專利名稱：大彎頭縱向凹形縫自動(dòng)焊接設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)焊接設(shè)備，特別是一種對(duì)大口徑彎頭的縱向凹形縫進(jìn)行 自動(dòng)焊接的設(shè)備。
技術(shù)背景目前，我國(guó)的大彎頭焊縫焊接采用手工焊接。所說(shuō)的大彎頭是應(yīng)用于輸油、輸氣、 輸送煤漿等高壓管道中的大口徑高壓鋼管連接件，管徑在630mm以上，這些管道通常 要承受lOOMPa以上的高壓。如圖l所示，大彎頭由模壓成型、上下對(duì)稱的兩個(gè)半彎 頭焊接加工而成，有四條焊縫，分別為縱向拱形焊縫AA'弧、CC'弧和縱向凹形焊縫 BB'弧、DD'弧，這四段縱向弧形悍縫是四個(gè)同心圓的四段等角度弧線，其圓心為O， 通常以角AOA'的角度來(lái)命名彎頭，如角AOA'為30度，則稱該彎頭為30度彎頭。 常見的彎頭有30度、45度、60度、90度、120度、150度和180度彎頭。由于大彎頭體積大，重量大，焊接質(zhì)量要求高，現(xiàn)有的手工焊接技術(shù)很難達(dá)到連 續(xù)均勻高質(zhì)量的焊縫要求，而且手工焊接勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，尤其是管件內(nèi)部的焊 接勞動(dòng)環(huán)境惡劣，損壞工人的身體健康，因此，采用自動(dòng)焊接技術(shù)加工高壓管道中的 大彎頭成為焊接技術(shù)領(lǐng)域迫切需要解決的技術(shù)問(wèn)題。在自動(dòng)焊接技術(shù)領(lǐng)域，現(xiàn)有的技術(shù)包括平縫自動(dòng)焊、環(huán)縫自動(dòng)焊等，如中國(guó)專利 CN2595510 "壓路機(jī)振動(dòng)輪輻板環(huán)焊縫自動(dòng)焊接裝置"，介紹了一種環(huán)焊縫的自動(dòng)焊接 技術(shù)；中國(guó)專利CN2552628 "管道預(yù)制自動(dòng)焊接機(jī)"，采用管子轉(zhuǎn)動(dòng)的環(huán)焊縫自動(dòng)焊接 技術(shù)。此處的環(huán)縫，如圖2所示，在與鋼管軸線垂直的橫截面對(duì)接形成；本實(shí)用新型 所說(shuō)的凹形焊縫BB'弧、DD'弧，是由模壓成型的兩個(gè)半彎頭片件縱向?qū)有纬傻模?參見圖l。兩者是不同的焊縫，大彎頭的縱向凹形焊縫無(wú)法像環(huán)縫焊接一樣繞工件自 身軸線的旋轉(zhuǎn)形成環(huán)狀的運(yùn)動(dòng)軌跡，給自動(dòng)焊接帶來(lái)極大的困難。目前尚未發(fā)現(xiàn)對(duì)大 彎頭的縱向凹形縫進(jìn)行自動(dòng)焊接的設(shè)備。 發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種大彎頭縱向凹形縫自動(dòng)焊接設(shè)備。 大彎頭縱向凹形縫自動(dòng)焊接設(shè)備，包括動(dòng)力裝置、大彎頭定位裝置、焊機(jī)頭定位裝置和剎車裝置，其中大彎頭定位裝置包括若干塊固定在平板上的具有自動(dòng)定心和焊縫對(duì)中功能的卡板。所說(shuō)的卡板包括底部、左翼、右翼，整體呈V字形，左翼與右翼對(duì)稱，卡板兩翼 內(nèi)側(cè)任意對(duì)稱點(diǎn)之間規(guī)定的圓與卡裝于此兩點(diǎn)的大彎頭的橫截面重合。所說(shuō)的卡板左翼與右翼從靠近底部處往上依次包括小圓弧、兩圓的切面、大圓弧 和擋部，所說(shuō)的小圓弧下部有一個(gè)凹槽。所述的卡板是通過(guò)如下方法制作而成的 (1)如圖4所示，取奇數(shù)塊足夠大的鋼板，等距離豎直平行擺放，在正中間板上取點(diǎn)0'，使00' =3DU其中，點(diǎn)O為自動(dòng)焊接設(shè)備主軸的圓心，Di為設(shè)定的最小 加工件大彎頭的直徑長(zhǎng)度。以0'為圓心2D,為半徑作圓，與各鋼板依次交于點(diǎn)0o 、 0 ,、 0。2 ，在各鋼板的過(guò)0。。、 001、 0。2……各作一條水平線0。。 0。。' 、 001001' 、 0 20。2'……，將各鋼板沿水平線0。。 0。 ' 、 0cn0。,' 、 0。2 0 2'……對(duì)齊水平疊置，如 圖5所示；(2) 如圖6所示，在上述疊置的鋼板水平線0。。 0加，、0。An' 、 0。2 0。2'…… 上取中點(diǎn)0。，過(guò)0。作0。60。6，的垂線Y 0。，在Y 0。上取點(diǎn)02，使0 A=r,; 02 0。 =3r2—a，其中，r,為設(shè)定的最小加工件大彎頭的半徑長(zhǎng)度，r2為設(shè)定的最大加工件 大彎頭的半徑長(zhǎng)度，a為主軸軸心到平板上表面的距離；(3) 分別以(X為圓心、r,為半徑，02為圓心、i"2為半徑，做出兩個(gè)圓，在兩圓的 左側(cè)做它們的外公切線HI,在兩圓的右側(cè)做其外公切線H' I',分別與圓O,交于H、 H'點(diǎn)，與02交于1、 I'點(diǎn)；(4) 過(guò)(M故YY，的垂線JJ，，與圓02交于J、 J'，分別過(guò)J、 J'點(diǎn)做JJ， 的垂線JK、 J' K，，使JK二J' K，，取JK、 J' K，適當(dāng)?shù)母叨龋?5) 連接K、 K，并延長(zhǎng)，在K、 K，點(diǎn)外側(cè)分別取點(diǎn)L、 L',使LK=K' L'， 取LK、 K' L'適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度；(6) 在底邊Y'的兩側(cè)，取點(diǎn)M、點(diǎn)M，，使Y' M=Y' M'，取Y， M、 Y， M， 適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度；(7) 沿上述線段和圓弧線順次切下，切出由M、 L、 K、 J、 I、 H、 H' 、 I， 、 J，、 K' 、 L' 、 M' 、 M點(diǎn)組成的左右對(duì)成的多邊形卡板，其中HH'為小圓O,的圓弧、JI 和I' J，為大圓02的圓弧。也可以在步驟(7)后繼續(xù)進(jìn)行如下步驟-(8) 在圓弧朋，上，在(X點(diǎn)的正下方開一個(gè)小槽NPP， N';(9) 沿上述步驟劃出的線段順次切下，切出由M、 L、 K、 J、 I、 H、 N、 P、 P'、 N， 、 H' 、 I' 、 J， 、 K' 、 L' 、 M' 、 M點(diǎn)組成的左右對(duì)稱的多邊形卡板。將卡板固定到與主軸固定連接的平板上，大彎頭定位裝置優(yōu)選的卡板的數(shù)量為3 到7塊的奇數(shù)塊。大彎頭內(nèi)縱向凹形焊縫的機(jī)頭定位裝置采用機(jī)頭支架，機(jī)頭支架包括首節(jié)、調(diào) 節(jié)板、中間節(jié)、末節(jié)和底座，各節(jié)順次連接成圓弧形，圓弧的圓心與被加工件大彎頭 的圓心重合，即該機(jī)頭支架的半徑為1.5D， D為工件大彎頭的橫截面最大直徑。優(yōu)選的，機(jī)頭支架包括首節(jié)、調(diào)節(jié)板、中間節(jié)、次中間節(jié)、末節(jié)和底座，各節(jié)順 次連接成圓弧形。機(jī)頭支架的首節(jié)包括上蓋板、下蓋板、前連接板、后連接板、安裝孔和安裝軸， 上、下蓋板分別與前、后連接板固定連接，安裝孔用于固定機(jī)頭，安裝軸通過(guò)軸孔與 調(diào)節(jié)板固定連接。機(jī)頭支架的調(diào)節(jié)板包括上蓋板、下蓋板、前連接板、后連接板，前、后連接板上 各有兩個(gè)開孔，通過(guò)兩孔連接首節(jié)和中間節(jié)，通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)板與中間節(jié)和首節(jié)的在開 孔中的安裝位置，來(lái)微調(diào)整個(gè)支架的長(zhǎng)度和高度，使機(jī)頭準(zhǔn)確定位在焊縫的垂直正上方，改善焊接質(zhì)量。機(jī)頭支架的中間節(jié)用于連接次中間節(jié)和調(diào)節(jié)板，其包括上蓋板、下蓋板、前連接 板、后連接板、前安裝軸、后安裝軸，上、下蓋板分別與前、后連接板固定連接，前 安裝軸與調(diào)節(jié)板連接，后安裝軸與次中間節(jié)連接。機(jī)頭支架的次中間節(jié)用于連接中間節(jié)和末節(jié)，其包括上蓋板、下蓋板、前連接板、 后連接板、前安裝軸和后安裝軸，上、下蓋板分別與前、后連接板固定連接，前安裝 軸與中間節(jié)連接，后安裝軸與末節(jié)連接。機(jī)頭支架的末節(jié)用于連接次中間節(jié)和底座，其包括前連接板、后連接板和固定塊， 前、后連接板上有安裝孔；兩塊連接板分別位于固定塊兩側(cè)并與固定塊固定連接，固 定塊上有安裝孔，兩連接板下底面各有一個(gè)與底座斜面配合的斜面。機(jī)頭支架的底座用于固定整個(gè)機(jī)頭支架，其包括兩個(gè)安裝板，其上面為與末節(jié)斜 面配合的斜面，安裝板沿斜面方向上設(shè)有若干安裝孔，安裝孔與固定塊上的安裝孔通 過(guò)螺栓連接，當(dāng)固定塊通過(guò)安裝孔與底座安裝孔依次連接時(shí)，可以向上或者向下移動(dòng) 調(diào)整整個(gè)機(jī)頭支架，調(diào)整焊機(jī)頭的高度。大彎頭外縱向凹形焊縫的機(jī)頭定位裝置可以采用已有技術(shù)，也可以采用內(nèi)縱向凹 形焊縫的機(jī)頭定位裝置，即采用機(jī)頭支架定位。剎車裝置包括兩根鋼絲繩、兩個(gè)帶有剎車片的剎車滾筒，剎車裝置的滾筒部分包 括彈簧、靜電磁鐵、動(dòng)電磁鐵和滾筒軸， 一根鋼絲繩纏繞在兩個(gè)剎車滾筒和大彎頭定 位裝置的平板之間，用于剎車；另一根鋼絲繩纏繞在兩個(gè)剎車滾筒之間，用于兩者的 互動(dòng)。兩個(gè)剎車滾筒外圓軸向車制R形螺紋，用于纏繞鋼絲繩。本實(shí)用新型提供的大彎頭縱向凹形縫自動(dòng)焊接設(shè)備，突破了大彎頭縱向凹形焊縫 無(wú)法自動(dòng)焊接的難題。其大彎頭的固定和焊縫自動(dòng)對(duì)中定位裝置采用專用的卡板裝 置，可將被加工件大彎頭自動(dòng)定心和自動(dòng)對(duì)中焊縫，將工件大彎頭的縱向凹形焊縫焊 點(diǎn)形成一個(gè)軌跡圓；焊機(jī)頭定位裝置采用獨(dú)特的機(jī)頭支架，可將機(jī)頭固定在焊縫的垂 直正上方，保證良好的焊接質(zhì)量；剎車裝置可以在任何時(shí)刻斷電時(shí)立即剎住防止裝置 及工件因自身重力落下，保證工作安全，并在接通電源后從斷電位置繼續(xù)焊接。


以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。圖1是大彎頭結(jié)構(gòu)示意圖圖2是環(huán)縫結(jié)構(gòu)示意圖圖3是大彎頭定位裝置結(jié)構(gòu)示意圖圖4是卡板位置示意圖圖5是鋼板疊放結(jié)構(gòu)示意圖圖6是鋼板劃線示意圖圖7是卡板的結(jié)構(gòu)示意圖圖8是機(jī)頭支架結(jié)構(gòu)示意圖圖9是機(jī)頭支架首節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖圖io是機(jī)頭支架調(diào)節(jié)板的結(jié)構(gòu)示意圖圖11是機(jī)頭支架中間節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖圖12是機(jī)頭支架次中間節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖 圖13是機(jī)頭支架末節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖 圖H是機(jī)頭支架底座的結(jié)構(gòu)示意圖 圖15是剎車裝置結(jié)構(gòu)示意圖圖16是本實(shí)用新型大彎頭縱向凹形縫自動(dòng)焊接設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
如圖16所示，大彎頭縱向凹形縫自動(dòng)焊接設(shè)備，包括動(dòng)力裝置1、大彎頭定位裝 置2、焊機(jī)頭定位裝置3和剎車裝置4，其中動(dòng)力裝置1包括電機(jī)、減速機(jī)、傳動(dòng)部件、主軸13和與主軸固定連接的平板14， 主軸端部纏繞有剎車裝置送入的鋼絲繩41，平板14與大彎頭定位裝置2固定連接， 電機(jī)接通電源后，帶動(dòng)減速機(jī)旋轉(zhuǎn)，減速機(jī)通過(guò)傳動(dòng)部件帶動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，主軸帶動(dòng)平 板和大彎頭定位裝置繞主軸旋轉(zhuǎn)。傳動(dòng)部件可以是鏈條、皮帶或者齒輪傳動(dòng)。主軸13端部外圓周軸向400mm寬度上車制20周R形螺紋。這里的螺紋還可以取 用更多的周數(shù)，通常，車20周以上、以能安全剎車為宜，可以取400mm以上的寬度。大彎頭定位裝置2，如圖3所示，包括若干塊固定在平板14上的卡板20，大彎 頭定位裝置具有自動(dòng)定心和焊縫對(duì)中的功能，定位裝置的卡板，如圖7所示，包括底 部201、左翼202、右翼203，整體呈V字形，左翼201與右翼202對(duì)稱，卡板兩翼內(nèi) 側(cè)任意對(duì)稱點(diǎn)之間規(guī)定的圓與卡裝于此兩點(diǎn)的大彎頭的橫截面重合，如圖1所示，大 彎頭的橫截面即以Q為圓心的圓AD?？ò鍙目拷撞刻幫弦来伟ㄐA弧NH和 N' H'、兩圓的切面HI和H' I'、大圓弧JI和J' I'，以及擋部KJ和K' J',小 圓弧下部有一個(gè)凹槽NPP' N',其通過(guò)如下方法加工而成(1) 如圖4所示，取奇數(shù)塊足夠大的鋼板，等距離豎直平行擺放，在正中間板 上取點(diǎn)O'，使00' -3D,，其中，點(diǎn)O為自動(dòng)焊接設(shè)備主軸的圓心，"為設(shè)定的最小 加工件大彎頭的直徑長(zhǎng)度，以0'為圓心2D,為半徑作圓，與各鋼板依次交于點(diǎn)Ooo、 O,u、 0。2 ，在各鋼板的過(guò)0。。、 0。i、 0。2……各作一條水平線0。(， 0。。' 、 OmOw， 、 0。20(,2'……，將各鋼板沿水平線0。。 0。。' 、 0。A,' 、 0n2 0 2'……對(duì)齊水平疊置，如 圖5所示；(2) 如圖6所示，在上述疊置的鋼板水平線Ooo 0 。， 、 0。A/ 、 0。2 0。2'…… 上取中點(diǎn)0。，過(guò)0。作0。60。6'的垂線Y 0。，垂線Y 0。與底邊交于Y'點(diǎn)，在Y 0。上取 點(diǎn)O,、 02，使OA = r1; 02 0。=3r2—a，其中，n為設(shè)定的最小加工件大彎頭的半徑 長(zhǎng)度，r2為設(shè)定的最大加工件大彎頭的半徑長(zhǎng)度，a為主軸軸心到平板上表面的距離；如圖1所示，大彎頭的中心圓弧線QQ'位于大彎頭所在圓環(huán)的中心線位置，發(fā)明 人發(fā)現(xiàn)，只要保證大彎頭的橫截面中心Q或Q'繞主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，即可保證縱向凹形焊縫 BB'弧、DD'弧上的焊點(diǎn)形成一個(gè)軌跡圓，從而將縱向凹形焊縫焊點(diǎn)軌跡變成了圓弧 形，只要將焊機(jī)頭也沿此軌跡圓與焊點(diǎn)等速運(yùn)動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)縱向凹形焊縫的自動(dòng)焊接。 發(fā)明人所說(shuō)的外凹形焊縫的軌跡圓的直徑是大彎頭管徑的6倍，各種規(guī)格彎頭軌跡圓不同心，但在同一條直線上，動(dòng)力裝置主軸中心到外凹形焊縫焊點(diǎn)軌跡圓圓心的距離 與管徑相等；內(nèi)凹形焊縫的軌跡圓的直徑也是大彎頭管徑的6倍，各種規(guī)格彎頭軌跡 圓不同心，但在同一條直線上，不同的是，動(dòng)力裝置主軸中心到內(nèi)凹形焊縫焊點(diǎn)軌跡 圓圓心的距離是工件管徑的兩倍。
(3) 分別以O(shè),為圓心、r,為半徑，02為圓心、r2為半徑，做出兩個(gè)圓，在兩圓的 左側(cè)做它們的外公切線HI，在兩圓的右側(cè)做其外公切線H' I'，分別與圓0,交于H、 H'點(diǎn)，與02交于1、 I'點(diǎn)；
(4) 過(guò)02做Y On的垂線JJ'，與圓02交于J、 J'，分別過(guò)J、 J，點(diǎn)做JJ' 的垂線JK、 J， K'，使JK二J' K'，取JK、 J， K，適當(dāng)?shù)母叨龋?br> (5) 連接K、 K'并延長(zhǎng)，在K、 K'點(diǎn)外側(cè)分別取點(diǎn)L、 L'，使LK=K' L'， 取LK、 K' L'適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度；
(6) 在底邊Y'的兩側(cè)，取點(diǎn)M、點(diǎn)M'，使Y' M=Y' M'，取Y， M、 Y' M' 適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度；
(7) 沿上述線段和圓弧線順次切下，切出由M、 L、 K、 J、 I、 H、 H， 、 I， 、 J，、 K' 、 L' 、 M' 、 M點(diǎn)組成的左右對(duì)成的多邊形卡板，其中HH'為小圓0,的圓弧、JI 和I' J'為大圓02的圓??；
(8) 在圓弧HH'上，在O,點(diǎn)的正下方開一個(gè)小槽NPP， N，，用于在大彎頭縱縫 外加裝襯墊，防止焊穿，或者實(shí)施背面成形悍；
(9) 沿上述步驟劃出的線段順次切下，切出由M、 L、 K、 J、 I、 H、 N、 P、 P'、 N' 、 H， 、 I' 、 J， 、 K， 、 L， 、 M' 、 M點(diǎn)組成的左右對(duì)稱的多邊形卡板。
將上述方法制作的7塊卡板按照?qǐng)D4所示位置排列，焊接到主軸上的平板上。
通過(guò)這種方法制作出來(lái)的定位裝置具有自動(dòng)定心和自動(dòng)對(duì)中焊縫的功能。所謂自 動(dòng)定心是指將大彎頭卡裝到三塊以上卡板上時(shí)，保證其橫截面中心線在以主軸中心為 圓心的圓上，使定位裝置轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)縱向凹形焊縫上的焊點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)路線形成軌跡圓，便于操 作機(jī)頭進(jìn)行焊接。所謂自動(dòng)對(duì)中焊縫是指將大彎頭卡裝到三塊以上卡板上時(shí)，由于三 個(gè)卡板在通一個(gè)圓弧位置與彎頭接觸，接觸的三點(diǎn)在同一各圓弧線上，根據(jù)不在同一 條直線上的三點(diǎn)確定一個(gè)面，故被加工件大彎頭被卡住后位置保持不動(dòng)，焊縫恰好在 正中間，保證了焊縫的自動(dòng)對(duì)中。
將工件大彎頭卡入定位裝置，將彎頭點(diǎn)焊在卡板上輔助定位后，工件即可被牢牢 固定，完成焊接后再磨開。
焊機(jī)頭定位裝置3包括同步裝置15和機(jī)頭支架30，機(jī)頭支架30與同步裝置15 連接，同步裝置使固定在機(jī)頭支架上的焊機(jī)頭與動(dòng)力裝置的主軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
焊機(jī)頭定位裝置3包括大彎頭外縱向凹形焊縫的機(jī)頭定位裝置和大彎頭內(nèi)縱向凹 形焊縫的機(jī)頭定位裝置，大彎頭外縱向拱形焊縫的機(jī)頭定位裝置可采用現(xiàn)有技術(shù)，將 焊機(jī)頭垂直固定在外拱形弧上部；內(nèi)拱形焊縫的機(jī)頭定位裝置釆用機(jī)頭支架30，如圖 8所示。
機(jī)頭支架30包括首節(jié)31、中間節(jié)32、次中間節(jié)36、調(diào)節(jié)板33、末節(jié)34和底座 35，首節(jié)31、調(diào)節(jié)板33、中間節(jié)32、次中間節(jié)36、末節(jié)34連接成圓弧形，在該實(shí)施例中，焊機(jī)頭支架的圓心與被加工件大彎頭的圓心重合，即該機(jī)頭支架的半徑為
1.5D， D為工件大彎頭的橫截面最大直徑，如圖1所示的AD的直線長(zhǎng)度。
首節(jié)31用于安裝機(jī)頭，結(jié)構(gòu)如圖9所示，包括上蓋板311、下蓋板312、連接板 313、連接板314、安裝孔315和安裝軸316，上下蓋板311、 312分別與連接板313、 314固定連接，安裝孔315用于固定機(jī)頭，安裝軸316通過(guò)軸孔317與調(diào)節(jié)板33連接。 調(diào)節(jié)板33，如圖10所示，包括上蓋板331、下蓋板332、連接板333、連接板334， 連接板333、連接板334上各有兩個(gè)開孔335、 336，通過(guò)兩孔335、 336連接首節(jié)31 和中間節(jié)32，通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)板與中間節(jié)和首節(jié)的在開孔335、 336中的安裝位置來(lái)微 調(diào)整個(gè)支架的長(zhǎng)度和高度，使機(jī)頭準(zhǔn)確定位在焊縫的垂直正上方，改善焊接質(zhì)量。
中間節(jié)32用于連接次中間節(jié)36和調(diào)節(jié)板33，如圖11所示，其包括上蓋板321、 下蓋板322、連接板323、連接板324、安裝軸325和安裝軸326，上、下蓋板321、 322分別與連接板323、 324固定連接，安裝軸325與調(diào)節(jié)板33連接，安裝軸326與 次中間節(jié)36連接。
次中間節(jié)36用于連接中間節(jié)32和末節(jié)34，如圖12所示，包括上蓋板361、下 蓋板362、連接板363、連接板364、安裝軸365和安裝軸366，上、下蓋板361、 362 分別與連接板363、 364固定連接，安裝軸365與中間節(jié)32連接，安裝軸366與末節(jié) 34連接。本實(shí)施例中采用了加次中間節(jié)的方式，根據(jù)需要，可去掉次中間節(jié)以縮短機(jī) 頭支架的長(zhǎng)度和高度或者加多節(jié)次中間節(jié)以增加機(jī)頭支架的高度和長(zhǎng)度。
末節(jié)34用于連接次中間節(jié)36和底座35，如圖13所示，包括兩塊連接板341、 342和固定塊343，連接板341、 342上有安裝孔347;兩塊連接板分別位于固定塊兩 側(cè)并與固定塊343固定連接，固定塊上有安裝孔344，連接板341、 342下底面各有一 與底座斜面配合的斜面345、 346。
底座35用于固定整個(gè)機(jī)頭支架，如圖14所示，包括兩個(gè)安裝板351, 352，其上 面為與末節(jié)34斜面345、 346配合的斜面353、 354的，安裝板351、 352沿斜面方向 上設(shè)有若干安裝孔355、 356、 357、 358、 359等，安裝孔與固定塊343上安裝孔344 通過(guò)螺栓連接，當(dāng)固定塊343通過(guò)安裝孔344與底座安裝孔355、 356、 357、 358等 依次連接時(shí)，可以向上移動(dòng)調(diào)整整個(gè)機(jī)頭支架，調(diào)整焊機(jī)頭9的高度。
同步裝置15包括一系列與系列軌跡圓同心等徑的外圓弧，外圓弧上連接有焊機(jī) 頭支架，支架固定有焊接外凹形焊縫的焊機(jī)頭，和焊接內(nèi)凹形焊縫的焊機(jī)頭。
將上述機(jī)頭支架30通過(guò)底座35安裝到同步裝置15上，當(dāng)同步裝置15與動(dòng)力裝 置的主軸13同步轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，焊機(jī)頭支架30帶著焊機(jī)頭在同步裝置15的對(duì)應(yīng)外圓弧上 同步轉(zhuǎn)動(dòng)，使焊機(jī)頭繞焊點(diǎn)軌跡圓轉(zhuǎn)動(dòng)，完成自動(dòng)焊接。小于90度的大彎頭工件， 可一次焊接完畢整個(gè)彎頭內(nèi)凹形焊縫；當(dāng)大彎頭的角度在90度到180度之間時(shí)，先 完成90度的焊接，然后調(diào)轉(zhuǎn)大彎頭工件，繼續(xù)焊接剩余部分，直至焊接完畢整個(gè)大 彎頭。
焊接外凹形焊縫時(shí)可卸下上述內(nèi)凹形焊縫的機(jī)頭支架，直接將焊機(jī)頭固定到同步 裝置的支架上即可。剎車裝置4，如圖15、圖16所示，包括鋼絲繩41、鋼絲繩42、剎車滾筒46、剎 車滾筒47，剎車裝置的滾筒部分的剖視圖如圖15所示，包括彈簧43、靜電磁鐵45、 動(dòng)電磁鐵48、帶有剎車片44的滾筒46 (與滾筒47結(jié)構(gòu)相同)和滾筒軸49。鋼絲繩 41纏繞在滾筒46、主軸13端部和滾筒47之間，鋼絲繩42纏繞在滾筒46和滾筒47 之間；鋼絲繩41在滾筒上的纏繞方式如圖15所示， 一端固定在剎車滾筒46上并纏 繞數(shù)周，另一端繞過(guò)主軸13端部數(shù)周后纏繞在剎車滾筒47上數(shù)周并固定在剎車滾筒 47上；鋼絲繩42—端固定在剎車滾筒46上并纏繞數(shù)周，另一端繞過(guò)剎車滾筒47上 數(shù)周并固定在剎車滾筒47上。鋼絲繩41與鋼絲繩42的纏繞方向相反。
鋼絲繩41纏繞在主軸13端部外部螺紋上，當(dāng)切斷電源時(shí)，電磁剎車片44在彈 簧43作用下將滾筒46、 47抱死，鋼絲繩41、 42被固定不動(dòng)，鋼絲繩41拉住動(dòng)力裝 置的主軸13端部，使主軸13停止轉(zhuǎn)動(dòng)，防止切斷電源或者中途停電時(shí)大彎頭的巨大 重量帶動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)的危險(xiǎn)。接通電源，重新開機(jī)后，剎車片44在靜電磁鐵45、動(dòng)電 磁鐵48的作用下松開，主軸13順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)鋼絲繩41轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)剎車 滾筒46開始轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼絲繩42在剎車滾筒46的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)滾筒47轉(zhuǎn)動(dòng)；反之， 如果主軸13逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)則帶動(dòng)鋼絲繩41從而帶動(dòng)剎車滾筒47開始轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼絲 繩42在剎車滾筒47的帶到下轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)滾筒46轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)滾筒46、 47的互動(dòng)，從而， 自動(dòng)焊接設(shè)備可以從斷電的位置開始繼續(xù)焊接。
如圖16所示，通過(guò)主軸軸承座5下的支架6將本實(shí)用新型的大彎頭縱向凹形縫 自動(dòng)焊接裝置固定于地面，將點(diǎn)悍后的工件大彎頭7吊裝到大彎頭定位裝置2上，點(diǎn) 焊輔助定位后，工件即可被牢牢固定。
將焊接外縱向凹形縫DD'弧(如圖l所示)的焊機(jī)頭8固定到同步裝置上，對(duì)準(zhǔn) 外焊縫，這樣設(shè)置的焊機(jī)頭位置在焊接時(shí)使焊接方向始終與焊縫垂直、導(dǎo)電嘴與工件 保持適當(dāng)?shù)木嚯x，能保證良好的焊接質(zhì)量。
將焊接內(nèi)縱向凹形縫BB'弧(如圖l所示)的焊機(jī)頭9通過(guò)機(jī)頭支架30固定到 主軸垂直正上方位置，對(duì)準(zhǔn)內(nèi)焊縫。
接通電源，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)減速機(jī)，減速機(jī)通過(guò)齒輪帶動(dòng)主軸13轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng) 大彎頭定位裝置2轉(zhuǎn)動(dòng)，大彎頭的外縱向凹形焊縫DD'弧和內(nèi)凹形焊縫BB'弧上的 焊點(diǎn)分別沿繞軌跡圓作圓周運(yùn)動(dòng)，外縱向凹形焊縫由焊機(jī)頭8焊接；內(nèi)縱向凹形焊縫 由焊接頭9焊接，大彎頭在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，焊機(jī)頭支架逐漸進(jìn)入大彎頭內(nèi)部，完成整 個(gè)大彎頭的焊接。
在焊接過(guò)程中，剎車裝置的鋼絲繩循環(huán)繞行，當(dāng)焊接完畢后，切斷電源，此時(shí)剎 車裝置牢牢抱住滾筒，使整個(gè)裝置靜止不動(dòng)，可安全卸下焊接好的工件。
權(quán)利要求1. 大彎頭縱向凹形縫自動(dòng)焊接設(shè)備，其特征在于，包括動(dòng)力裝置、大彎頭定位裝置、焊機(jī)頭定位裝置和剎車裝置，其中大彎頭定位裝置包括若干塊固定在平板上的具有自動(dòng)定心和焊縫對(duì)中功能的卡板。
2、 如權(quán)利要求1所述的大彎頭縱向凹形縫自動(dòng)焊接設(shè)備，其特征在于，卡板包括底 部、左翼、右翼，整體呈V字形，左翼與右翼對(duì)稱，卡板兩翼內(nèi)側(cè)任意對(duì)稱點(diǎn)之間規(guī) 定的圓與卡裝于此兩點(diǎn)的大彎頭的橫截面重合，卡板左翼與右翼從靠近底部處往上依 次包括小圓弧、兩圓的切面、大圓弧和擋部。
3、 如權(quán)利要求2所述的大彎頭縱向凹形縫自動(dòng)焊接設(shè)備，其特征在于，卡板小圓弧 下部有一個(gè)凹槽。
4、 如權(quán)利要求l所述的大彎頭縱向凹形縫自動(dòng)焊接設(shè)備，其特征在于，大彎頭定位 裝置優(yōu)選的卡板的數(shù)量為7塊。
5、 如權(quán)利要求1所述的大彎頭縱向凹形縫自動(dòng)焊接設(shè)備，其特征在于，大彎頭內(nèi)縱 向凹形焊縫的機(jī)頭定位裝置采用機(jī)頭支架，機(jī)頭支架包括首節(jié)、調(diào)節(jié)板、中間節(jié)、末 節(jié)和底座，各節(jié)順次連接成圓弧形；機(jī)頭支架的首節(jié)包括上蓋板、下蓋板、前連接板、后連接板、安裝孔和安裝軸， 上、下蓋板分別與前、后連接板固定連接，安裝孔用于固定機(jī)頭，安裝軸通過(guò)軸孔與 調(diào)節(jié)板固定連接；機(jī)頭支架的調(diào)節(jié)板包括上蓋板、下蓋板、前連接板、后連接板，前、后連接板上 各有兩個(gè)開孔，通過(guò)兩孔連接首節(jié)和中間節(jié)，通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)板與中間節(jié)和首節(jié)的在開 孔中的安裝位置；機(jī)頭支架的中間節(jié)用于連接調(diào)節(jié)板和末節(jié)，其包括上蓋板、下蓋板、前連接板、 后連接板、前安裝軸、后安裝軸，上、下蓋板分別與前、后連接板固定連接，前安裝 軸與調(diào)節(jié)板連接，后安裝軸與末節(jié)連接；機(jī)頭支架的末節(jié)用于連接中間節(jié)和底座，其包括前連接板、后連接板和固定塊， 前、后連接板上有安裝孔；兩塊連接板分別位于固定塊兩側(cè)并與固定塊固定連接，固 定塊上有安裝孔，兩連接板下底面各有一個(gè)與底座斜面配合的斜面；機(jī)頭支架的底座用于固定整個(gè)機(jī)頭支架，其包括兩個(gè)安裝板，其上面為與末節(jié)斜 面配合的斜面，安裝板沿斜面方向上設(shè)有若干安裝孔，安裝孔與固定塊上的安裝孔通 過(guò)螺栓連接；首節(jié)與調(diào)節(jié)板、調(diào)節(jié)板與中間節(jié)、中間節(jié)與末節(jié)、末節(jié)與底座之間均通過(guò)螺栓固定連 接。
6、 如權(quán)利要求5所述的大彎頭縱向凹形縫自動(dòng)焊接設(shè)備，其特征在于，機(jī)頭支架包 括首節(jié)、調(diào)節(jié)板、中間節(jié)、次中間節(jié)、末節(jié)和底座，各節(jié)順次連接成圓弧形；次中間節(jié)連接在中間節(jié)和末節(jié)之間，其包括上蓋板、下蓋板、前連接板、后連接 板、前安裝軸和后安裝軸，上、下蓋板分別與前、后連接板固定連接，前安裝軸與中 間節(jié)連接，后安裝軸與末節(jié)連接；中間節(jié)與次中間節(jié)、次中間節(jié)與末節(jié)之間均采用螺栓固定連接。
7、如權(quán)利要求2所述的大彎頭縱向凹形縫自動(dòng)焊接設(shè)備，其特征在于，剎車裝置包 括兩根鋼絲繩和兩個(gè)與帶有電磁吸盤剎車片同軸的小滾筒， 一根鋼絲繩纏繞在主軸外 端部外圓周上的R形螺紋上，鋼絲繩首尾分別繞在定位裝置前后兩端的剎車滾筒上， 另一根鋼絲繩纏繞在兩剎車滾筒間，用于兩剎車滾筒互動(dòng)。
專利摘要大彎頭縱向凹形縫自動(dòng)焊接設(shè)備，包括動(dòng)力裝置、大彎頭定位裝置、焊機(jī)頭定位裝置和剎車裝置，其中大彎頭定位裝置包括若干塊固定在平板上的具有自動(dòng)定心和焊縫對(duì)中功能的卡板，焊機(jī)頭定位裝置包括同步裝置和機(jī)頭支架，同步裝置使固定在機(jī)頭支架上的焊機(jī)頭與動(dòng)力裝置的主軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)；其剎車裝置在停、斷電時(shí)能立即剎住整個(gè)焊接裝置，并在接通電源后從斷電位置繼續(xù)焊接保證安全生產(chǎn)。本實(shí)用新型巧妙的將工件大彎頭的縱向凹形焊縫焊點(diǎn)形成一個(gè)軌跡圓，突破了大彎頭縱向凹形焊縫無(wú)法自動(dòng)焊接的難題。
文檔編號(hào)B23K37/04GK201091964SQ20072002161
公開日2008年7月30日 申請(qǐng)日期2007年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月30日
發(fā)明者李文秀 申請(qǐng)人:李文秀