一种燃气管道激光冲击试验用多工位夹持装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种燃气管道夹持装置，尤其涉及一种燃气管道激光冲击试验用多工位夹持装置。
【背景技术】
[0002]管道是天然气煤气等能源输送设备的关键件，是城市管网和天然气西气东输工程的重要部分，长距离传输的管道系统是由多根钢管、弯头焊接而成，有多处且大面积的焊接区域，焊缝的质量直接影响管网的性能。采用激光冲击处理技术处理焊缝表面，对管道焊缝的力学性能十分有利，能增加对内部冲击和外部强力破坏的容忍性，缩短了燃气管道的保养时间，减少了能源输送过程中的事故发生率。
[0003]燃气管道激光冲击试验具有一定的危险性，并且检测冲击后的质量要求不破坏管道，人工夹持或者半机械化夹持的控制，容易发生实验事故，并且人工参与试验容易使试验数据产生误差。
[0004]夹持装置代替人工作业可以避免人身伤害、减轻人力，提高劳动生产率和降低生产成本，也是实现生产自动化的必要条件。
[0005]夹持装置主要用来充分固定多种尺寸和形状的管道；能带着管道绕轴线以一定的速度旋转，且速度可控；能带着管道沿轴线做间歇进给；留有安装检测传感器的位置，并且传感器的安装不影响管道的运动和装卸。
[0006]国内把激光冲击强化技术用于提高管道焊缝的力学性能的报道很少，所以用于管道激光冲击试验的装置未见报道，本发明专门针对燃气管道的激光冲击试验和表面质量无损检测，设计了满足夹持和运动要求的装置。
【发明内容】
[0007]本发明要解决的问题是:提供一种燃气管道激光冲击试验用多工位夹持装置，能够充分固定多种尺寸和形状的燃气管道；带着管道绕轴线以一定的速度旋转，且速度可控；带着管道沿轴线做间歇进给；留有安装检测传感器的位置，并且传感器的安装不影响管道的运动和装卸。在燃气管道冲击试验的柔性试验平台上，用于配合试验机进行检测试验，完成管道的夹持和运动部分。满足不同口径、不同长度的燃气管道冲击试验要求。主要有:实现对不同直径(90mm?270mm)和不同长度(1000mm?4000mm)的燃气管道的夹持，夹持口径可调，以及对变直径管道可支撑；实现燃气管道沿轴向的回转运动；实现燃气管道沿轴向的进给运动；管道的运动移动量可控。
[0008]本发明的技术方案如下:一种燃气管道激光冲击试验用多工位夹持装置，包括底板和运动结构。其特征在于:所述运动结构主要包括:燃气管道夹持与回转驱动部分，简称夹持部分；管道支撑长度可调、变直径管道可支撑部分，简称调节部分；管道轴向进给驱动部分，简称驱动部分；所述底板包括固定底板结构、移动底板结构和试验基台；
[0009]所述固定底板结构安装在试验基台上，所述固定底板结构上表面设置有若干平行的底板导轨；
[0010]所述移动底板结构的上表面设有驱动安装座、固定支架安装座和滑动导轨；所述移动底板结构的下表面设有齿条和底板导轨滑键，所述齿条和底板导轨滑键均通过螺栓与底板固定连接；
[0011]所述燃气管道夹持与回转驱动部分，包括固定支架定位夹持机构和回转驱动机构，所述固定支架定位夹持机构安装在固定支架安装座上；
[0012]所述固定支架定位夹持机构主要由端盖、圆柱滚轴、外圈支架、夹紧螺栓、内圈和螺钉组成；所述夹紧螺栓间隔120度均匀的分布在内圈上，实现三点定位夹持；所述内圈上设有圈齿，所述内圈穿过外圈支架、圆柱滚轴和端盖，并将圆齿暴露在端盖外；所述端盖通过螺钉安装在外圈支架上；
[0013]所述回转驱动机构包括回转电机和回转减速器，所述回转电机和回转减速器安装在驱动安装座上；所述回转减速器的输出轴上连接有大齿轮，所述大齿轮与内圈通过圆齿相哨合；
[0014]所述管道支撑长度可调、变直径管道可支撑部分，主要包括若干组移动支架机构；任一所述移动支架机构主要包括:手柄、丝杠、轴承、轴承座套、滚动销、滚轮、支架臂、移动块、支架滑动座和夹紧螺钉；所述支架臂为2个，呈‘X’状，交叉分布；所述移动块与任一支架臂均通过滚动销连接，所述滚轮与任一支架臂均通过滚动销连接，所述任一支架臂和支架滑动座均通过滚动销连接，所述手柄垂直插入丝杠内，所述丝杠穿过轴承和两个移动块；所述轴承装入轴承套座；所述轴承套座在支架滑动座的位置可调；所述支架滑动座在滑动导轨内滑动连接且沿轴向运动；
[0015]所述管道轴向进给驱动部分主要包括进给驱动机构，所述进给驱动机构主要包括小齿轮、传动轴、进给支座、进给减速器、联轴器、进给电机和输出轴；所述进给电机、进给减速器和进给支座固定在固定底板结构上；所述进给电机通过联轴器与进给减速器连接，所述进给支座上贯穿有轴，所述传动轴的两端均设有小齿轮，所述进给减速器的输出轴上也设有小齿轮，所述输出轴上的小齿轮与传动轴一端的小齿轮相啮合，所述输出轴另一端的小齿轮与活动底板结构上的齿条相啮合。
[0016]进一步，所述试验基台为水泥台。
[0017]进一步，所述底板导轨为两条。
[0018]进一步，任一所述底板导轨的底部均为夹角120度的两个斜面。
[0019]进一步，所述底板导轨滑键与底板导轨相配合。
[0020]进一步，所述外圈支架底端安装在固定支架安装座上。
[0021 ] 进一步，所述移动底板结构的长度应小于固定底板结构的长度。
[0022]进一步，所述底板导轨滑键的高度大于小齿轮直径的1.5倍。
[0023]进一步，所述移动支架机构为两组。
[0024]进一步，所述支架滑动座上设有竖直轨道，所述轴承套座通过夹紧螺钉调节固定在竖直轨道上的位置。
[0025]本发明的有益效果在于:本发明针对燃气管道的激光冲击强化试验和力学性能检测要求，设计了满足多种规格的管道夹持和运动要求的装置，避免人身伤害、减轻人力，提高劳动生产率和降低生产成本，是实现管道激光冲击强化生产自动化的必要条件，也是激光冲击强化处理质量无损检测的物质基础。
【附图说明】
[0026]图1为本发明的结构示意图。
[0027]图2为固定支架定位夹持机构的爆炸结构示意图
[0028]图3为固定支架定位夹持机构的结构意图。
[0029]图4为移动支架机构的爆炸结构示意图。
[0030]图5为移动支架机构的结构示意图。
[0031]图6为固定底板结构的结构示意图。
[0032]图7为移动底板结构的结构示意图。
[0033]图8为进给驱动机构的结构示意图。
[0034]图9为回转驱动机构的结构示意图。
[0035]其中:1、螺钉，2、端盖，
[0036]3、圆柱滚轴，4、外圈支架，
[0037]5、夹紧螺栓，6、内圈，
[0038]7、手柄，8、丝杠，
[0039]9、轴承，10、轴承座套，
[0040]11、滚动销，12、滚轮，
[0041]13、支架臂，14、移动块，
[0042]15、支架滑动座，16、夹紧螺钉，
[0043]17、齿条，18、小齿轮，
[0044]19、传动轴，20、进给支座，
[0045]21、进给减速器，22、联轴器，
[0046]23、进给电机，24、输出轴，
[0047]25、回转减速器，26、固定底板结构，
[0048]27、燃气管道，28、移动底板结构，
[0049]29、大齿轮，30、回转电机，
[0050]31、底板导轨，32、滑动导轨，
[0051]33、驱动安装座，34、固定支架安装座，
[0052]35、底板导轨滑键，36、圈齿，
[0053]37、竖直轨道。
【具体实施方式】
[0054]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作出简要说明。
[0055]如图1所示，一种燃气管道激光冲击试验用多工位夹持装置，运动结构主要有三大部分:燃气管道夹持与回转驱动部分；管道支撑长度可调、变直径管道可支撑部分；管道轴向进给驱动部分。
[0056]如图2、图3所示，固定支架定位夹持机构。
[0057]机构主要组成部分:端盖2，圆柱滚轴3，外圈支架4，夹紧螺栓5，内圈6以及螺钉I。其中，选用圆柱滚轴3能够保证燃气管道旋转运动的稳定性；外圈支架4的底座固定在移动底板28上，实现沿管道轴向的进给运动；三个夹紧螺栓5分布在内圈6的120°均分方向上，实现三点定位和夹紧，并实现管道直径90mm到270mm的夹紧可调；内圈6上设计有一圈齿36，其与驱动齿轮啮合实现旋转运动。
[0058]待夹持的燃气管道外表面是未加工的面，装夹采用三点定位，可以避免过定位和欠定位，保证管道转动的稳定。外圈支架4的厚度不大，在不影响强度结构的条件下，容易将管道从该结构伸出。外圈支架通过螺栓连接在移动底板上，为了确保支架的稳定性，支架下方设计底座结构。内圈结构上设计加工一圈齿，由回转驱动大齿轮29与内圈6上的齿相啮合，实现燃气管道沿轴线旋转运动。
[0059]如图4、图5所示，移动支架机构。
[0060]机构的主要组成部分:手柄7，丝杠8，轴承9，轴承座套10，滚动销11，滚轮12，支架臂13，移动块14，支架滑动座15以及夹紧螺钉16。其中，移动块14的销孔和螺纹孔的中心线异面垂直，移动块14与支架臂13通过销连接。两个支架