一种虾米腰弯头管件焊接装置及焊接系统的制作方法

1.本发明涉及焊接技术领域，特别是涉及一种虾米腰弯头管件焊接装置及焊接系统。


背景技术：

2.虾米腰弯头是石油化工行业中常见的一种弯头形式，通常由几截圆管段拼接而成，由于虾米腰弯头管件形状不规则，管件重心偏离轴线，管件旋转存在较大困难，给焊接加工带来非常大的难度。
3.发明人发现，现有的虾米腰弯头管件的焊接装置仅是将管件固定在转轴上，通过转轴带动管件旋转焊接，无法保证转轴轴线与虾米腰弯头管件重心的重合，管件转动不稳定，在旋转过程中易出现振动的现象，从而导致待焊接的管件无法对齐，且焊缝质量不可控制，焊缝外观一致性差。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种虾米腰弯头管件焊接装置及焊接系统，在主轴上设置了连接机构，连接机构含有能够调节重心位置的重心调节单元，以使得主轴的轴线穿过虾米腰配件的重心，避免了转动过程中出现振动的现象，保证了焊接的平稳性，解决了现有虾米腰弯头管件焊缝质量不可控的问题。
5.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
6.第一方面，本发明提供了一种虾米腰弯头管件焊接装置，包括底座、水平转动设置在底座顶部的主轴、设置在底座上用于驱动主轴转动的传动系统以及焊接小车，主轴的中部位置处相对设置两排连接机构以用于两个虾米腰配件的对接，每排连接机构由若干个沿主轴环向间隔设置的连接组件组成，所述连接组件由依次连接的第一连接块、连接板、重心调节单元、第二连接块组成，第一连接块固定设置在主轴上，第二连接块固定设置在虾米腰配件的内壁上，重心调节单元的两端同步伸缩以使得主轴的轴线穿过虾米腰配件的重心。
7.作为进一步的实现方式，所述主轴的两端分别与固定在底座顶部的轴承支撑连接，两个轴承支撑的高度相同。
8.作为进一步的实现方式，位于同一个所述虾米腰配件上的多个第二连接块所在的平面与焊缝所在的平面相平行。
9.作为进一步的实现方式，所述重心调节单元由转筒以及转动设置在转筒两端的连接头组成，连接头与转筒内部螺纹连接，两个连接头的螺纹螺旋方向相反。
10.作为进一步的实现方式，每个所述连接组件含有两个第一连接块，两个第一连接块相对固定设置在主轴上，连接板设置在两个第一连接块之间。
11.作为进一步的实现方式，还包括两条焊接轨道，两条焊接轨道相对固定设置在两个虾米腰配件对接处的两侧，所述焊接小车放置在焊接轨道上，焊接小车位于虾米腰配件对接处的正上方。
12.作为进一步的实现方式，所述焊接小车的移动方向与主轴的旋转方向相反，焊接小车的移动速度与主轴外圆旋转的线速度相同。
13.作为进一步的实现方式，所述两排连接机构之间的间距不小于焊接小车的宽度。
14.作为进一步的实现方式，所述两排连接机构对称设置在主轴中心线的两侧。
15.第二方面，本发明提供了一种虾米腰弯头管件焊接系统，包括两个形状相同的虾米腰配件，两个虾米腰配件分别通过一排连接机构与主轴固定连接以对接组成虾米腰管件，两个虾米腰配件的对接处与主轴的轴线相垂直。
16.上述本发明的有益效果如下：
17.(1)本发明在主轴上设置了连接机构，连接机构含有能够调节重心位置的重心调节单元，以使得主轴的轴线穿过虾米腰配件的重心，避免了转动过程中出现振动的现象，保证了焊接的平稳性。
18.(2)本发明位于同一个虾米腰配件上的多个第二连接块所在的平面与焊缝所在的平面相平行，从而使得焊缝与主轴的轴线相垂直，以实现平稳转动，避免焊接小车位置偏转，进而实现平稳焊接以提高焊缝的质量。
19.(3)本发明重心调节单元能够调整对应虾米腰配件的重心位置，使得虾米腰配件的重心与主轴的轴线相重合，同时，还可将第一连接块、连接板以及第二连接块之间进行拉紧，以避免螺栓连接处出现转动现象。
20.(4)本发明焊接小车的移动方向与主轴的旋转方向相反，且焊接小车的移动速度与主轴的外圆旋转的线速度相同，从而使得焊接小车能够固定在一个位置对虾米腰管件进行焊接，便于操作，以有效保证焊缝的连续稳定，提高焊接的质量。
附图说明
21.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
22.图1是本发明根据一个或多个实施方式的一种虾米腰弯头管件焊接装置的整体结构示意图(虾米腰弯头管件处为剖面结构，后序附图同理)；
23.图2是本发明根据一个或多个实施方式的一种虾米腰弯头管件焊接装置的侧视结构示意图；
24.图3是本发明根据一个或多个实施方式的虾米腰配件与第二连接块的位置关系示意图；
25.图4是本发明根据一个或多个实施方式的第二连接块的结构示意图；
26.图5是本发明根据一个或多个实施方式的两个虾米腰配件对口之后的结构关系以及与第二连接块之间的结构关系示意图；
27.图6是本发明根据一个或多个实施方式的对口后虾米腰管件与主轴、连接板、重心调节单元之间的结构关系示意图；
28.图7是本发明一个或多个实施方式中从正向显示了主轴、底座、传动系统以及轴承支承之间的结构关系示意图；
29.图8是本发明一个或多个实施方式中从主轴轴向显示了主轴、第一连接块、底座及轴承支承之间的结构关系示意图；
30.图9是本发明一个或多个实施方式中从正向显示了焊接内焊缝时，焊接小车、焊枪及焊接轨道与管件之间的配合关系示意图；
31.图10是本发明一个或多个实施方式中从主轴轴向显示了焊接内焊缝时，焊接小车、焊枪及焊接轨道与管件之间的配合关系示意图；
32.图11是本发明根据一个或多个实施方式的重心调节单元的结构示意图；
33.图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；
34.其中，1、底座；2、第一虾米腰配件；3、第一轴承支撑；4、第一固定螺栓；5、第一连接块；6、第一连接螺栓；7、连接板；8、重心调节单元；9、第二连接螺栓；10、第二连接块；11、第三连接螺栓；12、焊接小车；13、滚轮；14、焊枪；15、主轴；16、第一法兰；17、第二法兰；18、第四连接螺栓；19、第二轴承支撑；20、第一连轴器；21、第二连轴器；22、第五连接螺栓；23、传动系统；24、第二固定螺栓；25、第二虾米腰配件；26、焊缝；27、焊接轨道；28、转筒；29、连接头。
具体实施方式
35.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
36.正如背景技术所介绍的，现有的虾米腰弯头管件的焊接装置仅是将管件固定在转轴上，通过转轴带动管件旋转焊接，无法保证转轴轴线与虾米腰弯头管件重心的重合，管件转动不稳定，在旋转过程中易出现振动的现象，从而导致待焊接的管件无法对齐，且焊缝质量不可控制，焊缝外观一致性差的问题，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种虾米腰弯头管件焊接装置及焊接系统。
37.实施例1
38.本发明的一种典型的实施方式中，如图1-图11所示，提出一种虾米腰弯头管件焊接装置，包括，底座1、转动设置在底座1顶部的主轴15、用于驱动主轴15转动的传动系统13以及设置在主轴15上用于连接虾米腰配件的连接机构。
39.其中，底座1为框架式结构，其顶部的两侧分别安装有一个第一轴承支撑3和第二轴承支撑19，第一轴承支撑3和第二轴承支撑19均通过第一固定螺栓4与底座1固定连接，第一轴承支撑3与第二轴承支撑19相对设置且高度相同。
40.主轴15水平设置在底座1的顶部，主轴15的两端分别与邻近的第一轴承支撑3、第二轴承支撑19连接，从而使得主轴15能够在底座1的顶部绕其轴线转动。
41.具体的，主轴15的两端分别固定设有一个第一法兰16，第一轴承支撑3、第二轴承支撑19均由轴承以及设置在轴承上的转轴组成，转轴上固定设有第二法兰17，主轴15两端的第一法兰16与其邻近的第二法兰17通过第四连接螺栓18连接，从而将主轴15与第一轴承支撑3、第二轴承支撑19连接。
42.底座1的顶部还设有传动系统23，传动系统23邻近于第二轴承支撑19，传动系统23通过第二固定螺栓24与底座1固定连接，传动系统23为现有结构，例如驱动电机等。
43.其中，第二轴承支撑19的转轴上固定设有第一连轴器20，传动系统23上设有第二连轴器21，第一连轴器20与第二连轴器21之间通过第五连接螺栓22连接，从而将传动系统
23与主轴15连接。
44.需要注意的是，主轴15与第一轴承支撑3、第二轴承支撑19上的转轴同轴设置，以保证主轴15转动的稳定性。
45.主轴15的中部位置处相对设置两排连接机构，两排连接机构以主轴15的中心线为基准对称设置，每排连接机构均由若干个沿主轴15环向间隔设置的连接组件组成，两排连接结构中的连接组件数量相同且一一对应，以用于两个虾米腰配件的对接。
46.其中，连接组件由第一连接块5、连接板7、重心调节单元8以及第二连接块10组成，具体的，每个连接组件含有两个第一连接块5，两个第一连接块5相对固定设置在主轴15上，第二连接块10固定设置在虾米腰配件上，第一连接块5依次通过连接板7、重心调节单元8与第二连接块10连接，以实现虾米腰配件与主轴15的固定连接，连接板7设置在两个第一连接块5之间，以通过夹持的作用限制连接板7的转动，提高支撑强度及稳定性。
47.第一连接块5的设置位置也可以理解为，在主轴15的中部位置处设有多个第一连接块5，每两个相对设置的第一连接块5是一组，按照两排多组的方式均匀分布在主轴15的外圆表面上。
48.第二连接块10与第一连接块5一一对应，第二连接块10固定设置在虾米腰配件的内壁上，其中，本实施例中所述的虾米腰配件为用于对接组成虾米腰管件的圆管结构，第二连接块10在虾米腰配件的内壁上沿环向间隔设置。
49.可以理解的是，第一连接块5、第二连接块10均采用点焊的方式进行临时固定，在使用完成后，可将第一连接块5、第二连接块10分别从主轴15的外表面、虾米腰配件的内壁上取下。
50.如图3所示，位于同一个虾米腰配件上的多个第二连接块10所在的平面与焊缝26所在的平面相平行，对应的，主轴15上与其对应的若干第一连接块5所在的平面同样与焊缝26相平行，从而使得焊缝26与主轴15的轴线相垂直，以实现平稳转动，避免焊接小车12位置偏转，进而实现平稳焊接以提高焊缝26的质量；如图5所示，两个对接的虾米腰配件上的第二连接块10所在的平面相互平行。
51.如图4所示，第二连接块10带有连接孔；如图8所示，第一连接块5的结构与第二连接块10结构相同，第一连接块5通过第一连接螺栓6与连接板7固定连接，重心调节单元8的一端通过第三连接螺栓11与连接板7固定连接，另一端通过第二连接螺栓9与第二连接块10固定连接。
52.如图11所示，重心调节单元8由转筒28和连接头29组成，连接头29设有两个，分别设置在转筒28的两端，转筒28内设有与连接头29配合的内螺纹，两个连接头29上设有与转筒28配合的外螺纹，两个连接头29上的螺纹螺旋方向相反，从而当转动转筒28时，能够带动两个连接头29超相互靠近或相互远离的方向运动，进而可调整对应虾米腰配件的重心位置，使得虾米腰配件的重心与主轴15的轴线相重合，同时，重心调节单元8还可将第一连接块5、连接板7以及第二连接块10之间进行拉紧，以避免螺栓连接处出现转动现象。
53.还设有焊接小车12和焊接轨道27，焊接小车12的底部设有与焊接轨道27配合的滚轮13，焊接小车12的前侧固定设有焊枪14，焊接小车12可沿着焊接轨道27沿两个虾米腰配件对接处的环向移动，以对两个虾米腰配件对接处进行焊接。
54.具体的，第一虾米腰配件2与第二虾米腰配件25对接，焊接轨道27设有两条，两条
焊接轨道27通过点焊的方式相对固定设置在第一虾米腰配件2与第二虾米腰配件25对接处的两侧，以利用焊接小车12将对接处进行焊接形成焊缝26，焊接小车12位于虾米腰配件对接处的正上方。
55.可以理解的是，焊接小车12可以在虾米腰管件外表面的最高点处，或是虾米腰管件内表面的最低点处，以用于对虾米腰管件的外表面或内表面进行焊接。
56.需要注意的是，焊接小车12的移动方向与主轴15的旋转方向相反，且焊接小车12的移动速度与主轴15的外圆旋转的线速度相同，从而使得焊接小车12能够固定在一个位置对虾米腰管件进行焊接，便于操作，以有效保证焊缝26的连续稳定，提高焊接的质量。
57.其中，两排连接机构之间的间距需不小于焊接小车12的宽度，进而当焊接小车对虾米腰配件对接处的内壁进行焊接时，不会受到连接机构的影响。
58.实施例2
59.本发明的一种典型的实施方式中，提出一种虾米腰弯头管件的焊接系统，包括两个形状相同的虾米腰配件，两个虾米腰配件对接组成虾米腰管件，两个虾米腰配件分别通过一排连接机构与主轴15固定连接，使得对接处与主轴15的轴线相垂直。
60.具体的，每个虾米腰配件的内表面上沿其环向固定设有若干第二连接块10，第二连接块10依次通过重心调节单元8、连接板7与固定设置在主轴15上的第一连接块5固定连接，通过重心调节单元8拉紧并调整所组成的虾米腰管件的重心，使得虾米腰管件的重心与主轴15的轴线相重合。
61.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。