專利名稱：窄間隙自動焊用爬行小車的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及自動焊接設備技術(shù)領域，特別涉及一種窄間隙自動焊用用爬行裝置。
背景技術(shù)：
目前，隨著鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)的快速發(fā)展，厚壁鋼件的使用也越來越多，尤其在海洋平臺鋼結(jié)構(gòu)中，管徑在1000 2000mm之間，壁厚在40 70mm之間。如此龐大的鋼管焊接工作，傳統(tǒng)的手工焊無法滿足施工要求。所以，窄間隙的焊接方法為大幅度提高厚壁管的焊接效率提供了一個有效的途徑。在窄間隙自動焊接設備中，和其它自動焊裝備一樣，爬行裝置是其中重要的組成部分之一，影響到焊接質(zhì)量和整體施工效率等。窄間隙焊接技術(shù)由美國Battelle研究所于上世紀60年代年著手開發(fā)研究，并于1966年5月首次在《British Welding Journal》中提出了窄間隙焊接的技術(shù)概念。80 年代初，已有多種窄間隙焊技術(shù)完成了實驗室開發(fā)階段，進入工業(yè)生產(chǎn)試用階段。目前， 窄間隙鎢極氬弧焊(N-GTAW)已可應用于全位置管件的焊接，而窄間隙熔化極氣體保護焊 (N-GMAff)僅限于板材和管件的轉(zhuǎn)動口焊接。中國專利公開號CNM95404，提供了一種“鉸接式多功能焊接小車”，包括焊槍，所述的焊接小車的安裝底板分為前、后兩板；在安裝底板的前板上裝有行走機構(gòu)、送絲機構(gòu)、 焊槍調(diào)節(jié)機構(gòu)，在安裝底板的后板上裝有焊絲盤；在安裝底板的下方還設有夾緊輪。這種焊接小車針對焊槍的左右、上下調(diào)整、小車的自動行走及送絲機構(gòu)，都設置了相應的、適宜自動控制的機構(gòu)，使焊接小車在自動控制系統(tǒng)的控制下自動完成焊接，提高了施工速度和焊接效率，焊縫合格率在96%以上。可適用于焊接不同管徑、不同壁厚、不同管材的管道。窄間隙熔化極氣體保護焊，既然沒有在固定口管件生產(chǎn)方面的應用，所以，也就不存在爬行裝置的問題。而窄間隙鎢極氬弧焊僅限于小管徑、薄壁厚的管件施工焊接，在大口徑、厚壁管件的焊接方面，具有許多的不足之處，對于窄間隙熔化極氣體保護焊設備爬行裝置是不適應的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種窄間隙自動焊用爬行小車，能夠比較方便、快速、可靠地將爬行小車的兩個固定輪組和兩個可調(diào)輪組安裝在焊接軌道上，四個行走輪組行走穩(wěn)定，使爬行小車平穩(wěn)運行，實現(xiàn)管道焊口全方位焊接。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是窄間隙自動焊用爬行小車，主要由底板A、底板B、鎖緊手輪、銷軸、左牙嵌式離合器、右牙嵌式離合器、減速箱、電動機、兩組固定輪組、兩組可調(diào)輪組和傳動齒輪組成，其特征在于底板A和底板B分別由一塊平板和兩塊側(cè)板組成，兩塊側(cè)板分別在平板的兩側(cè)并與側(cè)板垂直，在底板A和底板B的一端分別有與端面平行的銷軸孔； 銷軸穿過銷軸孔將底板A與底板B連接起來，底板A和底板B形成合頁(折頁)狀；在銷軸上連接有左牙嵌式離合器和右牙嵌式離合器，在銷軸的一端連接有一個鎖緊手輪。左牙嵌式離合器中的左牙片和右牙片分別固定在底板A和底板B左側(cè)的鉸接端面上，同樣將右牙嵌式離合器中的左牙片和右牙片分別固定在底板A和底板B右側(cè)的鉸接端面上，銷軸穿過底板A和底板B的軸孔以及左牙嵌式離合器和右牙嵌式離合器中心孔；在銷軸帶有螺紋的一端固定有鎖緊手輪。此處工作原理如下調(diào)節(jié)鎖緊手輪能使左牙嵌式離合器和右牙嵌式離合器實現(xiàn)離合，當離合器分開或鎖緊時，即可實現(xiàn)底板角度的調(diào)節(jié)。調(diào)整底板A和底板B之間的夾角時， 旋擰鎖緊手輪松開離合器，相對轉(zhuǎn)動底板A和底板B，使底板A與底板B調(diào)整到適合的夾角， 然后旋轉(zhuǎn)鎖緊手輪鎖緊離合器，由于左牙片與右牙片，左牙片與右牙片的牙緊緊咬合，可使底板A和底板B之間的夾角固定，爬行小車在焊接行走過程中始終保持夾角不變，直至需要焊接另外一種不同管徑(曲率)的焊口時，再次改變底板A與底板B的夾角。在底板A或底板B的上平面固定有一個減速箱，減速箱輸入端連接有電動機，減速箱的輸出端連接有傳動齒輪，通過傳動齒輪與自動焊行走裝置的圓環(huán)形軌道上的齒圈嚙合，即可驅(qū)動爬行小車在圓環(huán)形軌道上爬行。在底板A和底板B的一個側(cè)板的內(nèi)側(cè)分別固定一個固定輪組；在底板A和底板B 的另一個側(cè)板的內(nèi)側(cè)分別固定一個可調(diào)輪組。固定輪組和可調(diào)輪組經(jīng)過安裝，可將本裝置裝卡在圓環(huán)形軌道上，并繞軌道爬行。所述的固定輪組由輪軸、彈性擋圈、軸承輪、固定輪軸、碟形彈簧、螺釘、擋片、固定輪軸套和內(nèi)六角螺釘組成，固定輪軸為階梯圓柱體形，在固定輪軸的大直徑端的端部有兩個斜面，垂直兩個斜面分別有一個螺孔，在每個螺孔上固定有一個輪軸，輪軸的另一端套有軸承輪，(軸承輪可以直接采用圓柱軸承，也可以采用在環(huán)形輪內(nèi)嵌有圓柱軸承)在輪軸的端部固定有一個軸用彈性擋圈。在固定輪軸小直徑端套有碟形彈簧，碟形彈簧的一側(cè)面壓在階梯圓柱體的臺階上；在固定輪軸小直徑端套有固定輪軸套，固定輪軸套為圓環(huán)形柱體；固定輪軸套的內(nèi)端壓在碟形彈簧的另一側(cè)面上；在固定輪軸套的外端有環(huán)形固定盤， 環(huán)形固定盤上有固定孔，螺釘一端穿過環(huán)形固定盤上的固定孔并將固定輪軸套固定在底板 A和底板B的側(cè)板上；在固定輪軸套的小直徑端的端面有中心螺孔，在固定輪軸套的中心螺孔內(nèi)固定有一個內(nèi)六角螺釘，在固定輪軸套外端面與內(nèi)六角螺釘之間有環(huán)形擋片。由于軌道加工、安裝的誤差在兩個軸承輪上產(chǎn)生一定的軸向推力時，可通過碟形彈簧的變形緩解 (吸收)圓環(huán)形軌道誤差對爬行小車帶來的震動，使軸承輪與軌道面保持接觸，防止底板在管道的軸線方向的擺動和傳動齒輪在管道徑向的串動。所述的可調(diào)輪組由輪軸、彈性擋圈、軸承輪、可調(diào)輪軸、可調(diào)輪軸套、調(diào)節(jié)端蓋、螺釘、擋片和內(nèi)六角螺釘組成，可調(diào)輪軸為階梯圓柱體形，在可調(diào)輪軸的大直徑端的端部有兩個斜面，垂直兩個斜面分別有一個螺孔，在每個螺孔上固定有一個輪軸，輪軸的另一端套有軸承輪，(軸承輪可以直接采用圓柱軸承，也可以采用在環(huán)形輪內(nèi)嵌有圓柱軸承)在輪軸的端部固定有一個軸用彈性擋圈。在可調(diào)輪軸小直徑端套有可調(diào)輪軸套；可調(diào)輪軸套為圓環(huán)形柱體，在可調(diào)輪軸套中部外壁上有環(huán)形固定盤，環(huán)形固定盤上有固定孔，螺釘一端穿過環(huán)形固定盤上的固定孔并將可調(diào)輪軸套固定在底板A和底板B的側(cè)板上；在可調(diào)輪軸套外端外壁上有螺紋，調(diào)節(jié)端蓋螺紋固定在可調(diào)輪軸套的外端部；在可調(diào)輪軸的小直徑端的端面有中心螺孔，在可調(diào)輪軸的中心螺孔內(nèi)固定有一個內(nèi)六角螺釘，在調(diào)節(jié)端蓋外端面與內(nèi)六角螺釘之間有環(huán)形擋片。把可調(diào)輪軸套固定在底板A和底板B的側(cè)板上后，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)端蓋，使可調(diào)輪軸在可調(diào)輪軸套內(nèi)滑動。當可調(diào)輪軸的伸出長度合適時，可使軸承輪與軌道面保持接觸良好。所述的固定輪軸和可調(diào)輪軸上的兩個輪軸中心線之間的夾角在45 90度之間。簡述窄間隙自動焊用爬行小車安裝和工作過程將爬行小車放到圓環(huán)形軌道上，傳動齒輪與軌道上的齒條嚙合。固定輪組的軸承輪卡入圓環(huán)形軌道的端部斜面；可調(diào)輪組的軸承輪卡入圓環(huán)形另一側(cè)軌道的端部斜面；推動并旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)端蓋，調(diào)整可調(diào)輪軸伸出長度，使四組軸承輪與軌道斜面全部均勻接觸即可。使用時，主動行走傳動齒輪通過電動機帶動減速箱的齒輪并減速，帶動主動行走傳動齒輪轉(zhuǎn)動，主動行走傳動齒輪在行走軌道的齒條上轉(zhuǎn)動，帶動行走小車平穩(wěn)行走。減速箱和主動行走傳動齒輪不屬于本發(fā)明創(chuàng)造內(nèi)容，本領域技術(shù)人員能設計并制造。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明窄間隙自動焊用爬行小車，能夠適應不同管道曲率的變化，并且能夠快速、簡便、可靠地安裝于焊接軌道之上，同時能夠在軌道上平穩(wěn)運行，實現(xiàn)管道焊口的焊接。試驗表明，本發(fā)明窄間隙自動焊用爬行小車行走穩(wěn)定，能夠滿足窄間隙自動焊機頭的運行要求。
圖1是本發(fā)明窄間隙自動焊用爬行小車結(jié)構(gòu)軸側(cè)示意圖。圖2是窄間隙自動焊用爬行小車的側(cè)視圖。圖3是固定輪組9的剖視圖。圖4是可調(diào)輪組11的剖視圖。圖5是底板1、8連接處的剖視圖。圖中，1-底板A，2-鎖緊手輪，3-左牙嵌式離合器，4-銷軸，5_減速箱，6_右牙嵌式離合器，7-電動機，8-底板B，9-固定輪組，10-傳動齒輪，11-可調(diào)輪組，12-輪軸，13-彈性擋圈，14-軸承輪，15-固定輪軸，16-碟形彈簧，17-螺釘，18-擋片，19-固定輪軸套，20-內(nèi)六角螺釘，21-可調(diào)輪軸，22-可調(diào)輪軸套，23-調(diào)節(jié)端蓋，31,32-左牙嵌式離合器3的左牙片、右牙片，61、62-右牙嵌式離合器6的左牙片、右牙片。
具體實施例方式實施例1 以一個窄間隙自動焊用爬行小車為例，對本發(fā)明作進一步詳細說明。參閱圖1和圖2。本發(fā)明窄間隙自動焊用爬行小車，主要由底板Al、底板B8、鎖緊手輪2、銷軸4、左牙嵌式離合器3、右牙嵌式離合器6、減速箱5、電動機7、兩組固定輪組9、 兩組可調(diào)輪組11和傳動齒輪10組成。底板Al和底板B8分別由一塊平板和兩塊側(cè)板組成，兩塊側(cè)板分別在平板的兩側(cè)并與側(cè)板垂直，底板Al、底板B8由鋁合金鑄造制作而成，平板和兩塊側(cè)板的厚度為7mm。在底板Al和底板B8的一端分別有與端面平行的銷軸孔；銷軸4直徑為10mm，銷軸4穿過銷軸孔將底板Al與底板B8連接起來，底板Al和底板B8形成合頁狀；在銷軸4上連接有左牙嵌式離合器3和右牙嵌式離合器6，在銷軸4的外端分別連接有一個鎖緊手輪2。左牙嵌式離合器3和右牙嵌式離合器6，形狀為圓環(huán)狀，其寬度為12mm，在端面有360°呈現(xiàn)放射狀的齒牙，齒深度為0.2mm。銷軸4穿過底板Al、底板B8的銷軸孔和左嵌入牙嵌式離合器3、右牙嵌式離合器6，再旋擰上鎖緊手輪2，就將底板Al、底板B8連接一起。
在底板Al或底板B8的上平面固定有一個渦輪蝸桿減速箱5，渦輪蝸桿減速箱5輸入端連接有電動機7，渦輪蝸桿減速箱5的輸出端連接有傳動齒輪10。渦輪蝸桿減速減速箱5的減速比為1 20。電動機7固定在底板B8上，電動機7輸出軸的軸端安裝上齒數(shù)為 19、模數(shù)為1.5的傳動齒輪10。在底板Al和底板B8的一個側(cè)板的內(nèi)側(cè)分別固定一個固定輪組9 ；在底板Al和底板B8的另一個側(cè)板的內(nèi)側(cè)分別固定一個可調(diào)輪組11。參閱圖3。所述的固定輪組9由輪軸12、彈性擋圈13、軸承輪14、固定輪軸15、碟形彈簧16、螺釘17、擋片18、固定輪軸套19和內(nèi)六角螺釘20組成，固定輪軸15為階梯圓柱體形，在固定輪軸15的大直徑端的端部有兩個斜面，垂直兩個斜面分別有一個M8的螺孔，在每個螺孔上固定有一個輪軸12，固定輪軸15上的兩個輪軸12中心線之間的夾角為 60度。輪軸12的另一端套有軸承輪14。兩個軸承輪14的型號為NKI 9/12的單列滾針軸承。在輪軸12的端部固定有一個軸用彈性擋圈13。在固定輪軸15小直徑端套有兩組碟形彈簧16，碟形彈簧16的一側(cè)面壓在階梯圓柱體的臺階上；在固定輪軸15小直徑端套有固定輪軸套19，固定輪軸套19為圓環(huán)形柱體；固定輪軸套19的內(nèi)端壓在碟形彈簧16的另一側(cè)面上；在固定輪軸套19的外端有環(huán)形固定盤，環(huán)形固定盤上有固定孔，M4X 12的螺釘17 一端穿過環(huán)形固定盤上的固定孔并將固定輪軸套19固定在底板Al和底板B8的側(cè)板上；在固定輪軸套19的小直徑端的端面有中心螺孔，在固定輪軸套19的中心螺孔內(nèi)固定有一個 M8X15的內(nèi)六角螺釘20，在固定輪軸套19外端面與內(nèi)六角螺釘20之間有環(huán)形擋片18。參閱圖4。所述的可調(diào)輪組11由輪軸12、彈性擋圈13、軸承輪14、可調(diào)輪軸21、 可調(diào)輪軸套22、調(diào)節(jié)端蓋23、螺釘17、擋片18和內(nèi)六角螺釘20組成，可調(diào)輪軸21為階梯圓柱體形，在可調(diào)輪軸21的大直徑端的端部有兩個斜面，垂直兩個斜面分別有一個M8的螺孔，在每個螺孔上固定有一個輪軸12，可調(diào)輪軸21上的兩個輪軸12中心線之間的夾角為 60度。輪軸12的另一端套有軸承輪14。兩個軸承輪14的型號為NKI 9/12的單列滾針軸承。在輪軸12的端部固定有一個軸用彈性擋圈13。在可調(diào)輪軸21小直徑端套有可調(diào)輪軸套22 ；可調(diào)輪軸套22為圓環(huán)形柱體，在可調(diào)輪軸套22中部外壁上有環(huán)形固定盤，環(huán)形固定盤上有固定孔，M4X 12的螺釘17 —端穿過環(huán)形固定盤上的固定孔并將可調(diào)輪軸套22固定在底板Al和底板B8的側(cè)板上；在可調(diào)輪軸套22外端外壁上有IC8螺紋，調(diào)節(jié)端蓋23螺紋固定在可調(diào)輪軸套22的外端部；在可調(diào)輪軸21的小直徑端的端面有中心螺孔，在可調(diào)輪軸 21的中心螺孔內(nèi)固定有一個M8X15的內(nèi)六角螺釘20，在調(diào)節(jié)端蓋23外端面與內(nèi)六角螺釘 20之間有環(huán)形擋片18。參閱圖5。左牙嵌式離合器3中的左牙片31和右牙片32分別固定在底板Al和底板B8左側(cè)的鉸接端面上，同樣將右牙嵌式離合器6中的左牙片61和右牙片62分別固定在底板Al和底板B8右側(cè)的鉸接端面上，銷軸4穿過底板Al和底板B8的軸孔以及左牙嵌式離合器3和右牙嵌式離合器6中心孔；在銷軸4帶有螺紋的一端固定有鎖緊手輪2。
權(quán)利要求
1.一種窄間隙自動焊用爬行小車，主要由底板A(l)、底板B(8)、鎖緊手輪O)、銷軸 (4)、左牙嵌式離合器C3)、右牙嵌式離合器(6)、減速箱( 、電動機(7)、兩組固定輪組(9)、 兩組可調(diào)輪組(11)和傳動齒輪(10)組成，其特征在于底板A(I)和底板B(8)分別由一塊平板和兩塊側(cè)板組成，兩塊側(cè)板分別在平板的兩側(cè)并與側(cè)板垂直，在底板A(I)和底板B (8) 的一端分別有與端面平行的銷軸孔；銷軸(4)穿過銷軸孔將底板A(I)與底板B(8)連接起來，底板A(I)和底板B (8)形成合頁狀；在銷軸(4)上連接有左牙嵌式離合器C3)和右牙嵌式離合器(6)，在銷軸的一端連接有一個鎖緊手輪O)；在底板A(I)或底板B(8)的上平面固定有一個減速箱(5)，減速箱( 輸入端連接有電動機(7)，減速箱(5)的輸出端連接有傳動齒輪(10)；在底板A(I)和底板B(8)的一個側(cè)板的內(nèi)側(cè)分別固定一個固定輪組(9)；在底板A(I) 和底板B(8)的另一個側(cè)板的內(nèi)側(cè)分別固定一個可調(diào)輪組11 ；所述的固定輪組(9)由輪軸(12)、彈性擋圈(13)、軸承輪(14)、固定輪軸(15)、碟形彈簧(16)、螺釘(17)、擋片(18)、固定輪軸套(19)和內(nèi)六角螺釘(20)組成，固定輪軸(15) 為階梯圓柱體形，在固定輪軸(1 的大直徑端的端部有兩個斜面，垂直兩個斜面分別有一個螺孔，在每個螺孔上固定有一個輪軸(12)，輪軸(1 的另一端套有軸承輪(14)，在輪軸(1 的端部固定有一個軸用彈性擋圈(1 ；在固定輪軸(1 小直徑端套有碟形彈簧(16)，碟形彈簧(16)的一側(cè)面壓在階梯圓柱體的臺階上；在固定輪軸(1 小直徑端套有固定輪軸套(19)，固定輪軸套(19)為圓環(huán)形柱體；固定輪軸套(19)的內(nèi)端壓在碟形彈簧(16)的另一側(cè)面上；在固定輪軸套(19)的外端有環(huán)形固定盤，環(huán)形固定盤上有固定孔， 螺釘(17) —端穿過環(huán)形固定盤上的固定孔并將固定輪軸套(19)固定在底板A(I)和底板 B(S)的側(cè)板上；在固定輪軸套(19)的小直徑端的端面有中心螺孔，在固定輪軸套(19)的中心螺孔內(nèi)固定有一個內(nèi)六角螺釘(20)，在固定輪軸套(19)外端面與內(nèi)六角螺釘00)之間有環(huán)形擋片(18)；所述的可調(diào)輪組(11)由輪軸(12)、彈性擋圈(13)、軸承輪(14)、可調(diào)輪軸(21)、可調(diào)輪軸套(22)、調(diào)節(jié)端蓋(23)、螺釘(17)、擋片(18)和內(nèi)六角螺釘(20)組成，可調(diào)輪軸(21) 為階梯圓柱體形，在可調(diào)輪軸的大直徑端的端部有兩個斜面，垂直兩個斜面分別有一個螺孔，在每個螺孔上固定有一個輪軸(12)，輪軸(1 的另一端套有軸承輪(14)，在輪軸 (12)的端部固定有一個軸用彈性擋圈(1 ；在可調(diào)輪軸小直徑端套有可調(diào)輪軸套 (22)；可調(diào)輪軸套0 為圓環(huán)形柱體，在可調(diào)輪軸套0 中部外壁上有環(huán)形固定盤，環(huán)形固定盤上有固定孔，螺釘(17) —端穿過環(huán)形固定盤上的固定孔并將可調(diào)輪軸套0 固定在底板A(I)和底板B (8)的側(cè)板上；在可調(diào)輪軸套0 外端外壁上有螺紋，調(diào)節(jié)端蓋03) 螺紋固定在可調(diào)輪軸套0 的外端部；在可調(diào)輪軸的小直徑端的端面有中心螺孔，在可調(diào)輪軸的中心螺孔內(nèi)固定有一個內(nèi)六角螺釘(20)，在調(diào)節(jié)端蓋外端面與內(nèi)六角螺釘(20)之間有環(huán)形擋片(18)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的窄間隙自動焊用爬行小車，其特征是所述的固定輪軸(15) 和可調(diào)輪軸上的兩個輪軸(1 中心線之間的夾角在45 90度之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的窄間隙自動焊用爬行小車，其特征是左牙嵌式離合器(3) 中的左牙片(31)和右牙片(32)分別固定在底板A(I)和底板B(8)左側(cè)的鉸接端面上，同樣將右牙嵌式離合器(6)中的左牙片(61)和右牙片(62)分別固定在底板A(I)和底板B(8)右側(cè)的鉸接端面上，銷軸⑷穿過底板A(I)和底板B(8)的軸孔以及左牙嵌式離合器(3) 和右牙嵌式離合器(6)中心孔；在銷軸(4)帶有螺紋的一端固定有鎖緊手輪O)。
全文摘要
窄間隙自動焊用爬行小車，應用于自動焊接技術(shù)領域帶動自動焊槍爬行。在底板A和底板B通過銷軸連接起來形成合頁狀；在底板A或底板B上固定有減速箱和電動機；在底板A和底板B的一個側(cè)板的內(nèi)側(cè)分別固定一個固定輪組；在底板A和底板B的另一個側(cè)板的內(nèi)側(cè)分別固定一個可調(diào)輪組。效果是能夠適應不同管道曲率的變化，并且能夠快速、簡便、可靠地安裝于焊接軌道之上，同時能夠在軌道上平穩(wěn)運行，實現(xiàn)管道焊口的焊接。試驗表明，本發(fā)明窄間隙自動焊用爬行小車行走穩(wěn)定，能夠滿足窄間隙自動焊機頭的運行要求。
文檔編號B23K9/133GK102430843SQ20111034255
公開日2012年5月2日 申請日期2011年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月3日
發(fā)明者唐德渝, 張建護, 李春潤, 牛虎理, 王克寬, 趙兵杰, 龍斌 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油集團工程技術(shù)研究院