水下管状结构物在线修复的全液压驱动数控摩擦叠焊机的利记博彩app

本发明涉及摩擦叠焊机，尤其涉及一种面向水下管状结构物在线修复的全液压驱动数控摩擦叠焊机。

背景技术：

当今世界海底资源得到各国的高度重视，海底资源的开采利用愈演愈烈。用于海底资源开采的设备修复也相应的被重视起来。

专利文献CN101244485和CN2010559382分别公开了一种水下摩擦叠焊设备。这两个水下摩擦叠焊设备主要包括：位于水下的摩擦主轴头、水下操作机械手、自动刀库、换刀机构和水下遥控机器人以及位于水上的液压动力系统，电控系统和数据采集系统。这两个水下摩擦叠焊设备在实施时，分别是由水下机器人通过滑动固定座固定至在待修复裂纹附近，由机械手完成焊接。其中，公开的水下摩擦叠焊设备中，由于整个设备仅由单个滑动固定座固定，而在实际的焊接过程中，其主轴头部位受到较大的轴向力，因此，使整个设备受力不均匀，对结构的刚度有较大的影响；且由于被修复裂纹的形状可能不规则，而机械手的工作范围又有限，这就需要移动滑动固定座。这样一来，不仅给水下摩擦叠焊设备的定位、焊接精度带来不利影响；而且，对于机械手的设计、控制均比较复杂，不利于提高工作的可靠性和节约成本。再者，其一次装卡焊接范围有限，夹紧机构适应性差，控制复杂，不够经济。因此有待改进。

目前，还有一种水下摩擦叠焊设备，该设备主要包括：定位夹紧机构、移动支撑架、环向移动机构、主轴架、轴向移动机构。整个水下摩擦叠焊设备安装在待修复的管道位置附近，其是通过轴向移动机构和周向移动机构完成主轴头定位，并由主轴头完成钻孔和焊接过程。但，由于其是采用齿轮和齿条传动，不仅存在反向间和定位的精度差的问题，而所用的单臂卡紧机构也存在卡紧力不足的问题，因此，难以满足水下管状结构物在线工程实际需求。而且，由于横向移动机构距离与待修复管道之间空间较小，无法满足60米以内海水深度下潜水员对于水下操作空间的要求。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种水下管状结构物在线修复的全液压驱动数控摩擦叠焊机，其采用全液压驱动，操作机构和管状物的固定由液压夹紧实现，不仅解决了现有技术中的卡紧力不足、一次装卡焊接范围有限、纵向移动不够灵活的问题；而且，由弧形固定块配合夹紧，对管状物有一定适应性，夹紧可靠；大大提高了水下作业的效率，降低了生产成本；同时，其控制更加简单，具有操作空间、焊接范围更大、重量轻的特点。

本发明的目的是由以下技术方案实现的：

一种水下管状结构物在线修复的全液压驱动数控摩擦叠焊机，其特征在于：包括：一叠焊设备、罩在叠焊设备外面的防护框架，其中，叠焊设备包括：一机架、安装在机架上的夹紧机构、周向移动机构和焊接装置；该焊接装置包括：一焊接支架、滑动安装在焊接支架内部的能够升降的框架式横梁、主轴安装架，其中，主轴安装架滑动连接在框架式横梁内；框架式横梁的两端各设有一Z向驱动缸；主轴安装架内安装有主轴；该夹紧机构包括：与管道适配的弧形固定块，弧形固定块固接在两个相对的第一侧板之间；夹紧机构还包括：设置在两个相对的第一侧板之间的夹紧臂，夹紧臂的中部连接有铰链轴，铰链轴固接在两个相对的第一侧板之间；夹紧臂的下部设有与管道适配的弧形爪，夹紧臂的上端由夹紧液压缸驱动，夹紧液压缸固定在两个相对的第一侧板之间；周向移动机构包括：与固定支承内侧固接的弧形导板，在弧形导板上设有弧形导槽，在弧形导槽内装配有导向块，导向块装配在第二侧板上，在第二侧板上连接有上设有位置可调的调节块，在调节块上支撑有弧形导板；在能够升降的框架式横梁和能够环向移动的框架上安装有数个间隙调节结构。

所述机架包括：对称设置的两个固定支撑结构，固定支撑结构之间通过下系梁固接在一起形成框架结构。

所述固定支撑结构跨设在管道上，每个固定支承结构设有内外两个第一侧板；在每个固定支承结构上连接有一个夹紧机构。

所述防护框架是由数个方管连接在一起的框架结构。

所述焊接支架包括：对称设置的两个第一侧板，第一侧板通过前后设置的数根连系梁固接在一起，并形成框架结构。

所述每个间隙调节结构设有对称布置的第一楔形块，位于上部的第一楔形块小端朝上，位于下部的第一楔形块小端朝下；在每个第一楔形块上均设有一个与其适配的第二楔形块；第二楔形块滑动配合在滑动面上，在第二楔形块的大端设有与其垂直固接的压板，在压板与相应的第一楔形块的小端之间设有垫片组；且压板、垫片组和第一楔形块连接在一起。

所述周向移动机构设置在每一个固定支撑结构与第二侧板之间。

本发明的有益效果：本发明由于采用上述技术方案，其采用全液压驱动，操作机构和管状物的固定由液压夹紧实现，不仅解决了现有技术中的卡紧力不足、一次装卡焊接范围有限、纵向移动不够灵活的问题；而且，由弧形固定块配合夹紧，对管状物有一定适应性，夹紧可靠；大大提高了水下作业的效率，降低了生产成本；同时，其控制更加简单，具有操作空间、焊接范围更大、重量轻的特点。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的叠焊设备结构示意图；

图3为本发明的焊接装置结构示意图；

图4为本发明的横梁结构示意图；

图5为本发明的机架结构示意图；

图6为本发明的间隙调节结构示意图。

图中主要标号说明：

1.叠焊设备、11.机架、111.固定支承结构、1111.第一侧板、12.夹紧机构、121.弧形固定块、122.夹紧臂、123.夹紧液压缸、124.铰链轴、13.周向移动机构、131.弧形导板、132.导向块、133.调节块、14.焊接装置、141.焊接支架、1411.第二侧板、1412.连系梁、1421.X向横梁、1422.Y向横梁、142.框架式横梁、143.主轴安装架、144.主轴、145.X向移动机构、146.Z向驱动缸、15.间隙调节结构、151.第一楔形块、152.第二楔形块、153.压板、154.垫片组、2.防护框架。

具体实施方式

如图1—图6所示，本发明包括：叠焊设备1、罩在叠焊设备1外面的防护框架2，其中，叠焊设备1包括：机架11、安装在机架11上的夹紧机构12、周向移动机构13和焊接装置14；焊接装置14包括：焊接支架141、滑动安装在焊接支架141内部的可以升降的框架式横梁142、主轴安装架143，其中，主轴安装架143滑动连接在框架式横梁142内；框架式横梁142设有：两个X向横梁1421和两个Y向横梁1422；在所述框架式横梁142的两端各设有一Z向驱动缸146；Z向驱动缸146固接在第二侧板1411上；主轴安装架422内安装有主轴144；本发明通过将主轴144安装在可升降的框架式横梁142上，扩大了主轴144的Z向移动范围，进而扩大了操作空间。

上述防护框架2是由数个方管，并采用焊接方式连接在一起的框架结构，实现叠焊设备的保护和吊装的功能。

上述焊接支架141包括：左右对称设置的两个第一侧板1411，两个第一侧板1411通过前后设置的数根连系梁1412固接在一起(本实施例的连系梁1412为五根)，五根连系梁1412和两个第一侧板1411形成框架结构。

在本实施例中，为了提高夹紧的可靠性和对不同直径管道的适应性，机架11包括：左右对称设置的两个固定支撑结构111，固定支撑结构111之间通过下系梁13固接在一起形成框架结构。

上述固定支撑结构111跨设在管道上，每个固定支承结构111设有内外两个第一侧板1111；在每个固定支承结构111上连接有一个所述夹紧机构12。

所述夹紧机构12包括：与管道适配的弧形固定块121，弧形固定块121固接在两个相对的第一侧板1111之间；夹紧机构12还包括：设置在两个相对的第一侧板1111之间的夹紧臂122，夹紧臂122的中部连接有铰链轴124，铰链轴124固接在两个相对的第一侧板1111之间；夹紧臂122的下部设有与管道适配的弧形爪，夹紧臂122的上端由夹紧液压缸123驱动，夹紧液压缸123固定在两个相对的第一侧板1111之间。

为了提高设备在三个方向上的运行精度，在能够升降的框架式横梁142和能够环向移动的焊接框架141上安装有间隙调节结构15，在本实施例中，间隙调节结构15设有16个。

且每个间隙调节结构15上设有对称布置的第一楔形块151，位于上部的第一楔形块151小端朝上，位于下部的第一楔形块151小端朝下；在每个第一楔形块151上均设有一个与其适配的第二楔形块152。

上述第二楔形块152滑动配合在滑动面上，在第二楔形块152的大端设有与其垂直固接的压板153，在压板153与相应的第一楔形块151的小端之间设有垫片组154，所述压板153、垫片组154和第一楔形块151采用螺栓连接在一起。通过调节垫片组154的厚度，可以调节所述第一楔形块151和第二楔形块152的厚度，以调节滑动配合面的间隙。

在本实施例中，为了提高周向移动的精度，在每一个固定支撑结构111与第二侧板1411之间设有一个周向移动机构13，周向移动机构13包括：与固定支承111内侧固接的弧形导板131，在弧形导板131上设有弧形导槽，在弧形导槽内装配有导向块132，导向块132装配在第二侧板1411上，在第二侧板1411上连接有上设有位置可调的调节块133，在调节块133上支撑有弧形导板131。

当发现并定位水下管状物裂纹后，通过机架11将设备初步固定在易于实施焊接的位置，再用夹紧机构12将焊接装置固定在管状物上，为焊接安全进行提供保障，以便根据裂缝的具体位置由横向移动机构15和周向移动机构13调整主轴头的姿态。然后，根据焊接的深度和焊接刀具的长度，通过给Z向驱动缸146供油，使框架式横梁142沿Z向移动，将主轴144调整到适宜的高度，在主轴144上安装钻头，进行钻孔，再通过特制的刀具加工出塞孔，将主轴144抬高，更换塞棒，在主轴头驱动下完成焊接；然后，更换砂轮，切掉残余塞棒，再更换铣刀，铣去焊接留下的飞边，至此完成第一个塞焊单元的焊接；再根据裂纹的走向，做出适当的姿态调整，进行下一个塞焊单元的焊接，最终一系列焊接单元相互搭接形成完整的焊缝；在整个焊接过程中，数控系统对主轴的控制能实现：轴向进给—停止—开始旋转—升速—进给—施加压力—恒定压力与转速条件下的进给—保压等一系列复杂运动；数据采集系统能自动运算、采样、存储焊接过程中的主轴油缸内压力、轴向输出压力、液压马达旋转速度、输出扭矩、轴向进给量和进给速度等重要参数，以保证焊接质量。

上述液压缸、焊接装置、驱动缸为现有技术，未作说明的技术为现有技术，故不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明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，均仍属于本发明技术方案的范围内。