一种用于组装焊接海洋平台桩腿的装置的制作方法

本实用新型涉及一种焊接装置，特别涉及一种用于组装焊接海洋平台桩腿的装置。

背景技术：

升降式海洋平台桩腿通常由齿条及半圆管组成，材料为ASTMA517/A514 或等同的超高强度调质钢，焊接难度比较大，同时对精度也有较高的要求。目 前采用的一些工艺方法均存在一定的问题。如焊接变形大；组装困难，效率低； 焊接合格率低，返修率高；焊接效率低等。

专利CN201510482838.3 公开了一种生产速度快、产品合格率高的海洋平台桩腿组装焊接的工艺方法，一根桩腿组件由一件齿条及两件半圆管构成，组装前应对齿条与半圆管进行认真的来货检验，利用工装安装半圆管和齿条，然后利用翻转装置翻转齿条，将组装检查合格的桩腿吊放在电加热炉台车上，然后进炉加热，温度150-200℃，炉膛内温度应保持均匀，将加热后的桩腿放在地上，先使两条焊缝处于水平状态，用手工焊条进行打底焊接，四名焊工从桩腿中间开始，两侧同时对称焊接，完成后翻转桩腿，继续焊接，焊缝打底1-2层后，将桩腿吊到埋弧焊生产线的滚轮架上后正式焊接，将焊接完成的桩腿送入热处理炉中，加热温度200-280℃并保温2-3小时，出炉。

专利CN201520592937.2公开了一种结构简单、成本低的海洋平台桩腿焊接翻转装置，包括一对转盘，两转盘同轴，转盘分别由圆形撑板和围绕在圆形撑板的筒状撑圈组成，撑板上分别设置有与海洋平台桩腿的齿条的端部相当的矩形孔和一对通孔，撑板位于通孔的两侧分别设置有一对夹持海洋平台桩腿的齿条齿上的夹板，夹板通过螺栓和螺母固定在撑板上。本实用新型的优点是：可方便对桩腿进行翻转变位操作，以满足焊接需要。

上述的焊接过程中需要将桩腿进行翻转，稳定性差，安全性能不足。

技术实现要素：

本实用新型针对上述问题提出了一种用于组装焊接海洋平台桩腿的装置，保证了焊接过程中的安全性能，提高了稳定性。

具体的技术方案如下：

一种用于组装焊接海洋平台桩腿的装置，包括底座，底座上设有齿条固定机构、半圆管固定机构和焊接机构；

齿条固定机构的数量为两个，每个齿条固定机构均包括第一固定板、第一支撑板、第二固定板、第二支撑板、第三固定板、第三支撑板、第一调节框架和垫板；

第一固定板竖直设置，第一支撑板水平的固定在第一固定板的底部，第二固定板和第三固定板分别垂直的固定在第一固定板的两个侧壁上，第二固定板和第三固定板的延伸方向与第一支撑板相反，两个第一调节框架分别固定在第二固定板和第三固定板的外侧壁上，第二支撑板和第三支撑板分别水平的固定在两个第一调节框架的底部，第一调节框架中可水平移动的设有一个第一导向块；

齿条固定机构通过第一气缸固定在底座上，两个齿条固定机构镜像设置，且两个齿条固定机构的第一支撑板相对设置，齿条放置于两个齿条固定机构的第一支撑板上，齿条与半圆管固定的两个端面左右朝向放置，齿条设置卡齿的两个端面上下朝向放置，第一螺栓穿过第一固定板将齿条固定在齿条固定机构上；

垫板的数量为两个，垫板设置在两个齿条固定机构相对设置的两个第一调节框架之间，垫板通过第二螺栓固定在第一导向块上；

垫板用于对半圆管进行支撑和定位，垫板包括主垫板和支撑垫板，主垫板的截面为长方形结构，支撑垫板的截面为圆弧形结构，主垫板的长度大于齿条的长度，支撑垫板的长度小于半圆管的长度，支撑垫板固定在主垫板的外侧壁上；

半圆管固定机构的数量为两个，每个半圆管固定机构均包括半圆管固定板、支撑柱、第一导轨和第三气缸，两个第一导轨均固定在底座上，两个支撑柱分别可移动的设置在两个第一导轨上，第三气缸固定在气缸固定平台上，第三气缸与支撑柱相连接、以控制支撑柱进行移动，半圆管固定板可转动的固定在两个支撑柱之间，半圆管固定板通过第一电机控制转动，半圆管固定板上设有第一定位槽，半圆管通过定位机构固定在第一定位槽中；

两个半圆管随半圆管固定机构向齿条移动，并推动垫板同步贴合至齿条上；通过焊接机构将半圆管的管壁焊接固定在齿条上。

进一步的，底座上还设有若干第二气缸，第二气缸上设有齿条支承平台，齿条支承平台与齿条的卡齿相接触、用于支撑齿条。

进一步的，定位机构包括定位板和锁扣端子，两个锁扣端子分别固定在定位板的两端，锁扣端子上设有两个插接凸条，半圆管设置在第一定位槽中，定位板压设在半圆管上，锁扣端子上的插接凸条插入式的设置在半圆管端部预设的插接凹槽中，锁扣端子通过第三螺栓固定在半圆管固定板上。

进一步的，焊接机构的数量为两个，两个焊接机构分别用于对两个半圆管进行焊接，每个焊接机构均包括第二导轨、第三导轨、第一机械臂、第二机械臂、第一焊枪和第二焊枪，第二导轨和第三导轨均与半圆管固定板平行设置，第二导轨位于第三导轨内侧，第一机械臂可移动的设置在第二导轨上，第一焊枪固定在第一机械臂上，第二机械臂可移动的设置在第三导轨上，第二焊枪固定在第二机械臂上，第一焊枪用于焊接半圆管位于下方的管壁，第二焊枪用于焊接半圆管位于上方的管壁。

进一步的，主垫板的两侧可拆卸的设有两条热熔胶，热熔胶的长度小于半圆管的长度，底座上还设有加热器，加热器位于垫板上方。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型使用时，先将齿条放置于两个齿条固定机构的第一支撑板上，齿条与半圆管固定的两个端面左右朝向放置，齿条设置卡齿的两个端面上下朝向放置，第一螺栓穿过第一固定板将齿条固定在齿条固定机构上；

将垫板设置在两个齿条固定机构相对设置的两个第一调节框架之间；

将半圆管放置于水平设置的第一定位槽中，定位板压设在半圆管上，锁扣端子上的插接凸条插入式的设置在半圆管端部预设的插接凹槽中，锁扣端子通过第三螺栓固定在半圆管固定板上，使半圆管固定在半圆管固定板上，控制第一电机使半圆管旋转90°；

通过第三气缸推动半圆管固定板相对移动，两个半圆管随半圆管固定机构向齿条移动，并推动垫板同步贴合至齿条上；通过焊接机构将半圆管的管壁焊接固定在齿条上；

焊接完成后，松开第一螺栓和第二螺栓，降下其中一个第一气缸，开启加热器对垫板进行加热，使热熔胶熔化，抽出垫板，关闭加热器使桩腿焊接完成后的桩腿自然冷却后取下即可；

本实用新型操作简便，不需要对桩腿整体进行旋转，自动化程度高，保证了焊接过程中的安全性能，提高了稳定性。

附图说明

图1为本实用新型俯视图。

图2为图1中A-A方向剖视图。

图3为图1的前视图。

图4为齿条固定机构俯视图。

图5为图4的左视图。

图6为半圆管固定机构结构图。

图7为定位机构结构图。

图8为图7中B-B方向下定位机构与半圆管组合状态示意图。

图9为图1中C部分放大图。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本实用新型进行进一步描述，任何对本实用新型技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本实用新型保护范围。

附图标记

底座1、齿条固定机构2、半圆管固定机构3、焊接机构4、第一固定板5、第一支撑板6、第二固定板7、第二支撑板8、第三固定板9、第三支撑板10、第一调节框架11、垫板12、第一导向块13、第一气缸14、齿条15、半圆管16、主垫板17、支撑垫板18、半圆管固定板19、支撑柱20、第一导轨21、第三气缸22、第一定位槽23、定位机构24、第二气缸25、齿条支承平台26、定位板27、锁扣端子28、插接凸条29、第二导轨30、第三导轨31、第一机械臂32、第二机械臂33、第一焊枪34、第二焊枪35、热熔胶36、加热器37。

如图所示一种用于组装焊接海洋平台桩腿的装置，包括底座1，底座上设有齿条固定机构2、半圆管固定机构3和焊接机构4；

齿条固定机构的数量为两个，每个齿条固定机构均包括第一固定板5、第一支撑板6、第二固定板7、第二支撑板8、第三固定板9、第三支撑板10、第一调节框架11和垫板12；

第一固定板竖直设置，第一支撑板水平的固定在第一固定板的底部，第二固定板和第三固定板分别垂直的固定在第一固定板的两个侧壁上，第二固定板和第三固定板的延伸方向与第一支撑板相反，两个第一调节框架分别固定在第二固定板和第三固定板的外侧壁上，第二支撑板和第三支撑板分别水平的固定在两个第一调节框架的底部，第一调节框架中可水平移动的设有一个第一导向块13；

齿条固定机构通过第一气缸14固定在底座上，两个齿条固定机构镜像设置，且两个齿条固定机构的第一支撑板相对设置，齿条放置于两个齿条固定机构的第一支撑板上，齿条与半圆管固定的两个端面左右朝向放置，齿条设置卡齿的两个端面上下朝向放置，第一螺栓穿过第一固定板将齿条15固定在齿条固定机构上；

垫板的数量为两个，垫板设置在两个齿条固定机构相对设置的两个第一调节框架之间，垫板通过第二螺栓固定在第一导向块上；

垫板用于对半圆管16进行支撑和定位，垫板包括主垫板17和支撑垫板18，主垫板的截面为长方形结构，支撑垫板的截面为圆弧形结构，主垫板的长度大于齿条的长度，支撑垫板的长度小于半圆管的长度，支撑垫板固定在主垫板的外侧壁上；

半圆管固定机构的数量为两个，每个半圆管固定机构均包括半圆管固定板19、支撑柱20、第一导轨21和第三气缸22，两个第一导轨均固定在底座上，两个支撑柱分别可移动的设置在两个第一导轨上，第三气缸固定在气缸固定平台上，第三气缸与支撑柱相连接、以控制支撑柱进行移动，半圆管固定板可转动的固定在两个支撑柱之间，半圆管固定板通过第一电机控制转动，半圆管固定板上设有第一定位槽23，半圆管通过定位机构24固定在第一定位槽中；

两个半圆管随半圆管固定机构向齿条移动，并推动垫板同步贴合至齿条上；通过焊接机构将半圆管的管壁焊接固定在齿条上。

进一步的，底座上还设有若干第二气缸25，第二气缸上设有齿条支承平台26，齿条支承平台与齿条的卡齿相接触、用于支撑齿条。

进一步的，定位机构包括定位板27和锁扣端子28，两个锁扣端子分别固定在定位板的两端，锁扣端子上设有两个插接凸条29，半圆管设置在第一定位槽中，定位板压设在半圆管上，锁扣端子上的插接凸条插入式的设置在半圆管端部预设的插接凹槽中，锁扣端子通过第三螺栓固定在半圆管固定板上。

进一步的，焊接机构的数量为两个，两个焊接机构分别用于对两个半圆管进行焊接，每个焊接机构均包括第二导轨30、第三导轨31、第一机械臂32、第二机械臂33、第一焊枪34和第二焊枪35，第二导轨和第三导轨均与半圆管固定板平行设置，第二导轨位于第三导轨内侧，第一机械臂可移动的设置在第二导轨上，第一焊枪固定在第一机械臂上，第二机械臂可移动的设置在第三导轨上，第二焊枪固定在第二机械臂上，第一焊枪用于焊接半圆管位于下方的管壁，第二焊枪用于焊接半圆管位于上方的管壁。

进一步的，主垫板的两侧可拆卸的设有两条热熔胶36，热熔胶的长度小于半圆管的长度，底座上还设有加热器37，加热器位于垫板上方。

本实用新型使用时，先将齿条放置于两个齿条固定机构的第一支撑板上，齿条与半圆管固定的两个端面左右朝向放置，齿条设置卡齿的两个端面上下朝向放置，第一螺栓穿过第一固定板将齿条固定在齿条固定机构上；

将垫板设置在两个齿条固定机构相对设置的两个第一调节框架之间；

将半圆管放置于水平设置的第一定位槽中，定位板压设在半圆管上，锁扣端子上的插接凸条插入式的设置在半圆管端部预设的插接凹槽中，锁扣端子通过第三螺栓固定在半圆管固定板上，使半圆管固定在半圆管固定板上，控制第一电机使半圆管旋转90°；

通过第三气缸推动半圆管固定板相对移动，两个半圆管随半圆管固定机构向齿条移动，并推动垫板同步贴合至齿条上；通过焊接机构将半圆管的管壁焊接固定在齿条上；

焊接完成后，松开第一螺栓和第二螺栓，降下其中一个第一气缸，开启加热器对垫板进行加热，使热熔胶熔化，抽出垫板，关闭加热器使桩腿焊接完成后的桩腿自然冷却后取下即可。