CN108637584A - 一种法兰焊接自动对中夹具 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种法兰焊接自动对中夹具，以解决法兰与管道焊接过程中的管口对中问题。其结构简单，加工成本低，非常适合工程应用。本发明采用的技术方案是：一种法兰焊接自动对中夹具，其特征在于，主体分为法兰夹紧机构和管道夹紧机构两部分；其中法兰夹紧机构由锁钩5、机架6、长连杆7、大螺母一8、三角支架一9、大螺母二10构成，管道夹紧机构由滑动支架1、连杆一2、支撑器3、连杆三4、机架6、小螺母11、拉杆12、连杆二13、弹簧14、三角支架二15构成。

Description

一种法兰焊接自动对中夹具

技术领域

本发明涉及管道工程，机械工程，化工领域等，特别是一种法兰焊接自动对中夹具。

背景技术

在大量的流程工业生产线的建设过程中，管道所占的比重不容轻视。管道施工在施工过程中很多部位为了便于检修，需要将管材与法兰焊接后进行连接。管道与法兰的焊接过程中的对中问题一直是影响管道焊接质量的重要因素，急需简单有效的设备将其解决，降低施工人员的工作强度。

发明内容

针对上述技术现状的不足，本发明的目的在于提供一种法兰焊接自动对中夹具，以解决法兰与管道焊接过程中的管口对中问题。其结构简单，加工成本低，非常适合工程应用。

本发明采用的技术方案是：一种法兰焊接自动对中夹具，其特征在于，主体分为法兰夹紧机构和管道夹紧机构两部分；其中法兰夹紧机构由锁钩5、机架6、长连杆7、大螺母一8、三角支架一9、大螺母二10构成，所述锁钩5共三个，每个锁钩由锁钩头、方形滑条主体和背部铰链构成，所述机架6由圆柱滑杆段和螺纹柱段组成，在两段交接处侧向延伸有三个圆周阵列的半开式方形滑槽，三个锁钩5通过自身的方形滑条主体与机架6上的圆周阵列的半开式方形滑槽形成滑动配合，使锁钩5可沿着半开式方形滑槽自由滑动；长连杆7共三根，每根的两端分别与锁钩5背部的铰链和三角支架一9上的铰链连接，三角支架一9装配在机架6尾部的螺纹柱上，并可沿其轴向滑动；大螺母一8和大螺母二10通过螺纹副与机架6尾部的螺纹柱进行配合，实现三角支架一9在机架6尾部的螺纹柱上的定位。

管道夹紧机构由滑动支架1、连杆一2、支撑器3、连杆三4、机架6、小螺母11、拉杆12、连杆二13、弹簧14、三角支架二15构成；所述机架6的圆柱滑杆段外表面轴向阵列有花键，在其中两条相邻的花键之间开设有条形的销滑槽16，滑动支架1套设在机架6的圆柱滑杆上，其内部阵列有与所述花键配合的轴向花键式滑槽，使滑动支架1可以沿机架6的圆柱滑杆滑动，滑动支架1两端外侧各周向阵列有三个铰链，所述支撑器3是截面为U型的条形槽体，其两端设有铰接孔，连杆一2、支撑器3、连杆二13和滑动支架1通过铰链相互连接成三组圆周阵列的平行四连杆机构，三条连杆三4将三个支撑器3靠近机架6圆周阵列的半开式方形滑槽的一端与三角支架二15通过铰链连接形成圆周阵列的四连杆机构活动支撑连杆***，所述三角支架二15套设在圆柱滑杆段的靠近半开式方形滑槽的一端。

所述机架6的轴心设计有贯穿的圆柱形空腔，拉杆12装配在机架6的轴心圆柱形空腔内，可沿其滑动,拉杆12的头部通过销钉19与滑动支架1上的销孔连接，销钉19贯穿销滑槽16，并可在销滑槽16内滑动；拉杆12设有外螺纹，小螺母11与拉杆12通过螺纹副配合，小螺母11用于抵靠在机架6螺纹柱端从而对拉杆12进行定位，在滑动支架1和三角支架二15之间装配有弹簧14用于复位。

通过拧动小螺母11可通过拉动拉杆12调节滑动支架1相对于机架的位置，使三组四连杆机构中的支撑器3相对于机架6轴心的距离变化，从而管道内部实现对管道的夹紧；

在拧动小螺母夹紧管道的过程中，平行四连杆机构保证了支撑器3与本发明夹具轴心始终平行，这使管道在被夹紧过程中同时实现了与本发明中夹具轴线的对中；由于法兰在夹紧过程中同时与本发明中的夹具实现了对中，所以本发明间接的实现法兰与焊接管道的对中操作。

在夹紧管道过程中，由于平行四连杆运动使管道在被夹紧的过程中同时存在向已被夹紧法兰的运动趋势，这产生了一定的预应力使管道端面在紧贴在法兰面上，使两者实现更好的接触，此外在管道被夹紧后，如果有向后脱落的趋势，本发明中的平行四连杆机构同时会产生向外扩张的趋势，增大支撑器3与管内壁的挤压力时摩擦力增大，实现摩擦自锁防止管道脱落。

附图说明

图1本发明总体机构布局示意图；

图2本发内加紧结构原理示意图；

图3本发明机架结构示意图；

图4本发明三角支架一结构示意图；

图5本发明三角支架二结构示意图；

图6本发明滑动支架结构示意图；

图7本发明支撑器结构示意图；

图8本发明拉杆装配体结构示意图；

图9本发明锁钩结构示意图；

图中：1滑动支架、2连杆一、3支撑器、4连杆三、5锁钩、6机架、7长连杆、8大螺母一、9三角支架一、10大螺母二、11小螺母、12拉杆、13连杆二、14弹簧、15三角支架二、16销滑槽、17矩形滑槽、18圆孔、19销钉、20销钉孔。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方法，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

参阅附图，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的位置限定用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

本发明所提供的法兰焊接对中夹具结构如附图1所示，主体分为法兰夹紧机构和管道夹紧机构两部分；其中法兰夹紧机构由锁钩5、机架6、长连杆7、大螺母一8、三角支架一9、大螺母二10构成；管道夹紧机构由滑动支架1、连杆一2、支撑器3、连杆三4、机架6、小螺母11、拉杆12、连杆二13、弹簧14、三角支架二15构成；

如附图1所示，法兰夹紧机用于对法兰进行固定定位，该机构中：三个锁钩5通过自身的方形滑条主体与机架6上的圆周阵列的半开式方形滑槽形成滑动配合，使锁钩5可沿着半开式方形滑槽自由滑动；长连杆7两端分别与锁钩5背部的铰链和三角支架一9上的铰链连接，三角支架一9装配在机架6尾部的螺纹柱上，并可沿其轴向滑动；大螺母一8和大螺母二10通过螺纹副与机架6尾部的螺纹柱进行配合，实现三角支架一9在机架6尾部的螺纹柱上的定位。

如附图1所示，通过扭动大螺母一8、和大螺母二10改变三角支架一9在机架6尾部的螺纹柱上的位置，可是实现三个锁钩5的同步运动对法兰外侧圆柱面进行夹紧，实现法兰夹紧机构对法兰夹紧定位，并且在夹紧过程中使法兰中心轴线与夹具中心轴线重合，实现法兰与夹具的对中。

如附图1和图2所示，管道夹紧机构对管道进行固定定位，和法兰夹紧机构一样主体依然为机架6,滑动支架1通过圆柱形花键式滑槽与机架6头部的圆柱滑杆配合，可沿其轴向滑动，同时化简可以在保证滑动中两构件间不发生旋转，三角支架二15也以同样的方式装配在机架上；连杆一2、支撑器3、连杆二13和支撑器3通过铰链相互连接形成了三组圆周阵列的平行四连杆机构，连杆三4将三组四连杆机构的末端与三角支架二15通过铰链连接形成圆周阵列的活动支撑连杆***。

如图2和图3所示，机架6的轴心设计有贯穿的圆柱形空腔，并且在头部的圆柱花键轴的侧面设计有条形的销滑槽16；拉杆12装配在机架6的轴心圆柱形空腔内，可沿其滑动,拉杆12的头部通过销钉19与滑动支架1连接，销钉19贯穿销滑槽16，并可在销滑槽16内滑动；小螺母11与拉杆12通过螺纹副配合，在滑动支架1和三角支架二15之间装配有弹簧用于复位。

如图2所示，通过拧动小螺母11可通过拉动拉杆12调节滑动支架1相对于机架的位置，使三组四连杆机构中的支撑器3相对于机架6轴心的距离变化，从而管道内部实现对管道的夹紧；

在拧动小螺母夹紧管道的过程中，平行四连杆机构保证了支撑器3与本发明夹具轴心始终平行，这使管道在被夹紧过程中同时实现了与本发明中夹具轴线的对中；由于法兰在夹紧过程中同时与本发明中的夹具实现了对中，所以本发明间接的实现法兰与焊接管道的对中操作。

在夹紧管道过程中，由于平行四连杆运动使管道在被夹紧的过程中同时存在向已被夹紧法兰的运动趋势，这产生了一定的预应力使管道端面在紧贴在法兰面上，使两者实现更好的接触，此外在管道被夹紧后，如果有向后脱落的趋势，本发明中的平行四连杆机构同时会产生向外扩张的趋势，增大支撑器3与管内壁的挤压力时摩擦力增大，实现摩擦自锁防止管道脱落。

如图4-8所示，是本发明部分零部件结构示意图，图4是三角支架一结构示意图，由圆环体和外侧轴向阵列的三个铰链构成，圆环体可套设在机架6的螺纹柱段上并沿螺纹柱段滑动；图5是三角支架二结构示意图，其也由圆环体和外侧轴向阵列的三个铰链构成，不同的是圆环体内部阵列开设有轴向条形槽，以与机架6的阵列有花键的圆柱滑杆段配合；图6是滑动支架结构示意图，其主体是空心圆柱体，空心圆柱体的内部阵列开设有轴向条形槽，以与机架6的阵列有花键的圆柱滑杆段配合，仅能轴向滑动而不会发生转动，临近空心圆柱体两端的外侧面上均阵列有三个铰链，滑动支架外侧面上还开设有销钉孔20；图7是支撑器3的一个实施例结构示意图，其是截面为U型的条形槽体，其两端设有铰接孔，在槽体的底面上阵列有两列多个小突起，用以增大支撑器3与管道内壁的摩擦力；图8是拉杆12结构示意图，其一段设置有与小螺母11配合的外螺纹，另一端的端部设有销钉19，用以与滑动支架1上的销钉孔20配合，将拉杆12和滑动支架1连接在一起。

如附图9所示，是锁钩5结构示意图，每个锁钩由锁钩头、方形滑条主体和背部铰链构成。锁钩5的钩体内侧钩面与主体滑动轴线为锐角，可使法兰夹紧机构在夹紧法兰的过程中限制法兰在夹具主体轴向上的滑动，与机架6方形滑槽的外表面的共同实现法兰的定位。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (2)

1.一种法兰焊接自动对中夹具，其特征在于，主体分为法兰夹紧机构和管道夹紧机构两部分；其中法兰夹紧机构由锁钩(5)、机架(6)、长连杆(7)、大螺母一(8)、三角支架一(9)、大螺母二(10)构成，所述锁钩(5)共三个，每个锁钩由锁钩头、方形滑条主体和背部铰链构成，所述机架(6)由圆柱滑杆段和螺纹柱段组成，在两段交接处侧向延伸有三个圆周阵列的半开式方形滑槽，三个锁钩(5)通过自身的方形滑条主体与机架(6)上的圆周阵列的半开式方形滑槽形成滑动配合，使锁钩(5)可沿着半开式方形滑槽自由滑动；长连杆(7)共三根，每根的两端分别与锁钩(5)背部的铰链和三角支架一(9)上的铰链连接，三角支架一(9)装配在机架(6)尾部的螺纹柱上，并可沿其轴向滑动；大螺母一(8)和大螺母二(10)通过螺纹副与机架(6)尾部的螺纹柱进行配合，实现三角支架一(9)在机架(6)尾部的螺纹柱上的定位；

管道夹紧机构由滑动支架(1)、连杆一(2)、支撑器(3)、连杆三(4)、机架(6)、小螺母(11)、拉杆(12)、连杆二(13)、弹簧(14)、三角支架二(15)构成；所述机架(6)的圆柱滑杆段外表面轴向阵列有花键，在其中两条相邻的花键之间开设有条形的销滑槽(16)，滑动支架(1)套设在机架(6)的圆柱滑杆上，其内部阵列有与所述花键配合的轴向花键式滑槽，使滑动支架(1)可以沿机架(6)的圆柱滑杆滑动，滑动支架(1)两端外侧各周向阵列有三个铰链，连杆一(2)、支撑器(3)、连杆二(13)和滑动支架(1)通过铰链相互连接成三组圆周阵列的平行四连杆机构，三条连杆三(4)将三个支撑器(3)靠近机架(6)圆周阵列的半开式方形滑槽的一端与三角支架二(15)通过铰链连接形成圆周阵列的四连杆机构活动支撑连杆***，所述三角支架二(15)套设在圆柱滑杆段的靠近半开式方形滑槽的一端；

所述机架(6)的轴心设计有贯穿的圆柱形空腔，拉杆(12)装配在机架(6)的轴心圆柱形空腔内，可沿其滑动,拉杆(12)的头部通过销钉(19)与滑动支架(1)上的销钉孔(20)连接，销钉(19)贯穿销滑槽(16)，并可在销滑槽(16)内滑动；拉杆(12)的一部分设有外螺纹，小螺母(11)与拉杆(12)通过螺纹副配合，小螺母(11)用于抵靠在机架(6)螺纹柱端从而对拉杆(12)进行定位，在滑动支架(1)和三角支架二(15)之间装配有弹簧(14)用于复位。

2.根据权利要求1所述的法兰焊接自动对中夹具，其特征在于，所述支撑器3是截面为U型的条形槽体，其两端设有铰接孔，在槽体的底面上阵列有两列多个小突起。