一种自调平式钢管焊接辅助支架的制作方法

1.本发明属于引排水工程金属结构安装施工技术领域，涉及水利、市政、建筑工程引、排水管道安装，具体涉及一种适用于引、排水压力钢管现场焊接接长施工的自调平式钢管焊接辅助支架。


背景技术：

2.由于输水、引水管道安装施工属于线型工程，压力钢管多采用工厂化生产，分节段运输至施工现场后安装就位，安装过程中，管道焊接施工质量直接影响管道安装工程整体施工质量。
3.传统的管道焊接施工将需要焊接相连的两节短钢管直接放置于管道安装基槽上进行焊接作业，受安装基槽平整度以及现场焊接条件的限制，压力钢管往往出现接口不齐、管道不稳定、接头污染等现象，增大了管道焊接难度，焊接接头质量较差，且输水压力管道单体质量较重，对接调整时需要人工配合汽车吊等起重设备才能调整压力管道水平度及接头间隙，用以寻找合适的焊接角度和间距，施工效率较低。因此，寻找一种适用于施工现场压力钢管对接焊施工的自调平式钢管焊接辅助支架，对加快钢管安装效率，提升焊接接头质量，降低人工劳动强度等具有重要意义。


技术实现要素：

4.本发明要解决的问题就是针对以上不足提供一种能有效解决提水泵站输水管道等压力钢管节段现场安装对焊施工问题的自调平式钢管焊接辅助支架。
5.本发明通过以下技术方案实现：
6.一种自调平式钢管焊接辅助支架，其特征在于：包括前、后各一组并列的支撑架，各组支撑架上设置有电动螺杆提升装置、锁紧固定装置；预焊接钢管两端分别由前、后支撑架的锁紧固定装置悬挂固定，预焊接钢管前端与另一预焊接钢管组对；
7.支撑架为门型结构的钢架；
8.电动螺杆提升装置由固定于支撑架门型结构横梁中部的伺服电机和伺服电机驱动的涡轮丝杆升降机构成，涡轮丝杆升降机的升降螺杆底部为球头，球头嵌入锁紧固定装置的底盘顶面凹槽中与底盘旋转连接；
9.锁紧固定装置包括底盘、钢板基座和抱箍；钢板基座顶面设有滑槽，底盘底部设有滑轨，底盘滑轨嵌入钢板基座顶面的滑槽内与钢板基座滑动连接用于钢管在水平向的滑动调节；钢板基座两侧边设置多组用于固定悬挂焊接钢管的抱箍，每组抱箍对称设置并通过转轴与钢板基座转动连接固定；
10.位于前一组支撑架的钢板基座前端设有倾角传感器；有控制器与倾角传感器、伺服电机控制联接。
11.本发明所述支撑架由水平杆、可调式立杆和斜撑构成门型结构，水平杆与可调式立杆铰接，并通过斜撑形成稳定支撑门型结构，两组门形梁平行设置并通过连杆连接固定
形成支撑架，门型结构立杆下端通过伸缩节进行高度可调，底端设有可拆卸的支承钢板。
12.进一步所述抱箍一侧为不锈钢带弧形抱箍，另一侧下端头安装搭扣，不锈钢带弧形抱箍穿过钢管底部插入搭扣内收紧固定悬挂钢管。
13.进一步所述倾角传感器采用模拟电压输出的单轴倾角传感器，小量程精度为0.005
°
，用于测量被抱箍锁紧固定的钢管轴线与水平线之间的夹角。
14.本发明伺服电机采用电磁制动刹车电机。
15.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
16.1.本发明装置通过采用可调节的立柱以及与可调立柱铰接的水平杆共同组成门型支撑架，可实现支架的拆卸折叠以及高度调节，具有较强的便携性以及适用性。
17.2.本发明装置采用倾角传感器检测焊接对象的水平度，并将倾角信息转化为电压信号传递给电机控制器，由控制器控制电磁制动刹车电机转动驱动涡轮丝杆升降机，实现焊接对象的水平度自动调节。
18.3.本发明装置通过两至少两套门架平行布置于被焊钢管两端，并通过升降螺杆下方的球头，实现钢管的整体起吊以及两端高度的自由调节，确保钢管水平度。
19.4.本发明装置通过将底盘与钢板基座滑动连接，可使钢管起吊后在一定范围内实现顺轴线方向上的平行移动，快速调节钢管之间的对接焊缝间距，便于焊接施工。
20.5.该发明结构简单，安装使用方便，仅需几个简单步骤即可完成，不需大量劳动力，能够实现被焊钢管在一定范围内的水平度、高度以及顺轴线方向位移调节，安装、调节效率高，利于钢管焊接施工，效果显著，并可折叠携带，便携性强，具有较高的经济性和实用性。
附图说明
21.图1是自调平式钢管焊接辅助支架结构示意图；
22.图2是自调平式钢管焊接辅助支架主视图；
23.图3是自调平式钢管焊接辅助支架右视图；
24.图4是自调平式钢管焊接辅助支架俯视图。
25.其中：1—支撑架，11—水平杆，12—可调立杆，13—支承钢板，14斜撑，15—连接杆，2—伺服电机，3—涡轮丝杆升降机，31—升降螺杆，32—球头，33—涡轮，4—底盘，5—钢板基座，6—抱箍，61—不锈钢带，62—搭扣，7—倾角传感器，m是钢管。
具体实施方式
26.下面结合具体实施方式对本发明进一步说明，具体实施方式是对本发明原理的进一步说明，不以任何方式限制本发明，与本发明相同或类似技术均没有超出本发明保护的范围。
27.结合附图。
28.如图所示，本发明自调平式钢管焊接辅助支架，包括支撑架1、伺服电机2、涡轮丝杆升降机3、底盘4、钢板基座5、抱箍6和倾角传感器7。
29.支撑架1设有水平杆11、可调立杆12、支承钢板13、斜撑14、连接杆15，水平杆11与可调立杆12一端转动连接，可调立杆12底端与支承钢板13可拆卸连接，斜撑14一端安装在
可调立杆12的上部，另一端与水平杆11连接形成稳定支撑三角。
30.水平杆11、可调立杆12、斜撑14、连接杆15、均对称平行设置两根，每根水平杆11、可调立杆12、斜撑14、连接杆15的截面均为矩形，两水平杆11之间设有安装平台，可调立杆底部设有可拆卸的支承钢板13。
31.伺服电机2安装在安装平台上，其转轴与涡轮32固定连接，并通过信号线与倾角传感器7连接，通过倾角传感器7测得的角度信息以及输出信号控制电机转动驱动调节螺杆上下升降。伺服电机2采用电磁制动刹车电机。
32.涡轮丝杆升降机3包括升降螺杆31、球头32和涡轮33，涡轮丝杆升降机3安装在安装平台上，升降螺杆31通过涡轮中心穿过安装平台后与下部球头32固定连接。
33.底盘4的顶部设有球形凹槽，与球头32嵌套连接；底盘4的底部设有工型滑轨，滑轨与钢板基座5顶面的滑槽嵌套结合，钢板基座5顶面的滑槽一端封闭，另一端设有可拆卸限位螺钉。
34.钢板基座5两侧设有抱箍6，抱箍6与钢板基座两侧转动连接；左侧抱箍6下端设有不锈钢带61，右侧抱箍6下端设有搭扣62。
35.如图所示，本例支撑架1可采用锻钢材料或型钢，表面采取防腐处理，具有较高强度和硬度，支撑架1整体高度60～100cm，升降螺杆31的长度为100cm；电磁制动刹车电机采用伺服电机2，具有高精度控制能力，并在电机非轴伸端设有圆盘制动器，突然断电时制动器压紧制动盘，电机立即停止运转，可有效防止焊接钢管m突然掉落伤人；抱箍6与钢板基座5旋转连接，可实现一定范围内不同直径的钢管m锁紧固定，有效提升本支架的适应能力。
36.本发明自调平式钢管焊接辅助支架施工方法，包括以下步骤：
37.1)将支架运输至现场后打开并安装各部件后进行倾角传感器7的校核；
38.2)钢管m运输至施工现场后，在两节需要对接的钢管m两端分别放置一套支架，放置时，在靠近钢管m需要焊接的一端放置一套带有倾角传感器7的支撑架1，在远离焊接接头的另一端放置一套不带倾角传感器7的支撑架1；
39.3)准备焊接时，启动电磁制动刹车电机，调节抱箍6高度至钢管m的顶部，将抱箍6下端的不锈钢带61穿过钢管m底部后插入搭扣62内并锁紧固定；
40.4)所有抱箍6锁紧固定后，启动电磁制动刹车电机，提升钢管m离地20～30cm，再启动倾角传感器7控制钢管m一端自动升降调节水平度。
41.5)水平度调节完成后将两钢管m对齐，如因基础面影响导致高度不一时，同时启动其中一节钢管m两端的支撑架1上的电磁制动刹车电机进行升降调节，直至两节钢管m的接口高度一致.
42.6)顺钢管m轴线方向滑动钢板基座5调节两钢管对接接口间隙至焊接要求的宽度，开始施焊。
43.7)施焊完成并进行焊缝应力释放后，启动电机，将钢管m下放于安装基槽或其他支撑体上，拆除支撑架1，进行下一节段钢管m焊接。