焊接用的柔性衬垫自动铺设装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910997109.X (22)申请日 2019.10.20 (71)申请人 东北石油大学 地址 163316 黑龙江省大庆市高新区发展 路199号 (72)发明人 孟庆武周健卢佳欣祝立群 王勇师慧姿 (74)专利代理机构 大庆知文知识产权代理有限 公司 23115 代理人 李建华 (51)Int.Cl. B23K 37/00(2006.01) B23K 103/04(2006.01) (54)发明名称 焊接用的柔性衬垫自动铺设装置 (57)摘要 一种焊接用的柔性衬垫自动铺。

2、设装置。 包括 主支架、 减速电机、 压紧轮、 小销轴、 摩擦轮、 长转 轴、 轴承、 滚动轮、 磁铁、 压圈、 新衬垫滚筒、 滚筒 轴、 废衬垫滚筒、 小齿轮、 弹性压板以及顶紧螺 钉； 主支架作为装置主体， 用于支撑和安装装置 的其它部件； 压紧轮套在小销轴上； 摩擦轮为圆 筒形， 外壁加工环形浅槽； 压紧轮与摩擦轮为两 组， 安装在主支架的下部前后两端； 滚动轮为空 心薄壁圆筒形， 通过顶丝固定在长转轴的两端； 磁铁为径向磁力线的圆筒形， 装入滚动轮里； 压 圈为圆形板， 固定在长转轴的端面上； 滚动轮、 压 圈和磁铁为四组， 安装在两根长转轴的两端； 新 衬垫滚筒装在装置的上部前侧； 。

3、废衬垫滚筒装在 装置的上部后侧， 通过减速电机驱动转动。 权利要求书1页 说明书4页 附图9页 CN 110773911 A 2020.02.11 CN 110773911 A 1.一种焊接用的柔性衬垫自动铺设装置， 包括主支架和减速电机， 其特征在于： 所述自 动铺设装置还包括压紧轮、 小销轴、 摩擦轮、 长转轴、 轴承、 滚动轮、 磁铁、 压圈、 新衬垫滚筒、 滚筒轴、 废衬垫滚筒、 小齿轮、 弹性压板以及顶紧螺钉； 所述主支架作为装置主体， 用于支撑和安装装置的其它部件； 所述主支架由2个支架 板、 1个下底板和1个上筋板组焊而成； 支架板上部两侧加工两个槽孔， 用于安装两个衬垫滚 筒，。

4、 其中， 一个支架板的上部中间加工5个小孔， 用于安装所述减速电机； 支架板下部两侧加 工两对轴孔， 用于安装两个长转轴和轴承； 下底板连接两个支架板的下部； 下底板上有两个 凸台， 加工两个螺纹孔， 用于安装顶紧螺钉； 上筋板连接两个支架板的上部； 所述压紧轮为小圆筒， 套在小销轴上， 用于将柔性衬垫压紧在摩擦轮上； 所述小销轴为小圆柱， 插在主支架的支架板小孔里， 用于安装压紧轮； 所述摩擦轮为圆筒形， 外壁加工环形浅槽， 表面喷涂薄层橡胶， 以增大与柔性衬垫的摩 擦力； 摩擦轮套在长转轴上， 两端加工螺纹孔， 通过顶丝固定在长转轴上； 所述压紧轮与摩擦轮为两组， 安装在主支架的下部前后两。

5、端， 构成摩擦副， 借助于柔性 衬垫的摩擦力来带动长转轴转动； 所述长转轴为两根细长轴， 插在主支架的支架板大孔处的轴承里， 长转轴的中间用于 安装摩擦轮， 长转轴的两端用于安装滚动轮； 长转轴上四处位置加工小平面， 用于通过顶丝 固定摩擦轮和滚动轮； 长转轴两端面加工螺纹孔， 通过螺钉固定压圈； 所述轴承为铜合金材质的短圆筒， 外壁与主支架的支架板大孔为过盈配合， 内孔与长 转轴为间隙配合， 用于减轻长转轴的转动阻力； 所述滚动轮为空心薄壁圆筒形， 通过顶丝固定在长转轴的两端， 用于在待焊钢板上滚 动前进， 并保护里面的磁铁； 所述磁铁为径向磁力线的圆筒形， 装入滚动轮里， 用于将滚动轮吸附。

6、在钢板上； 所述压圈为圆形板， 通过螺钉固定在长转轴的端面上， 封挡里侧的磁铁； 所述滚动轮、 压圈和磁铁为四组， 安装在两根长转轴的两端， 用于将装置吸附固定在钢 板背面坡口附近， 并实现向前滚动前进； 所述新衬垫滚筒由钢板和圆筒焊接而成， 装在装置的上部前侧， 用于承装新的柔性衬 垫； 所述滚筒轴为两根细圆柱， 两端加工外螺纹， 通过螺母和垫圈安装到主支架的支架板 上部槽孔里； 所述废衬垫滚筒由钢板和圆筒焊接而成， 装在装置的上部后侧， 用于承装用过的废衬 垫； 废衬垫滚筒的一侧圆盘钢板外缘加工成齿轮结构， 与小齿轮啮合， 通过减速电机驱动废 衬垫滚筒转动； 所述减速电机安装到主支架的支架。

7、板的上部中间， 用于通过小齿轮驱动废衬垫滚筒转 动； 所述小齿轮安装到减速电机轴上， 用于驱动废衬垫滚筒转动； 所述弹性压板为薄钢板加工而成， 通过销钉固定在主支架的支架板的下部中间， 用于 顶压铺平柔性衬垫； 所述顶紧螺钉装到主支架的下底板的螺纹孔里， 通过顶紧螺钉可以调整弹性压板对柔 性衬垫的顶压程度。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110773911 A 2 焊接用的柔性衬垫自动铺设装置 技术领域 0001 本发明涉及一种焊接辅助工具。 背景技术 0002 大型船舶、 压力容器等制造过程以及大口径管道安装施工过程中， 钢板单面焊接 工艺一般采用加装辅助衬垫的技术， 以保证焊接质量， 。

8、避免未焊透等缺陷。 目前， 焊接领域 用的衬垫已经开发出了采用各种耐热材质纤维编织成带状的柔性衬垫， 其具有不怕磕碰、 可以柔性变形、 粘贴连续性好、 储存和运输方便等优点， 逐步代替部分块状衬垫， 应用到焊 接制造领域。 0003 柔性衬垫与块状衬垫一样， 在出厂时就已经粘贴好带胶铝箔， 使用时用带胶铝箔 将衬垫粘附到被焊接钢板背面坡口处， 焊后清除干净。 柔性衬垫的带胶铝箔后期不能被加 热， 以免胶质失效， 但是衬垫如果吸潮后需要进行焊前烘干加热， 就只能去除原有铝箔后， 再重新粘贴新的铝箔后才能使用。 并且， 衬垫上粘贴铝箔不但浪费材料和增加工序成本， 而 且焊后铝箔残留在钢板上， 给后。

9、期清理带来了困难。 发明内容 0004 为了解决背景技术中所提到的技术问题， 本发明提供一种焊接用的柔性衬垫自动 铺设装置， 该装置不需要带胶铝箔， 焊接时可以将柔性衬垫自动铺设到待焊钢板背面坡口 处， 在焊接后还可以及时回收废衬垫。 0005 本发明的技术方案是： 该种焊接用的柔性衬垫自动铺设装置， 包括主支架、 减速电 机、 压紧轮、 小销轴、 摩擦轮、 长转轴、 轴承、 滚动轮、 磁铁、 压圈、 新衬垫滚筒、 滚筒轴、 废衬垫 滚筒、 小齿轮、 弹性压板以及顶紧螺钉。 0006 所述主支架作为装置主体， 用于支撑和安装装置的其它部件； 所述主支架由2个支 架板、 1个下底板和1个上筋板组。

10、焊而成； 支架板上部两侧加工两个槽孔， 用于安装两个衬垫 滚筒， 其中， 一个支架板的上部中间加工5个小孔， 用于安装所述减速电机； 支架板下部两侧 加工两对轴孔， 用于安装两个长转轴和轴承； 下底板连接两个支架板的下部； 下底板上有两 个凸台， 加工两个螺纹孔， 用于安装顶紧螺钉； 上筋板连接两个支架板的上部； 所述压紧轮为小圆筒， 套在小销轴上， 用于将柔性衬垫压紧在摩擦轮上； 所述小销轴为小圆柱， 插在主支架的支架板小孔里， 用于安装压紧轮； 所述摩擦轮为圆筒形， 外壁加工环形浅槽， 表面喷涂薄层橡胶， 以增大与柔性衬垫的摩 擦力； 摩擦轮套在长转轴上， 两端加工螺纹孔， 通过顶丝固定在。

11、长转轴上； 所述压紧轮与摩擦轮为两组， 安装在主支架的下部前后两端， 构成摩擦副， 借助于柔性 衬垫的摩擦力来带动长转轴转动； 所述长转轴为两根细长轴， 插在主支架的支架板大孔处的轴承里， 长转轴的中间用于 安装摩擦轮， 长转轴的两端用于安装滚动轮； 长转轴上四处位置加工小平面， 用于通过顶丝 固定摩擦轮和滚动轮； 长转轴两端面加工螺纹孔， 通过螺钉固定压圈； 说明书 1/4 页 3 CN 110773911 A 3 所述轴承为铜合金材质的短圆筒， 外壁与主支架的支架板大孔为过盈配合， 内孔与长 转轴为间隙配合， 用于减轻长转轴的转动阻力； 所述滚动轮为空心薄壁圆筒形， 通过顶丝固定在长转轴的。

12、两端， 用于在待焊钢板上滚 动前进， 并保护里面的磁铁； 所述磁铁为径向磁力线的圆筒形， 装入滚动轮里， 用于将滚动轮吸附在钢板上； 所述压圈为圆形板， 通过螺钉固定在长转轴的端面上， 封挡里侧的磁铁； 所述滚动轮、 压圈和磁铁为四组， 安装在两根长转轴的两端， 用于将装置吸附固定在钢 板背面坡口附近， 并实现向前滚动前进； 所述新衬垫滚筒由钢板和圆筒焊接而成， 装在装置的上部前侧， 用于承装新的柔性衬 垫； 所述滚筒轴为两根细圆柱， 两端加工外螺纹， 通过螺母和垫圈安装到主支架的支架板 上部槽孔里； 所述废衬垫滚筒由钢板和圆筒焊接而成， 装在装置的上部后侧， 用于承装用过的废衬 垫； 废衬垫。

13、滚筒的一侧圆盘钢板外缘加工成齿轮结构， 与小齿轮啮合， 通过减速电机驱动废 衬垫滚筒转动； 所述减速电机安装到主支架的支架板的上部中间， 用于通过小齿轮驱动废衬垫滚筒转 动； 所述小齿轮安装到减速电机轴上， 用于驱动废衬垫滚筒转动； 所述弹性压板为薄钢板加工而成， 通过销钉固定在主支架的支架板的下部中间， 用于 顶压铺平柔性衬垫； 所述顶紧螺钉装到主支架的下底板的螺纹孔里， 通过顶紧螺钉可以调整弹性压板对柔 性衬垫的顶压程度。 0007 本发明具有如下有益效果： 本装置可将柔性衬垫自动铺设到待焊钢板背面坡口 处， 不需要带胶铝箔， 节省了原材料成本和预先粘贴工序； 另外， 由于柔性衬垫不需要带。

14、胶 铝箔， 衬垫可以焊前预热， 并且无铝箔的衬垫包装运输比较方便。 此外， 本装置在焊接完成 后及时回收用过的废衬垫， 节省了焊后清除衬垫和铝箔的工序和时间。 0008 附图说明： 图1为衬垫铺设装置的剖切主视图； 图2为装置沿长转轴剖切的俯视图； 图3为装置沿滚筒轴剖切的俯视图； 图4为装置在钢板上铺设衬垫时的外观主视图； 图5为装置在钢板上铺设衬垫时的剖切主视图； 图6为装置沿滚筒轴和长转轴剖切的左视图； 图7为主支架的立体图； 图8为弹性压板的主视图； 图9为废衬垫滚筒的剖视图； 图10为长转轴的主视图； 图11为滚动轮的剖视图； 图12为摩擦轮的剖视图。 说明书 2/4 页 4 CN 。

15、110773911 A 4 0009 图中： 1-压紧轮； 2-小销轴； 3-新柔性衬垫； 4-新衬垫滚筒； 5-滚筒轴； 6-主支架： 601-支架板， 602-下底板， 603-上筋板； 7-减速电机； 8-小齿轮； 9-废衬垫滚筒； 10-用过废 衬垫； 11-弹性压板； 12-顶紧螺钉； 13-长转轴； 14-摩擦轮； 15-轴承； 16-滚动轮； 17-磁铁； 18-压圈； 19-钢板； 20-焊缝。 0010 具体实施方式： 下面结合附图对本发明作进一步说明： 如图1至图12所示， 本发明解决其技术问题所采用的技术方案为： 衬垫铺设装置组成包 括： 主支架、 压紧轮、 小销轴、 摩。

16、擦轮、 长转轴、 轴承、 滚动轮、 磁铁、 压圈、 新衬垫滚筒、 滚筒 轴、 废衬垫滚筒、 减速电机、 小齿轮、 弹性压板、 顶紧螺钉。 0011 所述主支架作为装置主体， 用于支撑和安装其余部件， 由2个支架板、 1个下底板、 1 个上筋板组焊而成。 支架板上部两侧加工两个槽孔， 用于安装两个衬垫滚筒； 一个支架板的 上部中间加工5个小孔， 用于安装减速电机； 支架板下部两侧加工两对轴孔， 用于安装两个 长转轴和轴承。 下底板连接两个支架板的下部； 下底板上有两个凸台， 加工两个螺纹孔， 用 于安装顶紧螺钉。 上筋板连接两个支架板的上部。 0012 所述压紧轮为小圆筒， 套在小销轴上， 用于。

17、将柔性衬垫压紧在摩擦轮上。 0013 所述小销轴为小圆柱， 插在主支架的支架板小孔里， 用于安装压紧轮。 0014 所述摩擦轮为圆筒形， 外壁加工环形浅槽， 表面喷涂一薄层橡胶， 以增大与柔性衬 垫的摩擦力； 摩擦轮套在长转轴上， 两端加工螺纹孔， 通过顶丝固定在长转轴上。 0015 所述压紧轮与摩擦轮为两组， 安装在主支架的下部前后两端， 构成摩擦副， 借助于 柔性衬垫的摩擦力来带动长转轴转动。 0016 所述长转轴为两根细长轴， 插在主支架的支架板大孔处的轴承里， 长转轴的中间 用于安装摩擦轮， 长转轴的两端用于安装滚动轮。 长转轴上四处位置加工小平面， 用于通过 顶丝固定摩擦轮和滚动轮；。

18、 长转轴两端面加工螺纹孔， 通过螺钉固定压圈。 0017 所述轴承为铜合金材质的短圆筒， 外壁与主支架的支架板大孔为过盈配合， 内孔 与长转轴为间隙配合， 用于减轻长转轴的转动阻力。 0018 所述滚动轮为空心薄壁圆筒形， 通过顶丝固定在长转轴的两端， 用于在待焊钢板 上滚动前进， 并保护里面的磁铁。 0019 所述磁铁为径向磁力线的圆筒形， 装入滚动轮里， 用于将滚动轮吸附在钢板上。 0020 所述压圈为圆形板， 通过螺钉固定在长转轴的端面上， 封挡里侧的磁铁。 0021 所述滚动轮、 压圈和磁铁为四组， 安装在两根长转轴的两端， 用于将装置吸附固定 在钢板背面坡口附近， 并实现向前滚动前进。

19、。 0022 所述新衬垫滚筒由钢板和圆筒焊接而成， 装在装置的上部前侧， 用于承装新的柔 性衬垫。 0023 所述滚筒轴为两根细圆柱， 两端加工外螺纹， 通过螺母和垫圈安装到主支架的支 架板上部槽孔里。 0024 所述废衬垫滚筒由钢板和圆筒焊接而成， 装在装置的上部后侧， 用于承装用过的 废衬垫； 废衬垫滚筒的一侧圆盘钢板外缘加工成齿轮结构， 与小齿轮啮合， 通过减速电机驱 动废衬垫滚筒转动。 0025 所述减速电机安装到主支架的支架板的上部中间， 用于通过小齿轮驱动废衬垫滚 说明书 3/4 页 5 CN 110773911 A 5 筒转动。 0026 所述小齿轮安装到减速电机轴上， 用于驱动。

20、废衬垫滚筒转动。 0027 所述弹性压板为薄钢板加工而成， 通过销钉固定在主支架的支架板的下部中间， 用于顶压铺平柔性衬垫。 0028 所述顶紧螺钉装到主支架的下底板的螺纹孔里， 通过顶紧螺钉可以调整弹性压板 对柔性衬垫的顶压程度。 0029 所述装置的工作原理为： 装置使用前， 新柔性衬垫装在装置前侧的新衬垫滚筒里， 柔性衬垫穿过两对压紧轮与摩擦轮的夹缝以及弹性压板下部， 连接到废衬垫滚筒上。 使用 时， 减速电机通过小齿轮驱动废衬垫滚筒， 将焊接用过的废衬垫收回缠到废衬垫滚筒上； 柔 性衬垫在两组摩擦副间拖动带动四组滚动轮转动， 从而驱动装置向前移动； 在装置前进过 程中， 新的柔性衬垫从。

21、装置前侧的新衬垫滚筒上释放出来， 被弹性压板展开铺设到待焊钢 板背面坡口处， 该部位同步进行焊接作业； 焊接完成后， 用过的废衬垫收回缠到装置后侧的 废衬垫滚筒上； 这样， 装置实现柔性衬垫的自动铺设与及时回收。 说明书 4/4 页 6 CN 110773911 A 6 图1 说明书附图 1/9 页 7 CN 110773911 A 7 图2 说明书附图 2/9 页 8 CN 110773911 A 8 图3 图4 说明书附图 3/9 页 9 CN 110773911 A 9 图5 说明书附图 4/9 页 10 CN 110773911 A 10 图6 说明书附图 5/9 页 11 CN 110773911 A 11 图7 图8 说明书附图 6/9 页 12 CN 110773911 A 12 图9 说明书附图 7/9 页 13 CN 110773911 A 13 图10 说明书附图 8/9 页 14 CN 110773911 A 14 图11 图12 说明书附图 9/9 页 15 CN 110773911 A 15 。