申请号：CN201611096997.0

申请日： 2016-12-02

公开（公告）号：CN106425503A

公开（公告）日：2017-02-22

发明人：常俊苹

申请（专利权）人：唐山兴隆钢铁有限公司

申请人地址：河北省邯郸市永年县张西堡镇邢屯村

1.一种自动化钢管焊接机，包括：四个脚轮（1）、底座（2）、四个固定导向轴（3）和四个固定导向筒（8）、四个移动导向轴（21）和四个移动导向筒（20）、固定侧千斤顶（7）和移动侧千斤顶（24）、调节油缸安装座Ⅰ（5）和调节油缸安装座Ⅱ（26）、销轴Ⅰ（6）和销轴Ⅱ（27）、调节油缸（7）、两个安装平台（9）和两套工作系统，其特征在于：四个所述的脚轮（1）分别固定安装在所述的底座（2）下部四个角位置；所述的滑轨（23）固定安装在底座（2）一端中央位置，所述的滑块（22）滑动安装在滑轨（23）上，滑块（22）的滑动方向与底座（2）的长度方向相互平行；所述的调节油缸安装座Ⅰ（5）安装在底座（2）另一端，所述的调节油缸安装座Ⅱ（26）固定安装在滑块（22）一侧，所述的调节油缸（7）的缸体端部通过销轴Ⅰ（6）铰接安装在调节油缸安装座Ⅰ（5）上，调节油缸（7）的活塞杆端部通过销轴Ⅱ（27）铰接安装在调节油缸安装座Ⅱ（26）上，调节油缸（7）驱动滑块（22）在滑轨（23）上滑动；所述的四个移动导向轴（21）分别竖直安装在滑块（22）上部四个角位置，所述的四个固定导向轴（3）竖直安装在底座（2）上，并位于调节油缸安装座Ⅰ（5）一侧；所述的四个固定导向筒（8）顶部安装有一个安装平台（9），四个固定导向筒（8）下部分别上下滑动安装在四个固定导向轴（3）上，所述的四个移动导向筒（20）上部安装有另一个安装平台（9），四个移动导向筒（20）下部分别上下滑动安装在四个移动导向轴（21）上；所述的固定侧千斤顶（7）的底部安装在底座（2）上，并位于四个固定导向轴（3）中央位置，固定侧千斤顶（7）的顶杆端部安装在四个固定导向筒（8）顶部的安装平台（9）下部中央位置，固定侧千斤顶（7）调整安装平台（9）的高度；所述的移动侧千斤顶（24）的底部安装在滑块（22）中央位置，移动千斤顶（24）的顶杆端部安装在四个移动导向筒（20）顶部的安装平台（9）下部中央位置，移动侧千斤顶（24）调整另一个安装平台（9）的高度；所述的两套工作系统分别相对安装在两个安装平台（9）上；所述的每套工作系统包括工作平台（10）、管直径调整块（11）、伺服电机（12）、主动齿轮（13）和从动齿轮（14）、轴承（15）、两个工具安装块（16）、焊枪（17）、定位夹具Ⅰ（19）和定位夹具Ⅱ（18）、筋板（25）、车刀（28）和车刀调节螺钉（29），所述的两套工作系统中的工作平台（10）分别安装在两个安装平台（9）上，工作平台（10）上设置有弧形凹槽，所述的管直径调整块（11）为弧形槽结构，与工作平台（10）上的弧形凹槽配合安装，并通过螺钉固定在工作平台（10）上，两个工作平台（10）相对的一端分别安装有一个圆环（30），所述的圆环（30）分别与工作平台（10）上弧形凹槽同轴心；圆环（30）外侧过盈安装有轴承（15），轴承（15）外侧过盈安装有从动齿轮（14），所述的伺服电机（12）安装在工作平台（10）一侧，伺服电机（12）主轴上同轴安装有主动齿轮（13），所述的主动齿轮（13）与从动齿轮（14）相互啮合；所述的两个工具安装块（16）分别安装在从动齿轮（14）一侧的直径两端；所述的焊枪（17）设置有外螺纹，并通过外螺纹与其中一个工具安装块（16）螺纹连接，另一个工具安装块（16）螺纹连接有车刀调节螺钉（29），所述的车刀调节螺钉（29）与车刀端部（28）相接触；所述的定位夹具Ⅰ（19）安装在工作平台（10）上，并位于从动齿轮（14）外侧，所述的定位夹具Ⅱ（18）通过两个螺钉与定位夹具Ⅰ（19）相连接，定位夹具Ⅰ（19）和定位夹具Ⅱ（18）构成圆环结构，用于固定钢管；其中一套工作系统中的筋板（25）安装在固定导向筒和安装平台（9）之间，另一套工作系统中的筋板（25）安装在移动导向筒和安装平台（9）之间。

2.如权利要求1所述的一种自动化钢管焊接机，其特征在于：所述的工具安装块（16）上设置有两个弧形槽，每个弧形槽中设置有螺钉，并通过螺钉固定在从动齿轮（14）上。

3.如权利要求1所述的一种自动化钢管焊接机，其特征在于：所述的管直径调整块（11）随所焊接钢管外径大小进行更换，对应安装的管直径调整块（11）的内侧弧形槽的直径与所焊接钢管的外径相同。

4.如权利要求1所述的一种自动化钢管焊接机，其特征在于：所述的管直径调整块（11）的内侧弧形槽的轴线与同侧的圆环（30）同轴。

 本发明涉及一种机械加工设备，特别是涉及一种自动化钢管焊接机，属于机械加工技术领域。

背景技术

 钢管产品焊接工艺要求较高，尤其是输送高温高压气体或液体时，往往需要先加工坡口再进行焊接，而且许多问题出现在安装现场，或者有些使用中的钢管管道出现破损需要进行焊接时，由于受到场地限制，往往不能使用大型加工设备，同时整体拆卸会严重影响生产效率和运营成本，如何解决钢管管道相关设备破损的在线维护，是一项对生产具有重要意义的工作，因此，急需一种便携的、可靠的、高效率的在线钢管焊接设备。

发明内容

 针对上述问题，本发明提供一种自动化钢管焊接机，其结构简单，操作方便，加工效率高、加工成本较低，且安全性能高。

 本发明采取的技术方案为：一种自动化钢管焊接机，包括：四个脚轮、底座、四个固定导向轴和四个固定导向筒、四个移动导向轴和四个移动导向筒、固定侧千斤顶和移动侧千斤顶、调节油缸安装座Ⅰ和调节油缸安装座Ⅱ、销轴Ⅰ和销轴Ⅱ、调节油缸、两个安装平台和两套工作系统，四个所述的脚轮分别固定安装在所述的底座下部四个角位置；所述的滑轨固定安装在底座一端中央位置，所述的滑块滑动安装在滑轨上，滑块的滑动方向与底座的长度方向相互平行；所述的调节油缸安装座Ⅰ安装在底座另一端，所述的调节油缸安装座Ⅱ固定安装在滑块一侧，所述的调节油缸的缸体端部通过销轴Ⅰ铰接安装在调节油缸安装座Ⅰ上，调节油缸的活塞杆端部通过销轴Ⅱ铰接安装在调节油缸安装座Ⅱ上，调节油缸驱动滑块在滑轨上滑动；所述的四个移动导向轴分别竖直安装在滑块上部四个角位置，所述的四个固定导向轴竖直安装在底座上，并位于调节油缸安装座Ⅰ一侧；所述的四个固定导向筒顶部安装有一个安装平台，四个固定导向筒下部分别上下滑动安装在四个固定导向轴上，所述的四个移动导向筒上部安装有另一个安装平台，四个移动导向筒下部分别上下滑动安装在四个移动导向轴上；所述的固定侧千斤顶的底部安装在底座上，并位于四个固定导向轴中央位置，固定侧千斤顶的顶杆端部安装在四个固定导向筒顶部的安装平台下部中央位置，固定侧千斤顶调整安装平台的高度；所述的移动侧千斤顶的底部安装在滑块中央位置，移动千斤顶的顶杆端部安装在四个移动导向筒顶部的安装平台下部中央位置，移动侧千斤顶调整另一个安装平台的高度；所述的两套工作系统分别相对安装在两个安装平台上。

 所述的每套工作系统包括工作平台、管直径调整块、伺服电机、主动齿轮和从动齿轮、轴承、两个工具安装块、焊枪、定位夹具Ⅰ和定位夹具Ⅱ、筋板、车刀和车刀调节螺钉，所述的两套工作系统中的工作平台分别安装在两个安装平台上，工作平台上设置有弧形凹槽，所述的管直径调整块为弧形槽结构，与工作平台上的弧形凹槽配合安装，并通过螺钉固定在工作平台上，两个工作平台相对的一端分别安装有一个圆环，所述的圆环分别与工作平台上弧形凹槽同轴心；圆环外侧过盈安装有轴承，轴承外侧过盈安装有从动齿轮，所述的伺服电机安装在工作平台一侧，伺服电机主轴上同轴安装有主动齿轮，所述的主动齿轮与从动齿轮相互啮合；所述的两个工具安装块分别安装在从动齿轮一侧的直径两端；所述的焊枪设置有外螺纹，并通过外螺纹与其中一个工具安装块螺纹连接，另一个工具安装块螺纹连接有车刀调节螺钉，所述的车刀调节螺钉与车刀端部相接触；所述的定位夹具Ⅰ安装在工作平台上，并位于从动齿轮外侧，所述的定位夹具Ⅱ通过两个螺钉与定位夹具Ⅰ相连接，定位夹具Ⅰ和定位夹具Ⅱ构成圆环结构，用于固定钢管；其中一套工作系统中的筋板安装在固定导向筒和安装平台之间，另一套工作系统中的筋板安装在移动导向筒和安装平台之间。

 进一步的，为了便于适应不同的工作情况，所述的工具安装块上设置有两个弧形槽，每个弧形槽中设置有螺钉，并通过螺钉固定在从动齿轮上。

 进一步的，为了更好地适应不同直径大小的钢管，所述的管直径调整块随所焊接钢管外径大小进行更换，对应安装的管直径调整块的内侧弧形槽的直径与所焊接钢管的外径相同。

 进一步的，为了更好地对钢管进行切割和焊接，所述的管直径调整块的内侧弧形槽的轴线与同侧的圆环同轴。

 由于本发明采用了上述技术方案，具有以下优点：1、本发明实现了在线现场钢管管道的自动切割焊接等修复工作，提高了工作效率，省去大量劳动力，并保证了人身安全，降低了生产成本；2、本发明具有多处调节装置，可实现对不同高度、不同长度、不同直径的钢管管道现场焊接，对钢管切割坡口与焊接同时进行，提高工作效率；3、焊枪和车刀的角度及高度可调，应用范围广，焊接质量高，操作简单。

附图说明

 图1为本发明的立体结构示意图。

 图2为本发明另一角度的立体结构示意图。

 图3为本发明中部分零件的装配立体结构示意图。

 图4为本发明中另一角度部分零件的装配立体结构示意图。

 图5为本发明中部分零件的装配立体结构示意图。

 图6为本发明中管直径调整块的立体结构示意图。

附图标号：1-脚轮；2-底座；3-固定导向轴；4-固定侧千斤顶；5-调节油缸安装座Ⅰ；6-销轴Ⅰ；7-调节油缸；8-固定导向筒；9-安装平台；10-工作平台；11-管直径调整块；12-伺服电机；13-主动齿轮；14-从动齿轮；15-轴承；16-工具安装块；17-焊枪；18-定位夹具Ⅱ；19-定位夹具Ⅰ；20-移动导向筒；21-移动导向轴；22-滑块；23-滑轨；24-移动侧千斤顶；25-筋板；26-调节油缸安装座Ⅱ；27-销轴Ⅱ； 28-车刀；29-车刀调节螺钉；30-圆环；101-钢管Ⅰ；102-钢管Ⅱ；103-钢管Ⅲ。

具体实施方式

 下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

 实施例：如图1至图6所示，首先通过设置有底座2作为本发明的安装基础，底座2下部四个角位置分别安装有一个脚轮1，优选的，脚轮1设置为万向轮，通过脚轮1的设置，可以使本发明方便地移动。两个安装平台9为两套工作系统提供安装位置，其中一个安装平台9的下部与固定侧千斤顶7的顶杆端部相连接，同时安装在安装平台9下部四个角位置的四个固定导向筒8分别上下滑动安装在四个固定导向轴3上，因此固定侧千斤顶7可以驱动安装平台9上下移动，即实现了安装平台9的高度调整。同理，安装在四个移动导向筒20顶部的另一个安装平台9在移动侧千斤顶24的驱动下，可以实现安装平台9的上下调整。同时，由于四个移动导向轴21竖直安装在滑块22上，滑块22通过调整油缸7可以在滑轨23上来回滑动，且滑动方向与底座2的长度方向相平行，因此，安装在四个移动导向筒20顶部的安装平台9可以实现高度调整和水平位置调整，即可以在底座2长度方向上调整两个安装平台9之间的距离。两套工作系统分别用于钢管的坡口切割和焊接。在伺服电机12的驱动下带动主动齿轮13旋转，同时主动齿轮13带动从动齿轮14在轴承15上旋转，最终带动安装在从动齿轮14上的焊枪17和车刀28旋转，实现对钢管的坡口切割和焊接。工具安装块16上设置有两个弧形槽，并通过弧形槽中的螺钉将工具安装块16固定在从动齿轮14上，因此，通过调整螺钉位于弧形槽中的位置，可以调整焊枪17和车刀28相对于钢管的焊接角度和切割角度。

 本发明在使用时，首先操作者将本发明移动到需要进行维护工作的管道现场，根据实际情况，若需要维护处的钢管管道破损严重，则采取将破损处钢管切割同时替换焊接的方式，若需要维护处的钢管管道破损轻微，则采取只对破损处钢管焊接的方式。首先将本发明通过脚轮1运动至钢管Ⅰ101接头处，调节固定侧千斤顶4，使固定侧千斤顶4一侧的管直径调整块11内侧弧形槽的轴线与钢管Ⅰ101同轴心，并使钢管Ⅰ101放置在管直径调整块11上，管直径调整块11的内侧弧形槽的直径根据钢管Ⅰ101的外径确定，同时当钢管Ⅰ101放置到管直径调整块11上时，钢管Ⅰ101与同侧的圆环30同轴；同理，调节移动侧千斤顶24，使移动侧千斤顶24一侧的管直径调整块11内侧弧形槽的轴线与钢管Ⅲ103同轴，调节调节油缸7使滑块22移动，即将滑块22一侧的安装平台9上的焊笔17移动至钢管Ⅲ103边缘，当需要使用新的钢管进行替换焊接时，同时将钢管Ⅱ102装夹到定位夹具Ⅱ18和定位夹具Ⅰ19之间，调整定位夹具Ⅱ18和定位夹具Ⅰ19之间的螺钉使钢管Ⅱ102与钢管Ⅰ101同轴；按照不同的工艺依次调节工具安装块16的角度，进而实现调节车刀28及焊枪17的俯仰角度，因为车刀调节螺钉29与车刀28端部相接触，车刀调节螺钉29在工具安装块16上的旋进和旋出可以调节车刀28与钢管外圆周的距离，即调整车刀28的达到能够切削钢管的高度，同时调节焊笔17到合适高度进行焊接，启动伺服电机12，伺服电机12带动主动齿轮13旋转，进而通过啮合使从动齿轮14旋转，从动齿轮14带动车刀28及焊枪17旋转，车刀28和焊枪17旋转实现坡口切削及两端钢管之间的焊接，从而实现破损钢管的自动焊接修复，焊接结束后，松开螺丝，移动本发明至下一处，重复上述过程，即可依次进行。综上所述，本发明实现了钢管管道安装和使用现场破损的焊接修复工作。