一种圆柱体石油储罐焊接回转装置及其使用方法转让专利
申请号 : CN202111620891.7
文献号 : CN114434081B
文献日 : 2022-11-29
发明人 : 石凤鸣
申请人 : 徐州恒安石油储运技术有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种圆柱体石油储罐焊接回转装置,其特征在于:包括端部自适应圆心调整结构(1)、升降式拉伸对圆心驱动结构(2)、滚筒自转机构(3)和自由端横向滑移机构(4),所述端部自适应圆心调整结构(1)滑动设于滚筒自转机构(3)上,所述升降式拉伸对圆心驱动结构(2)对称设于端部自适应圆心调整结构(1)上,所述自由端横向滑移机构(4)对称设于滚筒自转机构(3)上;所述端部自适应圆心调整结构(1)包括横向滑动组件(5)、纵向升降组件(6)和对圆心探杆组件(7),所述横向滑动组件(5)滑动设于滚筒自转机构(3)上,所述纵向升降组件(6)设于横向滑动组件(5)上,所述对圆心探杆组件(7)设于纵向升降组件(6)上;
所述横向滑动组件(5)包括直线滑块(8)和端部滑动基座(9),所述直线滑块(8)卡合滑动设于滚筒自转机构(3)上,所述端部滑动基座(9)设于直线滑块(8)上,所述端部滑动基座(9)的两侧对称设有基座侧肋板(21),所述基座侧肋板(21)上设有基座肋板圆形孔(22),所述基座肋板圆形孔(22)处设有基座肋板圆台(23),所述基座侧肋板(21)上设有基座肋板避位槽(24);
所述纵向升降组件(6)包括升降导向杆(10)、导向杆顶部固定座(11)、升降螺柱(12)、升降直线轴承(13)、升降驱动螺母(14)、对圆心升降台(15)和升降台悬臂平台(16),所述升降导向杆(10)对称设于端部滑动基座(9)上,所述导向杆顶部固定座(11)设于升降导向杆(10)上,所述升降螺柱(12)设于端部滑动基座(9)和导向杆顶部固定座(11)之间,所述升降直线轴承(13)卡合滑动设于升降导向杆(10)上,所述升降驱动螺母(14)和升降螺柱(12)螺纹连接,所述升降驱动螺母(14)上设有旋转驱动轮(25),所述升降直线轴承(13)卡合设于对圆心升降台(15)中,所述升降驱动螺母(14)转动设于对圆心升降台(15)中,所述对圆心升降台(15)的一侧设有升降台铰接凸台(26),所述升降台悬臂平台(16)设于对圆心升降台(15)的另一侧;
所述对圆心探杆组件(7)包括对圆心液压伸缩缸体(17)、对圆心伸缩推杆(18)、探针轮支撑架(19)和探针滚轮本体(20),所述对圆心液压伸缩缸体(17)设于升降台悬臂平台(16)上,所述对圆心液压伸缩缸体(17)上设有进排液口一(27),所述对圆心伸缩推杆(18)卡合滑动设于对圆心液压伸缩缸体(17)中,所述探针轮支撑架(19)设于对圆心伸缩推杆(18)的端部,所述探针滚轮本体(20)转动设于探针轮支撑架(19)中;
所述升降式拉伸对圆心驱动结构(2)包括无旷量压紧机构(28)和找圆心伸缩驱动结构(29),所述无旷量压紧机构(28)转动设于端部滑动基座(9)上,所述找圆心伸缩驱动结构(29)设于无旷量压紧机构(28)上;所述无旷量压紧机构(28)包括旋转基架(30)、滑动限位杆(31)、限位滚动轮(32)和预紧弹簧(33),所述旋转基架(30)上设有基架转动圆环(37),所述旋转基架(30)通过基架转动圆环(37)转动设于基座肋板圆台(23)上,所述旋转基架(30)上设有基架滑动方槽(38),所述滑动限位杆(31)卡合滑动设于基架滑动方槽(38)中,所述滑动限位杆(31)上设有限位杆转动支撑杆(39),所述限位滚动轮(32)转动设于限位杆转动支撑杆(39)中,所述限位滚动轮(32)上设有用于导向的限位轮圆头(40),所述预紧弹簧(33)的一端设于基架滑动方槽(38)的底部,所述预紧弹簧(33)的另一端设于滑动限位杆(31)上;
所述找圆心伸缩驱动结构(29)包括驱动伸缩缸体(34)、驱动伸缩推杆(35)和驱动伸缩杆基座(36),所述驱动伸缩缸体(34)上设有进排液口二(41),所述进排液口二(41)和进排液口一(27)贯通连接,所述驱动伸缩推杆(35)卡合滑动设于驱动伸缩缸体(34)中,所述驱动伸缩推杆(35)的端部设于旋转基架(30)上,所述驱动伸缩杆基座(36)设于驱动伸缩缸体(34)的末端,所述升降式拉伸对圆心驱动结构(2)通过驱动伸缩杆基座(36)转动设于升降台铰接凸台(26)上。
2.根据权利要求1所述的一种圆柱体石油储罐焊接回转装置,其特征在于:所述滚筒自转机构(3)包括方形主体底板(42)、直线导轨(43)、自转支撑机构(44)、待焊接环形钢板(60)和自转驱动机构(45),所述方形主体底板(42)上设有底板限位凸台(59),所述直线导轨(43)对称设于方形主体底板(42)上,所述直线滑块(8)卡合滑动设于直线导轨(43)上,所述自转支撑机构(44)对称设于方形主体底板(42)上,所述待焊接环形钢板(60)滚动设于自转支撑机构(44)上,所述自转驱动机构(45)设于自转支撑机构(44)上。
3.根据权利要求2所述的一种圆柱体石油储罐焊接回转装置,其特征在于:所述自转支撑机构(44)包括自转支撑架(46)、自转支撑轴承(47)、自转支撑轴(48)和自转长条形滚筒(49),所述自转支撑架(46)设于方形主体底板(42)上,所述自转支撑轴承(47)卡合设于自转支撑架(46)中,所述自转支撑轴(48)卡合设于自转支撑轴承(47)中,所述自转长条形滚筒(49)卡合设于自转支撑轴(48)上,所述待焊接环形钢板(60)滚动设于自转长条形滚筒(49)上。
4.根据权利要求3所述的一种圆柱体石油储罐焊接回转装置,其特征在于:所述自由端横向滑移机构(4)包括横滑电机(55)、丝杆支撑座(56)、横滑传动丝杆(57)和横滑传动螺母(58),所述横滑电机(55)设于方形主体底板(42)上,所述丝杆支撑座(56)设于方形主体底板(42)上,所述横滑传动丝杆(57)转动设于丝杆支撑座(56)中,所述横滑传动丝杆(57)和横滑电机(55)的输出轴连接,所述横滑传动螺母(58)设于基座侧肋板(21)上,所述横滑传动螺母(58)和横滑传动丝杆(57)螺纹连接。
5.一种根据权利要求4所述的圆柱体石油储罐焊接回转装置的使用方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一:通过底板限位凸台(59)固定住一组横向滑动组件(5)的位置,然后将一组待焊接环形钢板(60)放置在自转长条形滚筒(49)上,将待焊接环形钢板(60)卡合在限位滚动轮(32)和自转长条形滚筒(49)之间;
步骤二:转动旋转驱动轮(25),通过升降驱动螺母(14)和升降螺柱(12)的相对旋转带着升降直线轴承(13)和对圆心升降台(15)沿着升降导向杆(10)上升;
步骤三:当探针滚轮本体(20)接触到待焊接环形钢板(60)的内壁时停止,此时升降台铰接凸台(26)和待焊接环形钢板(60)的中心轴线重合,一组探针滚轮本体(20)和两组限位滚动轮(32)能够同时从内部对待焊接环形钢板(60)进行滚动支撑,此时完成一组端部自适应圆心调整结构(1)的位置调节;
步骤四:通过自由端横向滑移机构(4)将另一组端部自适应圆心调整结构(1)拉远之后,再次放入一个待焊接环形钢板(60),按照与上述步骤相同的步骤完成另一组端部自适应圆心调整结构(1)对另一组待焊接环形钢板(60)的支撑,然后通过旋转基架(30)缩短两组待焊接环形钢板(60)之间的距离,使其拼合;
步骤五:施焊人员点焊定位之后启动自转驱动机构(45),通过自转长条形滚筒(49)带着待焊接环形钢板(60)缓慢旋转,从而将新的焊接位置转动到施焊人员的附近,方便焊接施工。
说明书 :
一种圆柱体石油储罐焊接回转装置及其使用方法
技术领域
背景技术
放置在一个通过轮子支撑的架子上,储罐可以在架子上自转,从而使施焊人员在不移动的
情况下便能够焊接整个环形焊缝。
发明内容
使用方法;为了解决传统的支撑方式难以提供足够的压力的问题,本发明提出了从内外双
重挤压、提高压力的方式,但是这个压力既不能太大(防止将待焊接环形钢板挤压变形)、也不能太小(仍然会打滑),为了克服上述技术矛盾,本发明基于等势原理和自服务原理,创造性地提出了端部自适应圆心调整结构和升降式拉伸对圆心驱动结构,将内外的挤压位置限
制在同一位置,使得待焊接环形钢板在较大的内部挤压力作用下不会发生形变;并且还创
造性地提出了快速找到待焊接环形钢板的圆心位置的机构。
滑移机构,所述端部自适应圆心调整结构滑动设于滚筒自转机构上,端部自适应圆心调整
结构具有自动伸长,并且找到待焊接环形钢板的圆心的作用,所述升降式拉伸对圆心驱动
结构对称设于端部自适应圆心调整结构上,升降式拉伸对圆心驱动结构具有跟随着纵向升
降组件的升降而被动伸缩的作用,通过升降式拉伸对圆心驱动结构的伸缩能够带着对圆心
探杆组件以相同的速度伸缩,所述自由端横向滑移机构对称设于滚筒自转机构上,滚筒自
转机构具有驱动待焊接环形钢板缓慢自转的作用,能够让施焊人员不动的情况下对整个环
形焊缝施焊。
横向滑移机构的作用下滑动,所述纵向升降组件设于横向滑动组件上,所述对圆心探杆组
件设于纵向升降组件上,对圆心探杆组件在跟随纵向升降组件升降的过程中自己也会伸
缩。
侧对称设有基座侧肋板,所述端部滑动基座在基座侧肋板上设有基座肋板圆形孔,基座肋
板圆形孔与自转长条形滚筒同心设置但不接触,所述端部滑动基座在基座肋板圆形孔处设
有基座肋板圆台,所述端部滑动基座在基座侧肋板上设有基座肋板避位槽,端部自适应圆
心调整结构的其中一组是保持固定的,端部自适应圆心调整结构的另外一组通过两侧的基
座侧肋板在自由端横向滑移机构的驱动下横向滑动。
设于端部滑动基座和导向杆顶部固定座之间,所述升降直线轴承卡合滑动设于升降导向杆
上,所述升降驱动螺母和升降螺柱螺纹连接,所述升降驱动螺母上设有旋转驱动轮,所述升降直线轴承卡合设于对圆心升降台中,所述升降驱动螺母转动设于对圆心升降台中,通过
升降驱动螺母的旋转,带着对圆心升降台沿着升降导向杆做垂直升降运动,所述对圆心升
降台的一侧设有升降台铰接凸台,所述升降台悬臂平台设于对圆心升降台的另一侧。
台上,所述对圆心液压伸缩缸体上设有进排液口一,进排液口一和两组进排液口二通过管
道贯通,对圆心液压伸缩缸体的内部横截面积的一半等于驱动伸缩缸体的内部横截面积减
去驱动伸缩推杆的横截面积,因此在找圆心伸缩驱动结构伸缩的过程中,对圆心探杆组件
的伸缩速度、幅度与找圆心伸缩驱动结构始终相等,所述对圆心伸缩推杆卡合滑动设于对
圆心液压伸缩缸体中,所述探针轮支撑架设于对圆心伸缩推杆的端部,所述探针滚轮本体
转动设于探针轮支撑架中,探针滚轮本体和待焊接环形钢板的内壁滚动接触,能够从顶部
对待焊接环形钢板进行支撑,还能通过探针滚轮本体进而待焊接环形钢板的压合力以及压
合形变的变化,观察待焊接环形钢板自身的圆度。
旷量压紧机构上;所述无旷量压紧机构包括旋转基架、滑动限位杆、限位滚动轮和预紧弹
簧,所述旋转基架上设有基架转动圆环,所述旋转基架通过基架转动圆环转动设于基座肋
板圆台上,所述旋转基架上设有基架滑动方槽,所述滑动限位杆卡合滑动设于基架滑动方
槽中,所述滑动限位杆上设有限位杆转动支撑杆,所述限位滚动轮转动设于限位杆转动支
撑杆中,所述限位滚动轮上设有用于导向的限位轮圆头,所述预紧弹簧的一端设于基架滑
动方槽的底部,所述预紧弹簧的另一端设于滑动限位杆上,预紧弹簧具有较大的弹力,能够将限位滚动轮压合在待焊接环形钢板的内壁上,由于预紧弹簧和方形主体底板能够从相反
的方向对待焊接环形钢板进行挤压,既保证了不会因为挤压力过小而发生打滑,有保证了
不会因为挤压力过大而使待焊接环形钢板发生形变。
接,所述驱动伸缩推杆卡合滑动设于驱动伸缩缸体中,所述驱动伸缩推杆的端部设于旋转
基架上,所述驱动伸缩杆基座设于驱动伸缩缸体的末端,所述升降式拉伸对圆心驱动结构
通过驱动伸缩杆基座转动设于升降台铰接凸台上,升降台铰接凸台的中心线到限位滚动轮
与待焊接环形钢板接触线的距离等于升降台铰接凸台的中心线到探针滚轮本体与待焊接
环形钢板接触线的距离,均等于待焊接环形钢板的半径。
于方形主体底板上,所述待焊接环形钢板滚动设于自转支撑机构上,所述自转驱动机构设
于自转支撑机构上。
撑轴上,所述待焊接环形钢板滚动设于自转长条形滚筒上,自转长条形滚筒和待焊接环形
钢板的中轴线的连线穿过二者的接触位置,自转长条形滚筒对待焊接环形钢板的支撑力的
方向也与中轴线的连线重合。
动螺母设于基座侧肋板上,所述横滑传动螺母和横滑传动丝杆螺纹连接。
焊接环形钢板的滑动方向;
内部对待焊接环形钢板进行滚动支撑,此时完成一组端部自适应圆心调整结构的位置调
节;
整结构对另一组待焊接环形钢板的支撑,然后通过旋转基架缩短两组待焊接环形钢板之间
的距离,使其拼合;
板的支撑力作用位置相同、且力的方向相反;
板的内壁上沿的时候,升降台铰接凸台刚好处于待焊接环形钢板的圆心位置;
可以停机修正;
和找圆心伸缩驱动结构的等速伸缩;
组件的伸缩速度、幅度与找圆心伸缩驱动结构始终相等;
滑移机构的滑动,能够改变两组端部自适应圆心调整结构之间的间距,进而使针对不同圈
数、不同长度的罐体进行夹持时,均能起到较好的加持效果。
附图说明
32、限位滚动轮,33、预紧弹簧,34、驱动伸缩缸体,35、驱动伸缩推杆,36、驱动伸缩杆基座,
37、基架转动圆环,38、基架滑动方槽,39、限位杆转动支撑杆,40、限位轮圆头,41、进排液口二,42、方形主体底板,43、直线导轨,44、自转支撑机构,45、自转驱动机构,46、自转支撑架,
47、自转支撑轴承,48、自转支撑轴,49、自转长条形滚筒,50、同步皮带轮,51、同步传动皮带,52、驱动电机,53、主动皮带轮,54、驱动皮带,55、横滑电机,56、丝杆支撑座,57、横滑传动丝杆,58、横滑传动螺母,59、底板限位凸台,60、待焊接环形钢板。
具体实施方式
实施例,都属于本发明保护的范围。
动伸长,并且找到待焊接环形钢板60的圆心的作用,所述升降式拉伸对圆心驱动结构2对称设于端部自适应圆心调整结构1上,升降式拉伸对圆心驱动结构2具有跟随着纵向升降组件
6的升降而被动伸缩的作用,通过升降式拉伸对圆心驱动结构2的伸缩能够带着对圆心探杆
组件7以相同的速度伸缩,所述自由端横向滑移机构4对称设于滚筒自转机构3上,滚筒自转机构3具有驱动待焊接环形钢板60缓慢自转的作用,能够让施焊人员不动的情况下对整个
环形焊缝施焊。
转支撑机构44包括自转支撑架46、自转支撑轴承47、自转支撑轴48和自转长条形滚筒49,所述自转支撑架46设于方形主体底板42上,所述自转支撑轴承47卡合设于自转支撑架46中,
所述自转支撑轴48卡合设于自转支撑轴承47中,所述自转长条形滚筒49卡合设于自转支撑
轴48上,所述待焊接环形钢板60滚动设于自转长条形滚筒49上,自转长条形滚筒49和待焊
接环形钢板60的中轴线的连线穿过二者的接触位置,自转长条形滚筒49对待焊接环形钢板
60的支撑力的方向也与中轴线的连线重合;所述自转驱动机构45包括同步皮带轮50、同步
传动皮带51、驱动电机52、主动皮带轮53和驱动皮带54,通过自转驱动机构45驱动两组自转长条形滚筒49同向、同速旋转,所述同步皮带轮50卡合设于自转支撑轴48上,所述同步传动皮带51滚动设于同步皮带轮50上,所述驱动电机52设于方形主体底板42上,所述主动皮带
轮53卡合设于驱动电机52的输出轴上,所述驱动皮带54滚动设于主动皮带轮53上,所述驱
动皮带54滚动设于同步皮带轮50上。
件7在跟随纵向升降组件6升降的过程中自己也会伸缩;所述横向滑动组件5包括直线滑块8
和端部滑动基座9,所述直线滑块8卡合滑动设于滚筒自转机构3上,所述端部滑动基座9设
于直线滑块8上,所述端部滑动基座9的两侧对称设有基座侧肋板21,所述端部滑动基座9在基座侧肋板21上设有基座肋板圆形孔22,基座肋板圆形孔22与自转长条形滚筒49同心设置
但不接触,所述端部滑动基座9在基座肋板圆形孔22处设有基座肋板圆台23,所述端部滑动基座9在基座侧肋板21上设有基座肋板避位槽24,端部自适应圆心调整结构1的其中一组是
保持固定的,端部自适应圆心调整结构1的另外一组通过两侧的基座侧肋板21在自由端横
向滑移机构4的驱动下横向滑动;所述纵向升降组件6包括升降导向杆10、导向杆顶部固定
座11、升降螺柱12、升降直线轴承13、升降驱动螺母14、对圆心升降台15和升降台悬臂平台
16,所述升降导向杆10对称设于端部滑动基座9上,所述导向杆顶部固定座11设于升降导向杆10上,所述升降螺柱12设于端部滑动基座9和导向杆顶部固定座11之间,所述升降直线轴承13卡合滑动设于升降导向杆10上,所述升降驱动螺母14和升降螺柱12螺纹连接,所述升
降驱动螺母14上设有旋转驱动轮25,所述升降直线轴承13卡合设于对圆心升降台15中,所
述升降驱动螺母14转动设于对圆心升降台15中,通过升降驱动螺母14的旋转,带着对圆心
升降台15沿着升降导向杆10做垂直升降运动,所述对圆心升降台15的一侧设有升降台铰接
凸台26,所述升降台悬臂平台16设于对圆心升降台15的另一侧;所述对圆心探杆组件7包括对圆心液压伸缩缸体17、对圆心伸缩推杆18、探针轮支撑架19和探针滚轮本体20,所述对圆心液压伸缩缸体17设于升降台悬臂平台16上,所述对圆心液压伸缩缸体17上设有进排液口
一27,进排液口一27和两组进排液口二41通过管道贯通,对圆心液压伸缩缸体17的内部横
截面积的一半等于驱动伸缩缸体34的内部横截面积减去驱动伸缩推杆35的横截面积,因此
在找圆心伸缩驱动结构29伸缩的过程中,对圆心探杆组件7的伸缩速度、幅度与找圆心伸缩驱动结构29始终相等,所述对圆心伸缩推杆18卡合滑动设于对圆心液压伸缩缸体17中,所
述探针轮支撑架19设于对圆心伸缩推杆18的端部,所述探针滚轮本体20转动设于探针轮支
撑架19中,探针滚轮本体20和待焊接环形钢板60的内壁滚动接触,能够从顶部对待焊接环
形钢板60进行支撑,还能通过探针滚轮本体20进而待焊接环形钢板60的压合力以及压合形
变的变化,观察待焊接环形钢板60自身的圆度。
动限位杆31、限位滚动轮32和预紧弹簧33,所述旋转基架30上设有基架转动圆环37,所述旋转基架30通过基架转动圆环37转动设于基座肋板圆台23上,所述旋转基架30上设有基架滑
动方槽38,所述滑动限位杆31卡合滑动设于基架滑动方槽38中,所述滑动限位杆31上设有
限位杆转动支撑杆39,所述限位滚动轮32转动设于限位杆转动支撑杆39中,所述限位滚动
轮32上设有用于导向的限位轮圆头40,所述预紧弹簧33的一端设于基架滑动方槽38的底
部,所述预紧弹簧33的另一端设于滑动限位杆31上,预紧弹簧33具有较大的弹力,能够将限位滚动轮32压合在待焊接环形钢板60的内壁上,由于预紧弹簧33和方形主体底板42能够从
相反的方向对待焊接环形钢板60进行挤压,既保证了不会因为挤压力过小而发生打滑,有
保证了不会因为挤压力过大而使待焊接环形钢板60发生形变;所述找圆心伸缩驱动结构29
包括驱动伸缩缸体34、驱动伸缩推杆35和驱动伸缩杆基座36,所述驱动伸缩缸体34上设有
进排液口二41,所述进排液口二41和进排液口一27贯通连接,所述驱动伸缩推杆35卡合滑
动设于驱动伸缩缸体34中,所述驱动伸缩推杆35的端部设于旋转基架30上,所述驱动伸缩
杆基座36设于驱动伸缩缸体34的末端,所述升降式拉伸对圆心驱动结构2通过驱动伸缩杆
基座36转动设于升降台铰接凸台26上,升降台铰接凸台26的中心线到限位滚动轮32与待焊
接环形钢板60接触线的距离等于升降台铰接凸台26的中心线到探针滚轮本体20与待焊接
环形钢板60接触线的距离,均等于待焊接环形钢板60的半径。
和横滑电机55的输出轴连接,所述横滑传动螺母58设于基座侧肋板21上,所述横滑传动螺
母58和横滑传动丝杆57螺纹连接。
待焊接环形钢板60的滑动方向;
速度从对圆心液压伸缩缸体17中伸出;
时从内部对待焊接环形钢板60进行滚动支撑,此时完成一组端部自适应圆心调整结构1的
位置调节;
构1对另一组待焊接环形钢板60的支撑,然后通过旋转基架30缩短两组待焊接环形钢板60
之间的距离,使其拼合;
调整结构1从两端对待焊接环形钢板60进行支撑的方式进行焊缝的焊接。
在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要
素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
人员受其启示,在不脱离本发明创造宗旨的情况下,不经创造性的设计出与该技术方案相
似的结构方式及实施例,均应属于本发明的保护范围。