分的控制面板设置在安装座(6)上。

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