專利名稱：焊炬角度調(diào)節(jié)機構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是一種自保護藥芯全位置自動焊接系統(tǒng)焊接小車專用的焊炬角度調(diào)節(jié)機構，涉及焊接和管道系統(tǒng)技術領域。
背景技術：
隨著長輸管道向著大口徑、高強度、厚壁化方向的發(fā)展，和高效氣體保護實心焊絲自動焊一祥，自保護藥芯焊絲半自動焊已在長輸管道安裝焊接當中扮演著重要角色。目前，開發(fā)出自保護藥芯全位置自動，可以提高管道施工焊接效率，大幅降低工人勞動強度。 焊炬角度實時調(diào)節(jié)機構是自保護藥芯全位置自動焊接的核心組成部分，起到在焊接過程中可以根據(jù)不同的焊接位置，根據(jù)焊接溶池的變化，調(diào)節(jié)焊炬的角度，自保護藥芯全位置自動焊焊接系統(tǒng)是管道施工過程中，實現(xiàn)管道焊接的ー種新型專用焊接系統(tǒng)設備。目前國內(nèi)外施工的自動焊機多采用氣保護實心焊絲，在焊接過程中需要采取單獨的防風措施。自保護藥芯全位置焊接方法操作簡單、易掌握，風速< 8m/s時不需要采取防護措施，焊縫質(zhì)量和效率較高，已成為長輸管道主要的焊接方法之一。CN2652577Y公開了ー種無導軌全位置行走光電實時跟蹤管道焊接機器人，雖然是用于自保護藥芯，但并未公開具體技術細節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是發(fā)明一種在焊接過程調(diào)整焊炬的角度、提高焊接質(zhì)量的焊炬角度調(diào)節(jié)機構。在管道自保護藥芯全位置自動焊接過程中，在管道的不同位置，需要焊炬做相應的調(diào)整，以便獲得良好的焊接熔池。本焊炬角度調(diào)整擺機構如圖1，圖2所示，它包括圓弧板I、齒輪軸2、圓弧齒輪3、轉板4、電機連接板5、小齒輪8、軸套10、齒輪13、電機14、軸15、連接架16、側板23、圓弧護板24、不銹鋼護罩25、軸端壓蓋29 ；圓弧板I通過緊定螺釘26將圓弧齒輪3固定在圓弧扳I上的圓弧槽內(nèi)，齒輪軸2上的齒與圓弧齒輪3上的齒相嚙合。齒輪軸2的另一端安裝有齒輪13，齒輪13與齒輪軸2通過平健9固定在齒輪軸2上并且傳遞扭矩。與齒輪13嚙合的是小齒輪8，齒輪13和小齒輪8為ー對模數(shù)相同，傳動比為I : 5的ー組齒輪。小齒輪8通過ー個M3X5的螺釘固定在電機14的輸出端上，電機14通過內(nèi)六角螺釘II 11和彈簧墊片II 12固定在電機連接板5上，電機聯(lián)接板5通過彈簧墊片I 6和內(nèi)六角螺釘I 7國定在轉板4上，而齒輪軸2的兩端分別裝有兩個軸套10，分別固定在轉板4上和側板23上，軸端壓蓋29安裝在側板23上，用來密封軸套10。軸15安裝在圓弧板I上，用平墊I 17，彈簧墊片III 18和螺母19將軸15與圓弧板I聯(lián)接，在軸15的兩端分別裝有軸套10，圓弧板I通過平墊II 20，彈簧墊片IV 21與內(nèi)六角螺釘III 22與連接架16連接，連接架16固定在焊接小車的橫滑板上。這樣通過電機14，帶動連接在電機軸端的小齒輪8，小齒輪8與齒輪13傳動，通過齒輪13的傳遞，安裝在齒輪軸2上的齒帶動安裝在圓弧板I上的圓弧齒輪3，圓弧板I就可以繞安裝在轉板4和側板23上的軸旋轉，焊炬角擺機構30通過內(nèi)六角螺釘V 31安裝在側板23上；為了在焊接過程中防止焊接飛濺對圓弧板I的影響，在圓弧板I上安裝有圓弧護板24 ;為了防止焊接飛濺對整體齒輪傳動的影響，在圓弧板I上安裝有不銹鋼護罩25 ;為了在維修和拆裝方便，在轉板4和側板23上安裝有圓柱銷27，這樣，通過對電機14的程序控制，可以使焊炬角擺機構30進行實時的角度旋轉調(diào)整。其中 圓弧板I的形狀見圖3,它為大于半圓的圓弧板,在圓心處有一圓孔,在圓弧板的直徑線兩外側各有一小孔，與該直徑線垂直線的外側也有一小孔，在該直徑線垂直線的外側小孔與圓心孔之間有一弧孔；齒輪軸2的形狀見圖4，它為多臺階軸，兩端最細，一細端往里有粗階，此粗階上又有縮短的最大粗階，且最大粗階外圓周銑有密而均勻的軸向槽，在粗階與另一細端之間還有介于兩者直徑的臺階；圓弧齒輪3的形狀見圖5，它是一段圓弧齒；轉板4的形狀見圖6，它是一端磨角的矩形板，從磨角邊往里的中心線上依次打有兩小一大孔，在中間孔的兩邊各有一小孔，矩形板的另一邊中心線上有一小孔，小孔兩邊各有一較大的孔；電機連接板5的形狀見圖7，它是中心有大階孔的矩形板，且四角往里各有一小孔和一較大的孔；小齒輪8的形狀見圖8，它是齒輪一側的中心軸上有橫向螺孔；軸套10的形狀見圖9，它是一端有外凸沿的短圓管；齒輪13的形狀見圖10，它是常規(guī)的齒輪；軸15的形狀見圖11，它為多臺階軸，兩端最細，一細端往里分三階依次加粗；連接架16的形狀見圖12，它為角鐵形，且一外端有孔；側板23的形狀見圖13，它為“L”形板，短邊有4個小孔，長邊從外往里依次先有一排3個小孔，再有兩個大螺孔，且每個螺孔外有3個均勻布局的小孔；圓弧護板24的形狀見圖14，它為大于半圓的圓弧板，在圓心處有一圓孔，在圓弧板的直徑線兩外側各有一小孔，與該直徑線垂直線的外側也有一小孔，在該直徑線垂直線的外側小孔與圓心孔之間有一弧孔，圓弧板的直線邊中心處有一缺口 ；不銹鋼護罩25的形狀見圖15，它為圓杯狀；軸端壓蓋29的形狀見圖16，它為一側中部有凸圓臺的圓盤，圓盤邊有孔，圓臺的中部有凹圓槽。焊炬角度調(diào)節(jié)機構，被用于管道自動焊接設備上，可以取代原有的焊炬直擺機構，是一種針對直擺方式所存在的弊端推出的新型焊槍擺動方式，這種方式在焊接施工過程中發(fā)揮了重要作用，能夠實現(xiàn)根據(jù)程序控制，針對不同的管道焊接位置，實現(xiàn)焊炬的旋轉，可以實現(xiàn)在焊接過程中焊絲沿著待焊的管口模擬出人工焊接的手法均勻擺動，可以有效的避免焊接過程中產(chǎn)生的未溶缺欠，大幅的提高了焊接質(zhì)量和效率，有效的降低了管道施工成本。


圖I焊炬角度調(diào)節(jié)機構主剖2焊炬角度調(diào)節(jié)機構側視3圓弧板圖4齒輪軸圖5圓弧齒輪圖6轉板圖7電機連接板 圖8小齒輪圖9軸套圖10齒輪圖11 軸圖12連接架圖13側板圖14圓弧護板圖15不銹鋼護罩圖16軸端壓蓋其中I-圓弧板2-齒輪軸3-圓弧齒輪4-轉板5-電機連接板6-彈簧墊片I7-內(nèi)六角螺釘I8-小齒輪9-平鍵10-軸套11-內(nèi)六角螺釘II 12-彈簧墊片II13-齒輪14-電機15-軸16-連接架17-平墊I18-彈簧墊片III19-螺母20-平墊 II21-彈簧墊片22-內(nèi)六角螺釘III23-側板24-圓弧護板25-不銹鋼護罩26-緊定螺釘27-圓柱銷28-內(nèi)六角螺釘IV29-軸端壓蓋30-內(nèi)六角螺釘V31-角擺機構
具體實施例方式實施例.以O 1016管道所需自保護藥芯全位置焊接系統(tǒng)焊接小車的“焊炬角度調(diào)節(jié)機構”為例，其結構如圖1，圖2所示，圓弧板I如圖3所示。在圓弧板I有一個弧度為80度的圓弧，在圓弧上安裝圓弧齒輪3，圓弧齒輪3如圖5所示，通過緊定螺釘26安裝在圓弧板I上的圓弧上，與圓弧齒輪3嚙合的是齒輪軸2，齒輪軸2的一端是與圓弧齒輪3模數(shù)同是為I的直齒齒輪，在齒輪軸2的兩頭分別有ct 6mm的軸頭，軸頭分別裝在軸套10上，軸套10的內(nèi)孔為6mm，外圓為￠12mm，外圓裝在轉板4和側板23上，在齒輪軸2的另一端通過平健9安裝齒輪13，齒輪13模數(shù)為1，齒數(shù)為85齒，齒輪13與小齒輪8嚙合，小齒輪8模數(shù)也是1，齒數(shù)為17齒，小齒輪8的內(nèi)孔與電機14的輸出端配合，電機型號為TS3210型，這樣小齒輪8和齒輪13的傳動比為I : 5，可以將電機14的扭矩進行輸出，同時，將電機14的轉速減低5倍，便于對電機進行程序控制。電機14通過4個M4X20內(nèi)六角螺釘11和4個彈簧墊片12將電機14固定在電機連接板5上，電機連接板5上有一個$ 20mm的子口臺，子口臺和轉板4上的20mm孔為過渡配合，起定位和支撐作用，電機連接板5通過4個彈簧墊片6和4個M5X10內(nèi)六角螺釘7固定在轉板4上，軸15上(M2mm外圓與圓弧板I上(M2mm內(nèi)孔過盈配合，用平墊17，彈簧墊片18和一個MlO的六角螺母19把軸15和圓弧扳I連接成一體，在軸15的兩端分別有的軸頭，軸頭分別裝在軸套10上，軸套10的內(nèi)孔為6mm，外圓為小12mm，外圓裝在轉板4和側板23上，連接架16為一個直角型零件，在直角邊上有M6的螺紋孔，用來連接焊接小車的橫滑板，連接架16通過平墊20，彈簧墊片21和M8X10的內(nèi)六角螺釘22與圓弧板I連接。軸端壓蓋 29通過螺釘固定在側板23上，對軸端進行密封。圓柱銷27用來連接側板23和轉板4，在拆卸過程中可以起動定位在作用。焊炬角擺機構30 (已經(jīng)另外報專利)通過4個M6X10的內(nèi)六角螺釘固定在側板23上。這樣，通過對電機14的程序控制，焊炬可以繞軸15進行角度的實時調(diào)整。本焊炬角度調(diào)節(jié)機構與焊炬角擺機構31用內(nèi)六角螺釘V 30連接，構成完整的焊炬角度實時調(diào)節(jié)機構。本例經(jīng)試驗，能夠實現(xiàn)根據(jù)程序控制，針對不同的管道焊接位置，實現(xiàn)焊炬的旋轉，可以大幅提聞焊接質(zhì)量。
權利要求
1.一種自保護藥芯全位置自動焊接系統(tǒng)焊接小車專用的焊炬角度調(diào)節(jié)機構，其特征是它主要由圓弧板(I)、齒輪軸(2)、圓弧齒輪(3)、轉板(4)、電機連接板(5)、小齒輪⑶、軸套(10)、齒輪(13)、電機(14)、軸(15)、連接架(16)、側板(23)、圓弧護板(24)、不銹鋼護罩(25)、軸端壓蓋(29)構成； 圓弧板(I)通過緊定螺釘(26)將圓弧齒輪(3)固定在圓弧扳(I)上的圓弧槽內(nèi)，齒輪軸(2)上的齒與圓弧齒輪(3)上的齒相嚙合；齒輪軸(2)的另一端安裝有齒輪(13)，齒輪(13)與齒輪軸(2)通過平健(9)固定在齒輪軸(2)上并且傳遞扭矩；與齒輪(13)嚙合的是小齒輪(8),齒輪(13)和小齒輪(8)為一對模數(shù)相同,傳動比為I : 5的一組齒輪；小齒輪(8)通過一個M3X5的螺釘固定在電機(14)的輸出端上，電機(14)通過內(nèi)六角螺釘II(Il)和彈簧墊片II (12)固定在電機連接板(5)上，電機聯(lián)接板(5)通過彈簧墊片I (6)和內(nèi)六角螺釘I (7)國定在轉板(4)上，而齒輪軸(2)的兩端分別裝有兩個軸套(10)，分別固定在轉板(4)上和側板(23)上，密封軸套(10)的軸端壓蓋(29)安裝在側板(23)上；軸(15)安裝在圓弧板⑴上，用平墊I (17)、彈簧墊片111(18)和螺母(19)將軸(15)與圓弧板(I)聯(lián)接，在軸(15)的兩端分別裝有軸套(10)，圓弧板(I)通過平墊11(20)，彈簧墊片IV(21)與內(nèi)六角螺釘III (22)與連接架(16)連接，連接架(16)固定在焊接小車的橫滑板上；焊炬角擺機構(30)通過內(nèi)六角螺釘V(31)安裝在側板(23)上。
2.根據(jù)權利要求I所述的焊炬角度調(diào)節(jié)機構，其特征是在圓弧板(I)上安裝有圓弧護板(24)。
3.根據(jù)權利要求I所述的焊炬角度調(diào)節(jié)機構，其特征是在圓弧板(I)上安裝有不銹鋼護罩(25)。
4.根據(jù)權利要求I所述的焊炬角度調(diào)節(jié)機構，其特征是在轉板(4)和側板(23)上安裝有圓柱銷(27)。
5.根據(jù)權利要求I所述的焊炬角度調(diào)節(jié)機構，其特征是所述圓弧板(I)的形狀為大于半圓的圓弧板，在圓心處有一圓孔，在圓弧板的直徑線兩外側各有一小孔，與該直徑線垂直線的外側也有一小孔，在該直徑線垂直線的外側小孔與圓心孔之間有一弧孔。
6.根據(jù)權利要求I所述的焊炬角度調(diào)節(jié)機構，其特征是所述齒輪軸(2)的形狀為多臺階軸，兩端最細，一細端往里有粗階，此粗階上又有縮短的最大粗階，且最大粗階外圓周銑有密而均勻的軸向槽，在粗階與另一細端之間還有介于兩者直徑的臺階。
7.根據(jù)權利要求I所述的焊炬角度調(diào)節(jié)機構，其特征是所述圓弧齒輪(3)的形狀是一段圓弧齒。
8.根據(jù)權利要求I所述的焊炬角度調(diào)節(jié)機構，其特征是所述轉板(4)的形狀是一端磨角的矩形板，從磨角邊往里的中心線上依次打有兩小一大孔，在中間孔的兩邊各有一小孔，矩形板的另一邊中心線上有一小孔，小孔兩邊各有一較大的孔。
9.根據(jù)權利要求I所述的焊炬角度調(diào)節(jié)機構，其特征是所述電機連接板(5)的形狀是中心有大階孔的矩形板，且四角往里各有一小孔和一較大的孔。
10.根據(jù)權利要求I所述的焊炬角度調(diào)節(jié)機構，其特征是所述軸套(10)的形狀是一端有外凸沿的短圓管。
11.根據(jù)權利要求I所述的焊炬角度調(diào)節(jié)機構，其特征是所述軸(15)的形狀為多臺階軸，兩端最細，一細端往里分三階依次加粗。
12.根據(jù)權利要求I所述的焊炬角度調(diào)節(jié)機構，其特征是所述連接架(16)的形狀為角鐵形，且一外端有孔。
13.根據(jù)權利要求I所述的焊炬角度調(diào)節(jié)機構，其特征是所述側板(23)的形狀為“L”形板，短邊有4個小孔，長邊從外往里依次先有一排3個小孔，再有兩個大螺孔，且每個螺孔外有3個均勻布局的小孔。
14.根據(jù)權利要求I或2所述的焊炬角度調(diào)節(jié)機構，其特征是所述圓弧護板(24)的形狀為大于半圓的圓弧板，在圓心處有一圓孔，在圓弧板的直徑線兩外側各有一小孔，與該直徑線垂直線的外側也有一小孔，在該直徑線垂直線的外側小孔與圓心孔之間有一弧孔，圓弧板的直線邊中心處有一缺口。
15.根據(jù)權利要求I或3所述的焊炬角度調(diào)節(jié)機構，其特征是所述不銹鋼護罩(25)的形狀為圓杯狀。
16.根據(jù)權利要求I所述的焊炬角度調(diào)節(jié)機構，其特征是所述軸端壓蓋(29)的形狀為 一側中部有凸圓臺的圓盤，圓盤邊有孔，圓臺的中部有凹圓槽。
全文摘要
本發(fā)明是一種自保護藥芯全位置自動焊接系統(tǒng)的焊炬角度調(diào)節(jié)機構。圓弧齒輪(3)固定在圓弧扳(1)上的圓弧槽內(nèi)；齒輪軸(2)的另一端安裝有與小齒輪(8)嚙合的齒輪(13)；小齒輪(8)固定在電機(14)的輸出端上，電機(14)固定在電機連接板(5)上，電機聯(lián)接板(5)國定在轉板(4)上，齒輪軸(2)的兩端分別固定在轉板(4)上和側板(23)上；軸(15)安裝在圓弧板(1)上，圓弧板(1)與固定在焊接小車的橫滑板上的連接架(16)連接；焊炬角擺機構用內(nèi)六角螺釘V(30)安裝在側板(23)上。它能有效的避免焊接過程中產(chǎn)生的未溶缺欠，大幅提高焊接質(zhì)量和效率，降低了管道施工成本。
文檔編號B23K9/133GK102773589SQ20111012455
公開日2012年11月14日 申請日期2011年5月13日 優(yōu)先權日2011年5月13日
發(fā)明者尹鐵, 張華 , 曾惠林, 皮亞東, 胡立新, 賈世民, 黃福祥 申請人:中國石油天然氣管道局, 中國石油天然氣集團公司