一种管件下向焊接工装
阅读说明：本技术 一种管件下向焊接工装 (Downward welding tool for pipe fittings ) 是由 艾明刚 孙宁松 李民强 李应群 李国兴 崔文斌 于 2021-10-12 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种管件下向焊接工装,属于下向焊接辅助设备技术领域。其技术方案为：包括底架、设置在底架上的角度调节机构和管件夹持机构,底架包括底座,底座上设置有立柱,立柱外围套设有升降套筒,升降套筒侧面设置有防护壳,防护壳内设置有角度调节机构,角度调节机构包括活动设置在防护壳内部的球形壳体,球形壳体内壁之间设置有第一连杆,矩形壳体内设置有第一驱动电机,第一驱动电机上设置有第二连杆,第二连杆自由端套设在第一连杆外围,球形壳体侧面设置有倒L形安装板,倒L形安装板外侧设置有管件夹持机构。本发明的有益效果为：结构简单、使用方便,能够适用于不同规格的管道,同时能够多角度调节。(The invention provides a downward welding tool for a pipe fitting, and belongs to the technical field of downward welding auxiliary equipment. The technical scheme is as follows: the pipe fitting clamping device comprises a base frame, angle adjusting mechanism and pipe fitting fixture of setting on the chassis, the chassis includes the base, be provided with the stand on the base, the peripheral cover of stand is equipped with the lift sleeve, the lift sleeve side is provided with the protecting crust, be provided with angle adjusting mechanism in the protecting crust, angle adjusting mechanism sets up the spherical shell inside the protecting crust including the activity, be provided with first connecting rod between the spherical shell inner wall, be provided with first driving motor in the rectangular shell, be provided with the second connecting rod on the first driving motor, the free end cover of second connecting rod is established in first connecting rod periphery, spherical shell side is provided with the shape of falling L mounting panel, the shape of falling L mounting panel outside is provided with pipe fitting fixture. The invention has the beneficial effects that: simple structure, convenient to use can be applicable to the pipeline of different specifications, simultaneously can the multi-angle modulation.)
技术领域
本发明涉及一种下向焊接辅助设备技术领域，尤其涉及一种管件下向焊接工装。
背景技术
随着石油天然气及石油化工工业的发展，以西气东输工程为标志，我国的长输管道建设高峰期已经到来，长输油气管道越来越向大口径、高压力输送方向发展，长输管道下向焊技术自20世纪60年代引进我国以来，经过几十年的发展，目前已具有成熟的手工下向焊技术，正在普及半自动气体保护焊技术，全自动气体保护焊技术与下向焊技术的结合作为长输管道焊接技术的发展趋势，将会在全国长输管道建设中大力推广。
目前下向焊工装并没有标准，为了更好地达到教学考试特别是比赛的要求，需要设计改进制造适用范围广、安全可靠实用的下向焊工装。
下向焊工装此前没有统一的规范标准，一般是根据钢管直径及技术要求临时性做一个简易的工装，此类工装安全方面存在较大的安全隐患，存在资源浪费问题，只适用一种管径一种焊接方法临时性的下向焊培训，且调节不便，样式参差不齐。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、使用方便，能够适用于不同规格的管道，同时能够多角度调节的管件下向焊接工装。
本发明是通过如下措施实现的：
一种管件下向焊接工装，其特征在于，包括底架、设置在所述底架上的角度调节机构和管件夹持机构；
所述管件夹持机构能够对训练应用的钢管进行夹持、固定，所述角度调节机构能够多方位调节钢管的角度，方便人员各角度训练；
所述底架包括底座，所述底座上设置有立柱，所述立柱外围套设有升降套筒，所述升降套筒侧面设置有防护壳，所述防护壳内设置有所述角度调节机构，所述防护壳侧面开设有弧形开口；
通过升降所述升降套筒能够调节所述角度调节机构的整体高度；
所述角度调节机构包括活动设置在所述防护壳内部的球形壳体，所述球形壳体内壁之间设置有第一连杆，所述矩形壳体内设置有第一驱动电机，所述第一驱动电机的电机轴端部设置有第二连杆，所述第二连杆自由端套设在所述第一连杆外围，所述球形壳体靠近所述第一驱动电机一侧开设有缺口；
所述球形壳体侧面设置有穿出所述弧形开口的倒L形安装板，所述倒L形安装板外侧设置有所述管件夹持机构；
所述管件夹持机构包括固定设置在所述倒L形安装板外侧的U形架，所述U形架两侧侧板上分别对应设置若干固定球形万向轮和弹性球形万向轮；
所述固定球形万向轮和所述弹性球形万向轮能够对钢管进行夹持，同时方便旋转钢管本体。
本发明的具体特点还有：
所述防护壳包括设置在所述升降套筒侧面的矩形壳体，所述矩形壳体一侧设置有圆形状壳体，所述矩形壳体和所述圆形状壳体内部连通，所述圆形状壳体侧面开设有所述弧形开口。
所述圆形状壳体内侧顶面和底面对称设置有上限位座和下限位座，所述上限位座和下限位座之间设置有所述球形壳体。
所述第二连杆包括设置在所述球形壳体内部的弧形连杆，所述弧形连杆一端设置有固定块A，所述矩形壳体内设置有水平板，所述水平板上设置有所述第一驱动电机，所述固定块A设置在所述第一驱动电机的电机轴上，所述弧形连杆另一端设置有固定块B，所述球形壳体内部中心位置设置有所述第一连杆，所述固定块B套设在所述连杆外围；
优选的，所述固定块B只能在所述连杆上转动，无法沿所述连杆长度方向移动；
所述固定块B侧面设置有第二驱动电机，所述第二驱动电机的电机轴端部设置有主动齿轮、所述第一连杆外围固定设置有与所述主动齿轮啮合的从动齿轮。
所述球形壳体中间位置外围设置有环形外齿环，所述环形外齿环一侧设置有与所述球形壳体缺口对应的开口，所述环形外齿环端面设置有弧形滑槽，所述弧形滑槽中设置有弧形滑块；
所述弧形滑块上设置有穿出所述弧形开口的所述倒L形安装板，所述倒L形安装板包括水平部和竖直部，所述水平部一端设置在所述弧形滑块上，所述弧形滑块另一端远离所述球形壳体、并设置有所述竖直部，所述竖直部内侧设置有第三驱动电机，所述第三驱动电机的电机轴端部设置有与所述环形外齿环齿牙啮合的外圈齿轮；
所述竖直部外侧设置有所述管件夹持机构；
所述第一驱动电机单独工作（所述第二驱动电机、所述第三驱动电机关闭），所述第一驱动电机能够带动所述第二连杆和所述第一连杆转动，从而带动所述球形壳体和所述夹持机构转动，能够带动调节钢管转动，从而调节钢管的训练面；
所述第二驱动电机单独工作（所述第一驱动电机、所述第三驱动电机关闭），所述第一驱动电机能够带动所述主动齿轮和所述从动齿轮转动，由于此时所述第一驱动电机处于固定状态，所述从动齿轮能够带动所述第一连杆和所述球形壳体围绕所述主动齿轮转动，从而带动所述球形壳体和所述夹持机构转动，从而调节钢管上仰、下倾的角度；
所述第三驱动电机单独工作（所述第一驱动电机、所述第二驱动电机关闭），所述第三驱动电机能够带动所述外圈齿轮转动，由于此时所述第一驱动电机和所述第二驱动电机均处于固定状态，通过所述外圈齿轮和所述环形外齿环的配合，所述夹持机构能够围绕所述环形外齿环转动，从而调节钢管水平位置。
所述U形架一侧侧板上设置有若干所述固定球形万向轮，所述U形架另一侧侧板内侧对应所述固定球形万向轮位置设置有若干安装套筒；
所述安装套筒内设置有所述弹性球形万向轮，所述弹性球形万向轮与所述安装套筒底部之间设置有弹簧，所述弹簧一端固定设置在所述弹性球形万向轮的球形壳体上，所述弹簧另一端设置在所述安装套筒底部，所述安装套筒端面设置有环形挡板，所述弹性球形万向轮的外壳抵在所述环形挡板内侧，所述弹性球形万向轮滚轮的前端设置在所述环形挡板外侧。
若干所述安装套筒底部开均设有贯穿所述U形架侧板的通孔，所述通孔中均设置有竖杆，所述竖杆一端设置在所述安装套筒内部、并设置有限位片，若干所述竖杆另一端穿过所述通孔设置有连板，所述连板外围、所述U形架设置有U形安装板，所述U形安装板上设置有推动电缸，所述推动电缸的电推杆端部穿过所述U形安装板连接在所述连板上；
安装钢管时，现将钢管插入所述固定球形万向轮和所述弹性球形万向轮之间，并使钢管底部抵在所述U形架最内侧，之后根据钢管的焊接训练位置，旋转钢管（此时所述固定球形万向轮和所述弹性球形万向轮均能正常工作），最后控制所述推动电缸，所述推动电缸推动所述连板，将所述限位片挤压在所述弹性球形万向轮上，将所述弹性球形万向轮顶紧，所述固定球形万向轮和所述弹性球形万向轮对钢管进行挤压、夹持，同时所述限位片能够限制所述弹性球形万向轮轮体的活动。
所述固定球形万向轮和所述弹性球形万向轮均包括一上下两端敞开的球形壳体，所述球形壳体内部设置有球形滚轮。
所述上限位座和所述下限位座上端面为弧面，所述弧面上设置有若干牛眼轮，所述球形壳体外表面紧靠若干所述牛眼轮的球面。
所述升降套筒两侧侧壁上开设有贯穿的定位孔，所述立柱上等间距开设有若干个定位孔，所述升降套筒和所述立柱通过插入所述定位孔的固定销固定连接，所述U形架底部两侧对称设置有一对弧形撑板。
使用时，将钢管插入所述夹持机构中，调整好钢管的位置后，所述夹持机构将钢管夹紧、固定，之后根据训练需要，控制所述第一驱动电机、所述第二驱动电机和所述第三驱动电机调整钢管的角度，进行有效训练。
本发明的有益效果为：结构简单、使用方便，能够适用于不同规格的管道，同时能够多角度调节。
附图说明
图1 为本发明实施例的结构示意图。
图2 为本发明实施例中管件夹持机构和角度调节机构的结构示意图。
图3 为本发明实施例中管件夹持机构的内部结构示意图。
图4 为本发明实施例中角度调节机构的内部结构示意图。
图5 为本发明实施例中角度调节机构的内部结构示意图。
图6 为本发明实施例中球形壳体的内部结构示意图。
其中，附图标记为：1、底座；2、立柱；3、升降套筒；4、固定销；5、防护壳；501、矩形壳体；502、圆形状壳体；503、弧形开口；504、水平板；6、角度调节机构；7、管件夹持机构；8、下限位座；9、球形壳体；901、第一连杆；10、环形外齿环；1001、弧形滑槽；11、弧形滑块；12、倒L形安装板；13、第三驱动电机；14、外圈齿轮；15、U形架；16、固定球形万向轮；17、弹性球形万向轮；18、安装套筒；1801、环形挡板；19、弹簧；20、通孔；21、竖杆；22、连板；23、限位片；24、U形安装板；25、推动电缸；26、弧形连杆；27、固定块B；28、固定块A；29、第一驱动电机；30、第二驱动电机；31、主动齿轮；32、从动齿轮；33、缺口；34、上限位座。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。
参见图1-6，一种管件下向焊接工装，包括底架、设置在底架上的角度调节机构6和管件夹持机构7；
管件夹持机构7能够对训练应用的钢管进行夹持、固定，角度调节机构6能够多方位调节钢管的角度，方便人员各角度训练；
底架包括底座1，底座1上设置有立柱2，立柱2外围套设有升降套筒3，升降套筒3侧面设置有防护壳5，防护壳5内设置有角度调节机构6，防护壳5侧面开设有弧形开口503；
通过升降升降套筒3能够调节角度调节机构6的整体高度；
角度调节机构6包括活动设置在防护壳5内部的球形壳体9，球形壳体9内壁之间设置有第一连杆901，矩形壳体501内设置有第一驱动电机29，第一驱动电机29的电机轴端部设置有第二连杆，第二连杆自由端套设在第一连杆901外围，球形壳体9靠近第一驱动电机29一侧开设有缺口33；
球形壳体9侧面设置有穿出弧形开口503的倒L形安装板12，倒L形安装板12外侧设置有管件夹持机构7；
管件夹持机构7包括固定设置在倒L形安装板12外侧的U形架15，U形架15两侧侧板上分别对应设置若干固定球形万向轮16和弹性球形万向轮17；
固定球形万向轮16和弹性球形万向轮17能够对钢管进行夹持，同时方便旋转钢管本体。
防护壳5包括设置在升降套筒3侧面的矩形壳体501，矩形壳体501一侧设置有圆形状壳体502，矩形壳体501和圆形状壳体502内部连通，圆形状壳体502侧面开设有弧形开口503。
圆形状壳体502内侧顶面和底面对称设置有上限位座34和下限位座8，上限位座34和下限位座8之间设置有球形壳体9。
第二连杆包括设置在球形壳体9内部的弧形连杆26，弧形连杆26一端设置有固定块A28，矩形壳体501内设置有水平板504，水平板504上设置有第一驱动电机29，固定块A28设置在第一驱动电机29的电机轴上，弧形连杆26另一端设置有固定块B27，球形壳体9内部中心位置设置有第一连杆901，固定块B27套设在连杆外围；
优选的，固定块B27只能在连杆上转动，无法沿连杆长度方向移动；
固定块B27侧面设置有第二驱动电机30，第二驱动电机30的电机轴端部设置有主动齿轮31、第一连杆901外围固定设置有与主动齿轮31啮合的从动齿轮32。
球形壳体9中间位置外围设置有环形外齿环10，环形外齿环10一侧设置有与球形壳体9缺口33对应的开口，环形外齿环10端面设置有弧形滑槽1001，弧形滑槽1001中设置有弧形滑块11；
弧形滑块11上设置有穿出弧形开口503的倒L形安装板12，倒L形安装板12包括水平部和竖直部，水平部一端设置在弧形滑块11上，弧形滑块11另一端远离球形壳体9、并设置有竖直部，竖直部内侧设置有第三驱动电机13，第三驱动电机13的电机轴端部设置有与环形外齿环10齿牙啮合的外圈齿轮14；
竖直部外侧设置有管件夹持机构7；
第一驱动电机29单独工作（第二驱动电机30、第三驱动电机13关闭），第一驱动电机29能够带动第二连杆和第一连杆901转动，从而带动球形壳体9和夹持机构转动，能够带动调节钢管转动，从而调节钢管的训练面；
第二驱动电机30单独工作（第一驱动电机29、第三驱动电机13关闭），第一驱动电机29能够带动主动齿轮31和从动齿轮32转动，由于此时第一驱动电机29处于固定状态，从动齿轮32能够带动第一连杆901和球形壳体9围绕主动齿轮31转动，从而带动球形壳体9和夹持机构转动，从而调节钢管上仰、下倾的角度；
第三驱动电机13单独工作（第一驱动电机29、第二驱动电机30关闭），第三驱动电机13能够带动外圈齿轮14转动，由于此时第一驱动电机29和第二驱动电机30均处于固定状态，通过外圈齿轮14和环形外齿环10的配合，夹持机构能够围绕环形外齿环10转动，从而调节钢管水平位置。
U形架15一侧侧板上设置有若干固定球形万向轮16，U形架15另一侧侧板内侧对应固定球形万向轮16位置设置有若干安装套筒；
安装套筒内设置有弹性球形万向轮17，弹性球形万向轮17与安装套筒底部之间设置有弹簧19，弹簧19一端固定设置在弹性球形万向轮17的球形壳体9上，弹簧19另一端设置在安装套筒底部，安装套筒端面设置有环形挡板18，弹性球形万向轮17的外壳抵在环形挡板18内侧，弹性球形万向轮17滚轮的前端设置在环形挡板18外侧。
若干安装套筒底部开均设有贯穿U形架15侧板的通孔20，通孔20中均设置有竖杆21，竖杆21一端设置在安装套筒内部、并设置有限位片23，若干竖杆21另一端穿过通孔20设置有连板22，连板22外围、U形架15设置有U形安装板24，U形安装板24上设置有推动电缸25，推动电缸25的电推杆端部穿过U形安装板24连接在连板22上；
安装钢管时，现将钢管插入固定球形万向轮16和弹性球形万向轮17之间，并使钢管底部抵在U形架15最内侧，之后根据钢管的焊接训练位置，旋转钢管（此时固定球形万向轮16和弹性球形万向轮17均能正常工作），最后控制推动电缸25，推动电缸25推动连板22，将限位片23挤压在弹性球形万向轮17上，将弹性球形万向轮17顶紧，固定球形万向轮16和弹性球形万向轮17对钢管进行挤压、夹持，同时限位片23能够限制弹性球形万向轮17轮体的活动。
固定球形万向轮16和弹性球形万向轮17均包括一上下两端敞开的球形壳体9，球形壳体9内部设置有球形滚轮。
上限位座34和下限位座8上端面为弧面，弧面上设置有若干牛眼轮，球形壳体9外表面紧靠若干牛眼轮的球面。
升降套筒3两侧侧壁上开设有贯穿的定位孔，立柱2上等间距开设有若干个定位孔，升降套筒3和立柱2通过插入定位孔的固定销4固定连接，U形架15底部两侧对称设置有一对弧形撑板。
使用时，将钢管插入夹持机构中，调整好钢管的位置后，夹持机构将钢管夹紧、固定，之后根据训练需要，控制第一驱动电机29、第二驱动电机30和第三驱动电机13调整钢管的角度，进行有效训练。
本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
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