專利名稱：管道對接接頭焊接小車裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及油氣集輸工程中在野外安裝大、中型輸送管道時采用的管道對接焊接裝置。
目前國內(nèi)外油氣集輸工程中安裝大、中型輸送管道時對管道的連接通常是采用兩種方法實現(xiàn)。第一種方法是，在靠近野外安裝現(xiàn)場建立一專用的管道焊接工場，先進行管道的加長焊接，然后再運送到安裝現(xiàn)場進行下一步的接頭焊接，以減輕安裝現(xiàn)場的焊接工作。在管道的加長焊接時可采用焊接小車或人工焊接。傳統(tǒng)的焊接小車上裝有自動送絲機構(gòu)和焊槍夾持器，在焊接過程中，小車是不動的，被焊管道由專門的驅(qū)動裝置驅(qū)動，使其實現(xiàn)轉(zhuǎn)動與平動，以完成管道的焊接連接。這種焊接方法的缺點是(1)需要進行焊接工場的建設(shè)，特別是被焊管道軀動裝置的建設(shè)，加大了生產(chǎn)投資，提高了生產(chǎn)成本。(2)所焊接的管道長度受作業(yè)場地和運輸?shù)缆返葪l件限制，影響了生產(chǎn)效率的提高。第二種方法是，采用人工在野外安裝現(xiàn)場用手工逐段焊接。其缺點是生產(chǎn)效率低，工人勞動強度大，且手工焊接一般采用電弧焊，焊接一定長度后必須進行焊渣的清除工作，才能繼續(xù)焊接，既費工又費時，而且焊渣清除工作的好壞又是直接影響到焊接質(zhì)量優(yōu)劣的重要因素之一。據(jù)調(diào)查，我國目前以采用第二種方法為主。
本實用新型的目的在于，提出一種能夠在被焊管道外圍作360°環(huán)繞運動的管道對接接頭焊接小車裝置，使其能夠直接用于安裝管道的野外作業(yè)現(xiàn)場對管道進行焊接連接，以減輕工人的勞動強度，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。
為達到上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案焊接小車裝置包括小車車體(6)、自動送絲機構(gòu)(7)及焊槍夾持器(13)，由送絲機構(gòu)(7)送來的焊絲(17)被夾持于焊槍(14)中，而焊槍(14)則由焊槍夾持器(13)夾持，其特征在于本裝置還包括能使小車在被焊管道外圍作環(huán)繞運動的繞行限位機構(gòu)，能使焊槍作往復運動的焊槍往復運動機構(gòu)，能使焊槍作升降運動的焊槍升降機構(gòu)。
繞行限位機構(gòu)由固聯(lián)于小車滾輪(16)上的齒輪(18)和繞行限位輔助機構(gòu)(15)組成。繞行限位輔助機構(gòu)(15)內(nèi)部有內(nèi)齒輪(23)、減摩緩沖環(huán)(22)、輪箍(21)，內(nèi)齒輪(23)與齒輪(18)相嚙合，整個繞行限位輔助機構(gòu)(15)分為兩個半圓，用卡箍卡緊在被焊管道(20)上。當主驅(qū)動電機(2)帶動驅(qū)動機構(gòu)(1)轉(zhuǎn)動時，小車滾輪(16)隨之轉(zhuǎn)動，與滾輪(16)固聯(lián)的齒輪(18)便繞內(nèi)齒輪(23)轉(zhuǎn)動，從而使整個小車實現(xiàn)圍繞被焊管道(20)外圍的繞行運動。焊接時，小車環(huán)繞管道(20)繞行一周，即形成一層焊縫(19)。
焊槍往復運動機構(gòu)由園柱凸輪(8)、焊槍夾持器(13)、焊槍往復導軌(9)、導軌滑板(10)組成。園柱凸輪(8)用從動件(G)固聯(lián)于焊槍夾持器(13)上，其轉(zhuǎn)動軸與傳動機構(gòu)(5)的從動輪同軸，由副電機(3)經(jīng)傳動機構(gòu)(4)、(5)驅(qū)動。焊槍夾持器(13)的上端有導軌滑板(10)，導軌滑板(10)與安裝于小車適當位置的導軌(9)配合并能沿導軌(9)滑動。當副電機(3)運動時，帶動傳動機構(gòu)(4)、(5)的傳動副轉(zhuǎn)動，由于園柱凸輪(8)與傳動機構(gòu)(5)的從動輪同軸，因而園柱凸輪(8)便隨傳動機構(gòu)(5)的從動軸轉(zhuǎn)動，凸輪(8)上的從動件(G)作往復運動，帶動與它固聯(lián)的焊槍夾持器(13)及其上的導軌滑板(10)沿導軌(9)作往復運動，從而實現(xiàn)了被夾持于夾持器(13)內(nèi)的焊槍(14)作往復運動，以滿足不同寬度的焊縫對焊槍位置的要求。
焊槍升降機構(gòu)可采用兩種方案方案1焊槍升降機構(gòu)由升降氣缸(11)、安裝于夾持器(13)內(nèi)的升降導軌(12)、帶有升降滑塊的焊槍(14)和時間繼電器組成，升降氣缸(11)的活塞桿與焊槍(14)固聯(lián)，時間繼電器控制升降氣缸(11)的氣閥開關(guān)。當焊接小車繞被焊管道(20)運行一周后，時間繼電器動作，進氣閥打開，氣缸(11)中的活塞運動一定距離，從而使固聯(lián)于活塞桿上的焊槍(14)在升降導軌(12)中向上移動一設(shè)定距離，實現(xiàn)了管道分層焊接工作時的焊槍上升運動。焊接結(jié)束后，卸壓閥動作，焊槍借自重復位。
方案2焊槍升降機構(gòu)由滾輪(27)、滾輪支架(28)和聯(lián)動桿(29)組成，滾輪(27)安裝在滾輪支架(28)上，滾輪支架(28)通過聯(lián)動桿(29)固聯(lián)于帶有升降滑塊(30)的焊槍(14)上。升降機構(gòu)的滾輪(27)位于小車運動的前方或后方，并與焊縫(19)的上表面接觸。工作前，調(diào)節(jié)滾輪(27)的高度，使之與焊縫的底部接觸，當焊完一層后，滾輪(27)隨所接觸的焊層上升，升降機構(gòu)隨之上移，帶動裝有升降滑塊(30)的焊槍(14)隨之上移一定距離，從而實現(xiàn)管道分層焊接時的焊槍上升運動。
在使用本實用新型對管道焊接時，可采用氣體保護焊。
本實用新型的優(yōu)點是1.由于焊接小車能環(huán)繞被焊管道作繞行運動，因而在焊接過程中被焊管件可以不動，這樣就可以直接在安裝管道的野外作業(yè)現(xiàn)場對管道進行焊接，從而可省去管道運動的驅(qū)動裝置，亦可省去專用的管道焊接工場的建設(shè)費用和運輸費用，大大減少了安裝投資，提高了經(jīng)濟效益。
2.本裝置設(shè)置了焊槍的往復運動機構(gòu)與升降機構(gòu)，一方面滿足了不同焊縫尺寸對焊接工藝的要求，再方面還可根據(jù)焊接深度的變化逐次升降進行焊接，保證了焊接工作的連續(xù)進行，提高了生產(chǎn)效率。
3.減輕了工人的勞動強度，改善了勞動條件，提高了焊接質(zhì)量，尤其是采用氣體保護焊，省去了一般手工電弧焊的焊渣清除工作，工人的勞動強度大大減輕，焊接質(zhì)量大大提高。


如下
圖1是本裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本裝置的繞行限位機構(gòu)示意圖；圖3是本裝置的焊槍升降機構(gòu)方案二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3的A向視圖。
以下結(jié)合附圖說明本實用新型的實施例參看圖1、圖2，焊接小車裝置主要包括小車車體(6)，自動送絲機構(gòu)(7)，焊槍夾持器(13)，此外還包括繞行限位機構(gòu)及焊槍往復、升降運動機構(gòu)。
自動送絲機構(gòu)(7)由安裝于小車外部的焊絲儲存輸送裝置、導絲裝置、送絲裝置及導絲軟管組成。送絲裝置中的送絲輪安裝于小車內(nèi)，其動力由副電機(3)經(jīng)傳動機構(gòu)(4)、(5)提供，傳動機構(gòu)(4)、(5)采用齒輪傳動副，焊絲(17)被夾于焊槍(14)中，焊槍(14)由焊槍夾持器(13)夾持，在焊接時保證焊絲(17)能按一定速度連續(xù)自動送入焊接熔池中。
焊接小車車體(6)下部的滾輪軸上安裝有滾輪(16)，滾輪(16)由安裝于小車車體內(nèi)的主電機(2)經(jīng)驅(qū)動機構(gòu)(1)使其運動，主電機(2)、軀動機構(gòu)(1)的速度調(diào)節(jié)是按焊接工藝要求設(shè)定的，以驅(qū)動小車滾輪(16)按設(shè)定速度滾動。驅(qū)動機構(gòu)(1)由齒輪傳動副組成。
在小車滾輪(16)上固聯(lián)有齒輪(18)，齒輪(18)與繞行限位輔助機構(gòu)(15)組成小車繞行限位機構(gòu)。繞行限位輔助機構(gòu)(15)內(nèi)部有齒輪(23)、減摩緩沖環(huán)(22)、輪箍(21)，內(nèi)齒輪(23)與齒輪(18)相嚙合，保證小車環(huán)繞運動時按設(shè)定的運行速度和位置精度運行。整個繞行限位輔助機構(gòu)(15)分為兩個半園，用卡箍卡緊在被焊管道(20)上。當主電機(2)帶動由齒輪副組成的驅(qū)動機構(gòu)(1)轉(zhuǎn)動時，小車滾輪(16)隨之轉(zhuǎn)動，與滾輪(16)固聯(lián)的齒輪(18)便繞內(nèi)齒輪(23)轉(zhuǎn)動，從而使整個小車實現(xiàn)圍繞被焊管道的繞行運動。
為避免齒輪(18)的端面與繞行限位輔助機構(gòu)(15)的內(nèi)齒輪(23)的內(nèi)端面在運動時發(fā)生碰撞而造成齒輪損傷，同時為保證當小車運動中出現(xiàn)輕微振動時，減小齒輪(18)與內(nèi)齒輪(23)的內(nèi)端面的接觸面從而減小摩擦力，在齒輪(18)的前端面設(shè)置了一小凸緣(26)，使其在上述情況發(fā)生時與減摩緩沖環(huán)(22)接觸。繞行限位輔助機構(gòu)(15)內(nèi)的輪箍(21)則是為了安裝需要面設(shè)置的結(jié)構(gòu)形狀。
在繞行限位輔助機構(gòu)(15)的外園面上設(shè)置了支架(24)，在支架(24)上安裝了滾輪(25)，滾輪(25)是一個帶槽的圓輪，形狀類似于滑輪，其作用是保證電纜與供氣管在工作時能自由進給，避免因摩擦而導致的不必要損傷和增加焊接小車所需功率。
為保證焊槍在焊接過程中能根據(jù)焊縫的寬窄進行往復運動，并能根據(jù)焊縫的深淺進行多層焊接時的升降運動，在焊接小車內(nèi)設(shè)置了焊槍往復運動機構(gòu)和焊槍升降運動機構(gòu)。
焊槍往復運動機構(gòu)由圓柱凸輪(8)、焊槍夾持器(13)、焊槍往復導軌(9)、導軌滑板(10)組成。園柱凸輪(8)用從動件(G)固聯(lián)于焊槍夾持器(13)上，其轉(zhuǎn)動軸與傳動機構(gòu)(5)的從動齒輪同軸，由副電機(3)經(jīng)齒輪副組成的傳動機構(gòu)(4)、(5)驅(qū)動。焊槍夾持器(13)的上端有導軌滑板(10)，導軌滑板(10)與安裝于小車適當位置的導軌(9)配合并能沿導軌(9)滑動。當副電機(3)運動時，帶動傳動機構(gòu)(4)、(5)的傳動副轉(zhuǎn)動，由于園柱凸輪(8)與傳動機構(gòu)(5)的從動輪同軸，因而凸輪(18)便隨傳動機構(gòu)(5)的從動軸轉(zhuǎn)動，凸輪(8)上的從動件(G)便作往復運動，帶動與它固聯(lián)的焊槍夾持器(13)及其上的導軌滑板(10)沿導軌(9)作往復運動，從而實現(xiàn)了被夾持于夾持器(13)內(nèi)的焊槍(14)作往復運動，以滿足不同寬窄的焊縫對焊槍位置的要求。
焊槍升降運動機構(gòu)可采用兩種方案方案1焊槍升降運動機構(gòu)由升降氣缸(11)、安裝于夾持器(13)內(nèi)的升降導軌(12)、帶有升降滑塊的焊槍(14)和時間繼電器組成，升降氣缸(11)的活塞桿與焊槍(14)固聯(lián)，時間繼電器控制升降氣缸(11)的氣閥開關(guān)。當焊接小車繞被焊管道(20)運行一周后，時間繼電器動作，進氣閥打開，氣缸(11)中的活塞運動一定距離，從而使固聯(lián)于活塞桿上的焊槍(14)在升降導軌(12)中向上運動一設(shè)定距離，實現(xiàn)了管道分層焊接時的焊槍上升運動。焊接結(jié)束后，卸壓閥動作、焊槍借自重復位。
方案2參看圖3，焊槍升降運動機構(gòu)由滾輪(27)、滾輪支架(28)和聯(lián)動桿(29)組成，滾輪(27)安裝在滾輪支架(28)上，滾輪支架(28)通過聯(lián)動桿(29)固聯(lián)于帶有升降滑塊(30)的焊槍(14)上。滾輪(27)位于小車運動的前方或后方，并與焊縫(19)的上表面接觸。工作前，調(diào)節(jié)滾輪(27)的高度，使之與焊縫底部接觸，當焊完一層后，滾輪(27)隨所接觸的焊層上升，升降機構(gòu)隨之上移，帶動裝有升降滑塊(30)的焊槍(14)隨之上移一定距離，從而實現(xiàn)管道分層焊接時的焊槍上升運動。
權(quán)利要求1.一種管道對接接頭焊接小車裝置，包括小車車體(6)，自動送絲機構(gòu)(7)及焊槍夾持器(13)，由送絲機構(gòu)(7)送來的焊絲(17)被夾持于焊槍(14)中，焊槍則由焊槍夾持器(13)夾持，其特征在于本裝置還包括能使小車在被焊管道外圍作環(huán)繞運動的繞行限位機構(gòu)，能使焊槍(14)作往復運動的焊槍往復運動機構(gòu)，能使焊槍作升降運動的焊槍升降機構(gòu)；繞行限位機構(gòu)由固聯(lián)于小車滾輪(16)上的齒輪(18)和繞行限位輔助機構(gòu)(15)組成，繞行限位輔助機構(gòu)(15)內(nèi)部有內(nèi)齒輪(23)、減摩緩沖環(huán)(22)、輪箍(21)，內(nèi)齒輪(23)與齒輪(18)相嚙合，整個繞行限位輔助機構(gòu)(15)分為兩個半圓，用卡箍卡緊在被焊管道(20)上，齒輪(18)由主驅(qū)動電機(2)帶動驅(qū)動機構(gòu)(1)使其繞內(nèi)齒輪(23)轉(zhuǎn)動；焊槍往復運動機構(gòu)由園柱凸輪(8)、焊槍夾持器(13)、焊槍往復導軌(9)、導軌滑板(10)組成，圓柱凸輪(8)用從動件(G)固聯(lián)于焊槍夾持器(13)上，其轉(zhuǎn)動軸與傳動機構(gòu)(5)的從動輪同軸，由副電機(3)經(jīng)傳動機構(gòu)(4)、(5)驅(qū)動，焊槍夾持器(13)的上端有導軌滑板(10)，導軌滑板(10)與安裝于小車適當位置的導軌(9)配合并能沿導軌(9)滑動；焊槍升降機構(gòu)由升降氣缸(11)、安裝于夾持器(13)內(nèi)的升降導軌(12)、帶有升降滑塊的焊槍(14)和時間繼電器組成，升降氣缸(11)的活塞桿與焊槍(14)固聯(lián)，時間繼電器控制升降氣缸(11)的氣閥開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道對接接頭焊接小車裝置，其特征在于焊槍升降機構(gòu)由滾輪(27)、滾輪支架(28)和聯(lián)動桿(29)組成，滾輪(27)安裝在滾輪支架(28)上，滾輪支架(28)通過聯(lián)動桿(29)固聯(lián)于帶有升降滑塊(30)的焊槍(14)上，滾輪(27)位于小車運動的前方，也可位于小車運動的后方，并與焊縫(19)的上表面接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道對接接頭焊接小車裝置，其特征在于齒輪(18)的前端面設(shè)置了一小凸緣(26)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道對接接頭焊接小車裝置，其特征在于繞行限位輔助機構(gòu)(15)的外圓面上設(shè)置了支架(24)，在支架(24)上安裝了一個帶槽的滾輪(25)。
專利摘要一種管道對接接頭焊接小車裝置,除具有自動送絲機構(gòu)及焊槍夾持器外,尚有能使小車環(huán)繞被焊管道外圍作繞行運動的繞行限位機構(gòu),能使焊槍根據(jù)焊縫寬、窄作往復運動的焊槍往復運動機構(gòu),能使焊槍根據(jù)焊縫深、淺作升降運動的焊槍升降機構(gòu)。本裝置可直接用于油氣集輸工程的大、中型管道野外安裝現(xiàn)場,可大大減少安裝工程投資,減輕工人勞動強度,改善勞動條件,提高焊接質(zhì)量和生產(chǎn)率。
文檔編號B23K37/00GK2496589SQ0124720
公開日2002年6月26日 申請日期2001年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月6日
發(fā)明者楊啟明, 呂瑞典, 黃志強, 譙英 申請人:西南石油學院