CN214558223U - 一种纵缝焊接用内撑装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种纵缝焊接用内撑装置，属于搅拌摩擦焊技术领域。内撑装置包括主支撑架和动力驱动组件，所述主支撑架的外侧均布、活动连接有若干伸缩组件，所述动力驱动组件同轴设在主支撑架内，并通过摇臂组件与主支撑架和若干伸缩组件活动连接，所述动力驱动组件通过摇臂组件驱使若干伸缩组件同步向外伸张，或者同步向内收缩。动力驱动组件通过摇臂组件驱使若干伸缩组件同步向外伸张，自动对心对待焊零件形成支撑；或者动力驱动组件通过摇臂组件驱使若干伸缩组件同步向内收缩，松开已完成纵缝焊接的零件；内撑装置对待焊零件的装拆过程简单，装拆效率高。

Description

一种纵缝焊接用内撑装置

技术领域

本实用新型涉及一种纵缝焊接用内撑装置，属于搅拌摩擦焊技术领域。

背景技术

搅拌摩擦焊是一种优质高效、绿色、低成本、低变形的固相焊接方法，彻底解决了多种有色金属熔焊所带来的一系列问题，并逐步取代熔焊方式，已被广泛应用于航空、航天领域。

例如，公开号为CN107662044A的中国专利文献，公开了一种自动化筒体纵缝搅拌摩擦焊专用工装，该专用工装的使用过程为：首先，将筒体工件置于导轨上，用对中导向板将筒体工件对中，头座内部的齿轮箱作为动力头，前导向轮和后导向轮进行辅助运动，通过齿轮齿条带动内支撑装置进入筒体工件内，内支撑装置到筒体工件之后，头座的齿轮齿条装置锁死，防止内支撑装置左右移动；然后内支撑装置中的电机和升降机带动丝杠向上运动，后导向轮随着丝杆向上而向上运动，直至上支撑和滑动机构底部与筒体工件内侧贴合，外部的外抱液压装置压紧筒体工件，再加上内支撑装置本身的重力，以此来实现对筒体工件的固定。在原有筒体外抱工装的基础上，添加一个自动内支撑装置，内支撑装置利用精密水平推动机构，用于焊缝定位装配。

但是，内支撑装置固定筒体的装拆过程较为繁琐，装拆效率低。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种纵缝焊接用内撑装置。

本实用新型通过以下技术方案得以实现：

一种纵缝焊接用内撑装置，包括主支撑架和动力驱动组件，所述主支撑架的外侧均布、活动连接有若干伸缩组件，所述动力驱动组件同轴设在主支撑架内，并通过摇臂组件与主支撑架和若干伸缩组件活动连接，所述动力驱动组件通过摇臂组件驱使若干伸缩组件同步向外伸张，或者同步向内收缩。

所述主支撑架包括并排设在连接盘上的芯轴和四根下纵梁，芯轴位于四根下纵梁的内侧，并与连接盘同轴布置，四根下纵梁与连接盘的交点的连线构成一个正方形，该正方形的中心与连接盘的圆心重合，相邻下纵梁之间通过若干斜撑杆进行连接，不相邻下纵梁之间通过若干中间撑杆进行连接。

所述芯轴为一圆筒，连接盘上均布设有多个安装孔。

所述伸缩组件的数量为四个，四个伸缩组件分别与主支撑架中的四根下纵梁活动连接，动力驱动组件同轴设在芯轴内。

所述伸缩组件包括上纵梁和中间连接梁，中间连接梁上并排设有多根销轴A，销轴A通过连接杆A与上纵梁转动连接，通过连接杆B与主支撑架转动连接。

所述上纵梁上远离中间连接梁的一侧设有仿形支撑块，仿形支撑块上远离上纵梁的一侧的形状，与待焊零件的内壁形状相匹配。

所述动力驱动组件包括电缸，电缸通过安装座安装在主支撑架上。

所述摇臂组件包括同步驱动环和若干摇臂，同步驱动环设在电缸的输出轴上，摇臂的一端通过腰型孔与同步驱动环活动连接，另一端与主支撑架和伸缩组件转动连接。

所述内撑装置还包括控制器和压力传感器，压力传感器设在伸缩组件上，控制器与压力传感器、动力驱动组件电性连接。

本实用新型的有益效果在于：

1、动力驱动组件通过摇臂组件驱使若干伸缩组件同步向外伸张，自动对心对待焊零件形成支撑；或者动力驱动组件通过摇臂组件驱使若干伸缩组件同步向内收缩，松开已完成纵缝焊接的零件；内撑装置对待焊零件的装拆过程简单，装拆效率高。

2、内撑装置既可以用于支撑多个内径尺寸不同的圆筒，又可以用于支撑多个横断面不同的正方形方管，适用范围广。

3、通过仿形支撑块增大内撑装置与待焊零件的接触面积，有助于提高对待焊零件的支撑稳定性。

4、通过控制器调控伸缩组件对待焊零件内壁的挤压力，确保内撑装置对待焊零件形成稳定支撑，避免待焊零件在焊接过程中出现沿周向转动或者沿轴向移动的情况，确保纵缝焊接质量。

5、通过控制器调控伸缩组件对待焊零件内壁的挤压力，能够避免内撑装置因挤压力过大而损坏。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型的右视结构示意图；

图3为本实用新型的主视结构示意图；

图4为本实用新型的动力驱动组件与摇臂组件的装配结构示意图。

图中：1-芯轴，2-中间撑杆，3-下纵梁，4-斜撑杆，5-销轴A，6-动力驱动组件，7-中间连接梁，8-上纵梁，9-仿形支撑块，10-连接盘，11-同步驱动环，12-摇臂，13-电缸，14-安装座。

具体实施方式

下面进一步描述本实用新型的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1至图4所示，本实用新型所述的一种纵缝焊接用内撑装置，包括主支撑架和动力驱动组件6，所述主支撑架的外侧均布、活动连接有若干伸缩组件，所述动力驱动组件6同轴安装在主支撑架内，并通过摇臂组件与主支撑架和若干伸缩组件活动连接，所述动力驱动组件6通过摇臂组件驱使若干伸缩组件同步向外伸张，或者同步向内收缩。在使用时，动力驱动组件6通过摇臂组件驱使若干伸缩组件同步向外伸张，自动对心对待焊零件形成支撑；或者动力驱动组件6通过摇臂组件驱使若干伸缩组件同步向内收缩，松开已完成纵缝焊接的零件。由此可见，内撑装置对待焊零件的装拆过程简单，装拆效率高。

所述主支撑架包括并排焊接在连接盘10上的芯轴1和四根下纵梁3，芯轴1位于四根下纵梁3的内侧，并与连接盘10同轴布置，四根下纵梁3与连接盘10的交点的连线构成一个正方形，该正方形的中心与连接盘10的圆心重合，相邻下纵梁3之间通过若干斜撑杆4进行连接，不相邻下纵梁3之间通过若干中间撑杆2进行连接。

所述芯轴1为一圆筒，连接盘10上均布加工有多个安装孔。在使用时，连接盘10上加工安装孔，方便通过紧固件将连接盘10安装到设备的输出轴上，该设备的输出轴可以做回转运动，从而带动内撑装置转动一定角度。

所述伸缩组件的数量为四个，四个伸缩组件分别与主支撑架中的四根下纵梁3活动连接，动力驱动组件6同轴安装在芯轴1内。内撑装置既可以自动对心支撑内壁为圆形的待焊零件，如圆筒，又可以自动对心支撑内壁为正方形的待焊零件，如方管。

所述伸缩组件包括上纵梁8和中间连接梁7，中间连接梁7上并排安装有多根销轴A5，销轴A5通过连接杆A与上纵梁8转动连接，通过连接杆B与主支撑架中下纵梁3的转动连接。在使用时，上纵梁8、中间连接梁7和下纵梁3平行，且上纵梁8、中间连接梁7可以相对下纵梁3做平动，即可以向外伸张和向内收缩。

所述上纵梁8上远离中间连接梁7的一侧安装有仿形支撑块9，仿形支撑块9上远离上纵梁8的一侧的形状，与待焊零件的内壁形状相匹配。当待焊零件的内壁形状为正方形时，仿形支撑块9上远离上纵梁8的一侧的形状为平面；当待焊零件的内壁形状为圆形时，仿形支撑块9上远离上纵梁8的一侧的形状为圆弧面。通过仿形支撑块9增大内撑装置与待焊零件内壁的接触面积，有助于提高对待焊零件的支撑稳定性。

所述动力驱动组件6包括电缸13，电缸13通过安装座14安装在主支撑架的芯轴1内。在使用时，电缸13的输出轴与芯轴1同轴。

所述摇臂组件包括同步驱动环11和若干摇臂12，同步驱动环11安装在电缸13的输出轴上，摇臂12的一端通过腰型孔与同步驱动环11活动连接，另一端与主支撑架和伸缩组件转动连接。在使用时，同步驱动环11与电缸13的输出轴同轴；摇臂12的一端通过腰型孔与同步驱动环11活动连接，避免摇臂12出现卡死情况，另一端通过销轴B与下纵梁3转动连接，通过销轴C与中间连接梁7转动连接。电缸13的输出轴通过同步驱动环11带动所有摇臂12绕销轴B同步转动，从而使所有中间连接梁7和上纵梁8同步向外伸张或同步向内收缩。

所述内撑装置还包括控制器和压力传感器，压力传感器设在伸缩组件上，控制器与压力传感器、动力驱动组件6电性连接。

一种纵缝焊接用内撑装置的焊接方法，所述焊接方法包括以下主要步骤：

A、将内撑装置安装到输出轴做回转运动的设备上；

B、通过吊机或行车将待焊零件吊到内撑装置上，内撑装置位于待焊零件的内侧；

C、动力驱动组件6通过摇臂组件驱使若干伸缩组件同步向外伸张，并自动调节伸缩组件对待焊零件内壁的挤压力，从而对待焊零件形成稳定支撑，然后移除吊机或行车；

D、启动设备，驱使内撑装置转动，直到待焊零件上的纵缝与搅拌摩擦焊机中的搅拌头对正，然后关闭设备；

E、对纵缝进行搅拌摩擦焊，焊接结束后，动力驱动组件6通过摇臂组件驱使若干伸缩组件同步向内收缩，同时通过吊机或行车将已完成焊接的零件从内撑装置上移出即可。

所述步骤C中动力驱动组件6自动调节伸缩组件对待焊零件内壁挤压力的方法包括以下主要步骤：

a、根据待焊零件的装夹要求，在控制器上预设伸缩组件对待焊零件内壁挤压力的范围；

b、压力传感器实时将伸缩组件对待焊零件内壁的挤压力传递给控制器；

c、控制器将挤压力的检测值与预设范围进行比对，若挤压力偏小，则控制器驱使电缸13的输出轴伸出或缩回一定距离，使若干伸缩组件同步向外伸张，以增大伸缩组件对待焊零件内壁的挤压力；若挤压力偏大，则控制器驱使电缸13的输出轴缩回或伸出一定距离，使若干伸缩组件同步向内收缩，以减小伸缩组件对待焊零件内壁的挤压力；若挤压力的检测值在预设范围内，则电缸13不动作。通过控制器调控伸缩组件对待焊零件内壁的挤压力，确保内撑装置对待焊零件形成稳定支撑，避免待焊零件在焊接过程中出现沿周向转动或者沿轴向移动的情况，确保纵缝焊接质量。此外，通过控制器调控伸缩组件对待焊零件内壁的挤压力，能够避免内撑装置因挤压力过大而损坏。

本实用新型所述的纵缝焊接用内撑装置，其工作原理如下：

通过吊机或行车将待焊零件吊到内撑装置上，且内撑装置位于待焊零件的内侧，启动电缸13，电缸13的输出轴伸出一定距离，并通过同步驱动环11带动四个摇臂12同步绕销轴B转动，从而通过摇臂12驱使所有中间连接梁7和上纵梁8同步向外伸张，使方形支撑块9抵靠在待焊零件的内壁上，自动对心对待焊零件形成稳定支撑。纵缝焊接完成后，电缸13的输出轴缩回一定距离，通过同步驱动环11、摇臂12驱使所有中间连接梁7和上纵梁8同步向内收缩，松开已完成纵缝焊接的零件。

本实用新型提供的纵缝焊接用内撑装置，其有益效果如下：

1、动力驱动组件6通过摇臂组件驱使若干伸缩组件同步向外伸张，自动对心对待焊零件形成支撑；或者动力驱动组件6通过摇臂组件驱使若干伸缩组件同步向内收缩，松开已完成纵缝焊接的零件；内撑装置对待焊零件的装拆过程简单，装拆效率高。

2、内撑装置既可以用于支撑多个内径尺寸不同的圆筒，又可以用于支撑多个横断面不同的正方形方管，适用范围广。

3、通过仿形支撑块9增大内撑装置与待焊零件的接触面积，有助于提高对待焊零件的支撑稳定性。

4、通过控制器调控伸缩组件对待焊零件内壁的挤压力，确保内撑装置对待焊零件形成稳定支撑，避免待焊零件在焊接过程中出现沿周向转动或者沿轴向移动的情况，确保纵缝焊接质量。

5、通过控制器调控伸缩组件对待焊零件内壁的挤压力，能够避免内撑装置因挤压力过大而损坏。

Claims (9)

1.一种纵缝焊接用内撑装置，其特征在于：包括主支撑架和动力驱动组件(6)，所述主支撑架的外侧均布、活动连接有若干伸缩组件，所述动力驱动组件(6)同轴设在主支撑架内，并通过摇臂组件与主支撑架和若干伸缩组件活动连接，所述动力驱动组件(6)通过摇臂组件驱使若干伸缩组件同步向外伸张，或者同步向内收缩。

2.如权利要求1所述的纵缝焊接用内撑装置，其特征在于：所述主支撑架包括并排设在连接盘(10)上的芯轴(1)和四根下纵梁(3)，芯轴(1)位于四根下纵梁(3)的内侧，并与连接盘(10)同轴布置，四根下纵梁(3)与连接盘(10)的交点的连线构成一个正方形，该正方形的中心与连接盘(10)的圆心重合；相邻下纵梁(3)之间通过若干斜撑杆(4)进行连接，不相邻下纵梁(3)之间通过若干中间撑杆(2)进行连接。

3.如权利要求2所述的纵缝焊接用内撑装置，其特征在于：所述芯轴(1)为一圆筒，连接盘(10)上均布设有多个安装孔。

4.如权利要求3所述的纵缝焊接用内撑装置，其特征在于：所述伸缩组件的数量为四个，四个伸缩组件分别与主支撑架中的四根下纵梁(3)活动连接，动力驱动组件(6)同轴设在芯轴(1)内。

5.如权利要求1所述的纵缝焊接用内撑装置，其特征在于：所述伸缩组件包括上纵梁(8)和中间连接梁(7)，中间连接梁(7)上并排设有多根销轴A(5)，销轴A(5)通过连接杆A与上纵梁(8)转动连接，通过连接杆B与主支撑架转动连接。

6.如权利要求5所述的纵缝焊接用内撑装置，其特征在于：所述上纵梁(8)上远离中间连接梁(7)的一侧设有仿形支撑块(9)，仿形支撑块(9)上远离上纵梁(8)的一侧的形状，与待焊零件的内壁形状相匹配。

7.如权利要求1所述的纵缝焊接用内撑装置，其特征在于：所述动力驱动组件(6)包括电缸(13)，电缸(13)通过安装座(14)安装在主支撑架上。

8.如权利要求7所述的纵缝焊接用内撑装置，其特征在于：所述摇臂组件包括同步驱动环(11)和若干摇臂(12)，同步驱动环(11)设在电缸(13)的输出轴上，摇臂(12)的一端通过腰型孔与同步驱动环(11)活动连接，另一端与主支撑架和伸缩组件转动连接。

9.如权利要求1至8任一项所述的纵缝焊接用内撑装置，其特征在于：所述内撑装置还包括控制器和压力传感器，压力传感器设在伸缩组件上，控制器与压力传感器、动力驱动组件(6)电性连接。

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