专利名称：管道内焊机电缆内绕式旋转机构的制作方法
技术领域：
本实用新型是管道焊接工程用来完成内部根焊的管道内焊机电缆内绕 式旋转机构。涉及焊接和管道系统技术领域。
背景技术：
美国CRC—EVANS公司1982年开发成功世界上第一台管道内焊机，经过 几十年的发展，现已开发出系列产品；英国N0REAST公司在九十年代也开 发了类似美国CRC—EVANS公司的产品，无论从技术结构还是外形都与前者 有很大的雷同在管道内环缝自动焊机专用焊接单元上都釆用相对独立的 焊接机构。以上两家公司的产品在管道焊接行业中具有较大的影响。上述 产品是国外发达国家发展管道全位置自动焊机的典型代表，体现了当今世 界上输油输气管道焊接施工装备的先进水平。这些产品开发初期，技术水 平较低。后来随着自动化水平的不断提高，管道全位置自动焊机的技术水 平有了很大地提高，大大地提高了管道焊接质量和效率，降低了工人的劳动 强度。但其不足是专用电缆采用外部安装方式，不但不方便，而且易损坏和 磨损，电缆寿命短，常影响施工，且增加成本。
国内在发展管道内焊机方面与国外相差较大。近年来，通过管道技人 员的不懈努力实现了技术突破并生产出具有自主知识产权的管道全位置自 动焊机并已在施工现场得到广泛应用。相比国外的大型管道施工公司，我 国在管道内焊方面仅仅处于起步阶段。在引用国外技术为我所用的过程中, 目前专用电缆采用的是外部安装方式。专用电缆直接拖在外，这样就容易 造成专用电缆因为磨损和焊接飞溅造成的专用电缆的损坏，给施工带来很 大不便。总之，随着国内长输管道的迅猛发展，管道内焊设备的研制和发 展显的尤为紧迫，还有待于进一步的工作。
内容
本实用新型的目的是设计一种操作方便、安全、结构简单的管道内焊 机电缆内绕式旋转机构。
管道内焊机具有自动化程度高和焊接质量好以及大幅度提高焊接效率
4的基本特点，是实现管道高效率焊接的必备的专用设备。
目前得到广泛应用的管道内焊机，它的典型结构如图l所示，主要由前
定位机构l、涨紧机构2、旋转焊接机构3、行走机构4和储气罐5五大部 分组成。
本实用新型的技术路线是在充分利用现有管道内焊机成熟技术基础 上，将原有的专用电缆外部安装方式改为内绕式。专用电缆9通过内焊机 的涨紧体IO，穿入旋转盘12和中间盘11，从旋转盘12穿出后直接连接专 用的焊接单元，涨紧体10是固定不动的，旋转盘12旋转时带动专用电缆9 沿轴向方向旋转一定的角度。
该管道内焊机专用电缆内绕式旋转机构如图2所示，它主要由专用电 缆9、涨紧体10、中间盘11、旋转盘12、旋转驱动电机16、电机连接套 17、连轴节18、齿轮轴19、齿条20、卡箍21、螺套22、保护套23、螺母 24、压盖25等件组成，并与前涨紧气缸6、端盘7、螺栓8等件配合。前 涨紧气缸6和端盘7、涨紧体10通过螺栓8连接，其中后涨紧气缸15和前 涨紧气缸7结构尺寸相同，中间盘11通过螺栓8把合在涨紧体10中间；专 用电缆9穿过涨紧体10端面螺紋孔安装的保护套23，保护套23通过螺钉 固定在涨紧体10上，螺套22通过外螺紋连接在保护套23上，专用气电缆 9穿过螺套22的内孔，卡箍21通过螺紋缩紧螺套22，穿过螺套22内孔后 的专用电缆9再穿过旋转盘12的空隙；如图3所示，压盖25放置在旋转 盘的槽内，穿过专用电缆9后通过螺母24进行固定，专用电缆9的外端可 以连接内焊机的焊接单元；旋转盘12空套在中间盘11上，旋转驱动电机 16通过子口定位、螺钉连接固定在电机连接套17上，电机连接套17固定 在端盘7上，通过连轴节18,旋转驱动电机16和齿轮轴19连为一体；齿 轮轴19与固定在旋转盘12上的齿条20啮合，实现旋转盘12的旋转运动， 齿条20通过螺钉安装在旋转盘12上，通过对电机的控制即可实现对旋转 盘12的控制。
其中
螺栓8如图4所示，为空心螺栓；
涨紧体10如图5所示，为一个盘类零件，在其周端分布有24个直通 孔，用来和顶杆13的外圆柱面配合，在其端面分布有8个通孔，用来安装 保护套23,在8个通孔的周边分布两个螺紋孔，用来安装螺钉固定保护套23;
保护套23如图5所示，为一个阶梯套并套内光滑； 专用电缆9是个内部有控制线和保护气的专用电缆； 螺套22为 一个外有螺紋的阶梯套，如图6所示； 卡箍21为一个有内螺紋的螺母，如图7所示；
旋转盘12为一个盘类零件，在其径向方向开有8个长腰型圆孔，如图 8所示；
压盖25安装在旋转盘12上，是一个弧行的异型零件，如图9所示， 材料为尼龙，其弧面紧贴在旋转盘12圆周槽的弧面上，用螺丝固定，专用 电缆9从中间的孔中穿过，螺母24和压盖25上的螺紋配合；
螺母24是一个外径为正六边形的螺母，如图10所示；
电机连接套17如图ll所示，为一个变内径的套类零件，其大内径一边 外有螺紋孔，与螺钉配合安装固定在涨紧体10上，小内径一边外有用来和 电机安装孔把合的通孔；
连轴节18如图12所示，是一个中间插有平键的套类零件，连轴节18 一端连接旋转驱动电机16的输出轴，另一端连接齿轮轴19;
齿轮轴19如图13所示，是小头为光轴大头为齿轮的齿轮轴；
齿条20如图14所示，是一个由螺钉固定在旋转盘12内径方向的半圆 弧形的齿，与齿轮轴19啮合，通过齿轮轴19的旋转带动齿条20和旋转盘 12旋转。
本管道内焊机专用电缆内绕式旋转机构在工作时，虽然旋转盘12旋转 带动专用电缆9沿轴向方向旋转一定的角度，对专用电缆9有一定的推拉， 但因专用电缆9是从穿过涨紧体10的保护套23中穿过并再从旋转盘12的 空隙穿入，而保护套23内光滑，不会对专用电缆9造成损伤。
本实用新型有效、可靠地解决了管道内焊机在施工时专用电缆容易被 现场焊接的飞溅损坏和磨损的问题，减低了设备的故障率，提高了工作效 率，减轻了操作人员的劳动强度，效果良好。
图1管道内焊机简图
6图2管道内焊机专用电缆内绕式旋转机构
图3管道内焊机专用电缆内绕式旋转机构局部视图
图4螺栓
图5保护套
图6螺套
图7卡箍
图8旋转盘
图9压盖
图10螺母
图11电机连接套
图12连轴节
图13齿轮轴
图14齿条
其中l一前定位机构
3—旋转焊接机构 5—储气罐 7—端盘 9一专用电缆 11 —中间盘 13—顶杆 15—后涨紧气缸 17—电机连接套 19一齿轮轴 21 — |^箍 23—保护套 25—压盖
2—涨紧机构 4一行走机构 6—前涨紧气缸 8—双头螺栓 IO—涨紧体 12—旋转盘 14一涨靴
16—旋转驱动电机 18—连轴节 20—齿条 22—螺套 24—螺母
具体实施方式
实施例.以此实例进一步说明本管道内焊机专用电缆内绕式旋转机构的具体实施方式
。这是一个(J)1219mm管道内焊机专用电缆内绕式旋转机构， 其结构如图2~图12所示。
该管道内焊机专用电缆内绕式旋转机构如图2所示，它主要由专用电 缆9、涨紧体10、中间盘11、旋转盘12、旋转驱动电机16、电机连接套 17、连轴节18、齿轮轴19、齿条20、卡箍21、螺套22、保护套23、螺母 24、压盖25等件组成，并与前涨紧气缸6、端盘7、螺栓8等件配合。前 涨紧气缸6和端盘7、涨紧体10通过螺栓8连接，其中后涨紧气缸15和前 涨紧气缸7结构尺寸相同，中间盘11通过螺栓8把合在涨紧体10中间；专 用电缆9穿过涨紧体10端面螺紋孔安装的保护套23，保护套23由螺钉固 定在涨紧体10上，螺套22通过外螺紋连接在保护套23上，专用电缆9穿 过螺套22的内孔，卡箍21通过螺紋缩紧螺套22，穿过螺套22内孔后的专 用电缆9再穿过旋转盘12的空隙，如图3所示，压盖25放置在旋转盘12 的槽内，穿过专用电缆9后用螺母24固定，专用电缆9的外端连接内焊机 的焊接单元；旋转盘12空套在中间盘11上，旋转驱动电机16通过子口定 位、螺钉连接固定在电机连接套17上，电机连接套17固定在端盘7上， 通过连轴节18使旋转驱动电机16和齿轮轴19连为 一体；齿轮轴19与固 定在旋转盘12上的齿条20啮合，实现旋转盘12的旋转运动，齿条20通 过螺钉安装在旋转盘12上，通过对电机的控制即可实现对旋转盘12的控 制。
具体是螺栓8如图4所示，长度为360mm，两端为M20mm螺紋，内 孔为(j)12mm的空心螺栓；涨紧体10如图5所示，为 一个外径小930腿，内 径d)570mm的盘类零件，在其周端分布有24个直径(J) 50 mm的通孔，用来 和顶杆13的外圆柱面配合，在其端面分布有8个4)30 mm的通孔，用来安 装保护套23,在8个(J)30 mm的周边分布两个M8咖的螺紋孔，用来安装 M8mm的螺钉固定保护套23;保护套如图5所示，为 一个小端直径(J) 30 mm， 大端直径cl)60mm，内孔为M20 mm螺紋的阶梯套；专用电缆9是个内部有 控制线和保护气的专用电缆，专用电缆9通过螺套22的内孔穿过;螺套22 为一个内孔12mm,外径为M12 mm螺紋的阶梯套如图6所示；卡箍21为一 个外径4>35 mm，内径为M20鹏内螺紋的螺母，如图7所示，专用电缆9 经过螺套22穿入旋转盘12;旋转盘12为 一个外径cj) 890mm,内径小795 mm, 厚度为116mm的盘类零件，在其径向方向开有8个长腰型圆孔，如图8所示；压盖25安装在旋转盘12上，它是一个弧行的异型零件，如图9所示， 材料为尼龙，其弧面紧贴在旋转盘圆周槽的弧面上，用M6mm的螺丝固定， 专用电缆从中间的孔中穿过，螺母24和压盖25上的螺紋配合；螺母24是 一个内径为M24 mm内螺紋，外径为正六边形的螺母，如图10所示；旋转 驱动电机16安装在电机连接套17上；电机连接套17如图11所示为一个 套类零件， 一边的螺紋孔用来安装螺钉固定在涨紧体10上， 一边的通孔用 来和电机的安装孔把合；连轴节18如图12所示是一个外径d)20mm,内径 (J)13nun，中间插有4 mm平键的套类零件，连轴节18 —端连接旋转驱动电 机16的输出轴， 一端连接齿轮轴19;齿轮轴19如图13所示，为小头是直 径13mm的光轴，大头是齿轮的一根齿轮轴；齿条20如图14所示，是一个 半圆弧形的齿，通过螺钉固定在旋转盘12的内径方向，通过齿轮轴19的 旋转带动齿条20和旋转盘12旋转。
本管道内焊机专用电缆内绕式旋转机构行了大量的室内和工业试验， 颇受焊接工人好评。本实用新型有效、可靠地解决了管道打底焊时焊接飞 溅容息烫伤专用电缆的问题，操作使用起来没有额外的操作要求，很是方 便，提高了工作效率，减低了设备的故障率，效果良好。
权利要求1. 一种管道焊接工程用来完成内部根焊的管道内焊机电缆内绕式旋转机构，其特征是专用电缆(9)穿过固定不动的涨紧体(10)，再穿入旋转盘(12)和中间盘(11)，从旋转盘(12)穿出后直接连接专用的焊接单元。
2. 根据权利要求1所述的管道内焊机电缆内绕式旋转机构，其特征是它主要 由专用电缆(9)、涨紧体(IO)、中间盘(ll)、旋转盘(12)、旋转驱动电机(16)、电 机连接套(17)、连轴节(18)、齿轮轴(19)、齿条(20)、卡箍(2D、螺套(22)、保 护套咖、螺母(24)、压盖(25)组成，并与前涨紧气缸(6)、端盘(7)、螺栓(8) 件配合；前涨紧气缸(6)和端盘(7)、涨紧体(IO)通过螺栓(8)连接，后涨紧气缸(15) 和前涨紧气缸(7)结构尺寸相同，中间盘(11)通过螺栓(8)把合在涨紧体(IO)中间； 专用电缆(9)穿过涨紧体(10)端面螺紋孔安装的保护套(23)，保护套(23)通过螺钉 固定在涨紧体(10)上，螺套(22)通过外螺紋连接在保护套(23)上，专用电缆(9) 穿过螺套(22)的内孔，卡箍(21)通过螺紋缩紧螺套(22);穿过螺套(22)内孔的专 用电缆(9)穿过旋转盘(12)的空隙，压盖(25)安置在旋转盘的槽内，穿过专用电缆 (9)后通过螺母(24)进行固定，专用电缆(9)的外端连接内焊机的焊接单元；旋转 盘(12)空套在中间盘(11)上，旋转驱动电机(16)通过子口定位、螺钉连接固定在 电机连接套(17)上，电机连接套(17)固定在端盘(7)上，通过连轴节(18)使旋转驱 动电机(16)和齿轮轴(19)连为 一体,齿轮轴(19)与固定在旋转盘(12)上的齿条(20) 啮合，齿条(20)通过螺钉安装在旋转盘(12)上。
3. 根据权利要求2所述的管道内焊机电缆内绕式旋转机构，其特征是所述 螺栓(8)为空心螺栓。
4. 根据权利要求2所述的管道内焊机电缆内绕式旋转机构，其特征是所述保 护套(23)为 一个阶梯套并套内光滑。
5. 根据权利要求2所述的管道内焊机电缆内绕式旋转机构，其特征是所述 螺套(22)为 一个外有螺紋的阶梯套。
6. 根据权利要求2所述的管道内焊机电缆内绕式旋转机构，其特征是所述 卡箍(21)为一个有内螺紋的螺母。
7. 根据权利要求1或2所述的管道内焊机电缆内绕式旋转机构，其特征是所 述涨紧体(10)为 一个盘类零件,在其周端分布有24个与顶杆(13)外圆柱面配合的 直通孔，在其端面分布有8个安装保护套(23)的通孔，在8个通孔的周边分布两 个安装螺钉固定保护套(23)的螺紋孔。
8. 根据权利要求2所述的管道内焊机电缆内绕式旋转机构，其特征是所述 压盖(25)安装在旋转盘(12)上，是一个弧行的异型零件，材料为尼龙，用螺丝固 定后其弧面紧贴在旋转盘(12)圆周槽的弧面上，专用电缆(9)从中间的孔中穿过， 螺母(24)与压盖(25)上的螺紋配合。
9. 根据权利要求2所述的管道内焊机电缆内绕式旋转机构，其特征是所述齿 轮轴(19)是小头为光轴大头为齿轮的齿轮轴。
10. 根据权利要求2所述的管道内焊机电缆内绕式旋转机构，其特征是所述 齿条(20)是一个由螺钉固定在旋转盘(12)内径方向的半圆弧形的齿,与齿轮轴(19) 啮合。
11. 根据权利要求1或2所述的管道内焊机电缆内绕式旋转机构，其特征是 所述专用电缆(9)是个内部有控制线和保护气的专用电缆。
12. 根据权利要求1或2所述的管道内焊机电缆内绕式旋转机构，其特征是 所述旋转盘(12)为一个盘类零件，在其径向方向开有8个长腰型圆孔。
专利摘要本实用新型是管道焊接工程用来完成内部根焊的管道内焊机电缆内绕式旋转机构。涉及焊接和管道系统技术领域。其特征是专用电缆(9)穿过固定不动的涨紧体(10)，再穿入旋转盘(12)和中间盘(11)，从旋转盘(12)穿出后直接连接专用的焊接单元。本实用新型有效、可靠地解决了管道内焊机在施工时专用电缆容易被现场焊接的飞溅损坏和磨损的问题，减低了设备的故障率，提高了工作效率，减轻了操作人员的劳动强度，效果良好。
文档编号B23K37/00GK201271788SQ200820080678
公开日2009年7月15日 申请日期2008年5月15日 优先权日2008年5月15日
发明者铁 尹, 锋 张, 梁君直, 欣 邹, 政 闫 申请人:中国石油天然气集团公司;中国石油天然气管道局