管對接焊變形監測裝置製造方法
2023-05-27 04:53:56
管對接焊變形監測裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型所述的管對接焊變形監測裝置，涉及一種管對接焊過程中檢測管變形的裝置。其特徵在於管對接焊變形監測裝置是由固定機構與測量機構組成；固定機構固定裝於工件通孔上；測量機構與固定機構相連接。本實用新型具有結構新穎、加工簡便、使用方便、結構穩定、測量準確等特點，故屬於一種集經濟性與實用性為一體的新型管對接焊變形監測裝置。
【專利說明】管對接焊變形監測裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型所述的管對接焊變形監測裝置，涉及一種管對接焊過程中檢測管變形的裝置。
【背景技術】
[0002]在大型裝備製造過程中，由於鍛造能力或工件結構所限，常會出現一些厚壁管對接的情況。對於內孔尺寸精度要求較高的管對接焊接，常常採取的方式是先將兩個對接的管進行焊接，然後精加工內孔。但在一些情況下，或受工件結構所限、或受設備能力所限，焊後內孔無法進行加工，故採用先將對接的管內孔分別精加工，然後直接焊接成型。但是焊接時由於焊接環縫的熱輸入量分布不均，產生應力差，導致對接的兩個管的內孔軸線產生偏差，直線度不能滿足要求。故需要在焊接的過程中對軸線的偏差進行實時監測，然後通過調整焊接位置進行實時的糾偏。
[0003]針對上述現有技術中所存在的問題，研究設計一種新型的管對接焊變形監測裝置，從而克服現有技術中所存在的問題是十分必要的。
【發明內容】
[0004]鑑於上述現有技術中所存在的問題，本實用新型的目的是研究設計一種新型的管對接焊變形監測裝置。用以對焊接的過程中對軸線的偏差進行實時監測，然後通過調整焊接位置進行實時的糾偏。
[0005]本實用新型的技術解決方案是這樣實現的:
[0006]本實用新型所述的管對接焊變形監測裝置；其特徵在於管對接焊變形監測裝置是由固定機構與測量機構組成；固定機構固定裝於工件通孔上；測量機構與固定機構相連接。
[0007]本實用新型所述的固定機構包括:方向定位鍵、上連接法蘭、雙頭螺栓、定位芯軸、徑向定位片組件、O型橡膠圈及下連接法蘭；定位芯軸為圓柱形件，在其外側加工有4-8個楔形槽，在楔形槽內裝有徑向定位片組件，並用O型橡膠圈將徑向定位片組件聚攏在定位芯軸上；定位芯軸的上端面加工有螺紋孔，用螺栓將上連接法蘭與定位芯軸連接；將定位芯軸與徑向定位片組件放置於工件通孔內，通過雙頭螺栓將上連接法蘭與下連接法蘭相連接；方向定位鍵通過螺栓安裝於上連接法蘭上，並指向被測工件的軸線用於測量機構的指向定位。
[0008]本實用新型所述的測量機構包括:固定法蘭、支撐柱、吊耳、延伸臂、位置調節滑塊、磁力表座、百分表及短橫臂；支撐柱的底端固定裝有固定法蘭，固定法蘭與上連接法蘭通過螺栓連接固定；支撐柱的上部裝有固定的延伸臂，在延伸臂上裝有位置調節滑塊，在位置調節滑塊的兩側各裝有一個與延伸臂垂直的短橫臂；在位置調節滑塊周圍的延伸臂及短橫臂上裝置有四個磁力表座，在磁力表座上裝有百分表；在支撐柱的頂端裝有吊耳；
[0009]本實用新型所述的徑向定位片組件數量與定位芯軸上的楔形槽數量相同，為6個；徑向定位片組件的外側為圓弧形，其弧度尺寸與工件通孔內壁弧度尺寸一致，內側為楔形面，與定位芯軸的楔形槽截面一致。
[0010]本實用新型所述的上連接法蘭上加工有與徑向定位片組件相對應的螺栓孔，通過螺栓限制徑向定位組件的軸向移動。
[0011]本實用新型所述的固定法蘭、支撐柱及延伸臂均採用高強度鋼通過焊接成為一體，確保整體剛性，在承受外界震動及碰撞的情況下不影響測量的位置及精度。
[0012]本實用新型所述的固定法蘭上加工有定位槽,定位槽與方向定位鍵對應，以確定延伸臂指向被檢測管。
[0013]本實用新型的組裝過程:
[0014]首先組裝固定機構:將徑向定位組件通過O型橡膠圈裝於定位芯軸上的楔形槽內，在將上連接法蘭通過螺栓裝於定位芯軸上端面；將裝有徑向定位片組件的定位芯軸放入工件通孔內，通過上連接法蘭上與徑向定位片組件相對應的螺孔上裝有的螺栓，將徑向定位片沿軸向移動，由於徑向定位片與定位芯軸為楔形面接觸，故同時定位片進行徑向移動，限制整體結構的徑向自由度；上連接法蘭與下連接法蘭之間通過雙頭螺柱連接，限制整體結構的軸向自由度，至此固定機構安裝完畢。方向定位鍵通過螺栓安裝在上連接法蘭上，並指向被測工件的軸線，用於測量機構的指向定位。
[0015]在組裝測量機構:固定法蘭與支撐柱、延伸臂均採用高強度鋼，通過焊接成為一體，確保整體剛性，在承受外界震動及碰撞的情況下不影響測量的位置及精度。固定法蘭與「固定機構」中的上連接法蘭用多個螺栓聯結，固定法蘭中有定向槽，與「裝置與工件固定機構」中的方向定位鍵對應，以確定延伸臂指向被監測管。延伸臂伸出至工件上方，讓出足夠的焊接操作空間。位置調節滑塊可以延延伸臂的方向進行位置調節，用以調節磁力表座的放置位置，調節到被檢測管的正上方後用旋緊手輪進行緊固，滑塊的側面各有一個短橫臂，與延伸臂組成十字交叉定位部分，用於放置四個磁力表座，磁力表座上裝有百分表，此种放置方式便於人工操作與定位。人工調節磁力表座的連接杆，將百分表調整至同一水平面並均布於被測管徑向四個位置，再將百分表的指針歸零，進行測量。
[0016]本實用新型的測量方法:測量的原理在於，在管對接焊的過程中，通過以固定管為基準，測定對接管相對於固定管軸線的偏移情況。其中所述的固定機構即為定位基準，測量機構即用於測量對接管軸線的位置偏移情況。測量實施方式為:將本實用新型安裝和調整完畢後，四個百分表放置在同一水平面的「X+，X-，Y+，Y-」四個位置，將被檢測管劃分為四個象限，調整百分表的指針歸零，做好標記並製作相應的數據記錄表格。接下來進行對接焊縫的焊接，在焊接的過程中，觀察百分表的讀數變化，若出現X+向百分表數值增加，X-向百分表數值減小，表明發生軸線單相偏轉，立刻調整焊接位置，在X-向位置焊接進行糾偏，直至X+、X-的百分表指針基本歸零；若出現X+、Y+同時出現數值增大，表明軸線向X+、Y+所包圍的象限偏轉，具體的位置以兩個百分表的數值確定，立刻調整焊接位置，在相對的位置焊接進行糾偏，直至四個百分表指針基本歸零。其他變化同理，如此反覆，最終焊接完畢控制被測管的軸線偏差在圖紙要求範圍內。
[0017]本實用新型的優點是顯而易見的，主要表現在:
[0018]1、由於工件的表面不允許焊接，利用工件已有的通孔，通過上、下法蘭將結構的軸向進行固定。6個徑向定位片與定位芯軸呈楔形結構，並均布於定位芯軸周邊，可單獨進行徑向固定，故同時定位片進行徑向移動，限制整體結構的徑向自由度。通過機械結構固定，避免了焊接損傷工件，結構的穩定性可以避免因為工件震動導致測量數據偏差，保證測量精度。
[0019]2、本實用新型已經成功用於產品的生產中，對於精加工後的管對接焊接，測量裝置可以實時監測焊接工件的位置偏移。該裝置安裝便利、結構穩定，數據讀取便捷、直觀，對於保證焊接精度起到了重要作用，取得了很好的經濟效益。
[0020]本實用新型具有結構新穎、加工簡便、使用方便、結構穩定、測量準確等優點，其大批量投入市場必將產生積極的社會效益和顯著的經濟效益。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]本發明共有附圖5張，其中:
[0022]圖1為本實用新型結構示意圖。
[0023]圖2為固定機構示意圖。
[0024]圖3為徑向定位組片剖面圖。
[0025]圖4為測量機構示意圖。
[0026]圖5為測量機構俯視圖。
[0027]圖中:1、固定機構，2、測量機構，3、方向定位鍵，4、上連接法蘭，5、雙頭螺柱，6、定位芯軸，7、徑向定位片組件，8、O型橡膠圈，9、下連接法蘭，10、固定法蘭，11、支撐柱，12、吊耳，13、延伸臂，14、位置調節滑塊，15、磁力表座，16、百分表，17、短橫臂。
【具體實施方式】
[0028]本實用新型的具體實施例如附圖所示，其特徵在於管對接焊變形監測裝置是由固定機構I與測量機構2組成；固定機構I固定裝於工件通孔上；測量機構2與固定機構I相連接。
[0029]固定機構I包括:方向定位鍵3、上連接法蘭4、雙頭螺栓5、定位芯軸6、徑向定位片組件7、0型橡膠圈8及下連接法蘭9 ;定位芯軸6為圓柱形件，在其外側加工有8個楔形槽，在楔形槽內裝有徑向定位片組件7，並用O型橡膠圈將徑向定位片組件7聚攏在定位芯軸6上；定位芯軸6的上端面加工有螺紋孔，用螺栓將上連接法蘭4與定位芯軸6連接；將定位芯軸6與徑向定位片組件7放置於工件通孔內，通過雙頭螺栓5將上連接法蘭4與下連接法蘭9相連接；方向定位鍵3通過螺栓安裝於上連接法蘭4上，並指向被測工件的軸線用於測量機構的指向定位。
[0030]測量機構2包括:固定法蘭10、支撐柱11、吊耳12、延伸臂13、位置調節滑塊14、磁力表座15)、百分表16及短橫臂17 ;支撐柱11的底端固定裝有固定法蘭10,固定法蘭10與上連接法蘭4通過螺栓連接固定；支撐柱11的上部裝有固定的延伸臂13，在延伸臂13上裝有位置調節滑塊14，在位置調節滑塊14的兩側各裝有一個與延伸臂13垂直的短橫臂17 ;在位置調節滑塊14周圍的延伸臂13及短橫臂17上裝置有四個磁力表座15，在磁力表座15上裝有百分表16 ;在支撐柱11的頂端裝有吊耳12 ；
[0031]徑向定位片組件7數量與定位芯軸6上的楔形槽數量相同，為8個；徑向定位片組件7的外側為圓弧形，其弧度尺寸與工件通孔內壁弧度尺寸一致，內側為楔形面，與定位芯軸6的楔形槽截面一致。
[0032]上連接法蘭4上加工有與徑向定位片組件7相對應的螺栓孔，通過螺栓限制徑向定位組件7的軸向移動。
[0033]固定法蘭10、支撐柱11及延伸臂13均採用高強度鋼通過焊接成為一體，確保整體剛性，在承受外界震動及碰撞的情況下不影響測量的位置及精度。
[0034]固定法蘭10上加工有定位槽,定位槽與方向定位鍵3對應，以確定延伸臂13指向被檢測管。
[0035]以上所述，僅為本實用新型的較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，所有熟悉本【技術領域】的技術人員在本實用新型公開的技術範圍內，根據本實用新型的技術方案及其本實用新型的構思加以等同替換或改變均應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種管對接焊變形監測裝置；其特徵在於管對接焊變形監測裝置是由固定機構(I)與測量機構(2)組成；固定機構(I)固定裝於工件通孔上；測量機構(2)與固定機構(I)相連接；所述的固定機構(I)包括:方向定位鍵(3)、上連接法蘭(4)、雙頭螺栓(5)、定位芯軸(6)、徑向定位片組件(7)、O型橡膠圈(8)及下連接法蘭(9);定位芯軸(6)為圓柱形件，在其外側加工有4-8個楔形槽,在楔形槽內裝有徑向定位片組件(7),並用O型橡膠圈將徑向定位片組件(7)聚攏在定位芯軸(6)上；定位芯軸(6)的上端面加工有螺紋孔，用螺栓將上連接法蘭(4)與定位芯軸(6 )連接；將定位芯軸(6 )與徑向定位片組件(7 )放置於工件通孔內，通過雙頭螺栓(5)將上連接法蘭(4)與下連接法蘭(9)相連接；方向定位鍵(3)通過螺栓安裝於上連接法蘭(4)上，並指向被測工件的軸線用於測量機構的指向定位；所述的測量機構(2)包括:固定法蘭(10)、支撐柱(11)、吊耳(12)、延伸臂(13)、位置調節滑塊(14)、磁力表座(15)、百分表(16)及短橫臂(17);支撐柱(11)的底端固定裝有固定法蘭(10),固定法蘭(10)與上連接法蘭(4)通過螺栓連接固定；支撐柱(11)的上部裝有固定的延伸臂(13)，在延伸臂(13)上裝有位置調節滑塊(14)，在位置調節滑塊(14)的兩側各裝有一個與延伸臂(13)垂直的短橫臂(17);在位置調節滑塊(14)周圍的延伸臂(13)及短橫臂(17)上裝置有四個磁力表座(15)，在磁力表座(15)上裝有百分表(16);在支撐柱(11)的頂端裝有吊耳(12)。
2.根據權利要求1所述的管對接焊變形監測裝置，其特徵在於所述的徑向定位片組件(7)數量與定位芯軸(6)上的楔形槽數量相同，為6個；徑向定位片組件(7)的外側為圓弧形，其弧度尺寸與工件通孔內壁弧度尺寸一致，內側為楔形面，與定位芯軸(6)的楔形槽截面一致。
3.根據權利要求1所述的管對接焊變形監測裝置，其特徵在於所述的上連接法蘭(4)上加工有與徑向定位片組件(7)相對應的螺栓孔，通過螺栓限制徑向定位片組件(7)的軸向移動。
4.根據權利要求1所述的管對接焊變形監測裝置，其特徵在於所述的固定法蘭(10)、支撐柱(11)及延伸臂(13)均採用高強度鋼通過焊接成為一體，確保整體剛性，在承受外界震動及碰撞的情況下不影響測量的位置及精度。
5.根據權利要求1所述的管對接焊變形監測裝置，其特徵在於所述的固定法蘭(10)上加工有定位槽，定位槽與方向定位鍵(3)對應，以確定延伸臂(13)指向被檢測管。
【文檔編號】G01B5/30GK203422055SQ201320273346
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年5月17日 優先權日:2013年5月17日
【發明者】胡文博 申請人:中國第一重型機械集團大連加氫反應器製造有限公司, 中國第一重型機械股份公司