专利名称：罐车封头压紧装置、罐车封头组对设备及组对方法
技术领域：
本发明实施例涉及罐车封头组对技术，尤其涉及一种罐车封头压紧装置、罐车封头组对设备及组对方法。
背景技术：
罐车包括筒体及封头，在罐车制造过程中，需要用对口器组对封头，将封头焊接到筒体上。用对口器组对封头时，需要有固定封头，并对封头施加沿罐体纵向组对压力的封头压紧装置。现有技术中，采用如图1所示的弧形臂1来固定封头，并对封头施加沿罐体纵向组对的压力。如图2所示，弧形臂1共有6个，等间距安装在对口器的夹固环2上。在组对封头时，先把弧形臂1旋转至不影响封头进入对口器的位置，即弧形臂1处于打开的装置，待封头吊到对口器中后，如图3所示，手动旋转安装在对口器夹固环2的弧形臂1到指向封头中心的位置，即弧形臂1合起来，固定住封头。现有技术存在的缺陷在于首先，由于对口器的夹固环竖立，而弧形臂的开合是手动旋转，上部的两个弧形臂位置较高，人在地面上够不着，需借助辅助工具才能旋转。其次， 在有震动的情况下，弧形臂会进行不可控的自动旋转，存在着安全隐患。并且，弧形臂与封头的接触面为近似封头弧形的曲面，但每个封头的弧形并不完全一致，导致弧形臂与封头的接触为某几个点的接触，造成封头表面多处划痕。
发明内容
本发明提供一种罐车封头压紧装置、罐车封头组对设备及组对方法，用以克服现有技术中弧形臂需手动才能合上以及不可控导致的安全隐患和对封头造成划痕等缺陷。本发明提供一种罐车封头压紧装置，包括动力装置，包括前后座和可伸缩的动力杆；夹固板，第一端固定于所述动力装置的前座上，所述夹固板包括左右对称固定在一起的左夹固板和右夹固板，所述动力杆部分位于所述左夹固板与右夹固板之间；顶头，位于所述左夹固板和右夹固板之间，第一端与所述动力杆的顶部连接；连杆，位于所述左夹固板和右夹固板之间，第一端与所述顶头的第二端及所述夹固板活动连接，旋转臂，部分位于所述左夹固板与右夹固板之间，第一端具有两个连接处，第一连接处与所述夹固板的第二端活动连接，第二连接处与所述连杆的第二端相接，可以所述第一连接处为中心移动；触头，固定在所述旋转臂的第二端。本发明还提供一种罐车封头组对设备，包括对口器，其中，所述对口器的夹固环上均勻分布有上述罐车封头压紧装置，所述罐车封头压紧装置通过动力装置的后座安装在所述对口器的夹固环上。本发明还提供一种采用上述罐车封头组对设备组对封头的方法，包括封头放入对口器中与筒体相对后，控制所述罐车封头压紧装置中的动力装置上的动力杆伸出至触头与所述封头相抵；跟随所述对口器的旋转环转动实施所述封头与筒体的焊接；控制所述动力装置上的动力杆收缩至所述罐车封头压紧装置与所述筒体平行。本发明提供的罐车封头压紧装置、罐车封头组对设备及组对方法，通过动力装置、 夹固板、顶头、连杆及旋转臂，能够在电气控制柜控制下自动开合，压紧待组对封头，解决了现有技术中弧形臂需要手工旋转导致的操作难度大的问题，实现了罐车封头压紧的自动控制，提高了其操作简便性。并且，旋转臂的打开与闭合需要通过动力装置的驱动实现，避免了现有技术中弧形臂不可控导致的安全隐患，提高了操作的安全性。通过触头使得压紧装置与封头之间为单点接触，解决了现有技术中弧形臂与封头面接触造成的封头表面产生划痕的问题。
图1为现有技术中弧形臂的结构示意图；图2为现有技术中弧形臂打开时罐车封头组对设备的结构示意图；图3为现有技术中弧形臂合上时罐车封头组对设备的结构示意图；图4A为本发明实施例提供的一种罐车封头压紧装置的结构示意图；图4B为图4A中夹固板、顶头、连杆及旋转臂的俯视结构示意图；图4C为图4A中旋转臂打开时的结构示意图；图5为本发明实施例提供的另一种罐车封头压紧装置的结构示意图；图6A为图5中左夹固板的主视图；图6B为图6A中左夹固板的俯视图；图6C为图5中右夹固板的主视图；图6D为图6C中右夹固板的俯视图；图7A为图5中顶头的主视图；图7B为图7A中顶头的俯视图；图7C为本发明实施例提供的罐车封头压紧装置中顶头的另一种结构示意图；图7D为图7C中顶头的俯视图；图7E为本发明实施例提供的罐车封头压紧装置中第一销轴的结构示意图；图8A为图5中连杆的主视图；图8B为图8A中连杆的俯视图；图9A为图5中旋转臂的主视图；图9B为图9A中旋转臂的俯视图；图9C为本发明实施例提供的罐车封头压紧装置中第三销轴的结构示意图；图IOA为图5中弹性臂的主视图；图IOB为图IOA中弹性臂的俯视5
图IlA为图5中紧固板的主视图；图IlB为图IlA中紧固板的左视图；图12A为图5中触头的结构示意图；图12B为图12A所示触头中圆球座的结构示意图；图12C为图12A所示触头中扣板的结构示意图；图13A为本发明实施例提供的罐车封头组对设备的结构示意图；图13B为本发明实施例提供的罐车封头组对设备中压紧装置的安装结构示意图；图13C为本发明实施例提供的罐车封头组对设备中防脱板的一种结构示意图；图13D为图13C所示防脱板的俯视结构示意图；图13E为本发明实施例提供的罐车封头组对设备中沉头螺钉的一种结构示意图；图13F为图13E所示沉头螺钉的右视图；图14为本发明实施例提供的使用上述罐车封头组对设备组对封头的方法的流程图；图15为本发明实施例提供的使用上述罐车封头组对设备组对封头的方法中旋转臂合上后的结构示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。如图4A、图4B及图4C所示，罐车封头压紧装置包括动力装置3、夹固板4、顶头 5、连杆6、旋转臂7及触头8。动力装置3由电气控制柜(图中未示出)进行控制，用来驱动罐车封头压紧装置的开合。动力装置3包括前座31、后座和可伸缩的动力杆32。夹固板4的一端即第一端固定在前座31上。罐车封头压紧装置通过动力装置3的后座固定在对口器上。夹固板4包括左右对称固定在一起的左夹固板41和右夹固板42，动力杆32部分位于左夹固板41与右夹固板42之间。顶头5位于左夹固板41和右夹固板42之间，第一端与动力杆32的顶部连接。连杆6位于左夹固板41和右夹固板42之间，第一端与顶头5的第二端及夹固板 4活动连接。旋转臂7部分位于左夹固板41与右夹固板42之间，第一端具有两个连接处，第一连接处71与夹固板4的第二端活动连接，第二连接处72与连杆6的第二端相接，可以第一连接处71为中心移动。触头8固定在旋转臂7的第二端。需要说明的是，上述第一端与第二端，即各零部件的两端，这里只是为了更清楚地说明压紧装置的结构关系。需要罐车封头压紧装置合上时，动力装置3在电气控制柜的控制下推出动力杆 32，动力杆32通过连接的顶头5推动连杆6与顶头5连接的一端向下移动，进而带动连杆6 的另一端即旋转臂7的第二连接处72向下移动，由于旋转臂7的第一连接处71位置固定，使得旋转臂7以第一连接处71为中心逆时针旋转，直至触头8与待组对的封头相抵，如图 4A所示，罐车封头压紧装置处于合上状态。打开时，动力装置3在电气控制柜的控制下收回动力杆32，动力杆32通过连接的顶头5拉动连杆6与顶头5连接的一端向上移动，进而带动连杆6的另一端即旋转臂7的第二连接处72向上移动，由于旋转臂7的第一连接处71位置固定，使得旋转臂7以第一连接处71为中心顺时针旋转，直至触头8远离封头，旋转臂7与组对封头的筒体平行，如图4C 所示，罐车封头压紧装置处于打开状态。本实施例中，罐车封头压紧装置通过动力装置、夹固板、顶头、连杆及旋转臂，能够在电气控制柜控制下自动开合，压紧待组对封头，解决了现有技术中弧形臂需要手工旋转导致的操作难度大的问题，实现了罐车封头压紧的自动控制，提高了其操作简便性。并且， 旋转臂的打开与闭合需要通过动力装置的驱动实现，避免了现有技术中弧形臂不可控导致的安全隐患，提高了操作的安全性。通过触头使得压紧装置与封头之间为单点接触，解决了现有技术中弧形臂与封头面接触造成的封头表面产生划痕的问题。本发明实施例提供的罐车封头压紧装置中，动力装置可为液压缸，也可为风控装置，只要能驱动旋转臂旋转即可。本发明实施例提供的罐车封头压紧装置还可包括弹性臂，该弹性臂的一端固定于所述旋转臂上，所述触头固定在所述弹性臂的另一端。所述旋转臂中具有凹槽，所述弹性臂上固定于所述旋转臂的一端通过紧固板固定于所述凹槽中，以便在压力较大时，弹性臂发生变形吸收能量，从而减小罐车封头压紧装置安装座处的应力，避免安装座的损坏。触头可包括圆球座及压球。圆球座的底部固定在旋转臂的另一端。压球与封头点接触，可在封头表面滚动，避免了封头表面产生划痕。如图5所示，罐车封头压紧装置包括第一销轴11、第二销轴12、第三销轴13、紧固板14、液压缸30、夹固板40、顶头50、连杆60、旋转臂70、弹性臂9及触头80。液压缸30的后座可固定在对口器上，推杆33为动力杆。如图6A、图6B、图6C及图6D所示，左夹固板43与右夹固板44上具有螺孔49，可采用螺栓等连接件穿过螺孔49，将左夹固板43与右夹固板44固定在一起。左夹固板43及右夹固板44相对的位置上还具有左通孔47、右通孔48，用来连接旋转臂70的第一连接处即第二孔74 (见图9A、图9B)，使旋转臂70的第一连接处的位置不变，以便旋转臂70的第二连接处即第一孔73 (见图9A、图9B)以第一连接处为中心移动，从而实现旋转臂70的旋转。左夹固板43上与右夹固板44相对的一侧具有左导槽45，右夹固板44上具有与左导槽45相对称的右导槽46，用来放置第一销轴11的两端，以对第一销轴11的移动起到导向作用，使第一销轴11仅在左导槽45与右导槽46的区域内移动。如图7A、图7B所示，顶头50 —端具有通孔51，第一销轴11穿过该通孔51，将顶头 50与连杆60相连。需要说明的是顶头不限于图7A、图7B所示的结构，只要能与动力杆连接在一起即可，如图7C、图7D所示，与推杆连接的一端还可为柱状，相应地，推杆的顶端具有相匹配的孔。顶头50的另一端具有沉孔52，推杆33的顶端位于该沉孔52内，实现推杆33与顶头50的连接，使得顶头50能够在推杆33伸缩时，带动如图7E所示的第一销轴11沿左导槽45与右导槽46移动。连杆60有两个，分设在旋转臂70两侧，均如图8A、图8B所示，连杆60 —端具有第一过孔61，另一端具有第二过孔62。如图9A、图9B所示，旋转臂70的一端具有第一孔73、第二孔74，第一孔73位于凹陷部77中，该凹陷部77用于使连杆60部分位于该凹陷部中，以减小连杆60与旋转臂70 连接起来后的厚度。旋转臂70两侧均设置有连杆60，两侧的连杆60部分位于凹陷部77中，第二销轴 12穿过旋转臂70上的第一孔73及两侧连杆60上的第二过孔62，将旋转臂70的第二连接处与连杆60的一端相连。其中第二销轴12形状与第一销轴11类似，只是长度较短，以避免第二销轴12的两端与左右夹固板接触，防止不必要的摩擦。如图9C所示的第三销轴13穿过左夹固板43上的左通孔47、旋转臂70上的第二孔74及右夹固板44上的右通孔48，将旋转臂70上与夹固板40的连接端的第一连接处的位置固定。这样，当连杆60在顶头50的带动下移动时，通过第二销轴12驱动旋转臂70上的第二连接处，沿以第一连接处为中心、以第一孔73与第二孔74之间的距离为半径的圆弧移动，实现旋转臂70的旋转。旋转臂70的上还具有凹槽75及螺纹孔76。凹槽75的开口位于旋转臂70的另一端，以便将弹性臂9紧密贴合凹槽75。螺纹孔76均勻分布在凹槽75的上下方，用来固定弹性臂9。弹性臂9用来吸收较大的压力，使得触头80与封头之间的压力合适，避免液压缸 30的后座因压力过大损坏，如图10A、图IOB所示，弹性臂9为杆状，其中一端具有过孔91， 用来固定触头80。另一端通过如图11A、图IlB所示的紧固板14上的螺孔17固定在旋转臂70上。弹性臂9可由对口器夹紧力和触头80在封头表面的位移计算得出的结果进行选择。如图12A所示，触头80包括圆球座81及压球82。压球82部分设置于圆球座81中。如图12B、图12C所示，圆球座81包括承载座83及扣板84，压球82位于圆球座81 中的部分位于承载座83与扣板84合成的空间内。安装时，先将压球82置于承载座83的凹槽内，然后扣上扣板84，用螺钉等紧固件穿过扣板84上的过孔及承载座83上对应的沉孔，将扣板84与承载座83固定在一起，压球 82 —小部分凸出于扣板84，以与待组对的封头相抵。其中，承载座83与扣板84合成的空间尺寸大于压球82的尺寸，以保证压球82能够转动，在压球82与封头之间有相对运动时， 压球82可在封头表面滚动，从而避免划伤封头。连杆60连接顶头50的一端通过第一销轴11与左夹固板43和右夹固板44活动连接，第一销轴11的两端对应位于左导槽45、右导槽46中。连杆60有两个，旋转臂70位于左夹固板43与右夹固板44之间的部分位于两个连杆60之间；顶头50上连接连杆60的部分位于两个连杆60之间。本实施例提供的罐车封头压紧装置，其开合由液压缸驱动，而液压缸由电气控制柜进行控制，其具体开合过程详见下面组对封头方法中的说明。
本发明实施例提供的罐车封头组对设备包括对口器及压紧装置，压紧装置可为上述实施例提供的任一种罐车封头压紧装置，均勻分布在对口器的夹固环上。具体地，可通过动力装置的后座安装在所述对口器的夹固环上。如图13A、图1 所示，罐车封头组对设备包括对口器00、压紧装置01、防脱板07 及沉头螺钉08。其中，对口器00的夹固环02上设置有通孔，防脱板07位于对口器00放置筒体05 的一侧，压紧装置01位于对口器00的另一侧，即对口器00放置封头06的一侧。沉头螺钉 08通过防脱板07、对口器00的夹固环02上的通孔，旋入压紧装置01上动力装置的后座紧固，将压紧装置01固定在对口器00的夹固环02上以防液压缸在对口器的夹固环上转动， 且对口器夹固环旋转时，压紧装置、封头和筒体跟随夹固环一起旋转，成为一个整体，有利于后序的焊接。需要说明的是罐车封头组对设备也可采用如图13C、图13D所示的防脱板 15及图13E、图13F所示的沉头螺钉16固定压紧装置。压紧装置01有6个，可为上述实施例提供的任一种罐车封头压紧装置，通过上述安装方式，均勻分布在对口器00的夹固环02上。调整环03用来保证对口器00满足不同大小的组对封头，调整环03内固定有铜垫04，满足焊接工序中的散热需求。如图14所示，使用上述罐车封头组对设备组对封头的方法包括步骤101.封头06放入对口器00中与筒体05相对后，控制压紧装置01的动力装置上的动力杆伸出至触头与封头06相抵。假设罐车封头组对设备中的压紧装置为图5所示的罐车封头压紧装置，在组对封
头06时，把封头06吊至对口器00的调整环03上，启动液压缸30，把液压缸30的推杆33
推出，旋转臂70合上，触头80上的压球压紧封头06，如图15所示。由于旋转臂70上装有
弹性较大的弹性臂9，在弹性臂9的一端安装有可在封头06表面滚动的圆球即压球82，合
上时，圆球与封头06表面接触，在对口器00夹紧过程中，圆球在封头06表面滚动，保证了
封头06表面不会产生划痕，且旋转臂70上安装的弹性臂9，对封头06的压力比较均勻。当
压力较大时，弹性臂9发生形变，减少压力的增大，保护安装在对口器00上的后座不发生断 m农。并且，旋转臂70合上时，其机构处于死点，受力如图15所示，封头06对圆球压力 Nl的力矩使得旋转臂70打开，而第一销轴11嵌入夹固板40的导槽中，导槽对第一销轴11 的压力N2沿图示的水平方向，力矩与压力m的力矩反向，这样，旋转臂70的打开必须由液压缸30的驱动才能完成，避免了旋转臂70的意外打开导致的安全隐患，提高了组对封头的安全性。步骤102.跟随对口器00的旋转环转动实施封头06与筒体05的焊接。步骤103.焊接完成后，控制压紧装置01动力装置上的动力杆如推杆33收缩至压紧装置01与筒体05平行，即打开压紧装置01。假设罐车封头组对设备中的压紧装置为图5所示的罐车封头压紧装置，液压缸30 前座装有两片夹固板，旋转臂70通过第三销轴13安装在两片夹固板之间，旋转臂70又通过第二销轴12与连杆60相连，连杆60通过第一销轴11与液压缸推杆33、顶头50相连，夹固板40上加工有导槽，第一销轴11嵌入导槽内，可沿导槽滑动。当推杆33收回时，旋转臂 70打开，触头80远离封头06。
上述装置、设备及方法实施例提供的技术方案与现有技术方案相比，不仅实现了对封头的自动压紧，组对封头时，不必使封头到达预定位置即可合上，同时把封头推进对口器中，提高了组对效率，且旋转臂合上后只有在动力装置的驱动下才能打开，避免了现有技术中弧形臂在收到振动时不受控打开导致的安全隐患，提高了操作安全性，通过压球与封头接触，实现了对封头表面的保护，保证了封头表面没有划痕。进一步地通过弹性臂避免了安装座即动力装置的后座出现裂断，保护了安装座。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种罐车封头压紧装置，其特征在于，包括动力装置，包括前后座和可伸缩的动力杆；夹固板，第一端固定于所述动力装置的前座上，所述夹固板包括左右对称固定在一起的左夹固板和右夹固板，所述动力杆部分位于所述左夹固板与右夹固板之间；顶头，位于所述左夹固板和右夹固板之间，第一端与所述动力杆的顶部连接；连杆，位于所述左夹固板和右夹固板之间，第一端与所述顶头的第二端及所述夹固板活动连接，旋转臂，部分位于所述左夹固板与右夹固板之间，第一端具有两个连接处，第一连接处与所述夹固板的第二端活动连接，第二连接处与所述连杆的第二端相接，可以所述第一连接处为中心移动；触头，固定在所述旋转臂的第二端。
2.根据权利要求1所述的罐车封头压紧装置，其特征在于，还包括弹性臂，第一端固定于所述旋转臂上，所述触头固定在所述弹性臂的第二端。
3.根据权利要求2所述的罐车封头压紧装置，其特征在于，所述旋转臂上具有凹槽，所述弹性臂上固定于所述旋转臂第一端的部分通过紧固板固定于所述凹槽中。
4.根据权利要求1-3任一项所述的罐车封头压紧装置，其特征在于，所述动力装置为液压缸。
5.根据权利要求1-3任一项所述的罐车封头压紧装置，其特征在于，所述左夹固板上与所述右夹固板相对的一侧具有左导槽，所述右夹固板上具有与所述左导槽相对称的右导槽；所述连杆连接所述顶头第二端的部分通过销轴与所述左夹固板和右夹固板活动连接， 所述销轴的两端对应位于所述左导槽、右导槽中。
6.根据权利要求1-3任一项所述的罐车封头压紧装置，其特征在于，所述连杆有两个， 所述旋转臂上位于所述左夹固板与右夹固板之间的部分位于两个连杆之间；所述顶头上连接所述连杆的部分位于所述两个连杆之间。
7.根据权利要求2或3所述的罐车封头压紧装置，其特征在于，所述触头包括圆球座及部分设置于所述圆球座中的压球；所述圆球座的底部固定在所述弹性臂的第二端。
8.根据权利要求7所述的罐车封头压紧装置，其特征在于，所述圆球座包括承载座及扣板，所述压球上位于所述圆球座中的部分位于所述承载座与所述扣板合成的空间内，所述承载座与所述扣板合成的空间尺寸大于所述压球的尺寸。
9.一种罐车封头组对设备，包括对口器，其特征在于，所述对口器的夹固环上均勻分布有上述权利要求1-8任一项所述的罐车封头压紧装置，所述罐车封头压紧装置通过动力装置的后座安装在所述对口器的夹固环上。
10.根据权利要求9所述的罐车封头组对设备，其特征在于，还包括防脱板，位于所述对口器的夹固环上与所述罐车封头压紧装置相对的一侧；紧固件，贯穿所述防脱板及所述对口器的夹固环，顶端位于所述罐车封头压紧装置中动力装置的后座内。
11.一种采用上述权利要求9或10所述的罐车封头组对设备组对封头的方法，其特征在于，包括封头放入对口器中与筒体相对后，控制所述罐车封头压紧装置中的动力装置上的动力杆伸出至触头与所述封头相抵；跟随所述对口器的旋转环转动实施所述封头与筒体的焊接； 控制所述动力装置上的动力杆收缩至所述罐车封头压紧装置与所述筒体平行。
全文摘要
本发明公开了一种罐车封头压紧装置、罐车封头组对设备及组对方法，压紧装置包括动力装置、夹固板、顶头、连杆、旋转臂及触头，通过动力装置、夹固板、顶头、连杆及旋转臂，能够在电气控制柜控制下自动开合，压紧待组对封头，解决了现有技术中弧形臂需要手工旋转导致的操作难度大的问题，实现了罐车封头压紧的自动控制，提高了其操作简便性。并且，旋转臂的打开与闭合需要通过动力装置的驱动实现，避免了现有技术中弧形臂不可控导致的安全隐患，提高了操作的安全性。
文档编号B23K37/04GK102463430SQ20101054008
公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月2日 优先权日2010年11月2日
发明者李向东, 杨春峰, 苗常建, 董曼, 陈胜利 申请人:西安轨道交通装备有限责任公司