专利名称：焊缝余高打磨机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种焊缝余高打磨机，应用于金属焊接领域。
背景技术：
高压输配系统管道工程的铺设，管道焊接质量是整个工程质量的重中之重，焊接质量也是最难控制之处，余高超标将会严重影响焊接质量和防腐效果，焊缝余高严重超标问题一直没有根本解决。手工焊接余高超高是一个普遍现象，例如某些施工单位的工艺标准规定的焊缝余高是1.6mm，而实际中很少有整道焊缝余高均在此范围之内，实际中超过3mm的比比皆是,有的甚至高达5mm的。众所周知，管线工程中最重要的两点是焊接和防腐。管道焊缝余高是影响焊接总体质量和焊口防腐关键因素之一。余闻过闻会造成焊口附近应力集中，焊接好的管道在移动、调放时会在焊口附近造成应力集中现象，某些点的受力会非常大，当大于材质受力极限时会造成材质表面或局部产生细微裂痕，严重时会明显变形、破裂。微裂缝在表面上是看不到的，只有经过特殊的探测设备才能检查出来。微裂缝的存在是一个潜在的、无法察觉的危险源。因为管道在移动、调放到位之后几乎不会再做探伤。应力集中的程度与焊缝的宽度、焊缝余高的高度及焊缝与母材过渡的平滑程度都有关系。焊缝越窄、余高越高、过渡处越陡，则应以集中现象就越严重。这就是焊接工艺里对焊缝余高和外观质量严格要求的原因之一 O余高偏高时还会对焊口防腐造成严重影响，举一个例子。如使用长圆的热缩缩套做焊口防腐时，当焊封高度为3mm，焊口盖面为摆焊形式，在做防腐时，管道焊口两边的空气是很难排干净的。因为环氧底漆的厚度为0.25_左右，热缩缩套的胶层厚度为1.5mm,当在做防腐时靠热缩缩带自然收缩力，即使热缩缩套外层内面全部贴实到焊缝边沿(实际中不可能缩实的如此厉害)，将所有的胶体都挤入焊缝边沿沟内部，最高处，胶体和底漆的高度和为1.75mm,离3mm还差 很远，空气就会有近1.25mm的生存空间！这往往就是气泡的地方，这些地方的气泡往往很难赶出。这也许就是焊接工艺评定中要求焊缝余高不得超过
1.6mm的原因之一。既然焊缝余高对整体质量有这么严重的两大影响，就必须对超标的焊缝余高进行处理，这也是焊接工艺中允许打磨的原因所在。在实际操作中管道焊接工人往往使用的都是角磨机。这就对人员操作水平有极大的要求，因为在打磨时不允许伤及母材，既要保证余高到位，打磨外形美观，还要保证焊缝边缘与母材平滑过渡。这种要求几乎是手工操作很难办到的事情。在实际施工中会发现很多打磨不均匀，过渡不平滑，而且角磨机打磨伤及母材的情况也时有发生。只要是人手工焊接就不可能完完全杜绝焊缝余高超标问题，所以焊缝余高打磨是不可避免的事情。只要是人手工操作角磨机打磨就无法掌百分之百控制打磨效果，就不可完全避免磨伤母材事件发生。解决焊缝余高超标的直接方法是打磨，最根本办法是加强焊接质量管理，提高焊工焊接水平，尽量流水作业，尽可能采用自动或半自动焊接技术。但是实际施工环境中，往往有很多地段不具备自动或半自动焊接的条件，只有采取人工焊接方法。既然人工焊接不可避免，手工焊接余高超标问题就不可避免的发生，手工打磨余高就必须进行，如何将焊缝余高打磨的符合标准要求，就成为必须解决的问题。
发明内容
为解决现有手工打磨焊缝余高难以保证达标、效率低的技术问题，本发明提供一种焊缝余高打磨机，包括支撑架、电机、砂轮、竖直位置调节装置和弹性件；所述竖直位置调节装置包括可相对滑动的轮轴固定件和弹件固定件以及用于限制该轮轴固定件和该弹件固定件相对滑动的限位件，所述限位件可拆装地连接于该轮轴固定件和/或该弹件固定件，所述轮轴固定件通过相对于所述弹件固定件滑动而改变该轮轴固定件的下端在竖直方向上的位置；所述砂轮受所述电机驱动，所述砂轮的轴固定在所述轮轴固定件的下端，所述弹件固定件与所述弹性件的一端固定连接，所述弹性件的另一端与所述支撑架连接。进一步的，所述支撑架上还设有用于为所述竖直位置调节装置沿竖直方向运动进行导向的导向结构。进一步的，所述导向结构为竖直槽。进一步的，所述焊缝余高打磨机还包括位移指示装置，所述位移指示装置包括固定在所述支撑架上的刻度盘和固定在所述竖直位置调节装置上的指针。进一步的，所述的焊缝余高打磨机还包括固定在所述支撑架上的限位杆，所述弹性件套设于所述限位杆上。进一步的，所述轮轴固定件包括调节螺杆和与之固定连接的连接杆，所述弹件固定件包括与所述弹性件连接的连接板，所述连接杆通过所述调节螺杆与所述连接板连接，所述连接杆的下端与所述砂轮的轴固定连接；所述限位件为与所述调节螺杆匹配的、用于限制该调节螺杆与所述连接板发生相对位移的限位螺母；所述弹性件为弹簧。进一步的，所述的焊缝余高打磨机包括两个所述弹性件，两个所述弹性件分别位于所述连接杆两侧。进一步的，所述支撑架包括底座和壳体，所述底座可拆卸地安装于所述壳体的底部；所述砂轮可拆卸地连接在所述轮轴固定件上。进一步的，所述的焊缝余高打磨机包括多个不同形状的底座和不同型号的砂轮。进一步的，所述的焊缝余高打磨机还包括分别安装在所述支撑架上并依次通信连接的驱动机构、控制器和位移传感器；所述位移传感器安装于所述支撑架的底部，用于测量所述砂轮的最低点与支撑面的距离；所述驱动机构分别与所述轮轴固定件和所述限位件连接，且受所述控制器控制；所述控制器根据所述位移传感器检测的数据与预设的数据的大小，控制所述驱动机构驱动所述轮轴固定件与所述弹件固定件发生相对运动后再驱动所述限位件锁死该轮轴固定件和该弹件固定件。本发明的有益效果:本发明的焊缝余高打磨机打磨余高可控，能够调节(手动&自动)打磨后余高高度，能够打磨后表面质量平滑均匀，并可以按照不同要求进行改变；在一定范围内能够自动适应不同余高的焊缝，保证焊缝打磨后效果一致；有刻度指示，能够进行调校；打磨过程中能够人工或自动进行砂轮磨损补偿；一个打磨机可配备不同型号的砂轮和不同外形的接触座，能够适应不同管道或其他板材焊缝以及对焊缝打磨的不同要求；可左右、上下，来回任意延焊缝轨迹打磨；通用性好，砂轮更换方便，设备小巧，使用方便，操作简单，经久耐用，维修简单，造价低廉，设计简单，便于制造；还可满足特殊要求，如打磨过程可加水。本发明的焊缝余高打磨机克服了当前用角磨机打磨焊缝余高成型不好、容易伤及母材、操作不安全等缺陷。该发明具有焊缝打磨后外观成型标准、绝对不会伤及母材、操作安全可靠、可实现各种焊缝的打磨要求，可根据不同类型的焊缝及外观尺寸要求进行自由选配组件。本发明通过两个相对运动来实现自动打磨:一个相对运动是砂轮及连接杆通过上面的调节螺栓调节砂轮及连接杆与连接板之间的距离，这是调节打磨后焊缝余留高度用的，一旦调节到位后就锁死；另一个相对运动是砂轮及连接杆等部件通过弹性件在竖直方向上的伸缩而在支撑架上做竖直方向上的相对运动，这是利用弹性件的弹力在受压后砂轮轮体上移，之后在弹性恢复力的作用下轮体负荷着向下压力，随焊缝磨消轮体下移，砂轮下移最终弹力释放完毕，使焊缝达到事先调节好的高度，这个相对运动是在打磨中不停的变换着的。本发明还通过可更换底座而可应用于不同款式的焊缝(如直焊缝、内/外环形焊缝、角焊缝等)。
图1为本发明焊缝余高打磨机的正视时结构透视示意 图2为图1所示打磨机的侧视时结构透视示意 图3为图2所示打磨机的俯视时结构透视示意 图4为图1所示的打磨机所使用的四种可替换的底座；
图5为图1所示的打磨机所使用的一种砂轮。
具体实施例方式下面结合
及具体实施方式
对本发明进一步说明。如图1、2和3所示，本发明的焊缝余高打磨机，包括支撑架1、电机2、砂轮3、弹性件4、竖直位置调节装置；砂轮3受电机2驱动；竖直位置调节装置包括轮轴固定件、弹件固定件和限位件7，两者可相对滑动，限位件7可拆装地连接于轮轴固定件和/或弹件固定件(本实施例中限位件7安装在轮轴固定件上端)，限位件7用于限制轮轴固定件和弹件固定件的相对滑动；砂轮3的轴30固定在轮轴固定件的下端，弹件固定件与弹性件4的一端固定连接，弹性件4的另一端与支撑架I连接；轮轴固定件通过相对于弹件固定件滑动而改变轮轴固定件的下端在竖直方向上的位置，从而改变砂轮3在竖直方向上的位置，根据设定的焊缝高度调节砂轮3到所需的位置后，利用限位件7锁死轮轴固定件和弹件固定件，使两者的相对位置固定不变。轮轴固定件和弹件固定件锁死后，对焊缝进行打磨，焊缝超出设定高度部分向上顶起砂轮3，促使竖直位置调节装置向上运动，抵触弹性件4使其受力收缩，弹性件4的恢复力又反作用于竖直位置调节装置进而推动砂轮3使砂轮3有向下运动的趋势。电机2带动砂轮3转动不断打磨焊缝的同时砂轮3向下移动，焊缝高出设定高度的部分就被逐渐打磨掉，直至焊缝高度达到设定高度，这时弹性件4刚好受力平衡，砂轮3既未收到焊缝向上的顶力，弹性件4也不对竖直位置调节装置，砂轮3也不会再向下打磨焊缝。本实施例的焊缝余高打磨机还包括导向结构8，导向结构8设于支撑架I的底部，用于为竖直位置调节装置沿竖直方向运动进行导向，它可以为一个竖直槽，砂轮3的轴30(电机2与砂轮3共轴)处于竖直槽中，使砂轮3的轴30只能沿竖直槽在竖直方向上运动，而不能在水平方向上运动。轮轴固定件包括调节螺杆52和与之固定连接的连接杆51，弹件固定件包括与弹性件4连接的连接板6，连接杆51通过调节螺杆52与连接板6连接，连接杆51和连接板6上分别开设有相对的螺孔，调节螺杆52通过两个螺孔分别与连接杆51和连接板6连接。连接杆51的下端与砂轮3的轴30固定连接；限位件7为与调节螺杆52匹配的限位螺母，用于限制调节螺杆52与连接板6发生相对位移；弹性件4为弹簧。支撑架I包括底座11和壳体12，底座11可拆卸地安装于壳体12底部，底座11有多个，各可做成各种外形(如图4所示)，砂轮3可拆卸地安装于连接杆51上，砂轮3也有多个(图5给出了一种砂轮的外形形状，具有下凹的磨边)，型号各异，以满足不同焊缝的打磨要求。导向结构8固定安装在底座11上部。如图1、2和3所示，焊缝余高打磨机还包括固定在支撑架I上的限位杆53和手柄10。手柄10固定在支撑架I上部；弹性件4套设于限位杆53上，该弹性件4 一端连接于该限位杆53，弹性件4通过限位杆53固定在支撑架I上，另一端连接于连接板6，连接板6上设有通孔以使限位杆53贯穿其中，从而使连接板6可在限位杆53上滑动。限位杆53和弹性件4的数量均为两个，两根限位杆53和两个弹性件4分别位于连接杆51两侧，弹性件4为弹黃。连杆竖直位置调节装置可随连接杆51在竖直槽整体沿竖直方向上下移动，这就可以调节砂轮3与母材支撑面的高度，以满足打磨余高要求。砂轮3磨成凹型可使焊缝横刨面为弧形，满足平滑过渡要求。作为本发明的一个优选实施例,在上述基础上,如图1所示，焊缝余高打磨机还包括位移指示装置；位移指示装置包括固定在支撑架I上的刻度盘91和固定在连接板6上的指针92。随着弹性件4带动连接板6上下运动，指针92也随之上下运动，而固定在支撑架I上的刻度盘91静止，这样，指针92可以在刻度盘91上指示竖直位移量。操作前先将砂轮打磨成要求的形状。将砂轮3安装固定在电机2的轴上，电机2的轴30穿在连接杆51上并置于导向结构8 (竖直槽)中后，利用连杆竖直位置调节装置调节砂轮3与底座11下方支撑面之间的高度，以达到焊缝余高打磨后要求。开机，待砂轮3正常运转后持手柄10将焊缝打磨机贴实到焊缝上，在人将打磨机按压后底座11与母材(铁板)接贴实在后，打磨机的砂轮3将会受到高于设定高度的焊缝凸出部分上顶，连杆竖直位置调节装置(包括连接杆51、连接板6和调节螺杆52等)及电机2将在受力后，通过连接板6上的通孔、弹簧沿限位杆53向上滑动；弹性件4受力压缩产生弹性形变，弹性件4复位弹力会使竖直位置调节装置自动下压，即在弹力释放过程中，通过连接板6、连接杆51对砂轮3产生向下压力，使得砂轮3逐渐打磨掉焊缝高出设定高度的凸出部分，随着焊缝的凸出部分逐渐被打磨掉，当弹性件4复位弹力释放完后，砂轮3恢复到设定位置。人手工沿焊缝推动焊缝打磨机，将完成整条焊缝的打磨。作为本发明的另一个优选实施例，在上述基础上，焊缝余高打磨机还包括分别安装在支撑架上并依次通信连接的驱动机构、控制器和位移传感器；位移传感器安装于支撑架I的底部方槽位置处，用于测量砂轮3的最低点与支撑面的距离；驱动机构分别与轮轴固定件和限位件7连接，且受控制器控制；控制器根据位移传感器检测的数据与预设的数据的大小，控制驱动机构驱动轮轴固定件与弹件固定件发生相对运动后再驱动限位件7锁死轮轴固定件和弹件固定件。 如上所云是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思和内涵的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.焊缝余高打磨机，包括支撑架(I)、电机(2)、砂轮(3)，其特征在于:还包括竖直位置调节装置和弹性件(4);所述竖直位置调节装置包括可相对滑动的轮轴固定件和弹件固定件以及用于限制该轮轴固定件和该弹件固定件相对滑动的限位件(7)，所述限位件(7)可拆装地连接于该轮轴固定件和/或该弹件固定件，所述轮轴固定件通过相对于所述弹件固定件滑动而改变该轮轴固定件的下端在竖直方向上的位置；所述砂轮(3)受所述电机(2)驱动，所述砂轮(3)的轴(30)固定在所述轮轴固定件的下端，所述弹件固定件与所述弹性件(4)的一端固定连接，所述弹性件(4)的另一端与所述支撑架(I)连接。
2.根据权利要求1所述的焊缝余高打磨机，其特征在于:所述支撑架(I)上还设有用于为所述竖直位置调节装置沿竖直方向运动进行导向的导向结构(8)。
3.根据权利要求2所述的焊缝余高打磨机，其特征在于:所述导向结构(8)为竖直槽。
4.根据权利要求1所述的焊缝余高打磨机，其特征在于:还包括位移指示装置，所述位移指示装置包括固定在所述支撑架(I)上的刻度盘(91)和固定在所述竖直位置调节装置上的指针(92)。
5.根据权利要求1所述的焊缝余高打磨机，其特征在于:还包括固定在所述支撑架(I)上的限位杆(53)，所述弹性件(4)套设于所述限位杆(53)上。
6.根据权利要求1所述的焊缝余高打磨机，其特征在于:所述轮轴固定件包括调节螺杆(52)和与之固定连接的连接杆(51)，所述弹件固定件包括与所述弹性件(4)连接的连接板(6)，所述连接杆(51)通过所述调节螺杆(52)与所述连接板(6)连接，所述连接杆(51)的下端与所述砂轮(3)的轴(30)固定连接；所述限位件(7)为与所述调节螺杆(52)匹配的、用于限制该调节螺杆(52)与所述连接板(6)发生相对位移的限位螺母；所述弹性件(4)为弹黃。
7.根据权利要求6所述的焊缝余高打磨机，其特征在于:包括两个所述弹性件(4)，两个所述弹性件(4)分别位于所述连接杆(51)两侧。
8.根据权利要求1所述的焊缝余高打磨机，其特征在于:所述支撑架(I)包括底座(11)和壳体(12)，所述底座(11)可拆卸地安装于所述壳体(12)的底部；所述砂轮(3)可拆卸地连接在所述轮轴固定件上。
9.根据权利要求8所述的焊缝余高打磨机，其特征在于:包括多个不同形状的底座(12)和不同型号的砂轮(3)。
10.根据权利要求1所述的焊缝余高打磨机，其特征在于:还包括分别安装在所述支撑架(I)上并依次通信连接的驱动机构、控制器和位移传感器；所述位移传感器安装于所述支撑架(I)的底部，用于测量所述砂轮(3)的最低点与支撑面的距离；所述驱动机构分别与所述轮轴固定件和所述限位件(7)连接，且受所述控制器控制；所述控制器根据所述位移传感器检测的数据与预设的数据的大小，控制所述驱动机构驱动所述轮轴固定件与所述弹件固定件发生相对运动后再驱动所述限位件(7)锁死该轮轴固定件和该弹件固定件。
全文摘要
本发明提供焊缝余高打磨机，包括支撑架、电机、砂轮、竖直位置调节装置和弹性件；所述竖直位置调节装置包括可相对滑动的轮轴固定件和弹件固定件以及用于限制该轮轴固定件和该弹件固定件相对滑动的限位件，所述限位件可拆装地连接于该轮轴固定件和/或该弹件固定件，所述轮轴固定件通过相对于所述弹件固定件滑动而改变该轮轴固定件的下端在竖直方向上的位置；所述砂轮受所述电机驱动，所述砂轮的轴固定在所述轮轴固定件的下端，所述弹件固定件与所述弹性件的一端固定连接，所述弹性件的另一端与所述支撑架连接。本发明的焊缝余高打磨机打磨余高可控。
文档编号B24B9/04GK103203673SQ201310144589
公开日2013年7月17日 申请日期2013年4月24日 优先权日2013年4月24日
发明者钟震 申请人:深圳市燃气集团股份有限公司