用于全液壓驅動數控摩擦疊焊機的固定型疊焊裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于全液壓驅動數控摩擦疊焊機的固定型疊焊裝置，包括疊焊支架、主軸安裝架和主軸；所述疊焊支架包括左右對稱的兩個側板，兩個所述側板通過前后對稱布置的兩個橫梁固接在一起，兩個所述橫梁和左右兩個所述側板形成框架結構；所述主軸安裝架滑動連接在所述疊焊支架內；所述主軸安裝在主軸安裝架內，所述主軸包括主軸雙作用液壓缸和疊焊軸，所述主軸雙作用液壓缸包括固定在所述主軸安裝架內的缸筒，在所述主軸雙作用液壓缸的缸筒內設有筒狀活塞，在所述活塞內支撐有所述疊焊軸，所述疊焊軸的上端通過聯軸器連接有液壓馬達，所述液壓馬達固定在所述活塞的上端，所述疊焊軸的下端固接有塞棒。本發明的主軸行程較大、操作空間較大。
【專利說明】
用于全液壓驅動數控摩擦疊焊機的固定型疊焊裝置
技術領域
[0001]本發明涉及一種全液壓驅動數控摩擦疊焊機，特別是涉及一種用于全液壓驅動數控摩擦疊焊機的固定型疊焊裝置。【背景技術】
[0002]當今世界海底資源得到各國的高度重視，海底資源的開采利用愈演愈烈。用于海底資源開采的設備修復也相應地被重視起來。
[0003]專利文獻CN103071914A公開了一種全液壓驅動可重構數控摩擦疊焊機水下作業裝置。該設備主要包括弧形機架和疊焊機構，設置在弧形機架上面的支撐疊焊機構分別沿弧形機架的軸向和環向移動的移動支架，分別設置在弧形機架兩側的用于固定被焊管件的夾緊機構。該設備應用時，采用短行程主軸，使得橫梁與管道表面的空間小，橫梁與待修復管道之間的操作空間較小，從而導致水下作業效率低下，無法滿足快速修復的要求。再者， 其一次裝卡疊焊范圍有限；橫向移動由液壓馬達驅動齒輪齒條實現，結構簡單，移動速度慢，定位精度較差。因此有待改進。
[0004]專利文獻CN104259653A和CN204075502U公開了一種水下摩擦疊焊機。該設備主要包括左右對稱設置的兩套定位夾緊機構、移動支撐架、周向移動機構、主軸架、軸向移動機構、低速主軸頭和高速主軸頭幾部分。整個裝置安裝在待修復的管道位置附近，通過軸向移動機構和周向移動機構完成主軸頭定位，由低速主軸頭完成鉆孔過程，然后由高速主軸頭完成疊焊過程。雙主軸的控制比較麻煩，且存在重復定位的問題，對裝置的定位精度要求很高。這對于水下60m的設備上述要求比較苛刻，疊焊過程中主軸頭部位受到較大的軸向力， 裝置的夾緊定位機構比較薄弱，恐無法滿足疊焊過程的夾緊定位要求。
[0005]專利文獻CN103350278A公開了一種壓力控制攪拌摩擦焊主軸頭裝置，主要包括液壓系統、主軸油缸外殼和主軸活塞機構;主軸油缸外殼由同軸連接的前殼體和后殼體構成。 該主軸具有尺寸小、結構緊湊、集成度高、旋轉驅動方式靈活以及壓力控制原理簡單、精確等特點。但是，該主軸行程較短，導致水下摩擦疊焊設備的橫向移動機構與待修復管道之間空間較小，無法滿足潛水員對于水下操作空間的要求。
[0006]綜上所述，上述裝備的局限性在于:操作空間小，水下作業效率低下;Z向移動不夠靈活，一次裝卡疊焊范圍有限，夾緊機構適應性差，不夠經濟;存在重復定位的問題，且夾緊定位機構強度較差。
【發明內容】
[0007]本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種用于全液壓驅動數控摩擦疊焊機的升降型疊焊裝置，該裝置的主軸行程較大、操作空間較大。
[0008]本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是:一種用于全液壓驅動數控摩擦疊焊機的固定型疊焊裝置，包括疊焊支架、主軸安裝架和主軸;所述疊焊支架包括左右對稱的兩個側板，兩個所述側板通過前后對稱布置的兩個橫梁固接在一起，兩個所述橫梁和左右兩個所述側板形成框架結構；所述主軸安裝架滑動連接在所述疊焊支架內；所述主軸安裝在主軸安裝架內，所述主軸包括主軸雙作用液壓缸和疊焊軸，所述主軸雙作用液壓缸包括固定在所述主軸安裝架內的缸筒，在所述主軸雙作用液壓缸的缸筒內設有筒狀活塞，在所述活塞內支撐有所述疊焊軸，所述疊焊軸的上端通過聯軸器連接有液壓馬達，所述液壓馬達固定在所述活塞的上端，所述疊焊軸的下端固接有塞棒。
[0009]所述主軸安裝架設有上板和下板，所述主軸安裝架上板位于所述橫梁的上方，所述主軸安裝架下板位于所述橫梁的下方。
[0010]在所述主軸的高度方向固接有抗扭導向結構，所述抗扭導向結構包括左右對稱設置的兩塊導向板，所述導向板的上端固接在所述主軸的上端，所述導向板的下端固接在所述主軸的下端，所述導向板與限位塊滑動連接，所述限位塊固接在所述主軸安裝架上板和主軸安裝架下板上。
[0011]在所述橫梁的上表面和所述主軸安裝架上板的下表面之間設有4個間隙調節結構，每個所述間隙調節結構包括左右對稱布置的楔形塊I，在每個所述楔形塊I上均設有一個與其適配的楔形塊n，所述楔形塊n滑動配合在所述橫梁上，在所述楔形塊n的大端設有與其垂直固接的壓板，在所述壓板與相應的所述楔形塊I的小端之間設有墊片組，所述壓板、所述墊片組和所述楔形塊I采用螺栓連接在一起。
[0012]所述主軸安裝架與傳動座連接，所述傳動座固定在x向雙作用移動液壓缸的缸筒上，所述x向雙作用移動液壓缸的活塞桿沿x向布置并安裝在所述疊焊支架上。
[0013]在所述橫梁的內側形成有X向滑動配合面，在所述主軸安裝架的外側設有與所述X 向滑動配合面適配的滑塊。
[0014]本發明具有的優點和積極效果是:
[0015]1)操作空間大，工作范圍大，運動靈活，能完成復雜形狀裂紋修復。
[0016]2)驅動裝置均為液壓器件，定位精度高，響應速度快，不易受水下環境的影響為水下工作的安全可靠進行提供了有力保障。
[0017]3)主軸的行程即可滿足設備在Z向的移動范圍，保證設備在Z向上運動靈活，可修復管狀物上不同深度、形狀復雜的裂紋。
[0018]4)X向移動采用楔形導向間隙調節結構，可以隨時調整橫梁X向移動的間隙，使得設備運動更加平穩。【附圖說明】
[0019]圖1為本發明的結構示意圖；
[0020]圖2為本發明的疊焊支架結構示意圖；
[0021]圖3為本發明的主軸、主軸安裝架安裝在疊焊支架上的結構示意圖；
[0022]圖4為本發明的抗扭導向結構安裝在主軸安裝架上的結構示意圖；
[0023]圖5為本發明的X向雙作用液壓缸的結構示意圖；
[0024]圖6為本發明的主軸的結構示意圖；
[0025]圖7為本發明的間隙調節結構的結構示意圖。
[0026]圖中:1、疊焊支架，11、側板，12、橫梁，2、主軸安裝架，21、主軸安裝架上板，22、滑塊，23、主軸安裝架下板，3、X向雙作用移動液壓缸，31、傳動座，32、X向液壓缸缸筒，33、活塞桿;4、主軸，41、主軸雙作用液壓缸，42、疊焊軸，43、缸筒，44、活塞，45、聯軸器，46、液壓馬達，47、塞棒，5、抗扭導向結構，51、限位塊，52、導向板;6、間隙調節結構，61、楔形塊I，62、楔形塊II，63、壓板，64、墊片組。【具體實施方式】
[0027]為能進一步了解本發明的
【發明內容】
、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下:
[0028]請參閱圖1?圖7,一種用于全液壓驅動數控摩擦疊焊機的固定型疊焊裝置，包括疊焊支架1、主軸安裝架2和主軸4。
[0029]所述疊焊支架1包括左右對稱的兩個側板11，兩個所述側板11通過前后對稱布置的兩個橫梁12固接在一起，兩個所述橫梁12和左右兩個所述側板11形成框架結構;所述主軸安裝架2滑動連接在所述疊焊支架1內。
[0030]所述主軸4安裝在主軸安裝架2內。所述主軸4包括主軸雙作用液壓缸41和疊焊軸 42,所述主軸雙作用液壓缸41包括固定在主軸安裝架2內的缸筒43,在所述主軸雙作用液壓缸41的缸筒43內設有筒狀活塞44，在所述活塞44內支撐有所述疊焊軸42，所述疊焊軸42的上端通過聯軸器45連接有液壓馬達46,所述液壓馬達46固定在所述活塞44的上端，所述疊焊軸42的下端固接有塞棒47。[〇〇31]通過采用液壓馬達46與疊焊軸42直接相連的結構，使本發明的主軸4具有較長的行程。管道修復過程中需要的Z向行程能夠完全由主軸4自身行程實現，從而使得整個設備從橫梁12的下端面與管道表面之間的距離增大，從而增大了潛水員在水下作業的操作空間。
[0032]在本實施例中，為了增加主軸安裝架2的穩定性，所述主軸安裝架2設有上板和下板，所述主軸安裝架上板21位于所述橫梁的上方，所述主軸安裝架下板23位于所述橫梁的下方。
[0033]本發明為了提高所述疊焊裝置的抗扭性能，在所述主軸的高度方向固接有抗扭導向結構5,所述抗扭導向結構5包括左右對稱設置的兩塊導向板52,所述導向板52的上端固接在主軸頂端，所述導向板52的下端固接在所述主軸4的下端，所述導向板52與限位塊51滑動連接，所述限位塊51固接在主軸安裝架上板21和主軸安裝架下板23上。
[0034]在本實施例中，為了提高疊焊裝置X向的運行精度，在所述橫梁12的上表面和所述主軸安裝架上板21的下表面之間設有4個間隙調節結構6,每個所述間隙調節結構6包括左右對稱布置的楔形塊161，在每個所述楔形塊161上均設有一個與其適配的楔形塊1162。所述楔形塊II62滑動配合在所述橫梁12上，在所述楔形塊II 62的大端設有與其垂直固接的壓板63,在所述壓板63與相應的所述楔形塊161的小端之間設有墊片組64,所述壓板63、所述墊片組64和所述楔形塊161采用螺栓連接在一起。
[0035]在本實施例中，為了使主軸4的X向位置可調，所述主軸安裝架2與傳動座31連接， 所述傳動座31固定在X向雙作用移動液壓缸3的缸筒32上，所述X向雙作用移動液壓缸3的活塞桿33沿X向布置并安裝在所述疊焊支架1上。[〇〇36]在本實施例中，為了減少加工面，降低成本，在所述橫梁12的內側形成有X向滑動配合面，在所述主軸安裝架2的外側設有與所述X向滑動配合面適配的滑塊22。
[0037]在發現并定位水下管狀物裂紋后，將設備初步固定在易于實施疊焊的位置，用定位夾緊機構將疊焊裝置固定在管狀物上，為疊焊安全進行提供保障，以便根據裂縫的具體位置由X向雙作用移動液壓缸調整主軸4的位置。根據疊焊的深度和疊焊刀具的長度，通過給主軸雙作用液壓缸41供油，使主軸沿Z向移動，將主軸4調整到適宜的高度，在主軸4上安裝鉆頭，進行鉆孔，再通過特制的刀具加工出塞孔，將主軸頭抬高，更換塞棒，在主軸頭驅動下完成疊焊;更換砂輪，切掉殘余塞棒，再更換銑刀，銑去疊焊留下的飛邊，至此完成第一個塞焊單元的疊焊;再根據裂紋的走向，做出適當的姿態調整，進行下一個塞焊單元的疊焊， 最終一系列疊焊單元相互搭接形成完整的焊縫。
[0038]盡管上面結合附圖對本發明的優選實施例進行了描述，但是本發明并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的范圍的情況下，還可以作出很多形式，這些均屬于本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種用于全液壓驅動數控摩擦疊焊機的固定型疊焊裝置，其特征在于，包括疊焊支 架、主軸安裝架和主軸；所述疊焊支架包括左右對稱的兩個側板，兩個所述側板通過前后對稱布置的兩個橫梁 固接在一起，兩個所述橫梁和左右兩個所述側板形成框架結構;所述主軸安裝架滑動連接 在所述疊焊支架內；所述主軸安裝在主軸安裝架內，所述主軸包括主軸雙作用液壓缸和疊焊軸，所述主軸 雙作用液壓缸包括固定在所述主軸安裝架內的缸筒，在所述主軸雙作用液壓缸的缸筒內設 有筒狀活塞，在所述活塞內支撐有所述疊焊軸，所述疊焊軸的上端通過聯軸器連接有液壓 馬達，所述液壓馬達固定在所述活塞的上端，所述疊焊軸的下端固接有塞棒。2.根據權利要求1所述的用于全液壓驅動數控摩擦疊焊機的固定型疊焊裝置，其特征 在于，所述主軸安裝架設有上板和下板，所述主軸安裝架上板位于所述橫梁的上方，所述主 軸安裝架下板位于所述橫梁的下方。3.根據權利要求2所述的用于全液壓驅動數控摩擦疊焊機的固定型疊焊裝置，其特征 在于，在所述主軸的高度方向固接有抗扭導向結構，所述抗扭導向結構包括左右對稱設置 的兩塊導向板，所述導向板的上端固接在所述主軸的上端，所述導向板的下端固接在所述 主軸的下端，所述導向板與限位塊滑動連接，所述限位塊固接在所述主軸安裝架上板和主 軸安裝架下板上。4.根據權利要求2所述的用于全液壓驅動數控摩擦疊焊機的固定型疊焊裝置，其特征 在于，在所述橫梁的上表面和所述主軸安裝架上板的下表面之間設有4個間隙調節結構，每 個所述間隙調節結構包括左右對稱布置的楔形塊I，在每個所述楔形塊I上均設有一個與其 適配的楔形塊n，所述楔形塊n滑動配合在所述橫梁上，在所述楔形塊n的大端設有與其 垂直固接的壓板，在所述壓板與相應的所述楔形塊I的小端之間設有墊片組，所述壓板、所 述墊片組和所述楔形塊I采用螺栓連接在一起。5.根據權利要求1所述的用于全液壓驅動數控摩擦疊焊機的固定型疊焊裝置，其特征 在于，所述主軸安裝架與傳動座連接，所述傳動座固定在X向雙作用移動液壓缸的缸筒上， 所述X向雙作用移動液壓缸的活塞桿沿X向布置并安裝在所述疊焊支架上。6.根據權利要求1所述的用于全液壓驅動數控摩擦疊焊機的固定型疊焊裝置，其特征 在于，在所述橫梁的內側形成有X向滑動配合面，在所述主軸安裝架的外側設有與所述X向 滑動配合面適配的滑塊。
【文檔編號】B23K20/26GK106001904SQ201610487775
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月24日
【發明人】陳永亮, 劉玉坤, 王東坡
【申請人】天津大學