CN115922188B - 一种环缝装焊的张力同步装夹装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环缝装焊技术领域，本发明提出了一种环缝装焊的张力同步装夹装置，包括内支撑夹具以及外支撑夹具，内支撑夹具用于支撑工件的内周面，外支撑夹具用于支撑工件的外周面，内支撑夹具包括中轴以及内支撑总成，中轴设置于工件的中部并沿工件的中轴线延伸，中轴的两端均延伸至工件的外侧，内支撑总成呈环状且内支撑总成的外周面能够与工件的内侧壁抵接，内支撑总成的内周面与中轴固定；外支撑夹具包括张紧环组件以及旋转驱动组件，张紧环套设于工件的外周面，旋转驱动组件能够驱动张紧环组件旋转以使张紧环组件贴紧或远离工件的外周面。通过设置内支撑夹具与外支撑夹具对工件焊接处的内外侧面进行支撑，保证焊接时工件稳定性，提高焊接精度。

Description

一种环缝装焊的张力同步装夹装置

技术领域

本发明涉及环缝装焊技术领域，具体涉及一种环缝装焊的张力同步装夹装置。

背景技术

目前环缝装焊大多数采用固定式内支撑或多内支撑杆来完成筒段与筒段或筒段与箱底环缝之间的装配对接，例如在火箭贮箱的环缝装焊中均是采用以上的支撑结构。但以上操作无法实现高精度和高效率，而且在生产过程中对装配人员的技术要求非常高，不便于贮箱的大量生产以及企业的流线式生产。

且铝合金筒体自身的刚性较弱，需要采用刚性装配的方式进行圆度的校正，而普通的内支撑夹具往往周向刚性较弱。同时，在装配过程中内支撑夹具与铝合金筒体的内表面之间很容易产生间隙，造成搅拌摩擦焊的焊接缺陷，而且变位旋转时工件与内支撑之间会发生打滑，进而失去支撑作用。

发明内容

本发明针对目前环缝装焊时所采用的内支撑容易与工件内表面产生间隙进而导致焊接缺陷以及变位旋转时容易发生打滑等问题，提出了一种环缝装焊的张力同步装夹装置，该装置可以降低工装夹具的成本并避免登高作业，实现火箭贮箱环缝装焊的优质高效绿色装配以及焊接生产。

本发明提出了一种环缝装焊的张力同步装夹装置，包括内支撑夹具以及外支撑夹具，所述内支撑夹具用于支撑工件的内周面，所述外支撑夹具用于支撑工件的外周面，所述内支撑夹具包括中轴以及内支撑总成，所述中轴设置于工件的中部并沿工件的中轴线延伸，所述中轴的两端均延伸至工件的外侧，所述内支撑总成呈环状且所述内支撑总成的外周面能够与工件的内侧壁抵接，所述内支撑总成的内周面与所述中轴固定；所述外支撑夹具包括张紧环组件以及旋转驱动组件，所述张紧环组件套设于工件的外周面，所述旋转驱动组件能够驱动所述张紧环组件旋转以使所述张紧环组件贴紧或远离工件的外周面。

优选的，所述张紧环组件包括环形滑枕以及多个弧形外压板，多个所述弧形外压板环绕工件的外周面并组成环形结构；所述弧形外压板的外侧面均向外凸设有卡爪，所述卡爪的侧面设置有滑槽，所述环形滑枕的侧面设置有滑轨，所述环形滑枕套设于工件的外周面且所述环形滑枕与所述卡爪通过所述滑槽与所述滑轨滑动连接，所述旋转驱动组件能够驱动所述卡爪沿所述环形滑枕滑动以使所述弧形外压板靠近或远离工件的外周面。

优选的，所述旋转驱动组件包括驱动装置以及环形转动件，所述环形转动件套设于所述张紧环组件的外侧，所述环形转动件的内周面间隔开设有多个限位槽，所述卡爪的端部能够伸入所述限位槽内，所述驱动装置能够驱动所述环形转动件转动以带动所述卡爪沿所述环形滑枕滑动。

优选的，所述环形转动件的外周面设置有齿条结构，所述驱动装置包括旋转驱动件以及主动齿轮，所述旋转驱动件的驱动端与所述主动齿轮固定连接，所述主动齿轮与所述齿条结构啮合，所述旋转驱动件能够通过所述主动齿轮与所述齿条结构驱动所述环形转动件转动。

优选的，所述外支撑夹具还包括稳定支撑件，所述稳定支撑件环绕工件的外周面设置并位于所述环形转动件的一侧；所述环形转动件的侧面设置有环形的滑道，所述滑道的轴线与所述环形转动件的轴线重合，所述滑道滑动设置有滑块，所述稳定支撑件与所述滑块固定连接。

优选的，所述内支撑总成由若干个内支撑组件组成，所述内支撑组件包括固定盘、伸缩驱动机构以及弧形内撑板，所述固定盘呈环形且所述固定盘的内周面固定于所述中轴，所述伸缩驱动机构的一端固定于所述固定盘的外周面，所述伸缩驱动机构的另一端固定有所述弧形内撑板，所述伸缩驱动机构能够带动所述弧形内撑板向远离或靠近所述固定盘的方向运动；所述伸缩驱动机构均匀间隔设置于所述固定盘的外周面，在所述伸缩驱动机构的带动下，多个所述弧形内撑板能够组成环形结构以贴合工件的内周面。

优选的，所述弧形内撑板的两端均设置有第一台阶和第二台阶，且相邻的两个所述弧形内撑板相互靠近的两个端部的其中之一设置有所述第一台阶，另一个设置有所述第二台阶，所述第一台阶与所述第二台阶能够配合以使相邻的两个所述弧形内撑板卡接在一起。

优选的，所述第一台阶的侧面形成有第一斜面，所述第二台阶的侧面形成有第二斜面，所述弧形内撑板向远离所述固定盘的方向移动的过程中，所述第一台阶与所述第二台阶逐渐卡接，所述第一斜面与所述第二斜面之间的挤压力逐渐变大。

优选的，所述外支撑夹具还包括夹紧旋转组件，所述夹紧旋转组件包括夹紧环、固定环、L形支撑架以及辅助支撑杆，所述夹紧环套设于工件的外周面并与工件的外周面紧密贴合，所述L形支撑架的一端固定于所述夹紧环，所述L形支撑架的另一端固定于所述固定环，所述L形支撑架在所述夹紧环与所述固定环之间间隔设置有多个；所述辅助支撑杆设置于所述L形支撑架的内侧。

优选的，还包括固定箱，所述固定箱内设置有中轴驱动件，所述中轴的两端伸入所述固定箱内并与所述中轴驱动件相连，所述固定环固定套设于所述中轴的外侧，所述中轴驱动件能够驱动所述中轴转动从而带动所述内支撑总成与所述夹紧旋转组件转动。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过设置内支撑夹具与外支撑夹具同时对工件焊接处的内侧面与外侧面进行了支撑，保证了焊接时工件的稳定性，提高焊接精度。

2、本发明的内支撑夹具采用了可拆卸式结构，并通过中轴安装于固定箱，在完成焊接后可进行拆卸，拆卸后的单块部件可通过人工直接取出，安装拆卸方便。

3、本发明的弧形内撑板首先通过台阶结构增加了弧形内撑板之间的连接紧密性，同时采用斜面结构使弧形内撑板产生圆周周向力并扩径涨圆，保证了对工件的内侧支撑力。

4、本发明的外支撑夹具可以通过旋转来自由的调节对工件外周面的夹紧度，且环形转动件外周面的齿条结构与主动齿轮不仅作为驱动传动结构，而且还相当于天然的锁紧装置，根据工件的具体形状调节到最佳约束状态后，旋转驱动件不工作后，主动齿轮与齿条结构相互卡住，可避免环形转动件发生任何方向的转动，环形转动件更为稳定。

5、本发明的装置结构简单紧凑，操作容易，可进行大面积推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述的环缝装焊的张力同步装夹装置的简要结构示意图。

图2为本发明所述的环缝装焊的张力同步装夹装置中外支撑夹具的侧视图。

图3为本发明所述的环缝装焊的张力同步装夹装置中外支撑夹具的剖面图。

图4为本发明所述的环缝装焊的张力同步装夹装置中内支撑夹具的侧视图。

图中：1、中轴，2、环形滑枕，3、弧形外压板，4、卡爪，5、滑槽，6、滑轨，7、环形转动件，8、限位槽，9、齿条结构，10、旋转驱动件，11、主动齿轮，12、稳定支撑件，13、滑道，14、滑块，15、固定盘，16、伸缩驱动机构，17、弧形内撑板，18、第一台阶，19、第二台阶，20、夹紧环，21、固定环，22、L形支撑架，23、辅助支撑杆，24、固定箱，100、工件。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。

如图1至图4所示，在本实施例中，本发明提出了一种环缝装焊的张力同步装夹装置，包括内支撑夹具以及外支撑夹具，内支撑夹具用于支撑工件100的内周面，外支撑夹具用于支撑工件100的外周面，内支撑夹具包括中轴1以及内支撑总成，中轴1设置于工件100的中部并沿工件100的中轴线延伸，中轴1的两端均延伸至工件100的外侧，内支撑总成呈环状且内支撑总成的外周面能够与工件100的内侧壁抵接，内支撑总成的内周面与中轴1固定；外支撑夹具则包括张紧环组件以及旋转驱动组件，张紧环组件套设于工件100的外周面，旋转驱动组件能够驱动张紧环组件旋转以使张紧环组件贴紧或远离工件100的外周面。

具体的，如图1至图3所示，张紧环组件包括环形滑枕2以及多个弧形外压板3，多个弧形外压板3环绕工件100的外周面并组成环形结构；弧形外压板3的外侧面均向外凸设有卡爪4，卡爪4的侧面设置有滑槽5，环形滑枕2的侧面设置有滑轨6，环形滑枕2套设于工件100的外周面且环形滑枕2与卡爪4通过滑槽5与滑轨6滑动连接，旋转驱动组件能够驱动卡爪4沿环形滑枕2滑动以使弧形外压板3靠近或远离工件100的外周面。其中，旋转驱动组件包括驱动装置以及环形转动件7，环形转动件7套设于张紧环组件的外侧，环形转动件7的内周面间隔开设有多个限位槽8，卡爪4的端部能够伸入限位槽8内，驱动装置能够驱动环形转动件7转动以带动卡爪4沿环形滑枕2滑动。而环形转动件7的转动主要是通过齿轮齿条的方式来实现的，如图所示，环形转动件7的外周面设置有齿条结构9，驱动装置包括旋转驱动件10以及主动齿轮11，旋转驱动件10的驱动端与主动齿轮11固定连接，主动齿轮11与齿条结构9啮合，旋转驱动件10能够通过主动齿轮11与齿条结构9驱动环形转动件7转动。且从图中也可以看出，主动齿轮11的直径较小，通过小齿轮来驱动大齿轮结构转动可降低对驱动件动力的要求。

同时，为进一步增加外支撑夹具本身以及整体结构的稳定性和刚性，可在工件100的外侧面增加一稳定支撑件12，稳定支撑件12环绕工件100的外周面设置并位于环形转动件7的一侧；环形转动件7的侧面设置有环形的滑道13，滑道13的轴线与环形转动件7的轴线重合，滑道13滑动设置有滑块14，稳定支撑件12与滑块14固定连接。如此，当环形转动件7需要进行旋转时，稳定支撑件12由于滑块14的存在，不会对环形转动件7的旋转造成限制或影响，同时为增加支撑效果，可设置多个滑块14以增加连接点。稳定支撑件12为一环形的结构件，在进行焊接时，稳定支撑件12的底部可直接固定在焊接操作时的底座上，起到对内外支撑夹具以及工件100的支撑稳定作用。

如图4所示，内支撑总成由若干个内支撑组件组成，内支撑组件包括固定盘15、伸缩驱动机构16以及弧形内撑板17，固定盘15呈环形且固定盘15的内周面固定于中轴1，伸缩驱动机构16的一端固定于固定盘15的外周面，伸缩驱动机构16的另一端固定有弧形内撑板17，伸缩驱动机构16能够带动弧形内撑板17向远离或靠近固定盘15的方向运动；伸缩驱动机构16均匀间隔设置于固定盘15的外周面，在伸缩驱动机构16的带动下，多个弧形内撑板17能够组成环形结构以贴合工件100的内周面。为增加弧形内撑板17之间的连接稳定性，弧形内撑板17的两端均设置有第一台阶18和第二台阶19，且相邻的两个弧形内撑板17相互靠近的两个端部的其中之一设置有第一台阶18，另一个设置有第二台阶19，第一台阶18与第二台阶19能够配合以使相邻的两个弧形内撑板17卡接在一起。第一台阶18的侧面形成有第一斜面，第二台阶19的侧面形成有第二斜面，弧形内撑板17向远离固定盘15的方向移动的过程中，第一台阶18与第二台阶19逐渐卡接，第一斜面与第二斜面之间的挤压力逐渐变大，从而达到扩径涨圆的目的。

如图1所示，外支撑夹具还包括夹紧旋转组件，夹紧旋转组件包括夹紧环20、固定环21、L形支撑架22以及辅助支撑杆23，夹紧环20固定套设于工件100的外周面并与工件100的外周面紧密贴合，L形支撑架22的一端固定于夹紧环20，L形支撑架22的另一端固定于固定环21，L形支撑架22在夹紧环20与固定环21之间间隔设置有多个；辅助支撑杆23设置于L形支撑架22的内侧。

如图1所示，还包括固定箱24，固定箱24内设置有中轴驱动件，中轴1的两端伸入固定箱24内并与中轴驱动件相连，固定环21固定套设于中轴1的外侧，中轴驱动件能够驱动中轴1转动从而带动内支撑总成与夹紧旋转组件转动。通过一个驱动件来同时进行内外支撑夹具的转动，可保证内外旋转的一致性，保证夹具与工件100之间的稳定连接。

该环缝装焊的张力同步装夹装置的工作原理为：

在进行环缝装焊时，首先通过内支撑夹具与外支撑夹具将两个工件固定夹持好，完成焊接操作后，外支撑夹具可直接通过旋转的方式松开工件100，外支撑夹具松开后，可直接将内支撑夹具拆卸成分散的部件，再通过人工的方式直接取出。

通过上述实施方式可以看出，本发明的有益效果是：

1、本发明通过设置内支撑夹具与外支撑夹具同时对工件焊接处的内侧面与外侧面进行了支撑，保证了焊接时工件的稳定性，提高焊接精度。

2、本发明的内支撑夹具采用了可拆卸式结构，并通过中轴安装于固定箱，在完成焊接后可进行拆卸，拆卸后的单块部件可通过人工直接取出，安装拆卸方便。

3、本发明的弧形内撑板首先通过台阶结构增加了弧形内撑板之间的连接紧密性，同时采用斜面结构使弧形内撑板产生圆周周向力并扩径涨圆，保证了对工件的内侧支撑力。

4、本发明的外支撑夹具可以通过旋转来自由的调节对工件外周面的夹紧度，且环形转动件外周面的齿条结构与主动齿轮不仅作为驱动传动结构，而且还相当于天然的锁紧装置，根据工件的具体形状调节到最佳约束状态后，旋转驱动件不工作后，主动齿轮与齿条结构相互卡住，可避免环形转动件发生任何方向的转动，环形转动件更为稳定。

5、本发明的装置结构简单紧凑，操作容易，可进行大面积推广。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种环缝装焊的张力同步装夹装置，包括内支撑夹具以及外支撑夹具，所述内支撑夹具用于支撑工件的内周面，所述外支撑夹具用于支撑工件的外周面，其特征在于，所述内支撑夹具包括中轴以及内支撑总成，所述中轴设置于工件的中部并沿工件的中轴线延伸，所述中轴的两端均延伸至工件的外侧，所述内支撑总成呈环状且所述内支撑总成的外周面能够与工件的内侧壁抵接，所述内支撑总成的内周面与所述中轴固定；

所述外支撑夹具包括张紧环组件以及旋转驱动组件，所述张紧环组件套设于工件的外周面，所述旋转驱动组件能够驱动所述张紧环组件旋转以使所述张紧环组件贴紧或远离工件的外周面；

所述张紧环组件包括环形滑枕以及多个弧形外压板，多个所述弧形外压板环绕工件的外周面并组成环形结构；所述弧形外压板的外侧面均向外凸设有卡爪，所述卡爪的侧面设置有滑槽，所述环形滑枕的侧面设置有滑轨，所述环形滑枕套设于工件的外周面且所述环形滑枕与所述卡爪通过所述滑槽与所述滑轨滑动连接，所述旋转驱动组件能够驱动所述卡爪沿所述环形滑枕滑动以使所述弧形外压板靠近或远离工件的外周面；

所述旋转驱动组件包括驱动装置以及环形转动件，所述环形转动件套设于所述张紧环组件的外侧，所述环形转动件的内周面间隔开设有多个限位槽，所述卡爪的端部能够伸入所述限位槽内，所述驱动装置能够驱动所述环形转动件转动以带动所述卡爪沿所述环形滑枕滑动；

所述环形转动件的外周面设置有齿条结构，所述驱动装置包括旋转驱动件以及主动齿轮，所述旋转驱动件的驱动端与所述主动齿轮固定连接，所述主动齿轮与所述齿条结构啮合，所述旋转驱动件能够通过所述主动齿轮与所述齿条结构驱动所述环形转动件转动。

2.根据权利要求1所述的环缝装焊的张力同步装夹装置，其特征在于，所述外支撑夹具还包括稳定支撑件，所述稳定支撑件环绕工件的外周面设置并位于所述环形转动件的一侧；所述环形转动件的侧面设置有环形的滑道，所述滑道的轴线与所述环形转动件的轴线重合，所述滑道滑动设置有滑块，所述稳定支撑件与所述滑块固定连接。

3.根据权利要求1所述的环缝装焊的张力同步装夹装置，其特征在于，所述内支撑总成由若干个内支撑组件组成，所述内支撑组件包括固定盘、伸缩驱动机构以及弧形内撑板，所述固定盘呈环形且所述固定盘的内周面固定于所述中轴，所述伸缩驱动机构的一端固定于所述固定盘的外周面，所述伸缩驱动机构的另一端固定有所述弧形内撑板，所述伸缩驱动机构能够带动所述弧形内撑板向远离或靠近所述固定盘的方向运动；所述伸缩驱动机构均匀间隔设置于所述固定盘的外周面，在所述伸缩驱动机构的带动下，多个所述弧形内撑板能够组成环形结构以贴合工件的内周面。

4.根据权利要求3所述的环缝装焊的张力同步装夹装置，其特征在于，所述弧形内撑板的两端均设置有第一台阶和第二台阶，且相邻的两个所述弧形内撑板相互靠近的两个端部的其中之一设置有所述第一台阶，另一个设置有所述第二台阶，所述第一台阶与所述第二台阶能够配合以使相邻的两个所述弧形内撑板卡接在一起。

5.根据权利要求4所述的环缝装焊的张力同步装夹装置，其特征在于，所述第一台阶的侧面形成有第一斜面，所述第二台阶的侧面形成有第二斜面，所述弧形内撑板向远离所述固定盘的方向移动的过程中，所述第一台阶与所述第二台阶逐渐卡接，所述第一斜面与所述第二斜面之间的挤压力逐渐变大。

6.根据权利要求1所述的环缝装焊的张力同步装夹装置，其特征在于，所述外支撑夹具还包括夹紧旋转组件，所述夹紧旋转组件包括夹紧环、固定环、L形支撑架以及辅助支撑杆，所述夹紧环套设于工件的外周面并与工件的外周面紧密贴合，所述L形支撑架的一端固定于所述夹紧环，所述L形支撑架的另一端固定于所述固定环，所述L形支撑架在所述夹紧环与所述固定环之间间隔设置有多个；所述辅助支撑杆设置于所述L形支撑架的内侧。

7.根据权利要求6所述的环缝装焊的张力同步装夹装置，其特征在于，还包括固定箱，所述固定箱内设置有中轴驱动件，所述中轴的两端伸入所述固定箱内并与所述中轴驱动件相连，所述固定环固定套设于所述中轴的外侧，所述中轴驱动件能够驱动所述中轴转动从而带动所述内支撑总成与所述夹紧旋转组件转动。