一种金属管定位对接装置的制作方法

本实用新型涉及机械加工领域，具体涉及一种金属管定位对接装置。

背景技术：

金属管道广泛应用于机械、石油、化工等行业。在管道使用过程中当长度不够时常需要进行切割和焊接工作。对于焊接，其核心问题是如何首先在低应力下高精度的完成管道对接工作，从而保证焊接质量。在管道对接过程中，主要通过限位耳板以及人为地调整来控制，在管道较长时，不仅会产生较大的误差，且效率相对较低，很难实现管道的高精度对接，无法保证焊接质量。因此，如何快速高精度的进行管道对接就显得十分重要。

技术实现要素：

本实用新型需要解决的技术问题是：

在管道对接过程中，人为手工对接管道，不仅会产生较大的误差，且效率低，很难实现管道的高精度对接，无法保证焊接质量。进而提供一种金属管定位对接装置。

本实用新型为解决上述技术问题采用的技术方案是：

所述的金属管定位对接装置包括驱动电机2、左右旋丝杠5、导向杆11、两个导块10、两个夹具1、两个滑块3、两个挡块4、两个丝杠螺母6、两个第一轴承支撑座7、两根支撑杆8和多个金属管支撑座9；

所述的夹具1包括销轴、双扭簧1-3、滑杆1-4和两个夹持件1-1，滑杆1-4的一端设置有销孔，滑杆1-4另一端的端头部设置有一个挡块4，每个夹持件1-1上并排横向设置有两个夹脚1-1-1，夹脚1-1-1的中间部位向外凹陷，两个夹持件1-1上下相对设置形成并排的两个弧形夹持部，两个夹持件1-1的铰接端和双扭簧1-3与滑杆1-4一端的端部通过销轴铰接在一起，滑杆1-4处于双扭簧1-3的两个弹簧体之间，且滑杆1-4与销轴固定连接，双扭簧1-3一端的簧脚抵在其中一个夹持件1-1的内壁上，双扭簧1-3另一端的簧脚抵在另一个夹持件1-1的内壁上，

所述的两个夹具1水平相对设置，且其中一个夹具1夹持件1-1的两个夹脚1-1-1之间的宽度大于另一个夹具夹持件1-1的两个夹脚1-1-1之间的宽度，每个夹持件1-1铰接端的侧端面均向内倾斜设置；

所述的左右旋丝杠5水平设置在两个夹具1的正下方，且左右旋丝杠5的轴线与滑杆1-4的轴线上下相对平行设置，左右旋丝杠5的两端均通过第一轴承支撑座7进行支撑，左右旋丝杠5的一端端部通过联轴器与驱动电机2的驱动端固定连接，左右旋丝杠5的正反螺纹处分别旋接有一个丝杠螺母6，在左右旋丝杠5的正下方且两个第一轴承支撑座7之间固定连接有一根导向杆11，导向杆11的轴线与左右旋丝杠5的轴线平行，导向杆11上套装有两个导块10，且导块10与导向杆11滑动连接，每个丝杠螺母6与其正下方的导块10通过竖向设置的连接杆进行固定连接；

所述的每个滑杆1-4上均滑动连接有一个滑块3，每个滑块3与其正下方的丝杠螺母6通过竖向设置的支撑杆8进行固定连接；

所述的多个金属管支撑座9成对纵向并排设置，两根对接的金属管设置在金属管支撑座9上，两根金属管的对接处设置在两个夹具1之间。

进一步的，所述的滑块3包括固定底座3-1、两个支撑架3-2、四个第一辊子3-3和八个滚珠轴承3-4，两个支撑架3-2并排横向设置在固定底座3-1的上端面上，每个支撑架3-2的两个侧壁之间上下并排设置有两个第一辊子3-3，第一辊子3-3的两端通过滚珠轴承3-4设置在支撑架3-2的两个侧壁上。

进一步的，处于支撑架3-2下方的第一辊子3-3的外圆周侧壁与固定底座3-1相接触。

进一步的，所述的夹持件1-1为弹性金属材料制成。

进一步的，所述的夹脚1-1-1的尖端向外弯曲。

进一步的，所述的金属管支撑座9包括第二辊子9-1、两个第二轴承支撑座9-2和两个轴承，每个第二轴承支撑座9-2内均固定安装一个轴承，第二辊子9-1的两端分别固定安装在轴承的内圈中。

进一步的，所述的两个滑块3分别距其最近的夹具1的距离相同。

本实用新型的有益效果是：

1、本装置结构简单，操作方便，对接效率高，可实现两段金属管的同心对接，确保焊缝平整，保证金属管道的质量；

2、本装置的对接效率可提高80％。

附图说明

图1为两个夹具对准两个对接的金属管的状态图；

图2为两个夹具对两个对接的金属管定位前的状态图；

图3为两个夹具对两个对接的金属管进行定位的状态图；

图4为两个对接的金属管安装在金属管支撑座上的示意图；

图5为两个夹具夹持住两个对接的金属管时的俯视图；

图6为图5的a-a向视图；

图7为滑块的放大图；

图8为图7的b-b向视图；

图9为图7的侧视图；

图10为夹持件的结构示意图；

图11为双扭簧的结构示意图；

图12为滑杆的结构示意图；

图13为金属管支撑座的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案：

具体实施方式一：如图1至图4所示，本实施方式所述的金属管定位对接装置包括驱动电机2、左右旋丝杠5、导向杆11、两个导块10、两个夹具1、两个滑块3、两个挡块4、两个丝杠螺母6、两个第一轴承支撑座7、两根支撑杆8和多个金属管支撑座9；

如图6所示，所述的夹具1包括销轴、双扭簧1-3、滑杆1-4和两个夹持件1-1，滑杆1-4的一端设置有销孔，滑杆1-4另一端的端头部设置有一个挡块4(主要为了方便滑块可以带动夹具水平横向移动)，如图10所示，为了方便使得每个夹具均对两根金属管产生夹持作用，每个夹持件1-1上并排横向设置有两个夹脚1-1-1，且两个夹脚1-1-1之间间隔设置，其中一个夹脚1-1-1对准其中的一根金属管，另一个夹脚1-1-1对准另一根金属管，两根金属管的对接处处于两个夹脚1-1-1之间的空隙处，夹脚1-1-1的中间部位向外凹陷，两个夹持件1-1上下相对设置形成并排的两个弧形夹持部，两个夹持件1-1的铰接端和双扭簧1-3与滑杆1-4一端的端部通过销轴铰接在一起，滑杆1-4处于双扭簧1-3的两个弹簧体之间，且滑杆1-4与销轴固定连接，双扭簧1-3一端的簧脚抵在其中一个夹持件1-1的内壁上，双扭簧1-3另一端的簧脚抵在另一个夹持件1-1的内壁上，

如图5所示，所述的两个夹具1水平相对设置，为了方便两个夹具的夹脚不产生干涉，其中一个夹具1夹持件1-1的两个夹脚1-1-1之间的宽度大于另一个夹具夹持件1-1的两个夹脚1-1-1之间的宽度，为了使得两个夹持件之间形成的弧形夹持部可以适应多种型号的管子，并且能夹紧管子，每个夹持件1-1铰接端的侧端面均向内倾斜设置，当滑块接触到夹具时，滑块侧端面的上下两端作用在夹持件1-1铰接端的侧端面上，两个夹持件1-1铰接端的侧端面与滑块的侧端面之间形成等腰三角形的孔，当滑块继续朝向夹具运动时，等腰三角形孔的顶角的角度逐渐变大，使得两个夹持件1-1以销轴为轴向内转动，弧形夹持部的夹持范围缩小，可以增加对管子的夹紧力度；

如图1至图3所示，所述的左右旋丝杠5水平设置在两个夹具1的正下方，且左右旋丝杠5的轴线与滑杆1-4的轴线上下相对平行设置，左右旋丝杠5的两端均通过第一轴承支撑座7进行支撑，在左右旋丝杠5的正反螺纹之间的位置也可以设置一个轴承支撑座，防止左右旋丝杠5的中间位置变弯，左右旋丝杠5的一端端部通过联轴器与驱动电机2的驱动端固定连接，左右旋丝杠5的正反螺纹处分别旋接有一个丝杠螺母6，在左右旋丝杠5的正下方且两个第一轴承支撑座7之间固定连接有一根导向杆11，导向杆11的轴线与左右旋丝杠5的轴线平行，导向杆11上套装有两个导块10，且导块10与导向杆11滑动连接，每个丝杠螺母6与其正下方的导块10通过竖向设置的连接杆进行固定连接；

所述的驱动电机为正反转电机；

如图1至图3所示，所述的每个滑杆1-4上均滑动连接有一个滑块3，每个滑块3与其正下方的丝杠螺母6通过竖向设置的支撑杆8进行固定连接；

如图4所示，所述的多个金属管支撑座9成对纵向并排设置，两根对接的金属管设置在金属管支撑座9上，两根金属管的对接处设置在两个夹具1之间。

具体实施方式二：如图7、图8和图9所示，本实施方式所述的滑块3包括固定底座3-1、两个支撑架3-2、四个第一辊子3-3和八个滚珠轴承3-4，两个支撑架3-2并排横向设置在固定底座3-1的上端面上，每个支撑架3-2的两个侧壁之间上下并排设置有两个第一辊子3-3，第一辊子3-3的两端通过滚珠轴承3-4设置在支撑架3-2的两个侧壁上。

为了防止夹具产生倾斜，滑杆通过两个支撑架进行支撑，将滑杆置于两个上下相对设置的第一辊子之间，当滑块相对于滑杆滑动时，可以减少滑杆与滑块之间的摩擦，为了防止滑杆在滑块上横向窜动，将滑杆设置成长方体。

其他组成及连接方式与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：如图9所示，本实施方式处于支撑架3-2下方的第一辊子3-3的外圆周侧壁与固定底座3-1相接触。

本装置在不工作的过程中，整个夹具的重量将由滑块进行承担，为了减小滑块的损坏率，使得夹具的重量传递到固定底座上，防止辊子损坏。

其他组成及连接方式与具体实施方式二相同。

具体实施方式四：本实施方式所述的夹持件1-1为弹性金属材料制成。方便金属管与夹具之间的作用，减小作用力。

其他组成及连接方式与具体实施方式一相同。

具体实施方式五：如图10所示，本实施方式所述的夹脚1-1-1的尖端向外弯曲。

其他组成及连接方式与具体实施方式一相同。

具体实施方式六：如图13所示，本实施方式所述的金属管支撑座9包括第二辊子9-1、两个第二轴承支撑座9-2和两个轴承，每个第二轴承支撑座9-2内均固定安装一个轴承，第二辊子9-1的两端分别固定安装在轴承的内圈中。

为了方便焊接，需要转动金属管，通过带有辊子的金属管支撑座，可以减小旋转金属管的力。

其他组成及连接方式与具体实施方式一相同。

具体实施方式七：本实施方式所述的两个滑块3分别距其最近的夹具1的距离相同。

此种设计方式是为了使得两个夹具能同时达到相同的状态，驱动电机同时驱动即可完成相应的动作，防止两个夹具对金属管的夹持力度不同，起不到更好的定位效果。

其他组成及连接方式与具体实施方式一至六任意一项相同。

本实用新型的工作原理：

步骤一：将两根待对接的金属管放置在金属管支撑座上，使两根金属管的对接接口处于两个相对设置的夹具之间；

步骤二：打开驱动电机，驱动电机带动左右旋丝杠旋转，左右旋丝杠上的两个丝杠螺母相向运动，两个丝杠螺母通过支撑杆带动两个滑块相向运动，滑块带动两个夹具朝向金属管的方向直线相向运动，当两个夹具接触到金属管的管壁时，因滑块继续朝向金属管的方向运动，金属管对夹具产生一个反向作用力，因滑块与滑杆是滑动连接，所以夹具会暂时不产生位移，或者产生较小的位移，当滑块与滑杆之间的摩擦力小于金属管对夹具的反向作用力时，滑块会沿着滑杆朝向金属管继续运动，直至滑块触碰到夹具的夹持件铰接端的侧端面，因滑块受丝杠螺母的作用力，滑块对夹持件产生推力，直至滑块对夹持件产生的推力大于金属管对夹具的反向作用力，夹具继续朝向金属管的方向运动，随着夹具的运动，因夹持件为弹性金属材料，两个夹具夹持件的尖端做出张开动作，夹具的夹持部包围住金属管，滑块继续带动夹具进行直线运动，直至夹持件的内壁抵在金属管上，在丝杠螺母的作用下，滑块继续朝向金属管的方向运动，滑块的侧端面对两个夹持件铰接端的侧端面进行挤压，使得两个夹持件以销轴为轴做向内的旋转转动，夹具弧形的夹持部缩小，紧紧的夹住两根金属管，因每个滑块的起始点与夹具夹持件的距离均相同，所以两个夹具会同时产生相同的动作，同时夹紧金属管，关闭驱动电机，因每个夹具分别夹住两根金属管，每根金属管分别通过两个夹具的夹持，使得两个金属管的管口同心对接，保证了金属管的焊接质量。

步骤三，通过夹持件的两个夹脚之间的空隙，即可焊接金属管，两根金属管的部分对接处焊接完毕，即可撤回夹具，驱动电机反向转动，左右旋丝杠上的两个丝杠螺母反向运动，滑杆上的滑块远离夹具运动，当滑块不再接触到夹具时，夹具对两根金属管的夹持比较松弛，滑块继续往回运动，当滑块触碰到挡块时，滑块带动夹具往回运动，两根对接的金属管从夹具上脱离，关闭驱动电机，旋转金属管，使得金属管周向运动，将两根金属管未焊接处朝上，方便工作人员焊接。