一种便携式水下摩擦叠焊机主轴试验夹具的制作方法

本实用新型涉及水下摩擦叠焊机，更具体的说，是涉及一种便携式水下摩擦叠焊机主轴试验夹具。

背景技术：

水下摩擦叠焊机主要面向海洋管状物的修复，其在海底作业时，需要满足安全、可靠、经济等性能要求。水下摩擦叠焊机在水下作业，具有对水深不敏感，焊接变形小，高效率、低能耗等优点，因此近些年得到广泛应用。主轴是水下摩擦叠焊机的关键性部件，水下作业时，主轴的性能会对焊接效果、焊接可靠性有很大的影响。因此，在水下摩擦叠焊机进行水下实际修复作业前，需要检测主轴的性能如旋转精度、抗振性、高压密封性、耐腐蚀、耐磨性等性能。利用水下摩擦叠焊机在实际情况下直接对主轴性能进行测试，需要花费高昂的成本且使用不方便，因此设计一种水下摩擦叠焊机的主轴试验夹具是十分必要的。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种便携式水下摩擦叠焊机主轴试验夹具，配合水槽和压力舱可以方便完成水下摩擦叠焊机主轴性能的检测，并且可以满足进行现场摩擦叠焊机主轴性能的测试需求，具有便于携带、方便操作安装、节约成本等特点。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

一种便携式水下摩擦叠焊机主轴试验夹具，由夹具本体构成，所述夹具本体包括平行设置的两个立板，两个立板上部之间垂直设置有两个油缸固定板，两个油缸固定板之间设置有两个夹块，两个夹块上下两侧均设置有调整基板，两个夹块之间设置有滑块内圈，所述滑块内圈和夹块之间设置有锁紧夹条，所述滑块内圈内部设置摩擦叠焊机主轴，所述摩擦叠焊机主轴上下两端分别穿过调整基板；

每个立板底部均连接有抱紧板，所述立板底部和抱紧板顶部均设置有弧形槽，所述抱紧板一端通过连接转轴与立板铰接，另一端通过锁紧螺栓和螺母与立板锁合，所述抱紧板和立板相对开合，抱紧管道；所述立板和抱紧板外侧均设置有固定凸块，两个固定凸块之间设置有开合液压缸和液压缸拉杆，所述液压缸拉杆和开合液压缸进行旋转和推拉双向运动，实现抱紧板、立板与管道的自动卡紧与张开。

所述立板和油缸固定板之间通过螺栓进行锁紧，所述立板上设置有定位孔，所述油缸固定板侧面设置有螺纹孔，且立板上的定位孔数量大于油缸固定板上的螺纹孔数量；所述立板内侧焊接有挡片，且挡片位于油缸固定板的外侧。

所述夹块和油缸固定板通过螺栓进行锁紧，所述油缸固定板设置有定位孔，所述定位孔设置为U型孔，所述夹块设置有螺纹孔。

每个夹块的前后端面分别设置有两个夹块托，两个夹块托卡设于油缸固定板的上下两端；每个夹块侧面均设置有横向顶紧螺栓，通过设置于立板上的螺栓孔，对夹块进行顶紧，所述横向顶紧螺栓穿过夹块顶紧锁紧夹条。

所述滑块内圈的上下表面均设置有螺栓孔，所述滑块内圈和调整基板之间通过纵向顶紧螺栓进行连接，通过螺栓和主轴连接法兰对摩擦叠焊机主轴进行锁紧安装，所述摩擦叠焊机主轴底部设置的焊接塞棒穿过调整基板。

所述固定凸块上均设置有定位安装孔，所述开合液压缸一端通过锁紧螺钉和螺母与立板上固定凸块进行连接，另一端与液压缸拉杆连接，所述液压缸拉杆另一端通过旋转轴和螺母与抱紧板上固定凸块进行连接；所述开合液压缸上设置有进油口和出油口。

所述立板侧面焊接有吊耳，所述立板上的弧形槽和抱紧板上的弧形槽内部均设置有用于夹紧管道的护管块。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案所带来的有益效果是：

(1)本实用新型中，立板和抱紧板侧面设置有固定凸块，两个固定凸块之间设置有开合液压缸和液压缸拉杆，用于抱紧板、立板与管道的自动卡紧与张开；固定凸台上设有定位安装孔，用于液压缸拉杆和开合液压缸的锁紧定位，液压缸拉杆17通过旋转轴16利用螺母与抱紧板上固定凸块进行连接，开合液压缸通过锁紧螺钉利用螺母与立板上固定凸块进行连接，所述锁紧螺钉不是全螺纹，目的是为了使液压缸拉杆和开合液压缸可进行旋转；开合液压缸设有进油口、出油口，目的是为了使液压缸拉杆可以进行推拉双向运动，开合液压缸和主轴端部均密封良好；

(2)本实用新型中，立板与油缸固定板通过设置在立板上的定位孔，利用螺栓进行锁紧，设置于立板上的定位孔数量多于油缸固定板上的螺纹孔数目，可以调节油缸固定板的z方向位置；立板内侧焊接挡片，保证了油缸固定板的y 方向位置刚度；

(3)本实用新型中，夹块与夹块托通过螺栓进行连接，每个夹块拥有四个夹块托，保证了夹块的z方向位置刚度；每个夹块侧面设置顶紧螺栓，通过设置于立板上的定位孔，对夹块进行顶紧，保证了夹块的x方向位置刚度；

(4)本实用新型中，滑块内圈主要用于摩擦叠焊机主轴的定位安装，在其上下表面都设置螺栓孔，目的是为了摩擦叠焊机主轴通过主轴连接法兰，利用螺栓对摩擦叠焊机主轴进行锁紧安装；滑块内圈上下侧利用纵向顶紧螺栓与调整基板进行连接顶紧；

(5)本实用新型中，立板底部弧形槽和抱紧板顶部弧形槽均设置护管套，立板、抱紧板与管道之间利用护管块进行夹紧；护管块弧形宽度大于立板和抱紧板宽度，目的是为了保证与管道的平稳夹紧；

(6)本实用新型中，可以实现水下摩擦叠焊机主轴性能的测试，该夹具可以保证主轴运转的静刚度、抗振稳定性、密封性以及耐磨性等性能，并且具有安装快速、平稳，易于拆卸等特点，便于携带，适合现场作业，可以实现对主轴密封性能、耐压性等进行水下测试。

附图说明

图1为本实用新型的总体结构示意图；

图2为本实用新型的沿主轴的局部x向剖视图；

图3为本实用新型安装之前状态示意图；

图4为本实用新型的开合液压缸原理图；

图5为本实用新型在水槽中结构示意图；

图6为本实用新型的具体应用图。

附图标记:1-摩擦叠焊机主轴；2-纵向顶紧螺栓；3-调整基板；4-夹块； 5-油缸固定板；6-夹块托；7-横向顶紧螺栓；8-立板；9-挡片；10-焊接塞棒；11-护管块；12-管道；13-锁紧螺栓；14-抱紧板；15-固定凸台；16-旋转轴； 17-液压缸拉杆；18-开合液压缸；19-锁紧螺钉；20-出油口；21-滑块内圈； 22-锁紧夹条；23-主轴连接法兰；24-进油口；25-吊耳；26-水槽；27-压力舱； 28-脚轮；29-连接转轴。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的便携式水下摩擦叠焊机主轴试验夹具做出详细说明。

如图1至图3所示，本实用新型的便携式水下摩擦叠焊机主轴试验夹具，由夹具本体构成，所述夹具本体包括平行设置的两个立板8，两个立板8上部之间垂直设置有两个油缸固定板5，两个油缸固定板5之间设置有两个夹块4，两个夹块4上下两侧均设置有调整基板3，两个夹块4之间设置有一个滑块内圈21，所述滑块内圈21和夹块4之间设置有一个锁紧夹条22，所述滑块内圈21内部设置摩擦叠焊机主轴1，所述摩擦叠焊机主轴1底部设置有焊接塞棒10，所述摩擦叠焊机主轴1上下两端分别穿过调整基板3，焊接塞棒10穿过调整基板3。

每个立板8底部均连接有抱紧板14，所述立板8底部和抱紧板14顶部均设置有弧形槽，所述抱紧板14一端通过连接转轴29与立板8进行铰接，另一端通过锁紧螺栓13和螺母与立板8进行锁合，所述抱紧板14和立板8相对开合，抱紧管道12，所述锁紧螺栓13不是全螺纹。所述立板8和抱紧板14外侧均设置有固定凸块15，两个固定凸块15之间设置有开合液压缸18和液压缸拉杆17，用于抱紧板14、立板8与管道12的自动卡紧与张开。

所述立板8上可设置有定位孔，所述油缸固定板5侧面设置有螺纹孔，所述立板8和油缸固定板5之间通过螺栓进行锁紧，所述立板8上的定位孔数量大于油缸固定板5上的螺纹孔数量，目的是可以调节油缸固定板5的z方向位置。所述立板8内侧焊接有挡片9，且挡片9位于油缸固定板5的外侧，目的是为了保证油缸固定板5的y方向位置刚度。

所述油缸固定板5设置有定位孔，所述定位孔设置为U型孔，所述夹块4 设置有螺纹孔。所述夹块4与油缸固定板5，通过设置在油缸固定板5上的定位孔，利用螺栓进行锁紧。

每个夹块4的前后端面分别设置有两个夹块托6(即每个夹块4拥有四个夹块托6)，所述夹块4与夹块托6通过螺栓进行连接，两个夹块托6卡设于油缸固定板5的上下两端，目的是保证夹块4的z方向位置刚度。每个夹块4侧面均设置有横向顶紧螺栓7，通过设置于立板8上的螺栓孔，对夹块4进行顶紧，目的是为了保证夹块4的x方向位置刚度。

所述滑块内圈21主要用于摩擦叠焊机主轴1的定位安装，在其上下表面都设置有螺栓孔，目的是为了摩擦叠焊机主轴1通过螺栓和主轴连接法兰23对摩擦叠焊机主轴1进行锁紧安装。所述滑块内圈21和调整基板3之间通过纵向顶紧螺栓2进行连接顶紧，利用纵向顶紧螺栓2(选用M20螺栓)与设置在调整基板3上的定位孔进行顶紧，再配合横向顶紧螺栓7穿过夹块4顶紧锁紧夹条 22，进而对滑块内圈21进行顶紧。

所述立板8侧面焊接有吊耳25，目的是方便夹具装配后的吊装。所述立板8 上的弧形槽和抱紧板14上的弧形槽内部均设置有护管块11，所述立板8、抱紧板14与管道12之间利用护管块11进行夹紧，护管块11与立板8、抱紧板14 之间通过螺栓进行锁合。所述护管块11弧形宽度大于立板8和抱紧板14宽度，目的是为了保证与管道12的平稳夹紧，图4中铰链B、C相对于管道12中心位置布置合理，可满足管道12的安装与拆卸，且开合液压缸18行程满足要求。

立板8和抱紧板14侧面的固定凸块15上均设置有定位安装孔，用于液压缸拉杆17和开合液压缸18的锁紧定位。所述开合液压缸18一端通过锁紧螺钉19 和螺母与立板8上固定凸块15进行连接，另一端与液压缸拉杆17连接，所述液压缸拉杆17另一端通过旋转轴16和螺母与抱紧板14上固定凸块15进行连接。所述锁紧螺钉19不是全螺纹，目的是为了使液压缸拉杆17和开合液压缸18可进行旋转。所述开合液压缸18上设置有进油口24和出油口20，目的是为了使液压缸拉杆17可以进行推拉双向运动，开合液压缸18和主轴端部均密封良好。

所述开合液压缸18原理如下：液压缸开合机构可简化为曲柄导杆机构，如图4所示。图中A、B、C点分别代表立板8与抱紧板14铰接回转轴心、开合液压缸18回转轴心、液压缸拉杆17回转轴心。图4(a)所示为立板8与抱紧板 14处于闭合状态，图4(b)表示立板8与抱紧板14处于张开的极限位置处。图中液压缸拉杆b为主动件。立板8与抱紧板14开启和张开时，张开的最大角度为β-α，且张开角度需要满足的条件为：β-α<γ，即保证三个回转轴心A、B、C 不处于一条直线，防止运动出现死点，液压缸拉杆17的行程应大于l₂-l₁。图中铰链B、C相对于管道12轴心的位置为(x₁,y₁)、(x₂,y₂)。图中D为张开时，管道12可通过的最大限位距离，该距离需要大于管道12直径才能保证管道12的正常装夹。

本实施例中，所述立板8上可设置有十四个定位孔，所述油缸固定板5侧面设置有螺纹孔，用于立板8与油缸固定板5的定位连接。每个立板8上设置八个螺栓孔，用于夹块4与锁紧夹条22的横向顶紧螺栓7的定位安装。每个立板8 上设置六个定位安装孔，用于护管块11与立板8的定位安装。每个立板8上设置两个定位安装孔，用于抱紧板14与立板8的安装。每个油缸固定板5两侧各有四个螺纹孔，用于与立板8的固定连接，有八个U型孔，用于夹块4与油缸固定板5的连接。夹块4两侧各有八个螺纹孔，用于与夹块托6和油缸固定板5 的定位连接，其中，一个夹块4侧面有四个螺纹孔，用于横向顶紧螺7，与锁紧夹条22的顶紧连接。夹块4上下侧各有两个螺纹孔，用于调整基板3的固定连接。滑块内圈21上下侧都有均布的螺纹孔，用于与主轴连接法兰23的固定连接。

如图5和图6所示，本实用新型在对摩擦叠焊机主轴1进行水下实验时，可以利用水槽26、压力舱27和本实用新型，共同完成摩擦叠焊机主轴1性能的测试：

先将油缸固定板5与夹块4利用螺栓进行装配，再将油缸固定板5与立板8 通过螺栓进行锁合，利用横向顶紧螺栓7顶紧锁紧夹条22，将滑块内圈21与夹块4进行安装。在夹块4上下侧利用螺栓安装调整基板3，通过纵向顶紧螺栓2 将滑块内圈21顶紧，保证z向刚度。在立板8上安装开合液压缸18，在抱紧板 14上安装液压缸拉杆17，将抱紧板14通过连接转轴29与立板8铰接。在立板 8和抱紧板14上安装护管块11。再装入摩擦叠焊机主轴1，通过主轴连接法兰 23与本实用新型夹具连接。

本实用新型与管道12装备时，液压缸开合机构(开合液压缸18和液压缸拉杆17)伸开，然后放入管道12，再使液压缸开合机构闭合，立板8与抱紧板14 另一端通过锁紧螺栓13进行锁紧。利用外界吊装工具如行车等，起吊吊耳25 位置处，将夹具平稳地吊入水槽26中。水槽26底部配有脚轮四个沿四角均布的脚轮28，使水槽26方便移动，脚轮28可以承受水槽26及夹具的重量，且脚轮28具有自锁功能。将水槽26连同本实用新型利用叉车放入压力舱，将水槽26 的脚轮进行自锁。往水槽26注入水，水位置淹没摩擦叠焊机主轴1即可，压力舱27加压即可模拟水下环境进行主轴试验。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型亦可针对现场固定架起的管道12进行摩擦叠焊机主轴1性能进行测试，其安装夹紧过程与在压力舱27试验夹紧过程相同。以上实施方式并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。