一種管道閃光對焊旋轉機械式內清渣系統的製作方法

2023-05-11 00:48:51

本發明涉及管道閃光對焊焊縫清渣設備技術領域，具體是涉及一種管道閃光對焊旋轉機械式內清渣系統。

背景技術：

閃光對焊是一種先進的焊接方法，焊接工藝參數易於控制與調整，工藝穩定、接頭質量好，和傳統焊接方法相比，具有如下優勢：①屬於固相焊接，不存在熔池，焊接質量高；②無需添加熔敷金屬，焊接接頭化學成分與母材相同；③無需氣體保護或渣保護，消除了汙染源；④自動化程度高，不依靠手工焊接技能；⑤焊接周期短，焊接效率高。

閃光焊接技術雖然有諸多優點，但是閃光焊接技術存在一個極為關鍵的技術瓶頸，就是焊接後焊縫殘渣需要清理。如果管道閃光焊縫的殘渣清除問題不能解決，管道閃光焊接技術將無法推廣使用。因此，閃光焊接焊縫清渣問題成為管道閃光焊接技術推廣應用的一個技術壁壘。

國內外採用的清渣方法主要有手工打磨法和火焰切割法等。手工打磨工人勞動強度大，效率低；火焰切割法採用氧氣燒化清渣，因閃光焊渣含有大量金屬氧化物，該種方法處理後會導致焊縫缺陷率上升，清渣後焊縫表面質量較差，很難保證焊縫質量。

技術實現要素：

本發明的目的在於針對上述存在問題和不足，提供一種結構可靠、使用方便靈活，通過與管道閃光焊接設備的配合使用，能有效地對閃光焊接後的管道內部焊縫殘渣進行清除，且清渣效率高、清渣後焊縫表面質量好的管道閃光對焊旋轉機械式內清渣系統。

本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明所述的管道閃光對焊旋轉機械式內清渣系統，其特點是：主要包括推進機構、液壓動力系統和清渣刀組，所述清渣刀組在液壓動力系統的驅動下旋轉並在推進機構的帶動下在管道內部運動而實現對管道內壁焊縫殘渣的清理。

其中，所述推進機構包括固定連接在一定位支架上的齒輪箱、通過齒輪軸可轉動地連接在齒輪箱內的齒輪、通過齒條託輪軸可轉動地連接在齒輪箱底部的齒條拖輪、置於齒條拖輪上並穿過齒輪箱與齒輪嚙合連接的齒條、設置在齒條後端底部的齒條託架、通過銷軸可轉動地連接在齒條託架底部的定位輪、設置在齒輪軸上的搖把及設置在搖把上的手柄，所述齒條的前端與液壓動力系統相連接，通過轉動手柄帶動搖把使齒輪與齒條做嚙合運動而帶動清渣刀組在管道內部行走，所述齒條託輪為偏心輪以保證齒條在齒條託輪上穩定行走，所述齒條託架安裝在定位支架上並通過其上連接的齒條託架銅滑套而沿著定位支架上設置的圓柱滑軌運動。

所述定位支架包括定位架鋼管、設置在定位架鋼管前端的管口定位件、設置在定位架鋼管後端的齒輪定位架和兩條圓柱滑軌、設置在管口定位件上的鎖緊機構、設置在兩條圓柱滑軌上的滑軌架，其中所述鎖緊機構由鎖緊螺杆與鎖緊槓桿組成，所述齒輪箱安裝固定在齒輪定位架上。

所述液壓動力系統包括與推進機構相連接的液壓控制裝置、與液壓控制裝置相連接的連接管Ⅲ、與連接管Ⅲ相連接的連接管Ⅱ、與連接管Ⅱ相連接的連接管Ⅰ、與連接管Ⅰ相連接的液壓馬達及與液壓控制裝置和液壓馬達相連接的進出油管路，所述液壓馬達的動力輸出軸與清渣刀組相連接，所述液壓控制裝置上設置有進油口Ⅰ、進油口Ⅱ、出油口Ⅰ、出油口Ⅱ及一個用於控制液壓馬達的動力輸出軸旋轉的控制開關，所述液壓馬達與連接管Ⅰ及清渣刀組之間分別設置有定位輪組。

所述各定位輪組分別包括兩個相互對接的駝形定位輪架、設置在其中一個駝形定位輪架上的兩個活動定位輪及設置在另一個駝形定位輪架上的兩個固定定位輪，所述各活動定位輪與其對應的駝形定位輪架之間分別設置有定位輪彈簧，通過所述定位輪彈簧的調節而使定位輪組緊貼管道內壁行走。

所述清渣刀組包括與液壓動力系統相連接的車刀組、與車刀組相連接的擋渣器及與擋渣器相連接的鋼絲輪，所述鋼絲輪用於初步清理管道內壁殘渣毛刺以減少擋渣器和車刀組在管道內的運動阻力，所述車刀組包括車刀架、與車刀架通過螺柱連接板相連接的刀組、與刀組相連接的偏心軸承及與偏心軸承配合連接的導向輪，通過所述偏心軸承與導向輪的配合運用能夠確保導向輪緊貼管道內壁運動而達到穩定的清除焊渣的效果，所述螺柱連接板上設置有兩根螺杆，所述兩根螺杆中的一根通過螺母與車刀架鎖緊，另一根通過螺母與刀組鎖緊，且所述與刀組連接的螺杆上的螺母採用鎖死彈簧將其鎖死以防止清渣時刀組鬆動，所述刀組在車刀架旋轉時的離心力作用下而以螺柱連接板與車刀架相連接的螺杆為中心展開，且旋轉速度越快刀組張開的角度越大。

所述刀組設置有至少一組，所述各刀組分別包括有一個刀架、六個刀片壓架及通過柱銷和內六角圓柱頭螺釘固定在刀架與刀片壓架之間的六個車刀片。

本發明與現有技術相比，具有以下優點：

本發明的結構簡單、 製造成本低，通過與管道閃光焊接設備的配合使用，能有效地對閃光焊接後的管道內部焊縫殘渣進行清除，且清渣效率高、清渣後焊縫表面質量好，從而有效地解決管道閃光焊接後焊縫清渣的難題。同時，可根據不同壁厚管道調節不同旋轉速度，對不同壁厚的管道的適應性強。而且，在去除管道外部殘渣的同時，能夠為管道閃光對焊焊縫無損檢測提供條件，可廣泛應用於管道自動化焊接領域，應用範圍廣。本發明可適用於直徑為219 mm，壁厚為8～20 mm的不同金屬材質管道焊縫內壁清渣。

下面結合附圖對本發明作進一步的說明。

附圖說明

圖1為本發明的立體結構示意圖。

圖2為本發明所述推進機構的立體結構示意圖。

圖3為本發明所述定位支架的立體結構示意圖。

圖4為本發明所述定位輪組的立體結構示意圖。

圖5為本發明所述液壓控制裝置的立體結構示意圖。

圖6為本發明所述車刀的立體結構示意圖。

圖7為本發明所述車刀架的立體結構示意圖。

具體實施方式

如圖1-圖7所示，本發明所述的管道閃光對焊旋轉機械式內清渣系統，主要包括推進機構、液壓動力系統和清渣刀組，所述清渣刀組在液壓動力系統的驅動下旋轉並在推進機構的帶動下在管道內部運動而實現對管道內壁焊縫殘渣的清理。其中，所述推進機構包括固定連接在一定位支架上的齒輪箱6、通過齒輪軸5可轉動地連接在齒輪箱6內的齒輪26、通過齒條託輪軸7可轉動地連接在齒輪箱6底部的齒條拖輪25、置於齒條拖輪25上並穿過齒輪箱6與齒輪26嚙合連接的齒條4、設置在齒條4後端底部的齒條託架3、通過銷軸可轉動地連接在齒條託架3底部的定位輪23、通過銷軸固定連接在齒輪軸5上的搖把9及設置在搖把9上的手柄10，所述齒條4的前端與液壓動力系統相連接，通過轉動手柄10帶動搖把9使齒輪26與齒條4做嚙合運動而帶動清渣刀組在管道內部行走，所述齒條託輪25為偏心輪以保證齒條4在齒條託輪25上穩定行走，所述齒條託架3安裝在定位支架上並通過其上連接的齒條託架銅滑套24而沿著定位支架上設置的圓柱滑軌2運動。所述定位支架包括定位架鋼管12、設置在定位架鋼管12前端的管口定位件15、設置在定位架鋼管12後端的齒輪定位架8和兩條圓柱滑軌2、設置在管口定位件15上的鎖緊機構27、設置在兩條圓柱滑軌2上的滑軌架1，通過所述滑軌架1將兩條圓柱滑軌2並行地固定在一起，其中所述鎖緊機構27由鎖緊螺杆與鎖緊槓桿組成，通過所述鎖緊機構27而將本清渣系統固定在管道上，所述齒輪箱6安裝固定在齒輪定位架8上，且所述齒輪定位架8上開設有供齒條4穿過的通孔。所述液壓動力系統包括與推進機構相連接的液壓控制裝置11、與液壓控制裝置11相連接的連接管Ⅲ13、與連接管Ⅲ13相連接的連接管Ⅱ16、與連接管Ⅱ16相連接的連接管Ⅰ17、與連接管Ⅰ17相連接的液壓馬達19及與液壓控制裝置11和液壓馬達19相連接的進出油管路14，所述液壓馬達19的動力輸出軸與清渣刀組相連接，所述液壓控制裝置11上分別設置有進油口Ⅰ33、進油口Ⅱ35、出油口Ⅰ34、出油口Ⅱ36及一個用於控制液壓馬達19的動力輸出軸旋轉的控制開關32，所述液壓馬達19與連接管Ⅰ17及清渣刀組之間分別設置有定位輪組18。所述各定位輪組18分別包括兩個相互對角連接的駝形定位輪架28、設置在其中一個駝形定位輪架28上的兩個活動定位輪29及設置在另一個駝形定位輪架28上的兩個固定定位輪30，所述各活動定位輪29與其對應的駝形定位輪架28之間分別設置有定位輪彈簧31，從而可以根據管道內徑大小通過所述定位輪彈簧31的調節而使定位輪組18緊貼管道內壁行走，達到最佳的焊縫內壁殘渣去除效果。而且，通過所述活動定位輪29能夠使本發明在焊管內壁行走穩定，避免因焊管不規則使得定位輪脫離焊管內壁行走，從而在最大程度上保證了清渣效果。所述清渣刀組包括與液壓動力系統相連接的車刀組20、與車刀組20相連接的擋渣器21及與擋渣器21相連接的鋼絲輪22，所述鋼絲輪22用於初步清理管道內壁殘渣毛刺以減少擋渣器21和車刀組20在管道內的運動阻力，所述車刀組20包括車刀架38、與車刀架38通過螺柱連接板44相連接的刀組、與刀組相連接的偏心軸承39及與偏心軸承39配合連接的導向輪37，為了使本發明在清渣過程中性能穩定，從而達到穩定的清渣的效果，通過所述偏心軸承39與導向輪37的配合運用能夠確保導向輪37緊貼管道內壁運動而達到穩定的清除焊渣的效果。而且，所述螺柱連接板44上設置有兩根螺杆，所述兩根螺杆中的一根通過螺母與車刀架38鎖緊，另一根通過螺母與刀組鎖緊，且所述與刀組連接的螺杆上的螺母採用鎖死彈簧45將其鎖死以防止清渣時刀組鬆動。為了使本發明具有一定的靈活性及適應能力，所述清渣刀組採用離心展開式結構，所述刀組在車刀架38旋轉時的離心力作用下而以螺柱連接板44與車刀架38相連接的螺杆為中心展開，且旋轉速度越快刀組張開的角度越大，從而在一定程度上能夠清除不同壁厚的焊縫內壁焊渣，因此本發明可適用於直徑為219 mm，壁厚為8～20mm的不同金屬材質管道焊縫內壁清渣。同時，所述刀組設置有至少一組，在本實施方式中，刀組沿車刀架38按圓周等間隔地設置有三組，每組刀組上均連接有一個偏心軸承39和一個導向輪37，而且所述各刀組分別包括有一個刀架40、六個刀片壓架42及通過柱銷和內六角圓柱頭螺釘43固定在刀架40與刀片壓架42之間的六個車刀片41。如圖1所示，所述齒條4的前端與液壓控制裝置11相連接，所述連接管Ⅲ13、連接管Ⅱ16和連接管Ⅰ17組成的連接管體穿過管口定位件15中心開設的通孔與液壓馬達19的殼體相連接，所述液壓馬達19的動力輸出軸與車刀架38相連接，且所述車刀架38與擋渣器21相連接。

本發明的工作過程是：首先檢查管道閃光對焊旋轉機械式內清渣系統，確保一切正常，待管道閃光焊接完成後立刻將本清渣系統推到管內合適的位置並用鎖緊機構27將本清渣系統與管道鎖緊固定，通過手柄10轉動搖把9而將車刀組調到合適的位置，啟動液壓動力系統，同時轉動搖把9讓車刀組在管道內來回運動以達到最佳的清渣效果，清渣結束，鬆開鎖緊機構27並將本清渣系統從管道內拉出，關掉電源並對本清渣系統進行清理為下一次清渣工作做準備。

本發明是通過實施例來描述的，但並不對本發明構成限制，參照本發明的描述，所公開的實施例的其他變化，如對於本領域的專業人士是容易想到的，這樣的變化應該屬於本發明權利要求限定的範圍之內。