一种环缝清根装置、清根机构及清根方法与流程

本发明涉及焊接技术领域，特别涉及一种环缝清根装置、清根机构及清根方法。

背景技术：

目前，压力容器罐体环缝为B类焊缝，焊接接头系数为1.0，进行射线检测或可记录的超声波检测，射线检测达到Ⅱ级以上为合格，超声波检测达到一级以上为合格，因而必须全焊透。要得到全焊透的环缝，一般需要清根。目前大多采用手工打磨的方法清根，生产效率低，清根后坡口不规则，反面焊道易出现不合格。因此找到一种有效解决罐体环缝清根的方法尤为重要。

技术实现要素：

本发明通过提供一种环缝清根装置、清根机构及清根方法，解决了手工打磨清根效率低、清根后坡口不规则，反面焊道易出现不合格的技术问题。

一方面，为解决上述技术问题，本发明提供了一种环缝清根装置，包括：移动车和倾斜固定于所述移动车上的清根机构；其中，所述清根机构包括：

固定板，倾斜固定于所述移动车上；

顶升装置，与所述固定板固定；

对环缝进行定位的定位部件，所述定位部件与所述顶升装置连接；

靠轮，与所述顶升装置连接，所述顶升装置驱动所述靠轮自动靠位到罐体外壁；

丝杆，与所述顶升装置连接；

打磨机，与所述丝杆连接，所述丝杆对打磨深度进行调节并推进所述打磨机对环缝进行清根。

进一步地，所述移动车包括：底板；万向轮，与所述底板底面连接；对移动车进行固定的地锁，所述地锁与所述底板底面连接；固定斜面，与所述底板倾斜连接；对移动车进行推拉的把手，所述把手与所述底板连接。

进一步地，所述固定斜面上固定有所述清根机构，所述固定斜面与水平面的夹角为40-50°。

进一步地，所述顶升装置包括：风缸，固定于所述固定板上，所述风缸具有活塞杆；滑杆，所述滑杆一端与所述固定板连接；支撑座，与所述滑杆另一端和所述活塞杆连接，且所述支撑座与所述滑杆垂直设置、所述支撑座与所述固定板平行设置，所述风缸驱动所述支撑座沿所述滑杆运动。

进一步地，所述支撑座分别与所述靠轮、丝杆和定位部件连接，所述靠轮、丝杆和定位部件呈线型排列。

进一步地，所述定位部件位于所述靠轮与所述打磨机之间，所述打磨机具有打磨片，所述打磨片与所述定位部件的间距L1＝30-60mm，所述定位部件与所述靠轮的间距L2＝30-60mm。

进一步地，所述丝杆具有对打磨行程进行显示和控制的刻度盘。

另一方面，本发明还提供了一种环缝清根机构，包括：

固定板；

顶升装置，与所述固定板固定；

对环缝进行定位的定位部件，所述定位部件与所述顶升装置连接；

靠轮，与所述顶升装置连接，所述顶升装置驱动所述靠轮自动靠位到罐体外壁；

丝杆，与所述顶升装置连接；

打磨机，与所述丝杆连接，所述丝杆对打磨深度进行调节并推进所述打磨机对环缝进行清根。

进一步地，所述顶升装置包括：风缸，固定于所述固定板上，所述风缸具有活塞杆；滑杆，所述滑杆一端与所述固定板连接；支撑座，与所述滑杆另一端和所述活塞杆连接，且所述支撑座与所述滑杆垂直设置、所述支撑座与所述固定板平行设置，所述风缸驱动所述支撑座沿所述滑杆运动。

另一方面，本发明还提供了一种环缝清根方法，包括：

在罐体环缝一侧划线，推送所述移动车使所述定位部件对准划线处，固定所述移动车；

开启顶升装置进行加压，驱动靠轮向罐体移动，靠轮抵住罐体环缝外侧筒节，打磨机自动对准环缝中心线；

开启打磨机，利用丝杆推进打磨机接近罐体环缝，并利用丝杆调节打磨深度；

转动罐体进行打磨，打磨一周后，停止罐体转动，关闭打磨机，顶升装置卸压，完成环缝清根。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、本发明实施例中提供的环缝清根装置，包括：移动车和倾斜固定于所述移动车上的清根机构；其中，所述清根机构包括：倾斜固定于所述移动车上的固定板；顶升装置，与所述固定板固定；对环缝进行定位的定位部件，所述定位部件与所述顶升装置连接；靠轮，与所述顶升装置连接，所述顶升装置驱动所述靠轮自动靠位到罐体外壁；丝杆，与所述顶升装置连接；打磨机，与所述丝杆连接，所述丝杆对打磨深度进行调节并推进所述打磨机对环缝进行清根。由于采用定位部件对待清根环缝进行定位，通过顶升装置驱动靠轮自动靠位到罐体外壁，靠轮用于引导打磨机的运动，同时在打磨机打磨时提供缓冲力，提高打磨稳定性和清根坡口一致性，采用丝杆对打磨深度进行调节和控制，节约时间，提高了清根坡口的一致性；所以，有效解决了手工打磨清根效率低、清根后坡口不规则，反面焊道易出现不合格的技术问题，达到了清根效率高、坡口规则、反面焊道合格率高的技术效果。

2、本发明实施例中提供的环缝清根方法，利用环缝清根装置进行自动清根，生产节拍30m/h，能够在环境温度0℃～40℃、相对湿度≤90％、额定负荷下连续22小时平稳运行，与手工打磨相比，大大提高了打磨效率和清根坡口一致性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的环缝清根装置的结构示意图；

图2是图1的A向视图；

图3是本发明实施例提供的环缝清根方法流程图；

图4是本发明实施例二提供的环缝清根方法流程图。

图中，1-固定板，2-移动车，21-万向轮，22-地锁，23-固定斜面，24-把手，25-底板，3-风缸，4-活塞杆，5-滑杆，6-支撑座，7-靠轮，8-丝杆，9-定位部件，10-打磨机。

具体实施方式

本发明实施例提供一种环缝清根装置、清根机构及清根方法，解决了手工打磨清根效率低、清根后坡口不规则，反面焊道易出现不合格的技术问题，达到了清根效率高、坡口规则、反面焊道合格率高的技术效果。

一方面，为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种环缝清根装置，如图1和图2所示，包括：移动车2和倾斜固定于所述移动车2上的清根机构；其中，所述清根机构包括：

固定板1，倾斜固定于所述移动车2上；

顶升装置，与所述固定板1固定；

对环缝进行定位的定位部件9，所述定位部件9与所述顶升装置连接；

靠轮7，与所述顶升装置连接，所述顶升装置驱动所述靠轮7自动靠位到罐体外壁；

丝杆8，与所述顶升装置连接；

打磨机10，与所述丝杆8连接，所述丝杆8对打磨深度进行调节并推进所述打磨机10对环缝进行清根。

本实施例中，所述移动车2包括：底板25；万向轮21，与所述底板25底面连接；对移动车进行固定的地锁22，所述地锁22与所述底板25底面连接；固定斜面23，与所述底板25倾斜连接。移动车2方便清根装置的移动，在清根机构对准罐体清根部位后，锁紧地锁22将移动车2固定，以保证清根稳定性。

进一步地，所述移动车2还包括对移动车进行推拉的把手24，所述把手24与所述底板25连接，把手24方便了移动车2的推拉挪动。

进一步地，所述固定斜面上23上固定有所述清根机构，所述固定斜面23与水平面的夹角为40-50°，优选45°。此夹角范围的选择具有以下优点：①保证整个清根装置受力状况较好，打磨机10受到的罐体压力在水平方向的分量，由装置在地面上的磨擦力平衡，打磨机10受到的罐体压力在竖直方向的分量，由装置在地面上的支撑反力平衡；②使打磨产生的粉尘倾斜向上抛向地面，避免吹太远或直接对地吹，增大环境污染面积；③罐体配合滚轮架使用，此时，打磨机10的高度约在1.4-1.5m，符合人体工程学原理，便于观察和操作。若夹角过大，地面产生的磨擦力不够，清根装置易于失去平衡，需要增加装置的自重和底板面积，且打磨机10高度相对较高，不便于操作；打磨产生的粉尘直接对地吹，操作人员工作环境较差。若夹角过小，打磨机10高度相对较低，约0.8-1m，不便于观察和操作；打磨产生的粉尘水平吹，环境污染面积较大。

本实施例中，所述顶升装置包括：风缸3，固定于所述固定板1上，所述风缸3具有活塞杆4；滑杆5，所述滑杆5一端与所述固定板1连接，且滑杆5垂直于所述固定斜面23；支撑座6，与所述滑杆5另一端和所述活塞杆4连接，且所述支撑座6与所述滑杆5垂直设置、所述支撑座6与所述固定板1平行设置，所述风缸3驱动所述支撑座6沿所述滑杆5运动。具体而言，滑杆5包括第一滑杆和第二滑杆，所述第一滑杆的一端与固定板1的一端连接、另一端与所述支撑座6的一端连接，所述第二滑杆的一端与固定板1的另一端连接、另一端与支撑座6的另一端连接，支撑座6在风缸3驱动下沿滑杆5倾斜向上或倾斜向下运动，从而带动靠轮7和打磨机10沿罐体外壁运动。需要说明的是，也可以使用液压缸代替风缸3。

其中，所述支撑座6分别与所述靠轮7、丝杆8和定位部件9连接，优选的，所述靠轮7、丝杆8和定位部件9呈线型排列。

优选的，所述定位部件9位于所述靠轮7和所述丝杆8之间。由于打磨机10与丝杆8连接，也就是说，所述定位部件9位于所述靠轮7与所述打磨机10之间，所述打磨机10具有打磨片，所述打磨片与所述定位部件9的间距L1＝30-60mm，所述定位部件9与所述靠轮7的间距L2＝30-60mm。打磨机10的打磨片可更换，更换不同轮廓的打磨片可以得到不同的清根坡口形式。当然，定位部件9也可以位于靠轮7和打磨机10的外侧，此种情况定位部件9距打磨机10较远，与定位部件9位于靠轮7和打磨机10之间相比，定位准确度较差。

具体而言，定位部件9可以采用激光笔。L1保证激光笔对准划线处，划线处位于待打磨清根处30-60mm内，此时人视力容易判断划线是否与清根环缝平行。L1距离过大，使整个装置结构尺寸增大，划线不准确时，不便于发现；L1距离过小，激光笔离打磨机10过近，易损伤激光笔，且打磨的粉尘易盖住划线，导致不便观察划线保证激光对准划线，无法保证清根的准确性及清根坡口一致。由于罐体表面是不平的，L2的取值要求靠轮7与罐体接触处的罐体表面及打磨机10与罐体接触处的罐体表面尽可能在一个平面内，使误差降到最小，从而保证打磨深度准确、一致。L2过大时，靠轮7与打磨机10不在罐体同一平面内，打磨误差大；L2过小时，不便于操作。

靠轮7用于引导打磨机10的运动，同时在打磨机10打磨时提供缓冲力，提高打磨稳定性和清根坡口一致性。靠轮7还提高了清根装置的柔性，能够适用于多种直径的产品清根。

本实施例中，所述丝杆8具有刻度盘，用于显示和控制打磨行程。利用刻度盘调整打磨深度，提高了清根坡口一致性，且无需人工控制，节约了时间，提高了生产效率。

另一方面，基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种环缝清根机构，如图1所示，包括：

固定板1；

顶升装置，与所述固定板1固定；

对环缝进行定位的定位部件9，所述定位部件9与所述顶升装置连接；

靠轮7，与所述顶升装置连接，所述顶升装置驱动所述靠轮7自动靠位到罐体外壁；

丝杆8，与所述顶升装置连接；

打磨机10，与所述丝杆8连接，所述丝杆8对打磨深度进行调节并推进所述打磨机10对环缝进行清根。

进一步地，所述顶升装置包括：风缸3，固定于所述固定板1上，所述风缸3具有活塞杆4；滑杆5，所述滑杆5一端与所述固定板1连接；支撑座6，与所述滑杆5另一端和所述活塞杆4连接，且所述支撑座6与所述滑杆5垂直设置、所述支撑座6与所述固定板1平行设置，所述风缸3驱动所述支撑座6沿所述滑杆5运动。

其中，所述支撑座6分别与所述靠轮7、丝杆8和定位部件9连接，优选的，所述靠轮7、丝杆8和定位部件9呈线型排列。更优选的，所述定位部件9位于所述靠轮7与所述打磨机10之间，所述打磨机10具有打磨片，所述打磨片与所述定位部件9的间距L1＝30-60mm，所述定位部件9与所述靠轮7的间距L2＝30-60mm。所述丝杆8具有刻度盘，用于显示和控制打磨行程。

另一方面，基于同一发明构思，发明实施例还提供了一种环缝清根方法，如图3所示，包括：

步骤S110：在罐体环缝一侧划线，推送所述移动车2使所述定位部件9对准划线处，固定所述移动车2；

在步骤S110中，所述在罐体环缝一侧划线，具体是在罐体上距环缝L1mm处划一条与环缝相平行的线，其中L1为定位部件9与打磨机10的打磨片之间的距离，即环缝与划线间的距离等于定位部件9与打磨片间的距离，从而保证定位部件9能够准确定位，当定位部件9对准划线时，打磨机10自动对准环缝中心线。

步骤S120：开启顶升装置进行加压，驱动靠轮7向罐体移动，靠轮7抵住罐体环缝外侧筒节，打磨机10自动对准环缝中心线；

步骤S130：开启打磨机10，利用丝杆8推进打磨机10接近罐体环缝，并利用丝杆8调节打磨深度；

步骤S140：转动罐体进行打磨，打磨一周后，停止罐体转动，关闭打磨机10，顶升装置卸压，完成环缝清根。

以下通过具体实施例对本发明作更详细的描述。这些实施例仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何的限制，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。

实施例一

一种环缝清根装置，配合滚轮架使用，用于对罐体环缝进行清根，如图1和图2所示，所述清根装置包括：移动车2和倾斜固定于所述移动车2上的清根机构；所述清根机构包括倾斜固定于移动车2的固定斜面23上的固定板1；具体而言，固定斜面23与水平面的夹角为45°，从而使清根机构与水平面呈45°倾斜设置。所述固定板1上固定有两根滑杆5，两根滑杆5的顶端由支撑座6相连接，所述固定板1上还固定有风缸3，风缸3具有活塞杆4，所述活塞杆4与支撑座6连接，所述支撑座6与所述靠轮7连接；所述支撑座6上设置有对环缝进行定位的激光笔；所述支撑座6还与丝杆8连接，丝杆8与打磨机10连接。风缸3驱动支撑座6沿滑杆5倾斜向上或向下运动，同时带动靠轮7和打磨机10倾斜向上或向下运动。清根时，先通过激光笔对环缝进行定位，使打磨机10的打磨片对准待清根环缝中心线，通过风缸3驱动靠轮7自动靠位到罐体外壁，同时打磨机10接近环缝，通过丝杆8对打磨深度进行调节并推进所述打磨机10对环缝进行清根。

进一步地，所述激光笔位于所述靠轮7与所述打磨机10之间。其中，打磨机10的打磨片与激光笔的间距L1＝30-60mm，所述激光笔与所述靠轮7的间距L2＝30-60mm。

具体的，打磨片轮廓为V型或U型，打磨片直径为90-110mm，根据环缝大小选取合适的打磨片。所述风缸3的风压0.3-0.5MPa，勾臂行程为100mm，风缸3的活塞直径为20mm。打磨机10采用丝杆8推进，丝杆8推进行程30mm；此清根装置能够在环境温度0℃～40℃、相对湿度≤90％、额定负荷下连续22小时平稳运行。

实施例二

以新型LNG罐箱罐体为例对本发明实施例提供的环缝清根法作进一步详细说明，但不限于该车型。

罐体环缝坡口朝内，先焊内环，在外侧清根后再焊外环。清根方法基于本发明实施例提供的环缝清根装置，并配合滚轮架使用，对罐体环缝进行清根，如图4所示，具体包括以下步骤：

步骤S210：将罐体筒节装配件吊运至滚轮架，在环缝左侧L1mm处划线；

在步骤S210中，针对的是激光笔在打磨机10左侧的情况，当然，激光笔也可以在打磨机10的右侧，此时则在环缝右侧L1mm处划线。其中L1＝激光笔与打磨机10的打磨片间的距离。

步骤220：利用万向轮21将移动车2推送至清根环缝底部下侧，打开激光笔对准环缝左侧划线处，锁紧地锁22，固定移动车2；

步骤S230：开启风缸3进行加压，风压为0.3-0.5MPa，风缸3充压缩气体推动支撑座6带动靠轮7向罐体移动，靠轮7紧贴罐体环缝外侧筒节，打磨机10的打磨片自动对准环缝中心线；

其中，靠轮7采用风缸3驱动，靠轮7自动靠位到罐体筒节外壁，风缸3的勾臂行程为100mm，风缸3的活塞直径为20mm。具体而言，需要合适的风压为靠轮7提供适当的推力，当罐体不圆或不平时，保证靠轮7跟踪密贴罐体，从而保证打磨深度一致、清根坡口规则。风压过大，易导致清根装置和罐体受力过大，损伤罐体，或清根装置需要更大的强度和刚度；风压过小，推力不足，无法保证靠轮7紧贴罐体。勾臂行程为100mm，与罐体的不圆度和不平度相适应，保证靠轮7密贴罐体。活塞直径为20mm，产生的风缸3勾臂推力与靠轮7的推力相适应，保证靠轮7密贴罐体。

激光笔位于打磨片与靠轮7之间，激光笔与打磨片间距L1＝30-60mm，靠轮7与激光笔间距L2＝30-60mm。

步骤S240：开启打磨机10，打磨机10空载转速9500r/min，利用丝杆8调节打磨深度(即清根深度)；其中，丝杆8推进行程30mm；

打磨机10空载转速9500r/min，能够保证较好的打磨效果，并且打磨时不损伤罐体材质。丝杆8推进行程决定了打磨清根深度可调范围，推进行程与罐体一般清根深度范围相适应即可。

打磨片轮廓为V型或U型，打磨片直径为90-110mm。

步骤S250：开启滚轮架转动罐体，开始打磨；

步骤S260：打磨一圈后，停止滚轮架和打磨机10，卸除风缸3风压，完成环缝清根。

松开地锁22，重复上述步骤，对其余环缝进行清根。

利用本发明实施例提供的环缝清根装置进行自动清根，生产节拍为30m/h，大大提高了打磨效率，此清根装置能够在环境温度0℃～40℃、相对湿度≤90％、额定负荷下连续22小时平稳运行。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、本发明实施例中提供的环缝清根装置，包括：移动车和倾斜固定于所述移动车上的清根机构；其中，所述清根机构包括：倾斜固定于所述移动车上的固定板；顶升装置，与所述固定板固定；对环缝进行定位的定位部件，所述定位部件与所述顶升装置连接；靠轮，与所述顶升装置连接，所述顶升装置驱动所述靠轮自动靠位到罐体外壁；丝杆，与所述顶升装置连接；打磨机，与所述丝杆连接，所述丝杆对打磨深度进行调节并推进所述打磨机对环缝进行清根。由于采用定位部件对待清根环缝进行定位，通过顶升装置驱动靠轮自动靠位到罐体外壁，靠轮用于引导打磨机的运动，同时在打磨机打磨时提供缓冲力，提高打磨稳定性和清根坡口一致性，采用丝杆对打磨深度进行调节和控制，节约时间，提高了清根坡口的一致性；所以，有效解决了手工打磨清根效率低、清根后坡口不规则，反面焊道易出现不合格的技术问题，达到了清根效率高、坡口规则、反面焊道合格率高的技术效果。

2、本发明实施例中提供的环缝清根方法，利用环缝清根装置进行自动清根，生产节拍30m/h，能够在环境温度0℃～40℃、相对湿度≤90％、额定负荷下连续22小时平稳运行，与手工打磨相比，大大提高了打磨效率和清根坡口一致性。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。