CN204735907U - 液压内对中器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及管道施工设备，提出一种液压内对中器。提出的液压内对中器包括有前护罩（10）、后护罩（17）、涨紧机构Ⅰ（4）、涨紧机构Ⅱ（9）、主轴（15）、支撑轮和控制***；所述涨紧机构Ⅰ（4）、涨紧机构Ⅱ（9）的结构相同，涨紧机构Ⅰ（4）的连杆（13）为两端为圆柱体的板状结构，连杆（13）的两端分别与涨紧油缸、顶杆（49）铰接连接；所述的液压内对中器还设置有驱动机构（6）；用以为油缸提供液压油的油路、用以为液压马达提供液压油的油路以及用以为涨紧机构Ⅰ、涨紧机构Ⅱ提供液压油的油路均设置在主轴内。本实用新型提高了管道组对焊接的作业效率，保证了管道组对焊接后的圆度与同轴度。

Description

液压内对中器

技术领域

本实用新型涉及管道施工设备，具体涉及一种液压内对中器。

背景技术

内对口器用于两根管道在焊接前的对口，现有技术中已有的管道组队焊接方法如图1所示，先将管道Ⅰ（1）支撑平整，再将管道Ⅱ（2）的管口与管道Ⅰ（1）的管口组对，不断调整管道Ⅱ（2）的支撑，直到两根管道外圆轴向直线度偏差最小。然后沿圆周检查组对管口外圆的错边量，如A点高、B点底，则用夹具压低A点或用千斤顶顶高B点，反之亦然。当A点、B点高度基本一致，消除错边量后，用搭铁（3）将管口A点、B点焊接为一体，沿组对管口的圆周每隔一段距离依次进行这种操作。然后在相邻搭铁（3）的间隔内用焊条对管口进行打底焊接，焊缝足够连接管口不会脱开后，用砂轮机将搭铁焊接处磨开，取下搭铁，对搭铁处管口再进行打底焊接。管口圆周打底焊接完成后，再用气体保护焊或埋弧焊进行焊缝填充。

因为打底焊使用焊条焊接，所以管口需要切出一个较宽的斜面坡口，否则焊条伸不进焊缝底部。但宽大的焊缝在后期填充焊接时，会浪费焊材、降低焊接效率。

实用新型内容

本实用新型为完成上述目的采用如下技术方案：

一种液压内对中器，所述的液压内对中器包括有前护罩、后护罩、涨紧机构Ⅰ、涨紧机构Ⅱ、主轴、支撑轮和控制***；所述涨紧机构Ⅰ、涨紧机构Ⅱ的结构相同，所述涨紧机构Ⅰ具有沿圆周均布的多个顶杆，所述顶杆上连接有涨块；设置有驱动顶杆上下动作的涨紧油缸和连杆；所述的连杆为两端为圆柱体的板状结构，且两端所述圆柱体的轴线垂直于连杆的轴线；所述的顶杆、涨紧油缸上均具有与连杆上的圆柱体配合的弧形凹槽；所述连杆的两端分别位于顶杆、涨紧油缸上的凹槽内，并由压环压紧，使所述连杆的两端分别与涨紧油缸、顶杆铰接连接；所述的液压内对中器还设置有驱动机构，所述的驱动机构包括有驱动轮、驱动轮座、油缸和用以驱动驱动轮转动的液压马达；所述的驱动轮座与所述的主轴固联；所述的驱动轮通过驱动轮架与所述的驱动轮座铰接；用于驱动驱动轮上下摆动的油缸铰接在所述的驱动轮座上，所述油缸的活塞杆与所述的驱动轮架铰接连接，构成通过控制油缸活塞杆的伸缩控制驱动轮的上下摆动，从而使驱动轮向上摆动压紧在管道内壁上的结构，并构成所述的油缸与所述的液压马达以及所述的支撑轮配合共同配合实现内对中器在管道内的移动的结构；用以为油缸提供液压油的油路、用以为液压马达提供液压油的油路以及用以为涨紧机构Ⅰ、涨紧机构Ⅱ提供液压油的油路均设置在主轴内；所述主轴上所具有的油路均与控制***相连通，所述的控制***为液压控制***，所述的液压控制***设置在主轴的后端。

所述的前护罩、后护罩之间设置有机罩，所述的机罩套置在所述的主轴上，其两端分别与前护罩、后护罩固联。

所述的液压控制***包括有油路块和用以控制液压油流向的电磁阀；所述的油路块与固定在主轴上的后分配盘固联，所述油路块内油路一端的进油口、出油口与液压站相连，油路的另一端与主轴内的油路相连通，通过主轴内的油路为涨紧机构和驱动机构提供液压油；用以控制液压油流向的所述电磁阀为多块，分别安装在油路块的两侧，电磁阀通过自带电磁铁的通、断电控制阀芯移动，进而控制液压油产生不同的流向，使液压内对中器的涨紧机构、驱动机构执行机构实现各种动作。

所述涨紧机构Ⅰ为位于需对接管道Ⅰ内前后设置的两套。

所述的涨紧机构Ⅱ为位于需对接管道Ⅱ内前后设置的两套。

所述的涨紧油缸包括有活塞、缸筒、缸底和缸盖；所述的活塞套置在所述的主轴上，并相对主轴固定；所述缸筒、缸底和缸盖连接为一体可在液压缸的行程范围内沿主轴轴向移动。

本实用新型提出的一种液压内对中器，涨紧机构的连杆采用两端为圆柱体的杆状结构，减少了液压缸的轴向移动距离，同时将液压缸轴向推力转变为径向涨起力时放大较多的倍数，增加了对管道圆度的校正效果，同时降低了液压缸工作压力；采用驱动轮与支撑轮配合的结构，方便设备在管道内移动；液压内对中器的所有动作均采用液压驱动，同时所有液压管路隐藏在主轴内部，通过设备后端的液压控制机构进行集中控制，具有动作平稳、强劲、节省空间，装配简便的特点，通过套置在同一根主轴上的涨紧机构Ⅰ、涨紧机构Ⅱ保证组对管道同轴度，并可通过涨紧机构的涨靴对管道的圆度进行调整；省去了大量对管道、管口进行调整、找正的步骤与工作量，应用自动焊接时不需要很大的坡口角度，打底焊接可一次完成，大大提高了管道组对焊接的作业效率，降低了人员劳动强度，减少了焊接时间和焊材的浪费，同时又能保证管道组对焊接后的圆度与同轴度要求；主轴与所述的机罩同轴设置，大大提高了设备的结构刚性，避免设备工作时产生较大的结构变形，保证了管道组对的同轴度。

附图说明

图1为现有技术中已有管道组队焊接方法的结构示意。

图2为本实用新型的结构示意图。

图3为本实用新型中控制***的结构示意图。

图4、图5为本实用新型中驱动机构的结构示意图。

图6为本实用新型中涨紧机构Ⅰ的结构示意图。

图7为本实用新型中涨紧机构Ⅰ的组装示意图。

图8为本实用新型中连杆的受力分析图。

图9为利用本实用新型进行管道焊接组对的结构示意。

图中： 1、管道Ⅰ，2、管道Ⅱ，3、搭铁，4、涨紧油缸Ⅰ，5、机罩 ，6、驱动机构，7、涨紧油缸Ⅱ，8、铜衬机构  9、涨紧机构Ⅰ，10、前护罩， 11、支撑轮， 12、前分配盘，13、连杆，14、中分配盘，15、主轴，16、后分配盘，17、后护罩，18、控制***，19、涨紧机构Ⅱ，21、回油接头，22、进油接头，23、电控接头， 24、电磁阀， 25、油路块，26、密封圈， 27、远控盒，28、转换电源， 29、电插头，30、驱动轮，31、从动链轮，32、销轴Ⅰ，33、链条，34、传动链轮Ⅱ，35、传动链轮Ⅰ，36、主动链轮，37、液压马达，38、驱动轮箍， 39、键，40、驱动轮座，41、销轴Ⅱ，42、销轴Ⅲ，43、油缸，44、驱动轮架，45、缸底，46、缸筒 ， 47、活塞,48、缸盖,49、顶杆, 51、连杆,52、压环。

具体实施方式

结合附图和具体实施例对本实用新型加以说明：

如图1所示，一种液压内对中器，所述的液压内对中器包括有前护罩10、后护罩17、涨紧机构Ⅰ4、涨紧机构Ⅱ9、主轴15、支撑轮和控制***；内对口器为目前使用比较普遍的管道施工设备，本实用新型内对口器的主体结构采用现有内对口器结构；结合图6、图7，所述涨紧机构Ⅰ4、涨紧机构Ⅱ9的结构相同，所述的涨紧机构Ⅰ4为位于需对接管道Ⅰ1内前后设置的两套，所述的涨紧机构Ⅱ7为位于需对接管道Ⅱ2内前后设置的两套，且所述的涨紧机构Ⅰ4、所述的涨紧机构Ⅱ7均套置在所述的主轴15上；两套所述的涨紧机构之间设置有铜衬机构8，该实施例，所述的铜衬机构采用现有技术中已有的成熟结构，在此不做过多说明；所述的铜衬机构8为沿圆周分布的多个，且所述的铜衬机构8分别与涨紧机构Ⅰ4连接；所述涨紧机构Ⅰ4具有沿圆周均布的多个顶杆49，所述顶杆49上连接有涨块；设置有驱动顶杆19上下动作的涨紧油缸和连杆13；所述的涨紧油缸包括有活塞47、缸筒46、缸底45和缸盖48；所述的活塞17套置在所述的主轴15上，并相对主轴固定；所述缸筒46、缸底45和缸盖48连接为一体可在液压缸的行程范围内沿主轴轴向移动；所述的连杆13为两端为圆柱体的板状结构，且两端所述圆柱体的轴线垂直于连杆的轴线；所述的顶杆49、涨紧油缸上均具有与连杆13上的圆柱体配合的弧形凹槽；所述连杆13的两端分别位于顶杆49、涨紧油缸上的凹槽内，并由压环52压紧，使所述连杆13的两端分别与涨紧油缸、顶杆49铰接连接；前分配盘12与主轴15用螺纹连接固定，分配盘12上圆周均布与顶杆49相同数量、相同大小的方形孔，使顶杆49只能沿此方形孔在垂直于主轴的方向上滑动；通过控制液压缸油路进、出油的方向，可控制缸盖48的移动方向；缸盖48的轴向移动通过连杆13转化为顶杆49的径向移动，实现顶杆49的撑起与收回动作；结合图4、图5，所述的液压内对中器还设置有驱动机构6，所述的驱动机构6包括有驱动轮30、驱动轮座40、油缸43和用以驱动驱动轮转动的液压马达37；所述的驱动轮座40通过驱动轮箍38与主轴15配合后安装为一体；所述的驱动轮箍38与所述的驱动轮座40键联，使驱动轮箍38与驱动轮座40不可轴向移动与转动；所述的驱动轮座40上铰接有用以安装驱动轮的驱动轮架44；对应所述的驱动轮30设置有用以驱动其上下摆动的油缸43；所述油缸42的底部通过销轴Ⅰ41铰接在所述的驱动轮座40上；所述油缸43的活塞杆与驱动轮架44铰接，通过控制油缸43的伸缩即控制驱动轮30的上下摆动；对应所述的驱动轮30设置有用以驱动驱动轮转动从而驱动液压内对口器在管道内部前进或后退的传动结构，所述的传动结构包括有液压马达37、主动链轮36、传动链轮Ⅰ35、传动链轮Ⅱ34和从动链轮31；所述的主动链轮36与液压马达37相连；所述的从动链轮31与所述的驱动轮30固联；液压马达37的驱动力通过两节链条33、主动链轮36、传动链轮Ⅰ35以及传动链轮Ⅱ34传递给从动链轮31，带动驱动轮30转动，从而驱动液压内对口器在管道内部前进或后退；用以为油缸提供液压油的油路、用以为液压马达提供液压油的油路以及用以为涨紧机构Ⅰ、涨紧机构Ⅱ提供液压油的油路均设置在主轴内；所述主轴15上所具有的油路均与控制***18相连通，所述的控制***18为液压控制***，所述的液压控制***设置在主轴15的后端。

所述的前护罩10、后护罩17之间设置有机罩5，所述的机罩5套置在所述的主轴15上，其两端分别与前护罩10、后护罩17固联。

如图3所示，所述的液压控制***包括有油路块和用以控制液压油流向的电磁阀；所述的油路块25与固定在主轴上的后分配盘16用螺纹连接固定，所述油路块25内油路一端的进油口、出油口分别通过进油接头22、回油接头21与液压站的液压软管相连，所述的进油接头22、回油接头21均采用方便插拔的快插接头，连接液压站的液压软管长度较长，以便设备有一定的移动范围；所述油路块25内油路另一端的与主轴15内的油路相连通，并用密封圈26密封，通过主轴15内的油路为涨紧机构和驱动机构提供液压油；用以控制液压油流向的所述电磁阀24为多块，分别安装在油路块25的两侧，电磁阀24通过自带电磁铁的通、断电控制阀芯移动，进而控制液压油产生不同的流向，使液压内对中器的涨紧机构、驱动机构执行机构实现各种动作；电磁阀25的控制线路全部接入可插拔的电控接头23中，利用电插头29与转换电源28对电磁阀供电，用远控盒27对不同的电磁阀进行通、断电的控制；控制电缆长度较长，方便操作人员手持远控盒站在设备近前进行操作与观察；转接电源28将工作现场的220V交流电源转换为电磁阀所需的24V直流电，电控接头23采用锁扣式快插接头，设备不工作时液压管路与控制电缆可轻松拆下，方便保管。

如图9所示，在进行管道焊接组队时，首先将液压对中器套入管道Ⅱ2中，使组对管口处于液压对中器3的中间位置，将涨紧机构Ⅱ7涨起，撑紧管道Ⅱ2内壁；涨紧机构Ⅱ7的多排涨靴在管道Ⅱ2内同时撑起，管道Ⅱ2与设备的同轴度；由于涨紧机构的撑起力非常大，液压对中器将管道Ⅱ2的组对管口处直径较小的位置进行撑大，由于拉伸作用，同时组对管口处直径较大的位置会变小，即对组对管口处进行校圆；同时由于液压对中器设置有两排后涨紧机构Ⅱ7，撑起后自动使设备轴线与管道理论轴线重合，保证同轴度；其次将管道Ⅰ1套入液压对中器的前端，组对管口与管道Ⅱ2的管口接触后，将液压对中器的涨紧机构Ⅰ4撑起，利用液压对中器直接对管道Ⅰ1的组对管口进行校圆，消除管口的错边，同时保证管道Ⅰ1与管道Ⅱ2同轴；同时与涨紧机构Ⅰ4相连的铜衬机构8随前涨紧块一同撑起，贴在组对管口的内壁上，此时可直接采用自动焊接对管口进行打底、填充焊接，焊接完成后，将涨紧机构Ⅰ4、后涨紧机构Ⅱ7收回，将液压对中器退出管道即可；

液压对中器在管道内部时，有时需要进行移动，在液压对中器没有进行组对作业时，将驱动轮30升起压住管道内壁，利用液压马达37、链条、链轮等使驱动轮30产生正、反转运动，驱动液压对中器在管道内部前进或后退；当设备进行组对作业时，可将驱动轮30放下，不与管壁接触，不影响设备的组对作业。

如图8所示，在进行管道组对焊接时，连杆13的受力分析如下： P为连杆13所受的外力，其水平分量N等于缸盖48对连杆13的水平推力，其竖直分量F等于顶杆径向撑力，因为F=N/tag(α)，当连杆51撑起角度α较小（5°～8°）时，可知F=(11～7)N，即当连杆51撑起角度α较小时，这种结构可将油缸推力放大7～11倍。可以用较小的液压压力产生很大的撑起力，便于设备对管道圆度进行调整；由于液压内对口器工作时，连杆13本身受力很大，连杆13的这种形状可以保证在有限的外形尺寸下使材料最多，可以改善连杆内应力状态，防止连杆被破坏；压环52仅仅在顶杆49收回时才会受力，而且只需要承受顶杆本身的重力与摩擦力，因此压环52设计的尺寸很小，只需两个半圆形叉压住连杆13即可，节省的空间可以增加连杆、顶杆与缸盖的尺寸，提高主要零件的强度。

组对焊接方法的对比：由上述简介可知，采用有校圆功能的液压对中器进行管道组对作业时，省去了大量对管道、管口进行调整、找正的步骤与工作量，应用自动焊接时不需要很大的坡口角度，打底焊接可一次完成，大大提高了管道组对焊接的作业效率，降低了人员劳动强度，减少了焊接时间和焊材的浪费，同时又能保证管道组对焊接后的圆度与同轴度要求。

Claims (5)

1.一种液压内对中器，所述的液压内对中器包括有前护罩（10）、后护罩（17）、涨紧机构Ⅰ（4）、涨紧机构Ⅱ（9）、主轴（15）、支撑轮和控制***；所述涨紧机构Ⅰ（4）、涨紧机构Ⅱ（9）的结构相同，所述涨紧机构Ⅰ（4）具有沿圆周均布的多个顶杆（49），所述顶杆（49）上连接有涨块；设置有驱动顶杆（19）上下动作的涨紧油缸和连杆（13）；其特征在于：所述的连杆（13）为两端为圆柱体的板状结构，且两端所述圆柱体的轴线垂直于连杆的轴线；所述的顶杆（49）、涨紧油缸上均具有与连杆（13）上的圆柱体配合的弧形凹槽；所述连杆（13）的两端分别位于顶杆（49）、涨紧油缸上的凹槽内，并由压环（52）压紧，使所述连杆（13）的两端分别与涨紧油缸、顶杆（49）铰接连接；所述的液压内对中器还设置有驱动机构（6），所述的驱动机构（6）包括有驱动轮（30）、驱动轮座（40）、油缸（43）和用以驱动驱动轮转动的液压马达（37）；所述的驱动轮座（40）与所述的主轴（15）固联；所述的驱动轮（30）通过驱动轮架（44）与所述的驱动轮座（40）铰接；用于驱动驱动轮（30）上下摆动的油缸（43）铰接在所述的驱动轮座（40）上，所述油缸（43）的活塞杆与所述的驱动轮架（44）铰接连接，构成通过控制油缸活塞杆的伸缩控制驱动轮的上下摆动，从而使驱动轮向上摆动压紧在管道内壁上的结构，并构成所述的油缸与所述的液压马达以及所述的支撑轮（11）配合共同配合实现内对中器在管道内的移动的结构；用以为油缸提供液压油的油路、用以为液压马达提供液压油的油路以及用以为涨紧机构Ⅰ、涨紧机构Ⅱ提供液压油的油路均设置在主轴内；所述主轴（15）上所具有的油路均与控制***（18）相连通，所述的控制***（18）为液压控制***，所述的液压控制***设置在主轴（15）的后端。

2.根据权利要求1所述的液压内对中器，其特征在于：所述的前护罩（10）、后护罩（17）之间设置有机罩（5），所述的机罩（5）套置在所述的主轴（15）上，其两端分别与前护罩（10）、后护罩（17）固联。

3.根据权利要求1所述的液压内对中器，其特征在于：所述的液压控制***包括有油路块（25）和用以控制液压油流向的电磁阀（24）；所述的油路块（25）与固定在主轴上的后分配盘（16）固联，所述油路块（25）内油路一端的进油口、出油口与液压站相连，油路的另一端与主轴内的油路相连通；用以控制液压油流向的所述电磁阀（24）为多块，分别安装在油路块（25）的两侧。

4.根据权利要求1所述的液压内对中器，其特征在于：所述涨紧机构Ⅰ（4）为位于需对接管道Ⅰ内前后设置的两套。

5.根据权利要求1所述的液压内对中器，其特征在于：所述的涨紧机构Ⅱ（7）为位于需对接管道Ⅱ内前后设置的两套。