一种钢结构损伤点焊接装置
技术领域
本发明涉及钢结构焊接技术领域,具体是指一种钢结构损伤点焊接装置。
背景技术
钢结构是一种利用钢材(通常是结构钢)作为基本材料构成的建筑结构。它具有许多优点,如高强度、轻质、可塑性好、耐腐蚀、抗震性能好等,在钢结构中,常用的构件包括钢柱、钢梁、钢桁架、钢板、连接件等。这些构件可以通过焊接、螺栓连接或铆接等方式连接起来,形成稳定且可靠的建筑结构。
对于高层建筑、大跨度建筑以及需要承受大荷载的建筑物,钢结构通常是首选的结构形式。钢结构具有较高的强度重量比,可以提供更大的自由空间,但是高层钢结构保养维护方面较为繁琐,也具备较高的危险性,在钢结构梁柱等因锈蚀或撞击等原因形成损伤裂缝时,通常采用补焊修复、加固修复和部分更换等方式进行修补,在焊接修复过程中,需要工人携带焊机在钢结构上进行高空作业,危险性高而且存在焊机等物品高空坠轮风险,在施工前,由于不能够准确判断高空损伤点的具体情况,在焊接作业过程中,发生受损结构钢震动、断裂等情况,会影响焊接作业以及工人安全。
现有的自动焊接结构,通常采用直线焊接的方式对焊缝进行焊接,例如轨道焊,此种方式受到电压、电流以及焊材等条件影响,会使焊缝出现断缝现象,焊接不均匀,对于焊接要求较高的高层钢结构,尤其针对损伤裂缝的焊接,需要的焊接要求更高,不仅要求焊接饱满、焊缝美观,还必须使用气保焊、激光焊等高质量焊接装置实施,确保损伤裂缝焊接质量满足规范要求,现有焊接装置并不能达到上述条件。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服上述困难,提供一种钢结构损伤点焊接装置。
为解决上述技术问题,本发明提供的技术方案为:一种钢结构损伤点焊接装置,包括移动框架,所述的移动框架包括上梁和下梁,所述的上梁和下梁端部均设有连接块,所述的上梁和下梁的连接块之间设有立柱连接,所述的上梁和下梁之间设有移动轨,所述的移动轨在移动框架内左右移动,所述的移动轨上设有焊接臂,所述的焊接臂包括调整箱、伸缩臂架和焊接装置,所述的调整箱带动焊接臂在移动轨上升降以及带动伸缩臂架旋转,所述的伸缩臂架带动焊接装置前后动作,所述的移动框架上设有固定结构。
作为改进:所述的焊接装置包括固定套管、转动头和焊枪,所述的固定套管与伸缩臂架连接,所述的转动头与固定套管转动配合,所述的固定套管外侧设有辅助板,所述的伸缩臂架和辅助板之间设有电机四,所述的电机四输出端穿过辅助板上的通孔设有齿轮八,所述的转动头外侧设有齿环,所述的齿轮八与齿环啮合,所述的转动头内侧斜向设有固定孔,所述的焊枪固定于固定孔内,所述的焊枪后端的软管上设有转动连接件,所述的转动连接件固定于固定套管顶部的安装孔中,通过转动头设计,实现焊枪模拟转动焊接手法。
作为改进:所述的立柱一侧设有钢板送料器,所述的钢板送料器包括气缸三和阻尼器,所述的气缸三和阻尼器底部与立柱连接,所述的气缸三和阻尼器输出端设有底板,所述的底板前侧通孔内滑动设有两个夹台,所述的底板边侧和夹台上均设有通孔,两个所述的夹台通过销钉与底板连接,所述的底板前侧设有吸附板,所述的吸附板内设有电磁铁,通过钢板送料器便于将加固钢板送到损伤点处。
作为改进:所述的连接块内部设有电机一,所述的电机一输出端设有齿轮一,所述的上梁和下梁内侧凹槽处设有螺纹柱,所述的螺纹柱端部穿过连接块侧方通孔设有齿轮二,所述的齿轮一与齿轮二啮合,所述的移动轨包括滑轨,所述的滑轨顶部和底部分别设有移动块一和移动块二,所述的移动块一和移动块二上均设有螺纹孔,所述的移动块一和移动块二上的螺纹孔分别与上梁和下梁处的螺纹柱配合,所述的移动块一和移动块二上均设有滚轮,所述的移动块一和移动块二上的滚轮分别与上梁和下梁凹槽内侧凸台配合,实现了移动轨的左右横移。
作为改进:所述的调整箱包括箱体,所述的箱体上设有滑槽和通槽,所述的滑槽与滑轨滑动配合,所述的移动块一和移动块二之间对称设有连接柱,所述的连接柱内侧设有齿条,所述的调整箱内部设有隔板一、隔板二和隔板三,所述的隔板三上设有电机二,所述的电机二输出端设有齿轮三,所述的隔板一和隔板二之间转动设有两个齿轮五,所述的连接柱穿过通槽,所述的齿条与齿轮五啮合,所述的齿轮五的转轴穿过隔板二上的通孔连接有齿轮四,两个所述的齿轮四啮合,所述的齿轮三与其中一个齿轮四啮合,实现了调整箱在移动轨上的上下移动。
作为改进:所述的伸缩臂架包括基板一、基板二、移动板和固定板,所述的基板一与基板二连接,所述的基板一和基板二的通孔处设有气缸二和多个伸缩杆,所述的气缸二和多个伸缩杆的输出端均与移动板连接,所述的移动板和固定板之间设有多个弯柱连接,所述的固定板上设有安装电机四的安装槽,所述的固定套管顶部设有多个连接件与固定板连接,所述的基板一与箱体转动配合,所述的隔板三上设有电机三,所述的电机三输出端设有齿轮六,所述的基板一一侧设有齿轮七,所述的齿轮七与齿轮六啮合,实现了焊接装置的前后移动。
作为改进:所述的固定结构包括顶板,所述的顶板与上梁连接,所述的顶板侧方的多个通孔内滑动设有滑柱,多个所述的滑柱两端分别连接有推板和支撑板,所述的顶板顶部设有多个气缸一,所述的气缸一输出端与推板连接,所述的支撑板上设有固定架,所述的固定架内设有焊机,通过固定结构实现装置携带焊接固定在钢结构上。
作为改进:所述的支撑板底部设有多个吸附台,所述的连接块靠近支撑板一侧设有支撑脚,所述的吸附台和支撑脚内部均设有电磁铁,通过磁力吸附,使固定效果更加稳定。
作为改进:所述的转动连接件包括转体一和转体二,所述的转体二放置于安装孔中,所述的转体二与转体一和安装孔转动配合,所述的转体一与安装孔顶部通过螺栓连接,所述的转体一内侧设有环台,所述的环台在中心及边侧均设有通孔,通过转动连接件防止焊枪送料软管在焊枪转动过程中扭损。
本发明与现有技术相比的优点在于:本装置实现了高空钢结构在出现损伤裂缝时的自动焊接工作,极大提高了高空焊接作业的安全性,通过多路径移动结构设计,方便焊枪进行焊接作业,具体来说:
1、通过转动头和转动连接件设计,实现了焊枪模拟转动焊接手法进行焊接作业,使焊缝更加饱满,焊缝外形也更加美观,没有断焊现象,极大提高了自动焊接的焊缝质量;
2、通过钢板送料器,能够将钢板稳定的贴附在钢结构损伤处,为结构损伤提供外部支撑,通过阻尼器保证钢板在与钢结构接触时的稳定性以及防止装置在吊装过程中,钢板受碰撞对气缸三的损伤;
3、通过移动框架、移动轨、调整箱和伸缩臂架配合,实现焊接装置的多路径移动,使焊枪能够应对不同情况裂缝损伤制定合理焊接路线;
4、通过固定结构,使本装置能够稳定的放置在钢结构上,为焊接作业提供稳定作业环境。
附图说明
图1是本发明一种钢结构损伤点焊接装置的结构示意图一。
图2是本发明一种钢结构损伤点焊接装置的结构示意图二。
图3是本发明一种钢结构损伤点焊接装置移动框架的结构示意图。
图4是本发明一种钢结构损伤点焊接装置移动框架的剖视图。
图5是本发明一种钢结构损伤点焊接装置移动轨的结构示意图。
图6是本发明一种钢结构损伤点焊接装置移动轨的剖视图。
图7是本发明一种钢结构损伤点焊接装置焊接臂的结构示意图。
图8是本发明一种钢结构损伤点焊接装置焊接臂的爆炸图。
图9是本发明一种钢结构损伤点焊接装置调整箱的结构示意图。
图10是本发明一种钢结构损伤点焊接装置调整箱的剖视图一。
图11是本发明一种钢结构损伤点焊接装置调整箱的剖视图二。
图12是本发明一种钢结构损伤点焊接装置伸缩臂架的结构示意图。
图13是本发明一种钢结构损伤点焊接装置固定套管的结构示意图。
图14是本发明一种钢结构损伤点焊接装置转动头的结构示意图。
图15是本发明一种钢结构损伤点焊接装置转动连接件的结构示意图。
图16是本发明一种钢结构损伤点焊接装置钢板送料器的结构示意图。
图17是本发明一种钢结构损伤点焊接装置焊接路径示意图。
如图所示:1、移动框架;2、固定结构;3、移动轨;4、焊接臂;5、钢板送料器;6、焊机;11、上梁;111、螺纹柱;12、下梁;13、连接块;131、电机一;132、齿轮一;133、齿轮二;14、立柱;15、支撑脚;21、顶板;22、气缸一;23、推板;24、滑柱;25、支撑板;26、固定架;27、吸附台;31、移动块一;311、螺纹孔;312、滚轮;32、移动块二;33、滑轨;34、连接柱;341、齿条;41、调整箱;411、箱体;4111、滑槽;4112、通槽;4113、隔板一;4114、隔板二;4115、隔板三;412、电机二;413、齿轮三;414、齿轮四;415、齿轮五;416、电机三;417、齿轮六;42、伸缩臂架;421、基板一;4211、齿轮七;422、基板二;423、移动板;424、气缸二;425、伸缩杆;426、弯柱;427、固定板;4271、安装槽;43、焊接装置;44、固定套管;441、辅助板;442、连接件;443、安装孔;45、转动头;451、齿环;452、固定孔;46、电机四;461、齿轮八;47、焊枪;48、转动连接件;481、转体一;4811、环台;482、转体二;51、气缸三;52、底板;53、阻尼器;54、夹台。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
结合附图1、附图3和附图7所示,一种钢结构损伤点焊接装置,包括移动框架1,所述的移动框架1包括上梁11和下梁12,所述的上梁11和下梁12端部均设有连接块13,所述的上梁11和下梁12的连接块13之间设有立柱14连接,所述的上梁11和下梁12之间设有移动轨3,所述的移动轨3在移动框架1内左右移动,所述的移动轨3上设有焊接臂4,所述的焊接臂4包括调整箱41、伸缩臂架42和焊接装置43,所述的调整箱41带动焊接臂4在移动轨3上升降以及带动伸缩臂架42旋转,所述的伸缩臂架42带动焊接装置43前后动作,所述的移动框架1上设有固定结构2。
结合附图3、附图4和附图5所示,所述的连接块13内部设有电机一131,所述的电机一131输出端设有齿轮一132,所述的上梁11和下梁12内侧凹槽处设有螺纹柱111,所述的螺纹柱111端部穿过连接块13侧方通孔设有齿轮二133,所述的齿轮一132与齿轮二133啮合,所述的移动轨3包括滑轨33,所述的滑轨33顶部和底部分别设有移动块一31和移动块二32,所述的移动块一31和移动块二32上均设有螺纹孔311,所述的移动块一31和移动块二32上的螺纹孔311分别与上梁11和下梁12处的螺纹柱111配合,所述的移动块一31和移动块二32上均设有滚轮312,所述的移动块一31和移动块二32上的滚轮312分别与上梁11和下梁12凹槽内侧凸台配合。
移动框架1和移动轨3工作原理:电机一131转动带动齿轮一132转动,通过齿轮一132与齿轮二133啮合传动,带动螺纹柱111转动,通过螺纹柱111与螺纹孔311配合,实现移动块一31和移动块二32在上梁11和下梁12内侧凹槽处的移动,从而带动滑轨33横向移动,在移动块一31和移动块二32移动过程中,滚轮312与上梁11和下梁12内侧凹槽滚动,移动轨3和焊接臂4的重量由滚轮312承担,使移动轨3移动更加顺畅。
结合附图5、附图9、附图10和附图11所示,所述的调整箱41包括箱体411,所述的箱体411上设有滑槽4111和通槽4112,所述的滑槽4111与滑轨33滑动配合,所述的移动块一31和移动块二32之间对称设有连接柱34,所述的连接柱34内侧设有齿条341,所述的调整箱41内部设有隔板一4113、隔板二4114和隔板三4115,所述的隔板三4115上设有电机二412,所述的电机二412输出端设有齿轮三413,所述的隔板一4113和隔板二4114之间转动设有两个齿轮五415,所述的连接柱34穿过通槽4112,所述的齿条341与齿轮五415啮合,所述的齿轮五415的转轴穿过隔板二4114上的通孔连接有齿轮四414,两个所述的齿轮四414啮合,所述的齿轮三413与其中一个齿轮四414啮合。
调整箱41工作原理:电机二412带动齿轮三413转动,通过齿轮三413与其中一个齿轮四414啮合传动,带动齿轮四414转动,两个齿轮四414啮合传动实现反向转动,从而带动齿轮五415转动,通过齿轮五415与齿条341啮合传动,带动调整箱41做升降动作,同时,滑槽4111与滑轨33滑动配合,减轻齿条341所受剪力。
结合附图8、附图11、附图12和附图13所示,所述的伸缩臂架42包括基板一421、基板二422、移动板423和固定板427,所述的基板一421与基板二422连接,所述的基板一421和基板二422的通孔处设有气缸二424和多个伸缩杆425,所述的气缸二424和多个伸缩杆425的输出端均与移动板423连接,所述的移动板423和固定板427之间设有多个弯柱426连接,所述的固定板427上设有安装电机四46的安装槽4271,所述的固定套管44顶部设有多个连接件442与固定板427连接,所述的基板一421与箱体411转动配合,所述的隔板三4115上设有电机三416,所述的电机三416输出端设有齿轮六417,所述的基板一421一侧设有齿轮七4211,所述的齿轮七4211与齿轮六417啮合。
伸缩臂架42工作原理:通过基板一421和基板二422固定气缸二424和多个伸缩杆425,气缸二424推动移动板423前后移动,通过弯柱426连接固定板427带动焊接装置43移动,电机三416带动齿轮六417转动,通过齿轮七4211与齿轮六417啮合传动,带动伸缩臂架42和焊接装置43转动,弯柱426设置实现固定板427与移动板423形成一定角度,方便焊接装置43进行斜向焊接。
结合附图8、附图13、附图14和附图17所示,所述的焊接装置43包括固定套管44、转动头45和焊枪47,所述的固定套管44与伸缩臂架42连接,所述的转动头45与固定套管44转动配合,所述的固定套管44外侧设有辅助板441,所述的伸缩臂架42和辅助板441之间设有电机四46,所述的电机四46输出端穿过辅助板441上的通孔设有齿轮八461,所述的转动头45外侧设有齿环451,所述的齿轮八461与齿环451啮合,所述的转动头45内侧斜向设有固定孔452,所述的焊枪47固定于固定孔452内,所述的焊枪47后端的软管上设有转动连接件48,所述的转动连接件48包括转体一481和转体二482,所述的转体二482放置于安装孔443中,所述的转体二482与转体一481和安装孔443转动配合,所述的转体一481与安装孔443顶部通过螺栓连接,所述的转体一481内侧设有环台4811,所述的环台4811在中心及边侧均设有通孔,所述的转体一481顶部和转体二482底部均与焊枪送料软管连接。
焊接装置43工作原理:电机四46带动齿轮八461转动,通过齿轮八461与齿环451啮合传动,带动转动头45转动,通过固定孔452固定的焊枪47随转动头45转动,从而模拟转动焊接手法,在焊枪47转动过程中,焊枪47后端的焊枪送料软管通过转动连接件48实现转动动作,此过程中转体二482在焊枪47后端的焊枪送料软管带动下转动,焊丝通过环台4811中心通过穿过,保护气体通过环台4811边侧通孔通过。
结合附图1和附图16所示,所述的立柱14一侧设有钢板送料器5,所述的钢板送料器5包括气缸三51和阻尼器53,所述的气缸三51和阻尼器53底部与立柱14连接,所述的气缸三51和阻尼器53输出端设有底板52,所述的底板52前侧通孔内滑动设有两个夹台54,所述的底板52边侧和夹台54上均设有通孔,两个所述的夹台54通过销钉与底板52连接,所述的底板52前侧设有吸附板55,所述的吸附板55内设有电磁铁,
钢板送料器5工作原理:将钢板放在两个夹台54之间,根据裂缝位置,调整夹台54在底板52上的位置,随后通过销钉插入底板52侧面通孔和夹台54通孔中,将两个夹台54位置固定,通过吸附板55对钢板进行磁力吸附,防止装置在上升过程中钢板掉落,在支撑脚15接触到钢结构后,气缸三51推动底板52,使钢板接触并贴附在钢结构上,再通过焊接装置43以点焊方式将钢板焊接在钢结构上,随后气缸三51带动底板52退回,使夹台54离开钢板,再通过焊接装置43以满焊方式将钢板焊接在钢结构上,阻尼器53保证钢板在与钢结构接触时的稳定性以及防止装置在吊装过程中,钢板受碰撞对气缸三51的损伤。
结合附图1、附图2和附图3所示,所述的固定结构2包括顶板21,所述的顶板21与上梁11连接,所述的顶板21侧方的多个通孔内滑动设有滑柱24,多个所述的滑柱24两端分别连接有推板23和支撑板25,所述的顶板21顶部设有多个气缸一22,所述的气缸一22输出端与推板23连接,所述的支撑板25上设有固定架26,所述的固定架26内设有焊机6,所述的支撑板25底部设有多个吸附台27,所述的连接块13靠近支撑板25一侧设有支撑脚15,所述的吸附台27和支撑脚15内部均设有电磁铁。
固定结构2工作原理:通过固定架26固定焊机6,通过吸附台27的磁力吸附将支撑板25固定在钢结构上,多个气缸一22推动支撑板25,通过反作用力带动顶板21在滑柱24移动,从而使移动框架1靠近钢结构,最终使支撑脚15接触到钢结构,通过支撑脚15内部电磁铁将移动框架1与钢结构保持固定关系,从而实现整个装置固定在钢结构上。
本发明在具体实施时,通过吊车等方式将本装置送到受损的钢结构上,通过固定结构2将本装置固定在钢结构上,通过焊接装置43上的焊枪47对结构裂缝进行焊接,通过移动框架1、移动轨3、调整箱41和伸缩臂架42实现焊接装置43的多路径移动,通过转动头45和转动连接件48实现模拟转动焊接手法进行焊接作业,在损伤较为严重,需要通过钢板进行连接时,通过钢板送料器5将钢板送到损伤处,再通过焊接装置43进行焊接。
以上对本发明及其实施方式进行了描述,这种描述没有限制性,附图中所示的也只是本发明的实施方式之一,实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示,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。