專利名稱：一種內縮式管頭自動焊機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種自動焊機，特別是涉及一種可用于焊接管殼式換熱器的內縮式 管頭自動焊機。
背景技術：
在鍋爐、石油化工、核電等行業(yè)中，管殼式換熱器是應用極為廣泛的一種熱交 換設備，該管殼式換熱器主要是由殼體、管子和管板組成，其中，管子與管板的連接接 頭又稱為管頭。生產管殼式換熱器的重要工序之一就是將管頭按要求焊接?，F(xiàn)有技術中，采用焊接連接的管頭部分伸出管板的外表面，使得管板的外表面 具有不連續(xù)的表面結構，這種不連續(xù)的表面結構容易造成管殼式換熱器內的物料在管頭 處積聚，從而影響管殼式換熱器的換熱效率。為了解決上述問題，人們發(fā)明了一種新型的管頭連接方式，即換熱管內縮式管 頭焊接方式。但是，除了傳統(tǒng)的手工焊接的方式之外，現(xiàn)有技術中的管頭自動電焊機都 需要定中心，即將管頭焊炬的回轉中心定位到與被焊件中心基本重合的狀態(tài)，通過焊炬 繞管孔的旋轉來完成焊接。然而這種管頭自動電焊機的中部由于設置有定位芯軸，所以 當管頭內縮時，芯軸機構的焊槍無法進入管殼式換熱器管頭的管孔部分，因此，現(xiàn)有技 術中的芯軸式管頭自動焊機無法滿足這種內縮式管頭焊接方式，而如果采用傳統(tǒng)的手工 焊接的方式，不但操作難度大、效率低，而且也很難得到連續(xù)和均勻的焊縫。因此，針對現(xiàn)有技術中的不足，亟需提供一種能夠應用于管殼式換熱器焊接的 內縮式管頭焊接方式的，并且焊接范圍大、焊接質量好，焊接精度高，操作簡單的內縮 式管頭自動焊機。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術中的不足之處而提供一種能夠應用于管殼式換 熱器焊接的內縮式管頭焊接方式的，并且焊接范圍大、焊接質量好，焊接精度高，操作 簡單的內縮式管頭自動焊機。本發(fā)明的目的通過以下技術措施實現(xiàn)
提供一種內縮式管頭自動焊機，包括有旋轉主軸、機體、焊槍和焊槍連接板，所述 旋轉主軸穿設于所述機體，所述焊槍連接板連接設置于所述機體的沿軸向的前側，所述 焊槍設置于所述焊槍連接板，其中，
設置有旋轉主軸驅動裝置，所述旋轉主軸驅動裝置包括有驅動電動機以及與所述驅 動電動機驅動連接的蝸輪蝸桿傳動機構；
設置有軸向調整機構，所述軸向調整機構連接設置于所述機體； 設置有徑向調整機構，所述徑向調整機構連接設置于所述焊槍連接板，并與所述焊 槍連接設置；
所述焊槍連接板設置有至少三條定位支腿。
其中，
所述軸向調整機 構包括有一級軸向調整機構和二級軸向調整機構，所述一級軸向調 整機構設置于所述二級軸向調整機構的上方；
所述一級軸向調整機構包括有軸向調整驅動裝置、第一圓錐齒輪傳動機構、水平設 置的第一絲杠、第一滑座、第一滑槽座和機體支撐座，所述第一圓錐齒輪傳動機構包括 有第一錐齒輪和第二錐齒輪，所述第一錐齒輪的齒輪軸與所述軸向調整驅動裝置驅動連 接，所述第二錐齒輪與所述第一絲杠的一端連接，所述第一絲杠的另一端通過所述機體 支撐座設置的螺紋連接孔與所述機體支撐座連接，所述第一滑座設置于所述機體支撐座 的下方，并與所述機體支撐座的下部固定連接，所述第一滑座的下方設置有第一滑塊， 所述第一滑槽座設置有與所述第一滑塊滑動配合的第一滑槽，所述機體支撐座與所述機 體固定連接；
所述二級軸向調整機構包括有設置于所述第一滑槽座下方的第二滑座以及設置于 所述第二滑座下方的第二滑槽座，所述第二滑座的上部與所述第一滑槽座的下部固定連 接，所述第二滑座的下部設置有第二滑塊，所述第二滑槽座設置有與所述第二滑塊滑動 配合的第二滑槽。其中，
所述第一滑塊為圓弧形滑塊，所述第一滑槽為與所述第一滑塊滑動配合的圓弧形滑
槽；
所述第二滑塊為圓弧形滑塊，所述第二滑槽為與所述第二滑塊滑動配合的圓弧形滑槽。其中，所述軸向調整驅動裝置為設置有手輪的手動軸向調整驅動裝置。其中，所述徑向調整機構包括有徑向調整驅動裝置、第二圓錐齒輪傳動機構、 豎直設置的第二絲杠、螺母滑塊和槽形支架，所述槽形支架設置于所述第二圓錐齒輪傳 動機構的下方，所述螺母滑塊設置于所述槽形支架的槽形空間，并可于所述槽形空間內 徑向移動，所述第二圓錐齒輪傳動機構包括有第三錐齒輪和第四錐齒輪，所述第三錐齒 輪的齒輪軸與所述徑向調整驅動裝置驅動連接，所述第四錐齒輪與所述第二絲杠的一端 連接，所述第二絲杠的另一端穿過所述槽形支架，并通過所述螺母滑塊設置的螺紋連接 孔與所述螺母滑塊連接，所述焊槍設置于所述螺母滑塊。其中，所述槽形空間內豎直設置有導向柱，所述導向柱穿過所述螺母滑塊設置 的與所述導向柱相對應的導向孔，并與所述槽形支架固定連接。其中，所述導向柱設置有兩個，所述導向柱分別設置于所述第二絲杠的兩側。其中，設置有連接臂，所述連接臂包括有第一連接臂和第二連接臂，所述第一 連接臂的一端與所述螺母滑塊鉸接，所述第一連接臂的另一端與所述第二連接臂的一端 鉸接，所述第二連接臂的另一端與所述焊槍可拆卸式連接。其中，所述徑向調整驅動裝置為設置有微型電動機的電動徑向調整驅動裝置。其中，所述蝸輪蝸桿傳動機構包括有蝸輪和蝸桿，所述蝸輪設置于所述旋轉主 軸的外圓，所述蝸桿與所述驅動電動機驅動連接。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的內縮式管頭自動焊機包括有旋轉主軸、機體、焊 槍和焊槍連接板，旋轉主軸穿設于機體，焊槍連接板連接設置于機體的沿軸向的前側，焊槍設置于焊槍連接板，其中，設置有旋轉主軸驅動裝置，旋轉主軸驅動裝置包括有驅 動電動機以及與驅動電動機驅動連接的蝸輪蝸桿傳動機構；設置有軸向調整機構，軸向 調整機構連接設置于機體；設置有徑向調整機構，徑向調整機構連接設置于焊槍連接 板，并與焊槍連接設置；焊槍連接板設置有至少三條定位支腿。由于該內縮式管頭自動 焊機采用軸向調整機構和徑向調整機構相結合，實現(xiàn)了對管殼式換熱器焊接的內縮式管 頭焊接方式，與現(xiàn)有技術相比，不僅擴大了管孔深度的焊接范圍，而且能夠避免管孔形 位偏差對焊接質量造成的影響，同時，采用三腳定位支腿增加了該內縮式管頭自動焊機 的穩(wěn)定性以及定位精度。


利用附圖對本發(fā)明作進一步說明，但附圖中的實施例不構成對本發(fā)明的任何限 制。圖1是本發(fā)明的一種內縮式管頭自動焊機的結構示意圖。圖2是圖1的“I”處放大結構示意圖。圖3是本發(fā)明的一種內縮式管頭自動焊機的焊槍的結構示意圖。在圖1、圖2和圖3中包括有1——旋轉主軸、2——軸承、3——蝸輪、4—— 蝸桿、5——旋轉主軸驅動裝置、6——機體、7——定位支腿、8——槽形支架、9—— 徑向調整驅動裝置、10——第三錐齒輪、11——第四錐齒輪、12——焊槍、13——第二 連接臂、14——第一連接臂、15——螺母滑塊、16——第二絲杠、17——焊槍連接板、 18——機體支撐座、19——第一滑槽座、20——第一滑座、21——第二滑座、22——第 二滑槽座、23——第一絲杠、24——第一滑槽、25——第二錐齒輪、26——第一錐齒 輪、27——軸向調整驅動裝置、28——導向柱、30——鎢極夾芯、31——壓緊螺絲、 32——氬氣保護管、33——冷卻水管、34——焊炬、35——瓷嘴、36——電弧鎢極。
具體實施例方式結合以下實施例對本發(fā)明作進一步描述。本發(fā)明的一種內縮式管頭自動焊機的具體實施方 式，如圖1所示，包括有旋轉 主軸1、機體6、焊槍12和焊槍連接板17，旋轉主軸1穿設于機體6，并通過軸承2裝配 于機體6內，焊槍連接板17連接設置于機體6的沿軸向的前側(參照圖1，應為圖中機體 6的左側)，焊槍12設置于焊槍連接板17，其中，設置有旋轉主軸驅動裝置5，該旋轉 主軸驅動裝置5包括有驅動電動機以及與驅動電動機驅動連接的蝸輪蝸桿傳動機構。其 中，蝸輪蝸桿傳動機構包括有蝸輪3和蝸桿4，蝸輪3設置于旋轉主軸1的外圓，與蝸輪 3相嚙合傳動的蝸桿4與設置于機體6 —側的驅動電動機驅動連接，該驅動電動機控制旋 轉主軸1的旋轉。其中，旋轉主軸1為中空的旋轉主軸1，旋轉主軸1的中空部分用于裝 設焊槍12的冷卻水管33以及電纜等。其中，旋轉主軸驅動裝置5可以為設置有伺服電 動機的電動旋轉主軸驅動裝置。具體的，焊槍連接板17沿鄰近焊槍連接板17的外緣設置有至少三條定位支腿 7。優(yōu)選的為三條定位支腿7，在沿鄰近焊槍連接板17的外緣等距離均勻分布設置。焊 接時，將三條定位支腿7抵靠于管頭的管孔中，由于采用三腳定位支腿7，使之增加了該內縮式管頭自動焊機的穩(wěn)定性以及定位精度。
具體的，該內縮式管頭自動焊機設置有軸向調整機構，軸向調整機構連接設置 于機體6的下部；該內縮式管頭自動焊機還設置有徑向調整機構，徑向調整機構連接設 置于焊槍連接板17，并與焊槍12連接設置。該內縮式管頭自動焊機采用軸向調整機構和 徑向調整機構相結合的方式，實現(xiàn)了對管殼式換熱器焊接的內縮式管頭的焊接。與現(xiàn)有 技術相比，采用軸向調整機構擴大了管孔深度的焊接范圍，采用徑向調整機構能夠避免 管孔形位偏差對焊接質量造成的影響，并且操作簡單，便于工業(yè)上的普及與推廣。具體的，軸向調整機構包括有一級軸向調整機構和二級軸向調整機構，一級軸 向調整機構設置于二級軸向調整機構的上方。一級軸向調整機構為細調整，而二級軸向 調整機構為粗調整。一級軸向調整機構和二級軸向調整機構的相結合，實現(xiàn)了焊槍12的 準確定位，使得焊接精度的得到準確的控制。其中，一級軸向調整機構包括有軸向調整驅動裝置27、第一圓錐齒輪傳動機 構、水平設置的第一絲杠23、第一滑座20、第一滑槽座19和機體支撐座18，第一圓錐 齒輪傳動機構包括有第一錐齒輪26和第二錐齒輪25，第一錐齒輪26的齒輪軸與軸向調 整驅動裝置27驅動連接，第二錐齒輪25與第一絲杠23的一端連接，第一絲杠23的另一 端通過機體支撐座18設置的螺紋連接孔與機體支撐座18連接，第一滑座20設置于機體 支撐座18的下方，并與機體支撐座18的下部固定連接，第一滑座20的下方設置有第一 滑塊，第一滑槽座19設置有與第一滑塊滑動配合的第一滑槽24，機體支撐座18與機體6 固定連接；通過軸向調整驅動裝置27將其動力傳至第一圓錐齒輪傳動機構以及第一絲杠 23的螺紋副機構，從而帶動機體支撐座18作軸向的前后移動，該移動為微調，從而使得 機體6帶動焊槍12在管孔內作軸向的前后小位移的移動。這是在粗調基礎上的細調整。其中，二級軸向調整機構包括有設置于第一滑槽座19下方的第二滑座21以及設 置于第二滑座21下方的第二滑槽座22，第二滑座21的上部與第一滑槽座19的下部固定 連接，第二滑座21的下部設置有第二滑塊，第二滑槽座22設置有與第二滑塊滑動配合的 第二滑槽。人為給第二滑塊一個外力的作用，使得第二滑塊帶動第二滑座21以及設置于 其上的機體支撐座18作軸向的前后移動，由此通過移動進行粗調，從而使得機體6帶動 焊槍12在管孔內作軸向的前后大位移的移動。通過二級軸向調整機構，可以先將焊槍12 大致定位，然后可以再通過一級軸向調整機構進行細調整。具體的，第一滑塊和第一滑槽24，以及第二滑塊和第二滑槽的配合方式有很多 種，但優(yōu)選第一滑塊為圓弧形滑塊，第一滑槽24為與第一滑塊滑動配合的圓弧形滑槽； 第二滑塊為圓弧形滑塊，第二滑槽為與第二滑塊滑動配合的圓弧形滑槽。由于圓弧形 滑塊的高度較其它形式的滑塊的高度較低，使得整體內縮式管頭自動焊機的結構較為緊 湊，且配合緊密，加工也較為簡單。以上第一滑塊和第二滑塊還可以采用燕尾形滑塊，相對應的第一滑槽24和第二 滑槽采用燕尾形滑槽。具體的，軸向調整驅動裝置27可以為設置有手輪的手動軸向調整驅動裝置。通 過手輪可手動控制，并將動力通過第一圓錐齒輪傳動機構和第一絲杠23的螺紋副傳動機 構傳動至機體支撐座18。具體的，徑向調整機構包括有徑向調整驅動裝置9、第二圓錐齒輪傳動機構、豎直設置的第二絲杠16、螺母滑塊15和槽形支架8，槽形支架8設置于第二圓錐齒輪傳動 機構的下方，螺母滑塊15設置于槽形支架8的槽形空間，并可于槽形空間內徑向移動， 第二圓錐齒輪傳動機構包括有第三錐齒輪10和第四錐齒輪11，第三錐齒輪10的齒輪軸與 徑向調整驅動裝置9驅動連接，第四錐齒輪11與第二絲杠16的一端連接，第二絲杠16 的另一端穿過槽形支架8，并通過螺母滑塊15設置的螺紋連接孔與螺母滑塊15連接，焊 槍12設置于螺母滑塊15。通過徑向調整驅動裝置9將其動力傳至第二圓錐齒輪傳動機構 以及第二絲杠16的螺紋副機構，從而帶動螺母滑塊15作徑向的上下微量移動，從而帶動 焊槍12在管孔內作徑向的上下小位移的移動。具體的，槽形空間內豎直設置有導向柱28，導向柱28穿過螺母滑塊15設置的與 導向柱28相對應的導向孔，并與槽形支架8固定連接。設置導向柱28，防止螺母滑塊 15的偏移，起到定位和導向的作用。優(yōu)選的，導向柱28可以設置有兩個，該導向柱28 分別設置于第二絲杠16的兩側。由此使得受力平衡。具體的，設置有連接臂，連接臂包括有第一連接臂14和第二連接臂13，第一連 接臂14的一端與螺母滑塊15鉸接，第一連接臂14的另一端與第二連接臂13的一端鉸 接，第二連接臂13的另一端與焊槍12可拆卸式連接。必要時，也可以對鉸接處的螺母 進行位置的調節(jié)。具體的，徑向調整驅動裝置9可以為設置有微型電動機的徑向調整驅動裝置。 通過控制微型電動機，并將動力通過第二圓錐齒輪傳動機構和第二絲杠16的螺紋副傳動 機構傳動至螺母滑塊15。如圖2所示，焊槍12包括有焊炬34、瓷嘴35、電弧鎢極36、鎢極夾芯30、壓 緊螺絲31，瓷嘴35旋接于焊炬34，電弧鎢極36裝于鎢極夾芯30中，并通過壓緊螺絲31 連接于焊炬34上，焊炬34裝有氬氣保護管32和冷卻水管33。在焊接時，冷卻水管33 通入冷卻水，在冷卻水的作用下，焊槍12各部位的溫升能夠得到有效控制，由于引入了 冷卻系統(tǒng)，可以延長焊槍12連續(xù)焊接的工作時間，以及延長了焊槍12的使用壽命。最后應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對本發(fā)明 保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細地說明，本領域的普通技術人 員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方 案的實質和范圍。
權利要求
1.一種內縮式管頭自動焊機，包括有旋轉主軸、機體、焊槍和焊槍連接板，所述旋 轉主軸穿設于所述機體，所述焊槍連接板連接設置于所述機體的沿軸向的前側，所述焊 槍設置于所述焊槍連接板，其特征在于設置有旋轉主軸驅動裝置，所述旋轉主軸驅動裝置包括有驅動電動機以及與所述驅 動電動機驅動連接的蝸輪蝸桿傳動機構；設置有軸向調整機構，所述軸向調整機構連接設置于所述機體；設置有徑向調整機構，所述徑向調整機構連接設置于所述焊槍連接板，并與所述焊 槍連接設置；所述焊槍連接板設置有至少三條定位支腿。
2.根據(jù)權利要求1所述的內縮式管頭自動焊機，其特征在于所述軸向調整機構包括有一級軸向調整機構和二級軸向調整機構，所述一級軸向調 整機構設置于所述二級軸向調整機構的上方；所述一級軸向調整機構包括有軸向調整驅動裝置、第一圓錐齒輪傳動機構、水平設 置的第一絲杠、第一滑座、第一滑槽座和機體支撐座，所述第一圓錐齒輪傳動機構包括 有第一錐齒輪和第二錐齒輪，所述第一錐齒輪的齒輪軸與所述軸向調整驅動裝置驅動連 接，所述第二錐齒輪與所述第一絲杠的一端連接，所述第一絲杠的另一端通過所述機體 支撐座設置的螺紋連接孔與所述機體支撐座連接，所述第一滑座設置于所述機體支撐座 的下方，并與所述機體支撐座的下部固定連接，所述第一滑座的下方設置有第一滑塊， 所述第一滑槽座設置有與所述第一滑塊滑動配合的第一滑槽，所述機體支撐座與所述機 體固定連接；所述二級軸向調整機構包括有設置于所述第一滑槽座下方的第二滑座以及設置于 所述第二滑座下方的第二滑槽座，所述第二滑座的上部與所述第一滑槽座的下部固定連 接，所述第二滑座的下部設置有第二滑塊，所述第二滑槽座設置有與所述第二滑塊滑動 配合的第二滑槽。
3.根據(jù)權利要求2所述的內縮式管頭自動焊機，其特征在于所述第一滑塊為圓弧形滑塊，所述第一滑槽為與所述第一滑塊滑動配合的圓弧形滑槽；所述第二滑塊為圓弧形滑塊，所述第二滑槽為與所述第二滑塊滑動配合的圓弧形滑槽。
4.根據(jù)權利要求2所述的內縮式管頭自動焊機，其特征在于所述軸向調整驅動裝 置為設置有手輪的手動軸向調整驅動裝置。
5.根據(jù)權利要求1所述的內縮式管頭自動焊機，其特征在于所述徑向調整機構包 括有徑向調整驅動裝置、第二圓錐齒輪傳動機構、豎直設置的第二絲杠、螺母滑塊和槽 形支架，所述槽形支架設置于所述第二圓錐齒輪傳動機構的下方，所述螺母滑塊設置于 所述槽形支架的槽形空間，并可于所述槽形空間內徑向移動，所述第二圓錐齒輪傳動機 構包括有第三錐齒輪和第四錐齒輪，所述第三錐齒輪的齒輪軸與所述徑向調整驅動裝置 驅動連接，所述第四錐齒輪與所述第二絲杠的一端連接，所述第二絲杠的另一端穿過所 述槽形支架，并通過所述螺母滑塊設置的螺紋連接孔與所述螺母滑塊連接，所述焊槍設 置于所述螺母滑塊。
6.根據(jù)權利要求5所述的內縮式管頭自動焊機，其特征在于所述槽形空間內豎直 設置有導向柱，所述導向柱穿過所述螺母滑塊設置的與所述導向柱相對應的導向孔，并 與所述槽形支架固定連接。
7.根據(jù)權利要求6所述的內縮式管頭自動焊機，其特征在于所述導向柱設置有兩 個，所述導向柱分別設置于所述第二絲杠的兩側。
8.根據(jù)權利要求5所述的內縮式管頭自動焊機，其特征在于設置有連接臂，所述 連接臂包括有第一連接臂和第二連接臂，所述第一連接臂的一端與所述螺母滑塊鉸接， 所述第一連接臂的另一端與所述第二連接臂的一端鉸接，所述第二連接臂的另一端與所 述焊槍可拆卸式連接。
9.根據(jù)權利要求5所述的內縮式管頭自動焊機，其特征在于所述徑向調整驅動裝 置為設置有微型電動機的電動徑向調整驅動裝置。
10.根據(jù)權利要求1所述的內縮式管頭自動焊機，其特征在于所述蝸輪蝸桿傳動機 構包括有蝸輪和蝸桿，所述蝸輪設置于所述旋轉主軸的外圓，所述蝸桿與所述驅動電動 機驅動連接。
全文摘要
一種內縮式管頭自動焊機，包括有旋轉主軸、機體、焊槍和焊槍連接板，旋轉主軸穿設于機體，焊槍連接板連接設置于機體的沿軸向的前側，焊槍設置于焊槍連接板，其中，設置有旋轉主軸驅動裝置，包括有驅動電動機以及與驅動電動機驅動連接的蝸輪蝸桿傳動機構；設置有軸向調整機構，軸向調整機構連接設置于機體；設置有徑向調整機構，徑向調整機構連接設置于焊槍連接板，并與焊槍連接設置；焊槍連接板設置有至少三條定位支腿。由于采用軸向調整機構和徑向調整機構相結合，實現(xiàn)管殼式換熱器焊接的內縮式管頭焊接方式，不僅擴大了管孔深度焊接范圍，而且能避免管孔形位偏差對焊接質量的影響，具有焊接范圍大、焊接質量好，焊接精度高，操作簡單的特點。
文檔編號B23K9/167GK102019487SQ201010555419
公開日2011年4月20日 申請日期2010年11月23日 優(yōu)先權日2010年11月23日
發(fā)明者張浩帆, 陳東標, 陳日忠, 黃嗣羅 申請人:茂名重力石化機械制造有限公司