专利名称：组合工字梁预制成型装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及预制成型装置，尤其涉及一种用于船舶与海洋工程行业大型海洋 工程装备建造过程中的组合工字梁预制成型装置。
背景技术：
目前，在工业钢结构生产过程中，常用工字梁的预制成型有热轧成型和焊接组合 成型两种生产方式。其中，热轧成型具有型号标准化，成型质量高等优势。但在船舶与海洋 工程行业实际工程中，经常会碰到非标准的工字梁结构，在无法选择热轧成型工字梁时，为 保证工程实际要求以及工程质量，通常采用组合焊接的成型方式来预制工字梁。目前，组合成型的方式主要是采用手把焊和自动小车焊，在采用手把焊时，要求两 名焊工的焊接速度同步，否则，就会产生焊接热输入量不同的缺陷，事实上很难保证同步， 工人的劳动强度大；焊接完成后存在大量返修。因此，焊接质量无法保证，工作效率低。在采用自动小车焊时，理论上可以通过使小车行走速度相同，来控制焊接速度同 步，但是，实际上小车的行走路线的水平度很难保证，就会出现一边仍在焊接，而另一边却 停车调整的情况，因此，仍然无法保证焊接质量；由于需要调整小车行走路线的水平度，同 时要对工字梁进行固定，增加了大量辅助工作，且焊接质量不好控制，工作效率仍然不高。
实用新型内容本实用新型的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种组合工字 梁预制成型装置，其可以通过使焊枪固定，移动工字梁的方式，利用支撑滚轮以及与电机相 连的主动传送滚轮，使工字梁以一定的速度通过焊枪固定的位置，从而可以完成焊接，消除 了自动小车焊接过程中，行走路线不平引起的焊接缺陷；同时，保证工字梁在传送过程中， 始终在一个平面内，使焊枪与焊道之间的距离恒定，减少焊接缺陷。本实用新型的另一目的 在于采用对称式安装两个焊枪，可以一次完成一侧的双面焊接，减少了由于热输入量不均 引起的焊接缺陷，同时，一次成型也减少了吊装工机具的使用，提高了工作效率以及焊后质 量，减少了焊后调直的工作量；提高了组合工字梁的自动化生产水平，扩大了生产范围，解 决了生产实际中目前组合工字梁预制成型存在的焊接变形大、腹板高度影响机械焊接、双 面焊接同时进行困难以及焊工劳动强度大的问题。本实用新型的目的是由以下技术方案实现的—种组合工字梁预制成型装置，其特征在于设有传动装置、焊枪支撑装置、压紧 装置及顶紧装置，该传动装置包括数个固定在底座上的支撑座，每个支撑座上分别安装有数组支 撑滚轮，支撑座上安装有驱动装置；焊枪支撑装置包括两个连接于底座上的焊接支架；压紧装置包括对称连接在底座上的两根立柱，两根立柱上各安装有一套限位装 置，限位装置之间连接有一横梁，横梁一侧连接一固定螺母，固定螺母内安装一螺杆，螺杆
3下端通过滚轮架安装有一滚轮；顶紧装置包括对称布置在底座两侧的数组立柱、立柱上通过固定螺母分别安装 有一螺杆，螺杆两端各安装一手轮和顶紧轮。所述驱动装置包括一台电机，电机通过齿轮连接，并驱动主动传送支撑滚轮。所述压紧装置为门字型，压紧装置中的横梁一侧连接有一工字梁，工字梁下置有 一千斤顶。所述滚轮架为Π型，滚轮架内安装一端部轴，端部轴上安装一组滚轮。所述顶紧轮通过轴承连接套在固定在螺杆上的端部轴上。所述限位装置主要是由安装在压紧装置立柱上的两个限位套管、安装在每个限位 套管上的螺杆及安装在螺杆上的螺母构成。本实用新型的有益效果1.在采用该装置进行组合工字梁的焊接过程中，通过使焊枪固定，移动工字梁的 方式，解决了自动小车行走路线不平而引起的焊接缺陷问题；利用支撑滚轮以及与电机相 连的主动传送滚轮，使工字梁以一定的速度通过焊枪固定的位置，从而可以完成焊接，消除 了自动小车焊接过程中，行走路线不平引起的焊接缺陷，同时，仍然保留了自动小车焊接半 自动化的优势。2.在控制焊接变形方面，通过门字型压紧装置，可以减少焊接过程中工字梁的变 形量；利用主动传送滚轮两侧的顶紧装置，可以保证工字梁传送过程中，始终在一个平面 内，从而可以保证焊枪与焊道之间的距离恒定，减少焊接缺陷。3.采用对称式安装两个焊枪，可以一次完成一侧的双面焊接，减少了由于热输入 量不均引起的焊接缺陷，同时，一次成型也减少了吊装工机具的使用，提高了工作效率以及 焊后质量，减少了焊后调直的工作量。4.由于焊枪位置相对固定，可以在其上方加上排风装置，这样可以使焊工更好的 控制焊接过程，改善了工人的工作环境。5.该装置占用空间小，易于安装和运输；并且，自身有传动系统，可以与工字梁下 料切割装置、工字梁调直装置以及工字梁切割装置组合成一条工字梁生产线，拥有广泛的 应用前景。6.提高了组合工字梁的自动化生产水平，扩大了生产范围，解决了生产实际中目 前组合工字梁预制成型存在的焊接变形大、腹板高度影响机械焊接、双面焊接同时进行困 难以及焊工劳动强度大等诸多问题。
图1为本实用新型的整体结构示意图。图2为本实用新型的整体结构示意图。图3为本实用新型整体结构的正视图。图4为本实用新型整体结构的俯视图。图5为本实用新型整体结构的左视图。图6为本实用新型的使用状态示意图。图中主要标号说明[0031 ] 1传动装置、11底座、12支撑座、13支撑滚轮、14电机、15主动传送滚轮；2焊枪支 撑装置、21焊接支架、22焊枪；3压紧装置、31工字梁、32两根立柱、33横梁、34螺杆、35固 定螺母、36端部轴、37滚轮、38滚轮架；4顶紧装置、41立柱、42手轮、43螺杆、44固定螺母、 45端部轴、46顶紧轮；5限位装置、51螺母、52螺杆、53限位套管；6工字梁、61上翼缘板、62 腹板、63下翼缘板。
具体实施方式
如图1-图5所示，本实用新型包括传动装置1、焊枪支撑装置2、压紧装置3、顶 位装置4和限位装置5五个部分。传动装置1包括数个采用焊接或螺栓连接方式固定在底座11上的支撑座12，每 个支撑座12上分别安装有数组支撑滚轮13，用于支撑及传送工字梁6，其中，一支撑座12 上安装有驱动装置；驱动装置包括一台电机14，接通电源后，电机14通过齿轮连接驱动主 动传送滚轮15，其它数组支撑滚轮13为从动支撑滚轮，从而实现工字梁6的传送，根据工作 需要可增加带有驱动装置及主动传送支撑滚轮的支撑座12。底座11为一块50mm厚的钢 板；支撑座12由两个工字梁和两块钢板组焊而成；支撑滚轮13及主动传送滚轮15固定于 滚轮支撑架上，滚轮支撑架采用焊接方式固定在支撑座12上，通过调节电机14的转速，即 可实现对主动传送滚轮15的无级变速控制，进而可以控制工字梁6以一定的速度通过焊接 装置2，完成焊接。焊枪支撑装置2包括两个焊接支架21，两个焊接支架21对称焊接在底座11的 一端，焊接设备的焊枪22安装在焊接支架21上。本实施例的焊接设备采用二氧化碳(CO2) 焊接设备，以后工作时可更新先进焊接设备。压紧装置3 主要由工字梁31、两根立柱32、横梁33、螺杆34、固定螺母35、端部轴 36、滚轮37及滚轮架38组成；其中，两根立柱32对称焊接在底座11上，两根立柱32上各 安装有一个限位套管53，横梁33焊接于两个限位套管53之间，工字梁31焊于横梁33前侧 (即装有焊接装置2 —侧)，固定螺母35焊于横梁33后侧，固定螺母35内螺纹连接一螺 杆34，螺杆34下端焊接一滚轮架38 ；滚轮架38为Π型，端部轴36采用螺纹连接穿过滚轮 架38，端部轴36上安装一组滚轮37。施工时，可以粗调放置于工字梁31下的千斤顶，将待 焊接的工字梁6压紧，然后微调螺杆34，进一步压紧工字梁6，此工字梁预制成型装置可以 满足不同型号的工字梁6制造。顶紧装置4 由对称布置在底座11两侧的数组立柱41、手轮42、螺杆43、固定螺母 44、端部轴45和顶紧轮46构成。其中，立柱41焊接在底座11上，数个固定螺母44焊接在 立柱41上，手轮42和端部轴45焊接在螺杆43两端，螺杆43采用螺纹连接穿过固定螺母 44，顶紧轮46通过轴承连接套在端部轴45上。施工时，通过人工旋转手轮42来间接调节 工字梁6在工字梁预制成型装置上的定位，同时顶紧轮46可以绕端部轴45转动，以此保证 工字梁6沿直线行走，减少顶紧装置4对工字梁6行走的摩擦阻力。左右焊枪22距离焊道 的位置，以及焊枪22的角度都是可调整的，这样可以保证各种壁厚工字梁6的焊接质量。限位装置5 主要是由安装在压紧装置3两根立柱32上的两个限位套管53、安装 在每个限位套管53上的螺杆52及安装在螺杆52上的螺母51构成；根据不同规格工字梁 6，调节限位套管53在两根立柱32上的定位高度，当调至恰当位置时，旋转螺母51使螺杆
552压紧两根立柱32，从而可以固定压紧装置3中横梁33的位置，为压紧工字梁6做好准备。如图1，图2所示，本实用新型传动装置1 (除电机14)、焊枪支撑装置2、压紧装 置3、顶紧装置4及限位装置5均沿着工字梁成型装置中心线呈对称布置，这样有利于保证 工字梁6左右受力均衡，达到一种近似的力平衡状态，减小由外力引起的，对焊接质量的影 响。如图6所示，本实用新型实施过程分为两个阶段上料定位阶段、传动并焊接阶 段。第一阶段按照工字梁6的生产规格选择合适的压紧装置3，将点焊完的组合工字梁6 吊放至主动传送滚轮15及支撑滚轮13之上，调节限位装置5和压紧装置3 ；第二阶段调 节焊枪22置恰当位置，接通电源启动传动装置1，同时启动焊接装置2，此时，电机14驱动 主动传送滚轮15自转并带动工字梁6向前行走，支撑滚轮13从动自转，当工字梁6行走至 焊接装置2处时调节主动传送滚轮15转速到规定值，工字梁6依规定焊速行走并被焊接， 依此可一次性完成工字梁6的腹板62两侧下部焊道焊接。滚轮、电机为市售产品。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上 的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与 修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求一种组合工字梁预制成型装置，其特征在于设有传动装置、焊枪支撑装置、压紧装置及顶紧装置，该传动装置包括数个固定在底座上的支撑座，每个支撑座上分别安装有数组支撑滚轮，支撑座上安装有驱动装置；焊枪支撑装置包括两个连接于底座上的焊接支架；压紧装置包括对称连接在底座上的两根立柱，两根立柱上各安装有一套限位装置，限位装置之间连接有一横梁，横梁一侧连接一固定螺母，固定螺母内安装一螺杆，螺杆下端通过滚轮架安装有一滚轮；顶紧装置包括对称布置在底座两侧的数组立柱、立柱上通过固定螺母分别安装有一螺杆，螺杆两端各安装一手轮和顶紧轮。
2.根据权利要求1所述的组合工字梁预制成型装置，其特征在于所述驱动装置包括 一台电机，电机通过齿轮连接，并驱动主动传送支撑滚轮。
3.根据权利要求1所述的组合工字梁预制成型装置，其特征在于所述压紧装置为门 字型，压紧装置中的横梁一侧连接有一工字梁，工字梁下置有一千斤顶。
4.根据权利要求1所述的组合工字梁预制成型装置，其特征在于所述滚轮架为Π型， 滚轮架内安装一端部轴，端部轴上安装一组滚轮。
5.根据权利要求1所述的组合工字梁预制成型装置，其特征在于所述顶紧轮通过轴 承连接套在固定在螺杆上的端部轴上。
6.根据权利要求1所述的组合工字梁预制成型装置，其特征在于所述限位装置主要 是由安装在压紧装置立柱上的两个限位套管、安装在每个限位套管上的螺杆及安装在螺杆 上的螺母构成。
专利摘要一种组合工字梁预制成型装置，设有传动装置、焊枪支撑装置、压紧装置及顶紧装置，传动装置包括数个固定在底座上的支撑座，支撑座上安装有数组支撑滚轮及驱动装置；焊枪支撑装置包括两个连接于底座上的焊接支架；压紧装置包括对称连接在底座上的两根立柱，两根立柱上各安装有一套限位装置，限位装置之间连接有一横梁，横梁一侧连接一固定螺母，固定螺母内安装一螺杆，螺杆下端通过滚轮架安装有一滚轮；顶紧装置包括对称布置在底座两侧的数组立柱、立柱上安装有一螺杆，螺杆两端各安装一手轮和顶紧轮。本实用新型可以使工字梁以一定的速度通过焊枪固定位置完成焊接，提高了工作效率、焊后质量及组合工字梁的自动化生产水平。
文档编号B23K37/00GK201693310SQ20102022294
公开日2011年1月5日 申请日期2010年6月4日 优先权日2010年6月4日
发明者殷兆国, 汪春标, 王建强, 陈亮亮, 马亚光, 高锋 申请人:中国海洋石油总公司;海洋石油工程股份有限公司