CN2496589Y - 管道对接接头焊接小车装置 - Google Patents

Abstract

一种管道对接接头焊接小车装置,除具有自动送丝机构及焊枪夹持器外,尚有能使小车环绕被焊管道外围作绕行运动的绕行限位机构,能使焊枪根据焊缝宽、窄作往复运动的焊枪往复运动机构,能使焊枪根据焊缝深、浅作升降运动的焊枪升降机构。本装置可直接用于油气集输工程的大、中型管道野外安装现场,可大大减少安装工程投资,减轻工人劳动强度,改善劳动条件,提高焊接质量和生产率。

Description

管道对接接头焊接小车装置

本实用新型涉及油气集输工程中在野外安装大、中型输送管道时采用的管道对接焊接装置。

目前国内外油气集输工程中安装大、中型输送管道时对管道的连接通常是采用两种方法实现。第一种方法是，在靠近野外安装现场建立一专用的管道焊接工场，先进行管道的加长焊接，然后再运送到安装现场进行下一步的接头焊接，以减轻安装现场的焊接工作。在管道的加长焊接时可采用焊接小车或人工焊接。传统的焊接小车上装有自动送丝机构和焊枪夹持器，在焊接过程中，小车是不动的，被焊管道由专门的驱动装置驱动，使其实现转动与平动，以完成管道的焊接连接。这种焊接方法的缺点是：(1)需要进行焊接工场的建设，特别是被焊管道躯动装置的建设，加大了生产投资，提高了生产成本。(2)所焊接的管道长度受作业场地和运输道路等条件限制，影响了生产效率的提高。第二种方法是，采用人工在野外安装现场用手工逐段焊接。其缺点是：生产效率低，工人劳动强度大，且手工焊接一般采用电弧焊，焊接一定长度后必须进行焊渣的清除工作，才能继续焊接，既费工又费时，而且焊渣清除工作的好坏又是直接影响到焊接质量优劣的重要因素之一。据调查，我国目前以采用第二种方法为主。

本实用新型的目的在于，提出一种能够在被焊管道外围作360°环绕运动的管道对接接头焊接小车装置，使其能够直接用于安装管道的野外作业现场对管道进行焊接连接，以减轻工人的劳动强度，提高生产效率，降低生产成本。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

焊接小车装置包括小车车体(6)、自动送丝机构(7)及焊枪夹持器(13)，由送丝机构(7)送来的焊丝(17)被夹持于焊枪(14)中，而焊枪(14)则由焊枪夹持器(13)夹持，其特征在于：本装置还包括能使小车在被焊管道外围作环绕运动的绕行限位机构，能使焊枪作往复运动的焊枪往复运动机构，能使焊枪作升降运动的焊枪升降机构。

绕行限位机构由固联于小车滚轮(16)上的齿轮(18)和绕行限位辅助机构(15)组成。绕行限位辅助机构(15)内部有内齿轮(23)、减摩缓冲环(22)、轮箍(21)，内齿轮(23)与齿轮(18)相啮合，整个绕行限位辅助机构(15)分为两个半圆，用卡箍卡紧在被焊管道(20)上。当主驱动电机(2)带动驱动机构(1)转动时，小车滚轮(16)随之转动，与滚轮(16)固联的齿轮(18)便绕内齿轮(23)转动，从而使整个小车实现围绕被焊管道(20)外围的绕行运动。焊接时，小车环绕管道(20)绕行一周，即形成一层焊缝(19)。

焊枪往复运动机构由园柱凸轮(8)、焊枪夹持器(13)、焊枪往复导轨(9)、导轨滑板(10)组成。园柱凸轮(8)用从动件(G)固联于焊枪夹持器(13)上，其转动轴与传动机构(5)的从动轮同轴，由副电机(3)经传动机构(4)、(5)驱动。焊枪夹持器(13)的上端有导轨滑板(10)，导轨滑板(10)与安装于小车适当位置的导轨(9)配合并能沿导轨(9)滑动。当副电机(3)运动时，带动传动机构(4)、(5)的传动副转动，由于园柱凸轮(8)与传动机构(5)的从动轮同轴，因而园柱凸轮(8)便随传动机构(5)的从动轴转动，凸轮(8)上的从动件(G)作往复运动，带动与它固联的焊枪夹持器(13)及其上的导轨滑板(10)沿导轨(9)作往复运动，从而实现了被夹持于夹持器(13)内的焊枪(14)作往复运动，以满足不同宽度的焊缝对焊枪位置的要求。

焊枪升降机构可采用两种方案：

方案1：焊枪升降机构由升降气缸(11)、安装于夹持器(13)内的升降导轨(12)、带有升降滑块的焊枪(14)和时间继电器组成，升降气缸(11)的活塞杆与焊枪(14)固联，时间继电器控制升降气缸(11)的气阀开关。当焊接小车绕被焊管道(20)运行一周后，时间继电器动作，进气阀打开，气缸(11)中的活塞运动一定距离，从而使固联于活塞杆上的焊枪(14)在升降导轨(12)中向上移动一设定距离，实现了管道分层焊接工作时的焊枪上升运动。焊接结束后，卸压阀动作，焊枪借自重复位。

方案2：焊枪升降机构由滚轮(27)、滚轮支架(28)和联动杆(29)组成，滚轮(27)安装在滚轮支架(28)上，滚轮支架(28)通过联动杆(29)固联于带有升降滑块(30)的焊枪(14)上。升降机构的滚轮(27)位于小车运动的前方或后方，并与焊缝(19)的上表面接触。工作前，调节滚轮(27)的高度，使之与焊缝的底部接触，当焊完一层后，滚轮(27)随所接触的焊层上升，升降机构随之上移，带动装有升降滑块(30)的焊枪(14)随之上移一定距离，从而实现管道分层焊接时的焊枪上升运动。

在使用本实用新型对管道焊接时，可采用气体保护焊。

本实用新型的优点是：

1.由于焊接小车能环绕被焊管道作绕行运动，因而在焊接过程中被焊管件可以不动，这样就可以直接在安装管道的野外作业现场对管道进行焊接，从而可省去管道运动的驱动装置，亦可省去专用的管道焊接工场的建设费用和运输费用，大大减少了安装投资，提高了经济效益。

2.本装置设置了焊枪的往复运动机构与升降机构，一方面满足了不同焊缝尺寸对焊接工艺的要求，再方面还可根据焊接深度的变化逐次升降进行焊接，保证了焊接工作的连续进行，提高了生产效率。

3.减轻了工人的劳动强度，改善了劳动条件，提高了焊接质量，尤其是采用气体保护焊，省去了一般手工电弧焊的焊渣清除工作，工人的劳动强度大大减轻，焊接质量大大提高。

附图说明如下：

图1是本装置的结构示意图；

图2是本装置的绕行限位机构示意图；

图3是本装置的焊枪升降机构方案二的结构示意图；

图4是图3的A向视图。

下面结合附图说明本实用新型的实施例：

参看图1、图2，焊接小车装置主要包括小车车体(6)，自动送丝机构(7)，焊枪夹持器(13)，此外还包括绕行限位机构及焊枪往复、升降运动机构。

自动送丝机构(7)由安装于小车外部的焊丝储存输送装置、导丝装置、送丝装置及导丝软管组成。送丝装置中的送丝轮安装于小车内，其动力由副电机(3)经传动机构(4)、(5)提供，传动机构(4)、(5)采用齿轮传动副，焊丝(17)被夹于焊枪(14)中，焊枪(14)由焊枪夹持器(13)夹持，在焊接时保证焊丝(17)能按一定速度连续自动送入焊接熔池中。

焊接小车车体(6)下部的滚轮轴上安装有滚轮(16)，滚轮(16)由安装于小车车体内的主电机(2)经驱动机构(1)使其运动，主电机(2)、躯动机构(1)的速度调节是按焊接工艺要求设定的，以驱动小车滚轮(16)按设定速度滚动。驱动机构(1)由齿轮传动副组成。

在小车滚轮(16)上固联有齿轮(18)，齿轮(18)与绕行限位辅助机构(15)组成小车绕行限位机构。绕行限位辅助机构(15)内部有齿轮(23)、减摩缓冲环(22)、轮箍(21)，内齿轮(23)与齿轮(18)相啮合，保证小车环绕运动时按设定的运行速度和位置精度运行。整个绕行限位辅助机构(15)分为两个半园，用卡箍卡紧在被焊管道(20)上。当主电机(2)带动由齿轮副组成的驱动机构(1)转动时，小车滚轮(16)随之转动，与滚轮(16)固联的齿轮(18)便绕内齿轮(23)转动，从而使整个小车实现围绕被焊管道的绕行运动。

为避免齿轮(18)的端面与绕行限位辅助机构(15)的内齿轮(23)的内端面在运动时发生碰撞而造成齿轮损伤，同时为保证当小车运动中出现轻微振动时，减小齿轮(18)与内齿轮(23)的内端面的接触面从而减小摩擦力，在齿轮(18)的前端面设置了一小凸缘(26)，使其在上述情况发生时与减摩缓冲环(22)接触。绕行限位辅助机构(15)内的轮箍(21)则是为了安装需要面设置的结构形状。

在绕行限位辅助机构(15)的外园面上设置了支架(24)，在支架(24)上安装了滚轮(25)，滚轮(25)是一个带槽的圆轮，形状类似于滑轮，其作用是保证电缆与供气管在工作时能自由进给，避免因摩擦而导致的不必要损伤和增加焊接小车所需功率。

为保证焊枪在焊接过程中能根据焊缝的宽窄进行往复运动，并能根据焊缝的深浅进行多层焊接时的升降运动，在焊接小车内设置了焊枪往复运动机构和焊枪升降运动机构。

焊枪往复运动机构由圆柱凸轮(8)、焊枪夹持器(13)、焊枪往复导轨(9)、导轨滑板(10)组成。园柱凸轮(8)用从动件(G)固联于焊枪夹持器(13)上，其转动轴与传动机构(5)的从动齿轮同轴，由副电机(3)经齿轮副组成的传动机构(4)、(5)驱动。焊枪夹持器(13)的上端有导轨滑板(10)，导轨滑板(10)与安装于小车适当位置的导轨(9)配合并能沿导轨(9)滑动。当副电机(3)运动时，带动传动机构(4)、(5)的传动副转动，由于园柱凸轮(8)与传动机构(5)的从动轮同轴，因而凸轮(18)便随传动机构(5)的从动轴转动，凸轮(8)上的从动件(G)便作往复运动，带动与它固联的焊枪夹持器(13)及其上的导轨滑板(10)沿导轨(9)作往复运动，从而实现了被夹持于夹持器(13)内的焊枪(14)作往复运动，以满足不同宽窄的焊缝对焊枪位置的要求。

焊枪升降运动机构可采用两种方案：

方案1：焊枪升降运动机构由升降气缸(11)、安装于夹持器(13)内的升降导轨(12)、带有升降滑块的焊枪(14)和时间继电器组成，升降气缸(11)的活塞杆与焊枪(14)固联，时间继电器控制升降气缸(11)的气阀开关。当焊接小车绕被焊管道(20)运行一周后，时间继电器动作，进气阀打开，气缸(11)中的活塞运动一定距离，从而使固联于活塞杆上的焊枪(14)在升降导轨(12)中向上运动一设定距离，实现了管道分层焊接时的焊枪上升运动。焊接结束后，卸压阀动作、焊枪借自重复位。

方案2：参看图3，焊枪升降运动机构由滚轮(27)、滚轮支架(28)和联动杆(29)组成，滚轮(27)安装在滚轮支架(28)上，滚轮支架(28)通过联动杆(29)固联于带有升降滑块(30)的焊枪(14)上。滚轮(27)位于小车运动的前方或后方，并与焊缝(19)的上表面接触。工作前，调节滚轮(27)的高度，使之与焊缝底部接触，当焊完一层后，滚轮(27)随所接触的焊层上升，升降机构随之上移，带动装有升降滑块(30)的焊枪(14)随之上移一定距离，从而实现管道分层焊接时的焊枪上升运动。

Claims (4)

1.一种管道对接接头焊接小车装置，包括小车车体(6)，自动送丝机构(7)及焊枪夹持器(13)，由送丝机构(7)送来的焊丝(17)被夹持于焊枪(14)中，焊枪则由焊枪夹持器(13)夹持，其特征在于：本装置还包括能使小车在被焊管道外围作环绕运动的绕行限位机构，能使焊枪(14)作往复运动的焊枪往复运动机构，能使焊枪作升降运动的焊枪升降机构；绕行限位机构由固联于小车滚轮(16)上的齿轮(18)和绕行限位辅助机构(15)组成，绕行限位辅助机构(15)内部有内齿轮(23)、减摩缓冲环(22)、轮箍(21)，内齿轮(23)与齿轮(18)相啮合，整个绕行限位辅助机构(15)分为两个半圆，用卡箍卡紧在被焊管道(20)上，齿轮(18)由主驱动电机(2)带动驱动机构(1)使其绕内齿轮(23)转动；焊枪往复运动机构由园柱凸轮(8)、焊枪夹持器(13)、焊枪往复导轨(9)、导轨滑板(10)组成，圆柱凸轮(8)用从动件(G)固联于焊枪夹持器(13)上，其转动轴与传动机构(5)的从动轮同轴，由副电机(3)经传动机构(4)、(5)驱动，焊枪夹持器(13)的上端有导轨滑板(10)，导轨滑板(10)与安装于小车适当位置的导轨(9)配合并能沿导轨(9)滑动；焊枪升降机构由升降气缸(11)、安装于夹持器(13)内的升降导轨(12)、带有升降滑块的焊枪(14)和时间继电器组成，升降气缸(11)的活塞杆与焊枪(14)固联，时间继电器控制升降气缸(11)的气阀开关。

2.根据权利要求1所述的管道对接接头焊接小车装置，其特征在于：焊枪升降机构由滚轮(27)、滚轮支架(28)和联动杆(29)组成，滚轮(27)安装在滚轮支架(28)上，滚轮支架(28)通过联动杆(29)固联于带有升降滑块(30)的焊枪(14)上，滚轮(27)位于小车运动的前方，也可位于小车运动的后方，并与焊缝(19)的上表面接触。

3.根据权利要求1所述的管道对接接头焊接小车装置，其特征在于：齿轮(18)的前端面设置了一小凸缘(26)。

4.根据权利要求1所述的管道对接接头焊接小车装置，其特征在于：绕行限位辅助机构(15)的外圆面上设置了支架(24)，在支架(24)上安装了一个带槽的滚轮(25)。

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