專利名稱：大型儲罐立縫自動焊接機頭的制作方法
技術領域：
本實用新型是建造大型船舶或儲罐中，實現(xiàn)立縫焊接的大型儲罐立縫自 動焊接機頭。涉及焊接和管道系統(tǒng)技術領域。
背景技術：
石油是我國國民經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。根據(jù)我國的能源發(fā)展戰(zhàn)略，國家
發(fā)改委計劃在今后的幾年內(nèi)修建1500萬立方米的石油儲備庫。近四十年來， 油罐迅速向大型化發(fā)展。我國從八十年代起，陸續(xù)修建了多座IO萬立方米的 石油儲罐。隨著我國對原油及成品油需求的日益增長，我國以前所建造的石 油儲罐很難適應油罐大型化發(fā)展需要及日趨激烈的巿場竟爭，因此從我國石 油發(fā)展戰(zhàn)略及國民經(jīng)濟發(fā)展的角度出發(fā)，修建15萬立方米的大型石油儲罐具 有重要的戰(zhàn)略意義。
目前石油儲罐立縫自動焊接機頭技術已有一定進展，并已得到廣泛的應 用。但現(xiàn)在的石油儲罐立縫自動焊接機頭尚存在諸多不足，如小車結構復雜，
體積大，操作不便；焊槍擺動機構釆用光杠加銅套運動機構，不但運動不靈
活，阻力大，而且使用壽命短，精準度和可靠性差。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是設計一種適用于建造大型船舶或儲罐中實現(xiàn)立縫焊 接的操作精準、方便、安全、經(jīng)濟的大型儲罐立縫自動焊接機頭。 本實用新型的結構雖然與已有技術一樣主要由小車行走機構1、焊槍擺
動機構2、焊縫整形機構3、焊槍位置調(diào)整機構4、底座5和焊槍夾緊機構6 組成(如圖l、圖2所示)。小車行走機構1和焊槍位置調(diào)整機構4安裝在底 座5上，在焊槍位置調(diào)整機構4上安裝有焊槍擺動機構2及焊槍擺動機構2 上安裝的焊槍夾緊機構6，安裝在底座5上。
其特點是小車行走機構l采用齒輪傳動的方式，焊槍擺動機構2采用滾 珠絲杠及直線滑軌結構，焊槍位置調(diào)整機構4采用燕尾槽結構。


圖l大型儲罐立縫自動焊接機頭簡圖
圖2大型儲罐立縫自動焊接機頭簡圖A向視圖
圖3小車行走機構結構圖
圖4焊槍擺動機構結構圖
圖5焊槍位置調(diào)整機構的橫向調(diào)節(jié)結構圖
圖6焊槍位置調(diào)整機構的縱向調(diào)節(jié)結構圖
圖7焊縫整形機構結構圖
圖8底座結構圖
圖9焊槍夾緊機構結構圖
圖10焊槍夾緊機構剖視圖(圖9中A向視圖)
其中l(wèi)一小車行走機構 2 —焊槍擺動機構
3—焊縫整形機構4 —焊槍位置調(diào)整機構
5—底座6—焊槍夾緊機構
7 —直流電機8—傳動齒輪組
9—外殼10--電機
ll--偏心輪12--擺套
lS--滑塊14--直線導軌
15-_絲杠16--蝸輪蝸桿組
17-一夕卜殼18-一橫向調(diào)節(jié)桿
19-—變速箱20-一橫向調(diào)節(jié)絲杠
21-—橫向調(diào)節(jié)絲母22-一橫向調(diào)節(jié)十字滑臺
23-—支架24-—縱向調(diào)節(jié)絲母
25-一縱向調(diào)節(jié)絲杠26-—縱向調(diào)節(jié)十字滑臺
27-—頂塊28-一前推桿29.一中間滑套30-一彈簧31.一調(diào)節(jié)套32一螺桿
33_外套34.—手柄
35一底盤36-一導向輪
37—軸承38.—齒條
39一導向板40.—焊槍固定塊
41一壓板 42—吊環(huán)螺釘
43—固定板 44—手柄
具體實施方式
實施例.由本例說明本實用新型的具體實施方式
。本例是一試驗樣機，其 構成如圖1—圖10所示。通過兩臺電機實現(xiàn)自動焊接，直流電機7控制行走， 電機IO控制擺動，其他調(diào)節(jié)由手動來控制。調(diào)節(jié)絲杠5可以使擺動的幅度增 加或減小，調(diào)節(jié)橫向調(diào)節(jié)桿18和縱向調(diào)節(jié)絲杠25就可以實現(xiàn)焊槍的位置調(diào) 節(jié)，焊縫整形機構3中頂塊的伸出與縮回是通過手柄34的轉動來控制。
具體是
(l).小車行走機構l如圖3所示，由直流電機7、傳動齒輪組8和外殼 9組成。外殼9與底座5固定，與直流電機7軸連接的傳動齒輪組8的齒輪 穿過底座5與底座5上的齒條38咬合。傳動齒輪組8在直流電機7的驅動下 帶動立縫自動焊接機頭上下作直線運動。
(2) .焊槍擺動機構2如圖4所示，由電機IO、偏心輪ll、擺套12、滑 塊13、直線導軌14、絲杠15，蝸輪蝸桿組16和外殼17組成。外殼17與焊 槍位置調(diào)整機構4上的縱向調(diào)節(jié)十字滑臺26固定，電機IO軸固連偏心輪11， 偏心輪ll的外周與擺套12上的滑槽內(nèi)壁接觸，偏心輪11通過電機10帶動進 行旋轉，使擺套12作往復擺動，滑塊13與擺套12上的軸承相配合，滑塊 13與直線導軌14滑動配合，擺套12帶動滑塊13在直線導軌14上作往復運 動，實現(xiàn)焊槍的擺動。蝸輪蝸桿組16與絲杠15旋轉連接，絲杠15與擺套 12通過螺紋連接，在蝸輪蝸桿組16的調(diào)節(jié)下使絲杠15帶動擺套12，從而實 現(xiàn)擺動幅度的增大或減少。
(3) .焊槍位置調(diào)整機構4如圖5、圖6所示，是由橫向調(diào)節(jié)桿18、變速 箱19、橫向調(diào)節(jié)絲杠20、橫向調(diào)節(jié)絲母21、橫向調(diào)節(jié)十字滑臺22、支架23、 縱向調(diào)節(jié)絲母24、縱向調(diào)節(jié)絲杠25和縱向調(diào)節(jié)十字滑臺26組成。變速箱19、 橫向調(diào)節(jié)十字滑臺22和底座5相連接。橫向調(diào)節(jié)桿18與變速箱19相連，調(diào) 節(jié)量通過變速箱19傳遞給橫向調(diào)節(jié)絲杠20，從而帶動橫向調(diào)節(jié)絲母21在橫 向調(diào)節(jié)十字滑臺22上滑動一達到橫向調(diào)節(jié)的目的。支架23固定在橫向調(diào)節(jié) 十字滑臺22上，縱向調(diào)節(jié)絲母24與支架23配合，通過縱向調(diào)節(jié)絲杠25的 轉動，縱向調(diào)節(jié)絲母24在縱向調(diào)節(jié)十字滑臺26中滑動，從而實現(xiàn)縱向調(diào)節(jié)。
(4) .焊縫整形機構3(如圖7所示)，焊縫整形機構3由頂塊27、前推桿28、中間滑套29、彈簧30、調(diào)節(jié)套31、螺桿32、外套33和手柄34組成。 外套33與底座5連接，手柄34與螺桿32固連，調(diào)節(jié)套31與中間滑套29 通過頂絲固定連接，旋轉手柄34帶動螺桿32旋轉，使調(diào)節(jié)套31連同中間滑 套29在外套33里做直線運動，從而改變頂塊27的伸出長度，前推桿28在 彈簧30的作用下使頂塊27緊貼焊道，從而達到焊道整形的目的。
而底座5如圖8所示，有底盤35、導向輪36、軸承37、齒條38和導向 板39。底盤35用于固定小車行走機構1、焊縫整形機構3和焊槍位置調(diào)整機 構4，裝有軸承37的導向輪36固定在底盤35上，分別有四組軸承37夾著 導向板39，在小車行走機構1的傳動下，整機可沿導向板39方向移動。
焊槍夾緊機構6如圖9、圖10所示，由焊槍固定塊40、壓板41、吊環(huán) 螺釘42、固定板43、手柄44組成。固定板43與焊槍擺動機構2的滑塊13 通過螺釘固定在一起，焊槍固定塊40與壓板41的一端通過軸鉸鏈連接，另 一端由吊環(huán)螺釘42和手柄44來固定，把焊槍放入焊槍固定塊40與壓板41 之間的凹槽后旋緊手柄44,從而使焊槍固定。
主要零件尺寸傳動齒輪組8中含有節(jié)園直徑為4)24mm，軸向模數(shù)1.5, 長度80mm的蝸桿和嚙合蝸桿節(jié)徑d)24腿，端面模數(shù)1.5，齒數(shù)33;偏心輪 11厚10mm，直徑4)45mm，偏心距13mm;擺套12長38mm，寬26mm，高24mm， 在一端洗有寬17mm的長槽，使偏心輪11的軸承在槽內(nèi)滑動，在與長槽相反 的一端焊有一個軸，上面鑲有軸承；變速箱19含有法向模數(shù)為1，螺旋角 45° ，分度圓cj)18.38mm的斜齒輪，兩個斜齒輪嚙合，起到變向的目的；彈 簧30長98mm，直徑(}) 16mm，由cj) 2. 5mm的鋼筋繞成；螺桿32總長56腿，螺 紋長30mm，螺紋M8-H6;調(diào)節(jié)套31cJ)24mm,長60mm;底座35的外形為長 265mm，寬231mm，高54mm,內(nèi)部根據(jù)安裝時的需要打孔。
本試驗樣機經(jīng)工業(yè)試驗，證明其結構設計合理、簡單、體積小、重量輕、 操作方便；使用壽命長，可靠性高；搡作精準、方便、安全，確保焊接質(zhì)量， 且造價較低，經(jīng)濟實用。
本實用新型小車設計新穎，結構簡單，重量輕，體積小，操作方便；焊
槍擺動機構釆用滾軸絲杠，運動阻力小，與國外同類產(chǎn)品的光杠加同套運動
機構比較，不但運動靈活，阻力小，而且使用壽命長，可靠性高；小車與軌 道的安裝采用快裝式卡緊機構，調(diào)節(jié)靈活，裝卸便捷；在建造大型船舶或儲 罐中實現(xiàn)了立縫焊接的操作精準、方便、安全，且造價較低，經(jīng)濟實用，焊接效率高，確保焊接質(zhì)量，降低了工人勞動強度。
權利要求1.一種建造大型船舶或儲罐中實現(xiàn)立縫焊接的大型儲罐立縫自動焊接機頭，包括小車行走機構[1]、焊槍擺動機構[2]、焊縫整形機構[3]、焊槍位置調(diào)整機構[4]、底座[5]和焊槍夾緊機構[6]六大部分，小車行走機構[1]和焊槍位置調(diào)整機構[4]安裝在底座[5]上，在焊槍位置調(diào)整機構[4]上安裝有焊槍擺動機構[2]及焊槍擺動機構[2]上安裝的焊槍夾緊機構[6]，焊縫整形機構[3]安裝在底座[5]上，其特征是小車行走機構[1]采用齒輪傳動的方式，焊槍擺動機構[2]采用滾珠絲杠及直線導軌結構，焊槍位置調(diào)整機構[4]采用燕尾槽結構。
2. 根據(jù)權利要求1所述的大型儲罐立縫自動焊接機頭，其特征是所述小車 行走機構[1]由直流電機[7]、傳動齒輪組[8]和外殼[9]組成，外殼[9]與底座[5] 固定，與直流電機[7]軸連接的傳動齒輪組[8]的齒輪穿過底座[5]與底座[5]上的 齒條[38]咬合。
3. 根據(jù)權利要求1所述的大型儲罐立縫自動焊接機頭，其特征是所述焊槍 擺動機構[2]由電機[10]、偏心輪[ll]、擺套[12]、滑塊[13]、直線導軌[14]、絲 杠[15]，蝸輪蝸桿組[16]和外殼[17]組成，外殼[17]與焊槍位置調(diào)整機構[4]上的 縱向調(diào)節(jié)十字滑臺[26]固定，電機[10]軸固連偏心輪[11]，偏心輪[ll]的外周與 擺套[12]上的滑槽內(nèi)壁接觸，使擺套[12]作往復擺動，滑塊[13]上的滑槽與擺套 [12]上的軸承相配合，滑塊[13]與直線導軌[14]滑動配合，蝸輪蝸桿組[16]與絲 杠[15]旋轉連接，絲杠[15]與擺套[12]通過螺紋連接。
4. 根據(jù)權利要求1所述的大型儲罐立縫自動焊接機頭，其特征是所述焊槍 位置調(diào)整機構[4]是由橫向調(diào)節(jié)桿[18]、變速箱[19]、橫向調(diào)節(jié)絲杠[20]、橫向調(diào) 節(jié)絲母21、橫向調(diào)節(jié)十字滑臺[22]、支架[23]、縱向調(diào)節(jié)絲母[24]、縱向調(diào)節(jié)絲 杠[25]和縱向調(diào)節(jié)十字滑臺[26]組成，變速箱[19]、橫向調(diào)節(jié)十字滑臺[22]和底 座[5]相連接，橫向調(diào)節(jié)桿[18]與變速箱[19]相連,調(diào)節(jié)量通過變速箱[19]傳遞給 橫向調(diào)節(jié)絲杠[20]，支架[23]固定在橫向調(diào)節(jié)十字滑臺[22]上,縱向調(diào)節(jié)絲母[24] 與支架[23]配合，通過縱向調(diào)節(jié)絲杠[25]的轉動，縱向調(diào)節(jié)絲母[24]在縱向調(diào)節(jié) 十字滑臺[26]中滑動。
5. 根據(jù)權利要求l所述的大型儲罐立縫自動焊接機頭，其特征是所述焊縫整 形機構[3]由頂塊[27]、前推桿[28]、中間滑套[29]、彈簧[30]、調(diào)節(jié)套[31]、螺 桿[32]、外套[33]和手柄[34]組成，外套[33]與底座[5]連接,手柄[34]與螺桿[32] 固連，調(diào)節(jié)套[31]與中間滑套[29]通過頂絲固定連接，旋轉手柄[34]帶動螺桿 [32]旋轉，調(diào)節(jié)套[31]連同中間滑套[29]在外套[33]里做直線運動，前推桿[28]在彈簧[30]的作用下使頂塊[27]緊貼焊道。
6. 根據(jù)權利要求l所述的大型儲罐立縫自動焊接機頭，其特征是所述底座[5] 有底盤[35]、導向輪[36]、軸承[37]、齒條[38]和導向板[39]，底盤[35]用于固 定小車行走機構[l]、焊縫整型機構[3]和焊槍位置調(diào)整機構[4],裝有軸承[37] 的導向輪[36]固定在底盤[35]上，分別有四組軸承[37]夾著導向板[39],在小車 行走機構[l]的傳動下，整機可沿導向板[39]方向移動。
7. 根據(jù)權利要求l所述的大型儲罐立縫自動焊接機頭，其特征是所述焊槍夾 緊機構[6]由焊槍固定塊[40]、壓板[41]、吊環(huán)螺釘[42]、固定板[43]、手柄[44] 組成，固定板[43]與焊槍擺動機構[2]的滑塊[13]通過螺釘把合在一起,焊槍固定 塊[40]與壓板[41]的一端通過軸串到一起，另一端由吊環(huán)螺釘[42]和手柄[44]來 固定，把焊槍放入焊槍固定塊[40]與壓板[41]之間的凹槽后旋緊手柄[44],使焊 槍固定。
專利摘要本實用新型是建造大型船舶或儲罐中，實現(xiàn)立縫焊接的大型儲罐立縫自動焊接機頭。涉及焊接和管道系統(tǒng)技術領域。它是小車行走機構[1]采用齒輪傳動的方式，焊槍擺動機構[2]采用滾珠絲杠及直線導軌結構，焊槍位置調(diào)整機構[4]采用燕尾槽結構。本機頭結構設計合理、簡單、體積小、重量輕、操作方便；使用壽命長，可靠性高；操作精準、方便、安全，確保焊接質(zhì)量，且造價較低，經(jīng)濟實用。
文檔編號B23K9/02GK201073712SQ20062011939
公開日2008年6月18日 申請日期2006年9月5日 優(yōu)先權日2006年9月5日
發(fā)明者天 樂, 鐵 尹, 鋒 張, 梁君直, 梁天軍, 胡立新, 欣 鄒, 政 閆, 江 陳 申請人:中國石油天然氣集團公司;中國石油天然氣管道局