管对接焊变形监测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型所述的管对接焊变形监测装置，涉及一种管对接焊过程中检测管变形的装置。其特征在于管对接焊变形监测装置是由固定机构与测量机构组成；固定机构固定装于工件通孔上；测量机构与固定机构相连接。本实用新型具有结构新颖、加工简便、使用方便、结构稳定、测量准确等特点，故属于一种集经济性与实用性为一体的新型管对接焊变形监测装置。
【专利说明】管对接焊变形监测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型所述的管对接焊变形监测装置，涉及一种管对接焊过程中检测管变形的装置。
【背景技术】
[0002]在大型装备制造过程中，由于锻造能力或工件结构所限，常会出现一些厚壁管对接的情况。对于内孔尺寸精度要求较高的管对接焊接，常常采取的方式是先将两个对接的管进行焊接，然后精加工内孔。但在一些情况下，或受工件结构所限、或受设备能力所限，焊后内孔无法进行加工，故采用先将对接的管内孔分别精加工，然后直接焊接成型。但是焊接时由于焊接环缝的热输入量分布不均，产生应力差，导致对接的两个管的内孔轴线产生偏差，直线度不能满足要求。故需要在焊接的过程中对轴线的偏差进行实时监测，然后通过调整焊接位置进行实时的纠偏。
[0003]针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的管对接焊变形监测装置，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。
【发明内容】
[0004]鉴于上述现有技术中所存在的问题，本实用新型的目的是研究设计一种新型的管对接焊变形监测装置。用以对焊接的过程中对轴线的偏差进行实时监测，然后通过调整焊接位置进行实时的纠偏。
[0005]本实用新型的技术解决方案是这样实现的:
[0006]本实用新型所述的管对接焊变形监测装置；其特征在于管对接焊变形监测装置是由固定机构与测量机构组成；固定机构固定装于工件通孔上；测量机构与固定机构相连接。
[0007]本实用新型所述的固定机构包括:方向定位键、上连接法兰、双头螺栓、定位芯轴、径向定位片组件、O型橡胶圈及下连接法兰；定位芯轴为圆柱形件，在其外侧加工有4-8个楔形槽，在楔形槽内装有径向定位片组件，并用O型橡胶圈将径向定位片组件聚拢在定位芯轴上；定位芯轴的上端面加工有螺纹孔，用螺栓将上连接法兰与定位芯轴连接；将定位芯轴与径向定位片组件放置于工件通孔内，通过双头螺栓将上连接法兰与下连接法兰相连接；方向定位键通过螺栓安装于上连接法兰上，并指向被测工件的轴线用于测量机构的指向定位。
[0008]本实用新型所述的测量机构包括:固定法兰、支撑柱、吊耳、延伸臂、位置调节滑块、磁力表座、百分表及短横臂；支撑柱的底端固定装有固定法兰，固定法兰与上连接法兰通过螺栓连接固定；支撑柱的上部装有固定的延伸臂，在延伸臂上装有位置调节滑块，在位置调节滑块的两侧各装有一个与延伸臂垂直的短横臂；在位置调节滑块周围的延伸臂及短横臂上装置有四个磁力表座，在磁力表座上装有百分表；在支撑柱的顶端装有吊耳；
[0009]本实用新型所述的径向定位片组件数量与定位芯轴上的楔形槽数量相同，为6个；径向定位片组件的外侧为圆弧形，其弧度尺寸与工件通孔内壁弧度尺寸一致，内侧为楔形面，与定位芯轴的楔形槽截面一致。
[0010]本实用新型所述的上连接法兰上加工有与径向定位片组件相对应的螺栓孔，通过螺栓限制径向定位组件的轴向移动。
[0011]本实用新型所述的固定法兰、支撑柱及延伸臂均采用高强度钢通过焊接成为一体，确保整体刚性，在承受外界震动及碰撞的情况下不影响测量的位置及精度。
[0012]本实用新型所述的固定法兰上加工有定位槽,定位槽与方向定位键对应，以确定延伸臂指向被检测管。
[0013]本实用新型的组装过程:
[0014]首先组装固定机构:将径向定位组件通过O型橡胶圈装于定位芯轴上的楔形槽内，在将上连接法兰通过螺栓装于定位芯轴上端面；将装有径向定位片组件的定位芯轴放入工件通孔内，通过上连接法兰上与径向定位片组件相对应的螺孔上装有的螺栓，将径向定位片沿轴向移动，由于径向定位片与定位芯轴为楔形面接触，故同时定位片进行径向移动，限制整体结构的径向自由度；上连接法兰与下连接法兰之间通过双头螺柱连接，限制整体结构的轴向自由度，至此固定机构安装完毕。方向定位键通过螺栓安装在上连接法兰上，并指向被测工件的轴线，用于测量机构的指向定位。
[0015]在组装测量机构:固定法兰与支撑柱、延伸臂均采用高强度钢，通过焊接成为一体，确保整体刚性，在承受外界震动及碰撞的情况下不影响测量的位置及精度。固定法兰与“固定机构”中的上连接法兰用多个螺栓联结，固定法兰中有定向槽，与“装置与工件固定机构”中的方向定位键对应，以确定延伸臂指向被监测管。延伸臂伸出至工件上方，让出足够的焊接操作空间。位置调节滑块可以延延伸臂的方向进行位置调节，用以调节磁力表座的放置位置，调节到被检测管的正上方后用旋紧手轮进行紧固，滑块的侧面各有一个短横臂，与延伸臂组成十字交叉定位部分，用于放置四个磁力表座，磁力表座上装有百分表，此种放置方式便于人工操作与定位。人工调节磁力表座的连接杆，将百分表调整至同一水平面并均布于被测管径向四个位置，再将百分表的指针归零，进行测量。
[0016]本实用新型的测量方法:测量的原理在于，在管对接焊的过程中，通过以固定管为基准，测定对接管相对于固定管轴线的偏移情况。其中所述的固定机构即为定位基准，测量机构即用于测量对接管轴线的位置偏移情况。测量实施方式为:将本实用新型安装和调整完毕后，四个百分表放置在同一水平面的“X+，X-，Y+，Y-”四个位置，将被检测管划分为四个象限，调整百分表的指针归零，做好标记并制作相应的数据记录表格。接下来进行对接焊缝的焊接，在焊接的过程中，观察百分表的读数变化，若出现X+向百分表数值增加，X-向百分表数值减小，表明发生轴线单相偏转，立刻调整焊接位置，在X-向位置焊接进行纠偏，直至X+、X-的百分表指针基本归零；若出现X+、Y+同时出现数值增大，表明轴线向X+、Y+所包围的象限偏转，具体的位置以两个百分表的数值确定，立刻调整焊接位置，在相对的位置焊接进行纠偏，直至四个百分表指针基本归零。其他变化同理，如此反复，最终焊接完毕控制被测管的轴线偏差在图纸要求范围内。
[0017]本实用新型的优点是显而易见的，主要表现在:
[0018]1、由于工件的表面不允许焊接，利用工件已有的通孔，通过上、下法兰将结构的轴向进行固定。6个径向定位片与定位芯轴呈楔形结构，并均布于定位芯轴周边，可单独进行径向固定，故同时定位片进行径向移动，限制整体结构的径向自由度。通过机械结构固定，避免了焊接损伤工件，结构的稳定性可以避免因为工件震动导致测量数据偏差，保证测量精度。
[0019]2、本实用新型已经成功用于产品的生产中，对于精加工后的管对接焊接，测量装置可以实时监测焊接工件的位置偏移。该装置安装便利、结构稳定，数据读取便捷、直观，对于保证焊接精度起到了重要作用，取得了很好的经济效益。
[0020]本实用新型具有结构新颖、加工简便、使用方便、结构稳定、测量准确等优点，其大批量投入市场必将产生积极的社会效益和显著的经济效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]本发明共有附图5张，其中:
[0022]图1为本实用新型结构示意图。
[0023]图2为固定机构示意图。
[0024]图3为径向定位组片剖面图。
[0025]图4为测量机构示意图。
[0026]图5为测量机构俯视图。
[0027]图中:1、固定机构，2、测量机构，3、方向定位键，4、上连接法兰，5、双头螺柱，6、定位芯轴，7、径向定位片组件，8、O型橡胶圈，9、下连接法兰，10、固定法兰，11、支撑柱，12、吊耳，13、延伸臂，14、位置调节滑块，15、磁力表座，16、百分表，17、短横臂。
【具体实施方式】
[0028]本实用新型的具体实施例如附图所示，其特征在于管对接焊变形监测装置是由固定机构I与测量机构2组成；固定机构I固定装于工件通孔上；测量机构2与固定机构I相连接。
[0029]固定机构I包括:方向定位键3、上连接法兰4、双头螺栓5、定位芯轴6、径向定位片组件7、0型橡胶圈8及下连接法兰9 ;定位芯轴6为圆柱形件，在其外侧加工有8个楔形槽，在楔形槽内装有径向定位片组件7，并用O型橡胶圈将径向定位片组件7聚拢在定位芯轴6上；定位芯轴6的上端面加工有螺纹孔，用螺栓将上连接法兰4与定位芯轴6连接；将定位芯轴6与径向定位片组件7放置于工件通孔内，通过双头螺栓5将上连接法兰4与下连接法兰9相连接；方向定位键3通过螺栓安装于上连接法兰4上，并指向被测工件的轴线用于测量机构的指向定位。
[0030]测量机构2包括:固定法兰10、支撑柱11、吊耳12、延伸臂13、位置调节滑块14、磁力表座15)、百分表16及短横臂17 ;支撑柱11的底端固定装有固定法兰10,固定法兰10与上连接法兰4通过螺栓连接固定；支撑柱11的上部装有固定的延伸臂13，在延伸臂13上装有位置调节滑块14，在位置调节滑块14的两侧各装有一个与延伸臂13垂直的短横臂17 ;在位置调节滑块14周围的延伸臂13及短横臂17上装置有四个磁力表座15，在磁力表座15上装有百分表16 ;在支撑柱11的顶端装有吊耳12 ；
[0031]径向定位片组件7数量与定位芯轴6上的楔形槽数量相同，为8个；径向定位片组件7的外侧为圆弧形，其弧度尺寸与工件通孔内壁弧度尺寸一致，内侧为楔形面，与定位芯轴6的楔形槽截面一致。
[0032]上连接法兰4上加工有与径向定位片组件7相对应的螺栓孔，通过螺栓限制径向定位组件7的轴向移动。
[0033]固定法兰10、支撑柱11及延伸臂13均采用高强度钢通过焊接成为一体，确保整体刚性，在承受外界震动及碰撞的情况下不影响测量的位置及精度。
[0034]固定法兰10上加工有定位槽,定位槽与方向定位键3对应，以确定延伸臂13指向被检测管。
[0035]以上所述，仅为本实用新型的较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所有熟悉本【技术领域】的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其本实用新型的构思加以等同替换或改变均应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种管对接焊变形监测装置；其特征在于管对接焊变形监测装置是由固定机构(I)与测量机构(2)组成；固定机构(I)固定装于工件通孔上；测量机构(2)与固定机构(I)相连接；所述的固定机构(I)包括:方向定位键(3)、上连接法兰(4)、双头螺栓(5)、定位芯轴(6)、径向定位片组件(7)、O型橡胶圈(8)及下连接法兰(9);定位芯轴(6)为圆柱形件，在其外侧加工有4-8个楔形槽,在楔形槽内装有径向定位片组件(7),并用O型橡胶圈将径向定位片组件(7)聚拢在定位芯轴(6)上；定位芯轴(6)的上端面加工有螺纹孔，用螺栓将上连接法兰(4)与定位芯轴(6 )连接；将定位芯轴(6 )与径向定位片组件(7 )放置于工件通孔内，通过双头螺栓(5)将上连接法兰(4)与下连接法兰(9)相连接；方向定位键(3)通过螺栓安装于上连接法兰(4)上，并指向被测工件的轴线用于测量机构的指向定位；所述的测量机构(2)包括:固定法兰(10)、支撑柱(11)、吊耳(12)、延伸臂(13)、位置调节滑块(14)、磁力表座(15)、百分表(16)及短横臂(17);支撑柱(11)的底端固定装有固定法兰(10),固定法兰(10)与上连接法兰(4)通过螺栓连接固定；支撑柱(11)的上部装有固定的延伸臂(13)，在延伸臂(13)上装有位置调节滑块(14)，在位置调节滑块(14)的两侧各装有一个与延伸臂(13)垂直的短横臂(17);在位置调节滑块(14)周围的延伸臂(13)及短横臂(17)上装置有四个磁力表座(15)，在磁力表座(15)上装有百分表(16);在支撑柱(11)的顶端装有吊耳(12)。
2.根据权利要求1所述的管对接焊变形监测装置，其特征在于所述的径向定位片组件(7)数量与定位芯轴(6)上的楔形槽数量相同，为6个；径向定位片组件(7)的外侧为圆弧形，其弧度尺寸与工件通孔内壁弧度尺寸一致，内侧为楔形面，与定位芯轴(6)的楔形槽截面一致。
3.根据权利要求1所述的管对接焊变形监测装置，其特征在于所述的上连接法兰(4)上加工有与径向定位片组件(7)相对应的螺栓孔，通过螺栓限制径向定位片组件(7)的轴向移动。
4.根据权利要求1所述的管对接焊变形监测装置，其特征在于所述的固定法兰(10)、支撑柱(11)及延伸臂(13)均采用高强度钢通过焊接成为一体，确保整体刚性，在承受外界震动及碰撞的情况下不影响测量的位置及精度。
5.根据权利要求1所述的管对接焊变形监测装置，其特征在于所述的固定法兰(10)上加工有定位槽，定位槽与方向定位键(3)对应，以确定延伸臂(13)指向被检测管。
【文档编号】G01B5/30GK203422055SQ201320273346
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年5月17日 优先权日:2013年5月17日
【发明者】胡文博 申请人:中国第一重型机械集团大连加氢反应器制造有限公司, 中国第一重型机械股份公司