一种船舶销轴自动焊接设备的制作方法

1.本发明涉及焊接设备技术领域，特别涉及一种船舶销轴自动焊接设备。


背景技术：

2.大型轮船上，有一类销轴(如图1)，由一根轴和一个板焊接在一起，焊接部位有5mm～10mm的倒角。使用的场所不同，轴的粗细长短尺寸大小以及板的厚薄也不一样，轴的直径为60mm～120mm，长度为400mm～700mm。
3.焊接部位即焊口部位要求连续平滑，允许焊剂比母材高1mm～3mm并呈弧形，不允许有疏松、裂纹、气孔砂眼、残留焊渣，要求焊前局部预热，焊后保温消除焊接应力，焊后还要做超声波检测以便达到百分百的合格，真正做到万无一失。
4.人工手持焊枪焊接，焊口内部有气孔，焊前预热做不到位，焊后回火不及时常常出现裂纹，产品经过超声波探伤机检测合格率只有50％。


技术实现要素：

5.为克服现有技术中存在的问题，本发明提供了一种船舶销轴自动焊接设备。
6.该船舶销轴自动焊接设备，包括机架，机架上安装有工件夹紧松开及控制部分和焊机部分；焊机部分通过焊机位置调整机构与动力传动部分连接，动力传动部分通过焊机位置调整机构带动焊机部分中的焊枪动作对放置于工件夹紧松开及控制部分处的船舶销轴进行焊接。
7.进一步地，所述工件夹紧松开及控制部分包括设置在机架上的工件压板，工件压板开有通孔，机架顶面设有面板，面板上开有限位豁口，对应工件压板通孔位置正下方设有顶升气缸，船舶销轴通过工件输送小车部分运输至顶升气缸上方位置，顶升气缸活塞杆伸出推动船舶销轴上移压至工件压板底面。
8.进一步地，所述工件压板通过高度调整杆与机架的面板连接，高度调整杆的顶部和底部为螺杆端，高度调整杆的顶部穿过工件压板并在工件压板的顶面及底面位置与螺母连接，高度调整杆的底部穿过面板并在面板的顶面及底面位置与螺母连接。
9.进一步地，所述工件输送小车部分包括设置在机架一侧的导轨和包括滚轮和车架的滑车，滑车的车架底部安装滚轮，滚轮与导轨配合并沿导轨移动将工件输送到工件夹紧松开及控制部分；船舶销轴放置在车架上，车架上设有与顶升气缸的活塞杆正对的通孔，顶升气缸的活塞杆伸出穿过车架上的通孔推动船舶销轴上移压至工件压板底面。
10.进一步地，所述机架上还设有角钢支架，角钢支架上设有对船舶销轴限位用的v型限位块。
11.进一步地，所述动力传动部分包括电机，电机与主动齿形带轮连接，主动齿形带轮通过同步带与两个从动齿形带轮连接，两个从动齿形带轮与主动齿形带轮呈等腰三角形布置；面板上设有两个轴承孔，两个从动齿形带轮分别通过安装在轴承孔处的轴承和转轴与对应的两个转轮连接，转轮位于面板上方；转轮上设有若干距离转轮中心不同距离的孔，转
轮与焊机位置调整机构连接。
12.进一步地，所述电机通过电机座安装在机架上，所述电机座上设有电机张紧座，电机张紧座包括设有长条孔的张紧板，张紧板通过安装于长条孔处的螺栓与面板连接。
13.进一步地，所述焊机位置调整机构包括一端连杆，连杆的两端分别通过销轴插入转轮的孔内，转轮转动带动连杆绕两端分别对应绕转轮的中心转动，连杆上安装有焊机升降杆，焊机升降杆的顶部与焊机升降板铰接，焊机升降板的一端通过底部销轴与焊机升降杆铰接，焊机升降板上设有弧形孔，支撑销轴穿过弧形孔与焊机升降杆连接；焊机升降板上设有安装焊机用的安装杆，焊机升降杆上还倾斜安装有调整气缸，调整气缸的一端与焊机升降杆铰接，调整气缸的活塞杆与安装杆铰接，调整气缸带动焊枪、安装杆和焊机升降板绕底部销轴转动。
14.进一步地，所述安装杆上设有若干安装孔，焊机的焊枪和调整气缸的活塞杆与安装孔配合连接。
15.进一步地，所述调整气缸的活塞杆伸出时焊枪离开船舶销轴的焊口，调整气缸的活塞杆缩回时焊枪接近船舶销轴焊口，转轮旋转一圈焊枪的喷嘴随转轮转动并绕船舶销轴的焊口转一圈。
16.综上，本发明的上述技术方案的有益效果如下：
17.本发明通过工件夹紧松开及控制部分实现对船舶销轴的精准定位，即通过工件夹紧松开及控制部分中的高度调整杆相对于工件压板的位置就能适应各种不同长度轴和不同厚度板形成的船舶销轴的压紧任务。适应不同长短和粗细的轴和不同厚度的板，适用范围广，定位精准度高。
18.通过传动机构实现两个转轮的同步转动，进而实现安装在转轮上的焊枪对船舶销轴焊口的一圈精准焊接。
19.在转轮上设置距离转轮中心距离不同的孔，满足不同规格尺寸船舶销轴的焊接工作，适用范围广。
20.本设备的结构既简单又实用，投入少见效快。
附图说明
21.图1为船舶销轴的结构图。
22.图2为本发明的整体结构视图(带船舶销轴)。
23.图3为本发明的整体结构视图(不带船舶销轴)。
24.图4为本发明的主视图。
25.图5为图4中a的局部放大图。
26.图6为图2中b的局部放大图。
27.图7为本发明的仰视图。
28.图8为图3的a-a剖视图。
29.图9为图2的局部放大图。
30.图10为连杆的结构图。
31.图11为图4中d的局部放大图。
32.图12为支座的结构视图。
33.图13为锁紧套的结构视图。
34.图14为本发明的后视图。
35.图15为图4中e的局部放大图。
36.图16为图14中f的局部放大图。
37.图中：
38.1机架，2面板，3船舶销轴，4工件压板，5通孔，6限位豁口，7高度调整杆，8螺杆端，9螺母，10顶升气缸，11导轨，12滚轮，13车架，14角钢支架，15v型限位块，16电机，17主动齿形带轮，18同步带，19从动齿形带轮，20轴承，21转轴，22轴承隔套，23电机座，24张紧板，25变径孔，26转轮，27连杆，28大长条孔，29安装块，30销轴，31调整孔，32调整螺栓，33焊机升降杆，34支座，35锁紧套，36螺纹孔，37六角螺栓，38底部销轴，39焊机升降板，40弧形孔，41支撑销轴，42安装杆，43调整气缸，44焊枪，45夹板，46安装孔，47喷嘴，48焊口。
具体实施方式
39.以下结合附图对本发明的特征和原理进行详细说明，所举实施例仅用于解释本发明，并非以此限定本发明的保护范围。
40.该船舶销轴自动焊接设备包括机架1，机架1由角钢焊接而成，机架1的顶部固定安装有一面板2，机架1及面板2为该焊接设备所有结构部件的安装基础。
41.具体地，如图2-图4所示，机架1上安装有工件夹紧松开及控制部分和焊机部分；焊机部分通过焊机位置调整机构与动力传动部分连接，动力传动部分通过焊机位置调整机构带动焊机部分中的焊枪44动作对放置于工件夹紧松开及控制部分处的船舶销轴3进行焊接。
42.首先，第一部分：工件夹紧松开及控制部分包括设置在机架1上的工件压板4，具体的，工件压板4采用一平板，工件压板4位于面板2上方一定距离，其具体高度位置可以调整。工件压板4中心位置(不限于中心位置)开有一个通孔5，通孔5可以采用圆形孔(不限位圆形孔)。该通孔为直径比焊口48大20mm左右的孔。通孔的位置对应船舶销轴3顶部的焊口48位置。面板2的一侧位置开有限位豁口6(图3)，该限位豁口6是对应船舶销轴3放置于工件压板4下方时不与船舶销轴3的轴发生干涉。该限位豁口可以采用u型豁口或者其他形式的豁口。
43.工件压板4通过高度调整杆7与机架1的面板2连接，高度调整杆7可以采用长度较长的双头螺栓，即高度调整杆7的顶部和底部为螺杆端8(图5)。在面板2上对应u型豁口的两侧还开有两个用于安装高度调整杆7的u型豁口，即高度调整杆7相对于面板2的安装位置也可以调整。高度调整杆7的顶部穿过工件压板4并在工件压板4的顶面及底面位置与螺母9连接，且螺母9与面板2的顶面和底面之间设置有垫圈；高度调整杆7的底部穿过面板2并在面板2的顶面及底面位置与螺母9连接，且螺母9与面板2的顶面和底面之间设置有垫圈。通过工件夹紧松开及控制部分实现对船舶销轴3的精准定位，即通过工件夹紧松开及控制部分中的高度调整杆7相对于工件压板4的位置就能适应各种不同长度轴和不同厚度板形成的船舶销轴3的压紧任务。适应不同长短和粗细的轴和不同厚度的板，适用范围广，定位精准度高。
44.对应工件压板4的通孔位置正下方设有顶升气缸10，顶升气缸10的活塞杆竖直布置。顶升气缸10通过底板安装在机架1的一侧位置。船舶销轴3通过工件输送小车部分运输
至顶升气缸10上方位置，顶升气缸10活塞杆伸出推动船舶销轴3上移压至工件压板4底面。
45.工件输送小车部分包括设置在机架1一侧的导轨11和包括滚轮12和车架13的滑车，滑车的车架13底部安装滚轮12，滚轮12与导轨11配合并沿导轨11移动将工件输送到工件夹紧松开及控制部分。具体地，导轨11包括两条平行设置的导轨11，车架13底部安装有四个(不限于四个)滚轮12。船舶销轴3放置在车架13上，车架13上设有与顶升气缸10的活塞杆正对的通孔，顶升气缸10的活塞杆伸出穿过车架13上的通孔推动船舶销轴3上移压至工件压板4底面。或者顶升气缸10的活塞杆直接将小车整体顶升起来。因为船舶销轴3太重，一般20～45公斤/件，操作者不易将船舶销轴3放到工件压板4对应的压紧位置，因此采用将船舶销轴3放到小车上人工推小车及船舶销轴3至工件压板4下方的位置，顶升气缸10采用脚踏式气缸。当焊接完毕时，启动顶升气缸10，顶升气缸10的活塞杆缩回，船舶销轴3被松开并拖出。
46.机架1上对应工件夹紧松开及控制部分的一侧位置还设有角钢支架14，角钢支架14可以直接焊接在机架1上。角钢支架14上设有对船舶销轴3限位用的v型限位块15。具体的，可以在角钢支架14上设置一上一下两个v型限位块15(图3)。焊接时，船舶销轴3的轴顶靠在v型限位块15上。
47.第二部分：如图7所示，动力传动部分包括电机16，电机16与主动齿形带轮17连接，主动齿形带轮17通过同步带18与两个从动齿形带轮19连接，两个从动齿形带轮19与主动齿形带轮17呈等腰三角形布置。两个从动齿形带轮19结构尺寸相同。面板2上设有两个轴承孔，两个从动齿形带轮19分别通过安装在轴承孔处的轴承20和转轴21与对应的两个转轮26连接，转轮26位于面板2上方。具体地，如图8所示，转轴21的两端分别与转轮26和从动齿形带轮19连接，轴承20通过轴承隔套22安装在轴承孔处。电机16通过电机座23安装在机架1上，电机座23上设有电机张紧座，电机张紧座包括设有长条孔的张紧板24，张紧板24通过安装于长条孔处的螺栓与面板2底面连接，具体地，在张紧板24的四个边角位置开有四个长条孔，可以通过该螺栓和长条孔配合调整张紧板24的位置，进而实现对电机的张紧。
48.如图9所示，转轮26上设有若干距离转轮26中心不同距离的孔，为了描述方便，定义这些孔为变径孔25，这些变径孔25都是按照船舶销轴3的焊口48的直径制作的，或者说这些变径孔25中心到转轴21中心的距离等于船舶销轴3焊口48的半径，变径孔25的精度很高。转轮26与焊机位置调整机构连接。两个转轮26完全相同，对应的安装位置和角度均相同。在转轮26上设置距离转轮26中心距离不同的变径孔25满足不同规格尺寸船舶销轴3的焊接工作，适用范围广。
49.第三部分：焊机位置调整机构包括一端连杆27，如图10所示，连杆27上设有一长度标记长的长条孔，定义该长条孔为大长条孔28，大长条孔28内安装有连接销轴30用的安装块29(图9)，安装块29上设有供销轴30插入的孔。安装块29在大长条孔28内的位置可调，具体地，在连杆27的侧面对应连杆27两端设有调整孔31，安装块29通过穿过调整孔31的调整螺栓32拧紧固定。连杆27通过销轴30与转轮26连接，具体地，两个销轴30的底端分别对应插入两个转轮26的对应变径孔内，销轴30的顶端分别对应插入安装块29内。可以根据需要，更换安装块29在连杆27的大长条孔28内的位置再用调整螺栓32拧紧固定。转轮26在动力传动部分的带动下转动，转轮26转动时带动连杆27的两端分别对应绕转轮26的中心同向转动。
50.连杆27上安装有焊机升降杆33，具体地，如图11所示，焊机升降杆33的底部通过支
座34安装在连杆27上，支座34(图12)通过螺栓可拆卸固定在连杆27的一端。支座34内设有锁紧套35，焊机升降杆33的底部穿过支座34的上部插入锁紧套35内，如图13所示，锁紧套35上设有螺纹孔36，支座34的侧面也设有锁紧套35上螺纹孔36同轴的螺纹孔，六角螺栓37依次穿过支座34侧面的螺纹孔和锁紧套35上的螺纹孔后顶紧在焊机升降杆33上，将焊机升降杆33固定在锁紧套35内。该设计可以实现焊机升降杆33的高度位置调整，适应不同船舶销轴3高度。
51.焊机升降杆33的顶部与焊机升降板39铰接，如图14-图16所示，焊机升降板39的一端通过底部销轴38与焊机升降杆33铰接，焊机升降板39上设有弧形孔40(图14)，支撑销轴41穿过弧形孔40与焊机升降杆33连接。底部销轴38和支撑销轴41可以均采用内六角螺栓。
52.焊机升降板39上设有安装焊机用的安装杆42，焊机升降板39可以通过螺栓与安装杆42拧紧固定。焊机升降杆33上还倾斜安装有调整气缸43，调整气缸43的一端与焊机升降杆33铰接，调整气缸43的活塞杆与安装杆42铰接，调整气缸43带动焊枪44、安装杆42和焊机升降板39绕底部销轴38转动。具体地，在焊机升降杆33的中部位置设置有一个夹板45，调整气缸43的一端与夹板45铰接连接。调整气缸43的活塞杆伸出和缩回动作时，带动安装杆42和焊机升降板39绕底部销轴38旋转，旋转的同时，焊机升降板39上的弧形孔40也摆动，摆动动作受到支撑销轴41的限制，即支撑销轴41与弧形孔40配合起到导向、限位和支撑稳定的作用。
53.本发明仅展示了焊机的焊枪44部分，其他部分与焊枪44直接连接即可。
54.安装杆42上设有若干安装孔46，焊机的焊枪44和调整气缸43的活塞杆与安装孔46配合连接。可以根据实际需要调整焊枪44和调整气缸43的活塞杆的安装位置。调整气缸43的活塞杆伸出时焊枪44离开船舶销轴3的焊口48，调整气缸43的活塞杆缩回时焊枪44接近船舶销轴3焊口48，转轮26旋转一圈焊枪44的喷嘴47随转轮26转动并绕船舶销轴3的焊口48转一圈。
55.具体使用时，先将船舶销轴3推送到位，然后顶升气缸10顶起船舶销轴3并通过工件压板4压紧，动力传动部分动作，带动转轮26转动，转轮26带动焊枪44接近船舶销轴3的焊口48并打火、预热焊口48、焊枪44焊接、焊枪44喷火退火、焊枪44熄火并离开工件、船舶销轴3被松开并被拖出。
56.在进行打火和预热焊口48时，通过调整气缸43的活塞杆调整焊枪44的喷嘴47位置，使其稍微远离焊口48，待预热完毕后，再通过调整气缸43的活塞杆调整焊枪44的喷嘴47位置使其靠近焊口48位置进行焊接。焊接完毕后，再通过调整气缸43的活塞杆进而抬起焊枪44。
57.该设备不限于对船舶销轴3的焊接，也适用于其他类似的结构部件的焊接或者其他处理操作，适用于或者类似结构部件的夹紧定位等。
58.通过工件夹紧松开及控制部分实现对船舶销轴3的精准定位，即通过工件夹紧松开及控制部分中的高度调整杆7相对于工件压板4的位置就能适应各种不同长度轴和不同厚度板形成的船舶销轴3的压紧任务。适应不同长短和粗细的轴和不同厚度的板，适用范围广，定位精准度高。
59.通过传动机构实现两个转轮26的同步转动，进而实现安装在转轮26上的焊枪44对船舶销轴3焊口48的一圈精准焊接。
60.在转轮26上设置距离转轮中心距离不同的孔，满足不同规格尺寸船舶销轴3的焊接工作，适用范围广。
61.上述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本发明的各种变形和改进，均应扩入本发明权利要求书所确定的保护范围内。