专利名称：大型储罐立缝自动焊接机头的制作方法
技术领域：
本实用新型是建造大型船舶或储罐中，实现立缝焊接的大型储罐立缝自 动焊接机头。涉及焊接和管道系统技术领域。
背景技术：
石油是我国国民经济发展的支柱产业。根据我国的能源发展战略，国家
发改委计划在今后的几年内修建1500万立方米的石油储备库。近四十年来， 油罐迅速向大型化发展。我国从八十年代起，陆续修建了多座IO万立方米的 石油储罐。随着我国对原油及成品油需求的日益增长，我国以前所建造的石 油储罐很难适应油罐大型化发展需要及日趋激烈的巿场竟争，因此从我国石 油发展战略及国民经济发展的角度出发，修建15万立方米的大型石油储罐具 有重要的战略意义。
目前石油储罐立缝自动焊接机头技术已有一定进展，并已得到广泛的应 用。但现在的石油储罐立缝自动焊接机头尚存在诸多不足，如小车结构复杂，
体积大，操作不便；焊枪摆动机构釆用光杠加铜套运动机构，不但运动不灵
活，阻力大，而且使用寿命短，精准度和可靠性差。
实用新型内容
本实用新型的目的是设计一种适用于建造大型船舶或储罐中实现立缝焊 接的操作精准、方便、安全、经济的大型储罐立缝自动焊接机头。 本实用新型的结构虽然与已有技术一样主要由小车行走机构1、焊枪摆
动机构2、焊缝整形机构3、焊枪位置调整机构4、底座5和焊枪夹紧机构6 组成(如图l、图2所示)。小车行走机构1和焊枪位置调整机构4安装在底 座5上，在焊枪位置调整机构4上安装有焊枪摆动机构2及焊枪摆动机构2 上安装的焊枪夹紧机构6，安装在底座5上。
其特点是小车行走机构l采用齿轮传动的方式，焊枪摆动机构2采用滚 珠丝杠及直线滑轨结构，焊枪位置调整机构4采用燕尾槽结构。
图l大型储罐立缝自动焊接机头简图
图2大型储罐立缝自动焊接机头简图A向视图
图3小车行走机构结构图
图4焊枪摆动机构结构图
图5焊枪位置调整机构的横向调节结构图
图6焊枪位置调整机构的纵向调节结构图
图7焊缝整形机构结构图
图8底座结构图
图9焊枪夹紧机构结构图
图10焊枪夹紧机构剖视图(图9中A向视图)
其中l一小车行走机构 2 —焊枪摆动机构
3—焊缝整形机构4 —焊枪位置调整机构
5—底座6—焊枪夹紧机构
7 —直流电机8—传动齿轮组
9—外壳10--电机
ll--偏心轮12--摆套
lS--滑块14--直线导轨
15-_丝杠16--蜗轮蜗杆组
17-一夕卜壳18-一横向调节杆
19-—变速箱20-一横向调节丝杠
21-—横向调节丝母22-一横向调节十字滑台
23-—支架24-—纵向调节丝母
25-一纵向调节丝杠26-—纵向调节十字滑台
27-—顶块28-一前推杆29.一中间滑套30-一弹簧31.一调节套32一螺杆
33_外套34.—手柄
35一底盘36-一导向轮
37—轴承38.—齿条
39一导向板40.—焊枪固定块
41一压板 42—吊环螺钉
43—固定板 44—手柄
具体实施方式
实施例.由本例说明本实用新型的具体实施方式
。本例是一试验样机，其 构成如图1—图10所示。通过两台电机实现自动焊接，直流电机7控制行走， 电机IO控制摆动，其他调节由手动来控制。调节丝杠5可以使摆动的幅度增 加或减小，调节横向调节杆18和纵向调节丝杠25就可以实现焊枪的位置调 节，焊缝整形机构3中顶块的伸出与缩回是通过手柄34的转动来控制。
具体是
(l).小车行走机构l如图3所示，由直流电机7、传动齿轮组8和外壳 9组成。外壳9与底座5固定，与直流电机7轴连接的传动齿轮组8的齿轮 穿过底座5与底座5上的齿条38咬合。传动齿轮组8在直流电机7的驱动下 带动立缝自动焊接机头上下作直线运动。
(2) .焊枪摆动机构2如图4所示，由电机IO、偏心轮ll、摆套12、滑 块13、直线导轨14、丝杠15，蜗轮蜗杆组16和外壳17组成。外壳17与焊 枪位置调整机构4上的纵向调节十字滑台26固定，电机IO轴固连偏心轮11， 偏心轮ll的外周与摆套12上的滑槽内壁接触，偏心轮11通过电机10带动进 行旋转，使摆套12作往复摆动，滑块13与摆套12上的轴承相配合，滑块 13与直线导轨14滑动配合，摆套12带动滑块13在直线导轨14上作往复运 动，实现焊枪的摆动。蜗轮蜗杆组16与丝杠15旋转连接，丝杠15与摆套 12通过螺紋连接，在蜗轮蜗杆组16的调节下使丝杠15带动摆套12，从而实 现摆动幅度的增大或减少。
(3) .焊枪位置调整机构4如图5、图6所示，是由横向调节杆18、变速 箱19、横向调节丝杠20、横向调节丝母21、横向调节十字滑台22、支架23、 纵向调节丝母24、纵向调节丝杠25和纵向调节十字滑台26组成。变速箱19、 横向调节十字滑台22和底座5相连接。横向调节杆18与变速箱19相连，调 节量通过变速箱19传递给横向调节丝杠20，从而带动横向调节丝母21在横 向调节十字滑台22上滑动一达到横向调节的目的。支架23固定在横向调节 十字滑台22上，纵向调节丝母24与支架23配合，通过纵向调节丝杠25的 转动，纵向调节丝母24在纵向调节十字滑台26中滑动，从而实现纵向调节。
(4) .焊缝整形机构3(如图7所示)，焊缝整形机构3由顶块27、前推杆28、中间滑套29、弹簧30、调节套31、螺杆32、外套33和手柄34组成。 外套33与底座5连接，手柄34与螺杆32固连，调节套31与中间滑套29 通过顶丝固定连接，旋转手柄34带动螺杆32旋转，使调节套31连同中间滑 套29在外套33里做直线运动，从而改变顶块27的伸出长度，前推杆28在 弹簧30的作用下使顶块27紧贴焊道，从而达到焊道整形的目的。
而底座5如图8所示，有底盘35、导向轮36、轴承37、齿条38和导向 板39。底盘35用于固定小车行走机构1、焊缝整形机构3和焊枪位置调整机 构4，装有轴承37的导向轮36固定在底盘35上，分别有四组轴承37夹着 导向板39，在小车行走机构1的传动下，整机可沿导向板39方向移动。
焊枪夹紧机构6如图9、图10所示，由焊枪固定块40、压板41、吊环 螺钉42、固定板43、手柄44组成。固定板43与焊枪摆动机构2的滑块13 通过螺钉固定在一起，焊枪固定块40与压板41的一端通过轴铰链连接，另 一端由吊环螺钉42和手柄44来固定，把焊枪放入焊枪固定块40与压板41 之间的凹槽后旋紧手柄44,从而使焊枪固定。
主要零件尺寸传动齿轮组8中含有节园直径为4)24mm，轴向模数1.5, 长度80mm的蜗杆和啮合蜗杆节径d)24腿，端面模数1.5，齿数33;偏心轮 11厚10mm，直径4)45mm，偏心距13mm;摆套12长38mm，宽26mm，高24mm， 在一端洗有宽17mm的长槽，使偏心轮11的轴承在槽内滑动，在与长槽相反 的一端焊有一个轴，上面镶有轴承；变速箱19含有法向模数为1，螺旋角 45° ，分度圆cj)18.38mm的斜齿轮，两个斜齿轮啮合，起到变向的目的；弹 簧30长98mm，直径(}) 16mm，由cj) 2. 5mm的钢筋绕成；螺杆32总长56腿，螺 紋长30mm，螺紋M8-H6;调节套31cJ)24mm,长60mm;底座35的外形为长 265mm，宽231mm，高54mm,内部根据安装时的需要打孔。
本试验样机经工业试验，证明其结构设计合理、简单、体积小、重量轻、 操作方便；使用寿命长，可靠性高；搡作精准、方便、安全，确保焊接质量， 且造价较低，经济实用。
本实用新型小车设计新颖，结构简单，重量轻，体积小，操作方便；焊
枪摆动机构釆用滚轴丝杠，运动阻力小，与国外同类产品的光杠加同套运动
机构比较，不但运动灵活，阻力小，而且使用寿命长，可靠性高；小车与轨 道的安装采用快装式卡紧机构，调节灵活，装卸便捷；在建造大型船舶或储 罐中实现了立缝焊接的操作精准、方便、安全，且造价较低，经济实用，焊接效率高，确保焊接质量，降低了工人劳动强度。
权利要求1.一种建造大型船舶或储罐中实现立缝焊接的大型储罐立缝自动焊接机头，包括小车行走机构[1]、焊枪摆动机构[2]、焊缝整形机构[3]、焊枪位置调整机构[4]、底座[5]和焊枪夹紧机构[6]六大部分，小车行走机构[1]和焊枪位置调整机构[4]安装在底座[5]上，在焊枪位置调整机构[4]上安装有焊枪摆动机构[2]及焊枪摆动机构[2]上安装的焊枪夹紧机构[6]，焊缝整形机构[3]安装在底座[5]上，其特征是小车行走机构[1]采用齿轮传动的方式，焊枪摆动机构[2]采用滚珠丝杠及直线导轨结构，焊枪位置调整机构[4]采用燕尾槽结构。
2. 根据权利要求1所述的大型储罐立缝自动焊接机头，其特征是所述小车 行走机构[1]由直流电机[7]、传动齿轮组[8]和外壳[9]组成，外壳[9]与底座[5] 固定，与直流电机[7]轴连接的传动齿轮组[8]的齿轮穿过底座[5]与底座[5]上的 齿条[38]咬合。
3. 根据权利要求1所述的大型储罐立缝自动焊接机头，其特征是所述焊枪 摆动机构[2]由电机[10]、偏心轮[ll]、摆套[12]、滑块[13]、直线导轨[14]、丝 杠[15]，蜗轮蜗杆组[16]和外壳[17]组成，外壳[17]与焊枪位置调整机构[4]上的 纵向调节十字滑台[26]固定，电机[10]轴固连偏心轮[11]，偏心轮[ll]的外周与 摆套[12]上的滑槽内壁接触，使摆套[12]作往复摆动，滑块[13]上的滑槽与摆套 [12]上的轴承相配合，滑块[13]与直线导轨[14]滑动配合，蜗轮蜗杆组[16]与丝 杠[15]旋转连接，丝杠[15]与摆套[12]通过螺紋连接。
4. 根据权利要求1所述的大型储罐立缝自动焊接机头，其特征是所述焊枪 位置调整机构[4]是由横向调节杆[18]、变速箱[19]、横向调节丝杠[20]、横向调 节丝母21、横向调节十字滑台[22]、支架[23]、纵向调节丝母[24]、纵向调节丝 杠[25]和纵向调节十字滑台[26]组成，变速箱[19]、横向调节十字滑台[22]和底 座[5]相连接，横向调节杆[18]与变速箱[19]相连,调节量通过变速箱[19]传递给 横向调节丝杠[20]，支架[23]固定在横向调节十字滑台[22]上,纵向调节丝母[24] 与支架[23]配合，通过纵向调节丝杠[25]的转动，纵向调节丝母[24]在纵向调节 十字滑台[26]中滑动。
5. 根据权利要求l所述的大型储罐立缝自动焊接机头，其特征是所述焊缝整 形机构[3]由顶块[27]、前推杆[28]、中间滑套[29]、弹簧[30]、调节套[31]、螺 杆[32]、外套[33]和手柄[34]组成，外套[33]与底座[5]连接,手柄[34]与螺杆[32] 固连，调节套[31]与中间滑套[29]通过顶丝固定连接，旋转手柄[34]带动螺杆 [32]旋转，调节套[31]连同中间滑套[29]在外套[33]里做直线运动，前推杆[28]在弹簧[30]的作用下使顶块[27]紧贴焊道。
6. 根据权利要求l所述的大型储罐立缝自动焊接机头，其特征是所述底座[5] 有底盘[35]、导向轮[36]、轴承[37]、齿条[38]和导向板[39]，底盘[35]用于固 定小车行走机构[l]、焊缝整型机构[3]和焊枪位置调整机构[4],装有轴承[37] 的导向轮[36]固定在底盘[35]上，分别有四组轴承[37]夹着导向板[39],在小车 行走机构[l]的传动下，整机可沿导向板[39]方向移动。
7. 根据权利要求l所述的大型储罐立缝自动焊接机头，其特征是所述焊枪夹 紧机构[6]由焊枪固定块[40]、压板[41]、吊环螺钉[42]、固定板[43]、手柄[44] 组成，固定板[43]与焊枪摆动机构[2]的滑块[13]通过螺钉把合在一起,焊枪固定 块[40]与压板[41]的一端通过轴串到一起，另一端由吊环螺钉[42]和手柄[44]来 固定，把焊枪放入焊枪固定块[40]与压板[41]之间的凹槽后旋紧手柄[44],使焊 枪固定。
专利摘要本实用新型是建造大型船舶或储罐中，实现立缝焊接的大型储罐立缝自动焊接机头。涉及焊接和管道系统技术领域。它是小车行走机构[1]采用齿轮传动的方式，焊枪摆动机构[2]采用滚珠丝杠及直线导轨结构，焊枪位置调整机构[4]采用燕尾槽结构。本机头结构设计合理、简单、体积小、重量轻、操作方便；使用寿命长，可靠性高；操作精准、方便、安全，确保焊接质量，且造价较低，经济实用。
文档编号B23K9/02GK201073712SQ20062011939
公开日2008年6月18日 申请日期2006年9月5日 优先权日2006年9月5日
发明者天 乐, 铁 尹, 锋 张, 梁君直, 梁天军, 胡立新, 欣 邹, 政 闫, 江 陈 申请人:中国石油天然气集团公司;中国石油天然气管道局