CN102581440B - 一种焊接小车气动快速夹紧机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种焊接小车气动快速夹紧机构，属于油气管道焊接技术领域。所述夹紧机构包括动力驱动单元和夹紧单元；动力驱动单元包括旋转气缸、圆柱销、旋转轴、内六角螺钉和弹簧垫片；夹紧单元包括箱体、压板、行走轮部件、左导向轴固定体、碟形弹簧、铜套、导向轴、弹簧、右导向轴固定体、平垫、弹簧垫片和螺母。本发明提供的焊接小车气动快速夹紧机构，应用于单弧双丝焊接***的焊接小车上，可取代原有的夹紧方式，能够快速地实现焊接小车相对于轨道的快速定位和夹紧，提高了夹紧精度，缩短了焊接过程中的辅助时间，降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。

Description

一种焊接小车气动快速夹紧机构
技术领域
本发明涉及石油天然气管道焊接技术领域，特别涉及一种焊接小车气动快速夹紧机构。
背景技术
单弧双丝自动焊接***是管道施工过程中，实现管道焊接的一种新型专用焊接***设备。单弧双丝自动焊接***通过一个电弧实现两个焊丝的溶附，焊接过程中电流密度高、熔池自然熔宽大，可解决焊缝中出现的各种缺陷，且具有焊接参数适应范围宽、施工效率高、焊接电弧稳定等技术特点。通过确定合理的全位置管道自动焊接工艺参数及焊接方法，提高了管道焊接施工效率，并通过单弧双丝技术降低了全位置自动焊接过程中的焊缝缺陷率。
在管道焊接过程中，首先需要将自动焊接小车相对于轨道进行定位和固定，确保焊接小车能够在焊接过程中平稳工作。现有的焊接小车夹紧机构多采用四连杆锁紧机构、偏心式夹紧机构或其他形式锁紧机构，利用人工带动机械机构进行夹紧，在使用过程中这些机构都普遍存在着操作费力，自动化程度不高，夹紧不可靠等情况。
发明内容
为了解决现有焊接小车夹紧机构操作费力，自动化程度不高，夹紧不可靠等问题，本发明提供了一种焊接小车气动快速夹紧机构，所述夹紧机构包括动力驱动单元和夹紧单元；所述动力驱动单元包括旋转气缸(1)、圆柱销(2)、旋转轴(3)、内六角螺钉(4)和弹簧垫片(5)；所述夹紧单元包括箱体(6)、压板(7)、行走轮部件(8)、左导向轴固定体(9)、碟形弹簧(10)、铜套(11)、导向轴(12)、弹簧(13)、右导向轴固定体(14)、平垫(15)、弹簧垫片(16)和螺母(17)；
所述旋转气缸(1)与旋转轴(3)通过所述圆柱销(2)连接，所述旋转气缸(1)通过所述内六角螺钉(4)和弹簧垫片(5)固定在所述箱体(6)上；
所述压板(7)通过平垫(15)、弹簧垫片(16)、螺母(17)与导向轴(12)连接，两个导向轴(12)分别固定在所述压板(7)的两端，所述旋转轴(3)位于两个导向轴(12)的中间，两个行走轮部件(8)分别安装在所述左导向轴固定体(9)和右导向轴固定体(14)上，所述导向轴(12)的一端通过所述右导向轴固定体(14)上的孔进行定位，所述导向轴(12)的另一端通过所述铜套(11)与左导向轴固定体(9)连接，所述导向轴(12)上安装有多组碟形弹簧(10)，所述左导向轴固定体(9)和右导向轴固定体(14)之间安装有弹簧(13)。
所述铜套(11)位于所述左导向轴固定体(9)的孔内，所述铜套(11)的端面通过两个螺钉固定。
所述多组碟形弹簧(10)采用背对式，且两个碟形弹簧为一组。
本发明提供的焊接小车气动快速夹紧机构，应用于单弧双丝焊接***的焊接小车上，可取代原有的夹紧方式，能够快速地实现焊接小车相对于轨道的快速定位和夹紧，提高了夹紧精度，缩短了焊接过程中的辅助时间，降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的焊接小车气动快速夹紧机构的主剖图；
图2是本发明实施例提供的焊接小车气动快速夹紧机构的右视图；
图3是本发明实施例提供的焊接小车气动快速夹紧机构的俯视图；
图4是图2的A-A向剖视图；
图5是本发明实施例旋转轴的俯视图；
图6是本发明实施例旋转轴的主剖图；
图7是本发明实施例箱体的俯视图；
图8是本发明实施例压板的俯视图；
图9是本发明实施例行走轮部件的主视图；
图10是本发明实施例左导向轴固定体的主视图；
图11是本发明实施例左导向轴固定体的俯视图；
图12是本发明实施例铜套的剖视图；
图13是本发明实施例导向轴的主视图；
图14是本发明实施例弹簧的外部形状示意图；
图15是本发明实施例右导向轴固定体的主视图；
图16是本发明实施例右导向轴固定体的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明技术方案作进一步描述。
参见图1至图4，本发明实施例提供了一种焊接小车气动快速夹紧机构，该夹紧机构包括动力驱动单元和夹紧单元，其中，动力驱动单元包括旋转气缸1、圆柱销2、旋转轴3、内六角螺钉4和弹簧垫片5；夹紧单元包括箱体6、压板7、行走轮部件8、左导向轴固定体9、碟形弹簧10、铜套11、导向轴12、弹簧13、右导向轴固定体14、平垫15、弹簧垫片16和螺母17。
旋转气缸1与旋转轴3通过圆柱销2连接，旋转气缸1通过圆柱销2带动旋转轴3旋转，旋转气缸的力矩通过圆柱销2传递到旋转轴3上。旋转气缸有两个工作位置，根据工作的需要，通过对旋转气缸的进气和排气进行控制，旋转气缸可以实现0-90度的旋转。如图5和图6所示，旋转轴3有一个短边和一个长边，利用短边和长边的距离差，可以实现两种工作位置的切换，实现夹紧和放松。旋转气缸1通过内六角螺钉4和弹簧垫片5固定在箱体6上。箱体6在夹紧单元中起固定和支撑作用，如图7所示。
压板7通过平垫15、弹簧垫片16、螺母17与导向轴12连接。两个导向轴12分别固定在压板7的两端，旋转轴3位于两个导向轴12的中间，两个行走轮部件8分别安装在左导向轴固定体9(如图10和11所示)和右导向轴固定体14(如图15和16所示)上，如图9所示。如图13所示，导向轴12的一端通过右导向轴固定体14上的孔进行定位，沿两个孔可以进行滑动；导向轴12的另一端通过铜套11与左导向轴固定体9连接。铜套11位于左导向轴固定体9的孔内，铜套11的端面通过两个M3X5螺钉固定，铜套11的内孔和导向轴12的外径配合，可以减少滑动过程中的摩擦力，如图12所示。
导向轴12上安装有10组碟形弹簧10，10组碟形弹簧采用背对式两个为一组，在安装过程中通过六角螺母对碟形弹簧10进行预紧，通过预紧力的作用可以确保碟形弹簧10在工作过程中有足够的弹性。左导向轴固定体9和右导向轴固定体14之间安装有弹簧13，弹簧13有一个对左导向轴固定体9和右导向轴固定体14进行分离的弹力，如图14所示。
在实际应用中，通过对旋转气缸1进气和排气的控制，旋转轴3在旋转气缸的带动下旋转90度，在克服弹簧13的弹性力下通过旋转轴3短边和长边直径的变换，带动压板7，从而实现行走轮部件8沿着导向轴12的轴向方向的快速移动，而移动的距离是旋转轴3短边和长边直径的直径差，通过直径的变化，从而实现焊接小车相对于轨道的快速夹紧。
下面以Φ1016管道所需单弧双丝焊接***自动焊接小车为例，进一步阐述本实施例的可实施性，具体如下：
旋转气缸1选用RAN50旋转气缸，实际转矩53kgf.cm，通过圆柱销2与旋转轴3连接，圆柱销2为直径1.5mm的圆柱形，圆柱销2与旋转轴3和旋转气缸1贯通连接，圆柱销2与旋转气缸1和旋转轴3为过渡配合。旋转气缸1通过弹簧垫片5和内六角螺钉4固定在箱体6上，内六角螺钉4的型号为M5X15。旋转轴3为一个圆轴消去两边，旋转过程中依靠大径和小径的变化来实现锁紧和放松。压板7上有两个直径为φ12的圆孔，压板7的一端有M10螺纹，用于支撑导向轴12，如图8所示。压板7、旋转轴3与右导向轴固定体14连接，导向轴12一端有M10螺纹，通过M10螺母17、弹簧垫片16和平垫15，压板7和左导向轴固定体9将旋转轴3夹持在中间。在导向轴12的φ12mm的外径上安装有弹簧13，弹簧13外径15mm，丝径1mm，节距3mm，自由长度90mm。铜套11的外径φ20mm，内孔φ12mm，外径与左导向轴固定体9过盈配合，内孔与导向轴12上φ12mm外径间隙配合。在导向轴12的一端安装有10组背向接触的蝶形弹簧10，蝶形弹簧内孔φ12.5mm，外径φ18mm，自由厚度1.5mm，蝶形弹簧组的一端与左导向轴固定体9贴合，蝶形弹簧组的另一端通过M12螺母将蝶形弹簧组压紧，施加一定的预紧力，这样就可以通过旋转气缸1的转动来实现快速夹紧。
本发明实施例提供的焊接小车气动快速夹紧机构是单弧双丝自动焊接***的核心组成部分，使用压缩空气为动力源，通过压缩空气带动旋转气缸，利用旋转气缸的扭矩，带动夹紧单元实现自动焊接小车相对于轨道的快速定位和夹紧。
本发明提供的焊接小车气动快速夹紧机构，应用于单弧双丝焊接***的焊接小车上，可取代原有的夹紧方式，能够快速地实现焊接小车相对于轨道的快速定位和夹紧，结构简单，操作方便、安全，提高了夹紧精度，缩短了焊接过程中的辅助时间，降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种焊接小车气动快速夹紧机构，其特征在于，所述夹紧机构包括动力驱动单元和夹紧单元；所述动力驱动单元包括旋转气缸（1）、圆柱销（2）、旋转轴（3）、内六角螺钉（4）和弹簧垫片（5）；所述夹紧单元包括箱体（6）、压板（7）、行走轮部件（8）、左导向轴固定体（9）、碟形弹簧（10）、铜套（11）、导向轴（12）、弹簧（13）、右导向轴固定体（14）、平垫（15）、弹簧垫片（16）和螺母（17）；
所述旋转气缸（1）与旋转轴（3）通过所述圆柱销（2）连接，所述旋转气缸（1）通过所述内六角螺钉（4）和弹簧垫片（5）固定在所述箱体（6）上；
所述压板（7）通过平垫（15）、弹簧垫片（16）、螺母（17）与导向轴（12）连接，两个导向轴（12）分别固定在所述压板（7）的两端，所述旋转轴（3）位于两个导向轴（12）的中间，两个行走轮部件（8）分别安装在所述左导向轴固定体（9）和右导向轴固定体（14）上，所述导向轴（12）的一端通过所述右导向轴固定体（14）上的孔进行定位，所述导向轴（12）的另一端通过所述铜套（11）与左导向轴固定体（9）连接，所述导向轴（12）上安装有多组碟形弹簧（10），所述左导向轴固定体（9）和右导向轴固定体（14）之间安装有弹簧（13）；
所述铜套（11）位于所述左导向轴固定体（9）的孔内，所述铜套（11）的端面通过两个螺钉固定。
2.如权利要求1所述的焊接小车气动快速夹紧机构，其特征在于，所述多组碟形弹簧（10）采用背对式，且两个碟形弹簧为一组。
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