一种管壳式换热器焊接装置的制作方法

本发明涉及焊接设备领域，具体为一种管壳式换热器焊接装置。

背景技术：

1、管壳式换热器是一种常见的热交换设备，用于在两种介质之间传递热量。它由管束(管子)和壳体组成，工作原理基于两种介质之间的热传导和对流，管壳式换热器广泛应用于工业生产中的许多领域，例如化工、石油、食品加工、暖通空调等。它们提供了高效的热交换解决方案，可用于加热、冷却、蒸发和凝结等过程。

2、管壳式换热器的两端设有进出口管道，用于将待加热或待冷却的介质引入和排出换热器的管束和壳体，为了提高稳定性，进出口管道通常需要焊接在外壳上，目前的焊接工作通常由工作人员手持焊枪，对准管道外壁和壳体之间的环形焊缝进行焊接，该工序非常容易出现焊接位置偏移导致的焊接质量差，且换热器的进出口管道数量较多，工作人员需要逐个进行焊接，费时费力，这些问题亟待解决。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种管壳式换热器焊接装置，实现对管道具体位置的精准定位和对管壳式换热器侧边所有不同位置的管道高效焊接工作。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种管壳式换热器焊接装置，包括直线运动模组，所述直线运动模组的中部活动安装有固定框板，所述固定框板的内部两侧均固定连接有第一光杆组，所述第一光杆组的中部均活动安装有第一安装架，所述第一安装架的内侧端另一侧还固定连接有两个第二光杆组，所述第二光杆组的中部活动安装有第二安装架，所述第二安装架的前端通过螺栓连接座固定安装有固定筒，所述固定筒的内部固定连接有固定杆，所述固定杆的外侧活动连接有活动杆，所述固定筒的中部活动安装有转盘，所述转盘的前端上侧固定连接有支架，所述支架的顶部活动安装有激光焊枪，所述支架的中部活动连接有液压杆且液压杆的末端活动连接在激光焊枪的尾部。

3、优选的，所述第一安装架的外侧端均活动连接有两个第一活动轴，所述第一活动轴的内侧外径上均固定连接有第一同步轮，同侧所述第一同步轮的外径之间均通过第一同步带相连，所述第一活动轴的中部外径上均固定连接有第一滑轮且第一滑轮的外径均贴合在第一光杆组的中部。

4、优选的，所述第一活动轴的外侧端均固定连接有第一齿轮，所述固定框板的内部两侧靠近第一齿轮的位置处均固定连接有第一齿条板，所述第一齿轮的一端均啮合连接在对应侧所述第一齿条板的一端。

5、优选的，一侧所述第一安装架的内侧端还安装有第一伺服电机，所述第一伺服电机的驱动端固定连接有第一蜗杆，所述第一安装架的内侧端一侧分别活动连接在转轴的两端且转轴的一端与下侧所述第一活动轴的一端相连，所述转轴的一侧外径上固定连接有第一蜗轮，所述第一蜗杆的外径啮合连接在第一蜗轮的一侧。

6、优选的，所述第二安装架的内部两侧均活动连接有第二活动轴，所述第二活动轴的两侧外径上均固定连接有第二滑轮且第二滑轮的外径均贴合在对应侧所述第二光杆组的内部，所述第二活动轴的上层外径上均固定连接有第二同步轮，所述第二同步轮的外径之间通过第二同步带相连。

7、优选的，所述第二安装架的后侧固定安装有第二伺服电机，所述第二伺服电机的驱动端固定连接有第二蜗杆，一侧所述第二活动轴的中部外径上固定安装有第二蜗轮，所述第二蜗杆的外径啮合连接在第二蜗轮的一侧。

8、优选的，所述第二活动轴的下侧外径上均固定连接有第二齿轮，所述第一安装架的底部分别固定连接在第二齿条板的两端，所述第二齿轮的后侧均啮合连接在第二齿条板的前端。

9、优选的，所述固定杆的内部固定安装有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的驱动端固定连接有推杆且推杆的末端固定连接在活动杆的内壁上，所述固定杆的外径上均匀活动连接有若干个第一交叉杆，所述活动杆的外径上均匀活动连接有若干个第二交叉杆，对应侧所述第一交叉杆和第二交叉杆的末端均活动连接在撑板的内侧，所述撑板的外侧端中部均固定安装有接近传感器。

10、优选的，所述固定筒的顶端固定安装有直流电机，所述直流电机的驱动端贯穿固定筒的外壁并固定连接有主动锥齿轮，所述转盘的内侧端固定连接有从动锥齿轮，所述从动锥齿轮和主动锥齿轮的内侧端啮合相连。

11、工作原理：首先将待焊接的管壳式换热器移动至装置的正前方并进行固定，启动直线运动模组，通过直线运动模组驱动固定框板及内部结构前后移动，带动中部激光焊枪跟随运动，启动第一伺服电机，通过第一伺服电机驱动第一蜗杆旋转，第一蜗杆与第一蜗轮进行啮合传动，带动转轴旋转，转轴带动第一安装架上下侧的两个第一同步轮旋转，利用同步带的传动，进而带动所有第一同步轮和第一活动轴跟随旋转，第一活动轴旋转时会带动第一滑轮和第一齿轮旋转，利用第一光杆组对第一滑轮进行限位，同时利用第一齿轮和第一齿条板的啮合传动，带动第一安装架上下运动，实现连接结构上激光焊枪的上下运动，随后启动第二伺服电机，第二伺服电机驱动第二蜗杆旋转，通过第二蜗杆与第二蜗轮的啮合传动，带动其中一侧的第二活动轴旋转，该第二活动轴旋转时会带动顶部的第二同步轮旋转，再利用第二同步带的传动，带动两个第二活动轴同步旋转，进而带动底部的第二齿轮跟随旋转，利用第二齿轮与第二齿条板的啮合传动，带动第二安装架左右移动，实现前端激光焊枪的左右移动，从而使激光焊枪和活动杆对准换热器侧边换热管的位置，利用直线运动模组带动活动杆向前运动，并使活动杆伸入换热管内部，此时启动电动伸缩杆，电动伸缩杆向内拉动推杆，带动活动杆跟随运动，向内运动的活动杆会带动第二交叉杆的一端跟随运动，使得第二交叉杆和第一交叉杆成剪叉式结构向外扩张，从而将撑板抵触在换热管的内壁上，利用接近传感器判断所有撑板是否同时接触到换热管的内壁，从而实现对激光焊枪和焊接位置的具体确认，如果不是则可以通过对第二安装架进行微调确保所有撑板同时接触到换热管的内壁，最后启动液压杆，通过液压杆的伸缩来控制激光焊枪的焊接头对准换热管道对焊接位置并打开激光焊枪，启动直流电机，通过直流电机驱动主动锥齿轮旋转，带动从动锥齿轮和转盘旋转，从而带动激光焊枪绕着换热管的焊接位置进行环绕式焊接工作。

12、本发明提供了一种管壳式换热器焊接装置。具备以下有益效果：

13、1、本发明通过设置第一光杆组、第一安装架、第二光杆组、第二安装架及驱动设备，实现激光焊枪的左右和上下移动，配合旋转的转盘带动激光焊枪对管道和换热器外壳之间的焊接，从而实现对管壳式换热器侧边所有不同位置的管道高效焊接工作，省时省力。

14、2、本发明通过设置固定杆和活动杆配合可以伸展收缩的撑板及接近传感器，不仅可以提高后续焊接工作的稳定性，还能实现对管道具体位置的精准定位，极大的提高了后续焊接质量，更好地满足使用需求。

技术特征：

1.一种管壳式换热器焊接装置，包括直线运动模组(1)，其特征在于，所述直线运动模组(1)的中部活动安装有固定框板(2)，所述固定框板(2)的内部两侧均固定连接有第一光杆组(3)，所述第一光杆组(3)的中部均活动安装有第一安装架(4)，所述第一安装架(4)的内侧端另一侧还固定连接有两个第二光杆组(15)，所述第二光杆组(15)的中部活动安装有第二安装架(16)，所述第二安装架(16)的前端通过螺栓连接座(27)固定安装有固定筒(26)，所述固定筒(26)的内部固定连接有固定杆(28)，所述固定杆(28)的外侧活动连接有活动杆(29)，所述固定筒(26)的中部活动安装有转盘(36)，所述转盘(36)的前端上侧固定连接有支架(37)，所述支架(37)的顶部活动安装有激光焊枪(38)，所述支架(37)的中部活动连接有液压杆(39)且液压杆(39)的末端活动连接在激光焊枪(38)的尾部。

2.根据权利要求1所述的一种管壳式换热器焊接装置，其特征在于，所述第一安装架(4)的外侧端均活动连接有两个第一活动轴(5)，所述第一活动轴(5)的内侧外径上均固定连接有第一同步轮(6)，同侧所述第一同步轮(6)的外径之间均通过第一同步带(7)相连，所述第一活动轴(5)的中部外径上均固定连接有第一滑轮(8)且第一滑轮(8)的外径均贴合在第一光杆组(3)的中部。

3.根据权利要求2所述的一种管壳式换热器焊接装置，其特征在于，所述第一活动轴(5)的外侧端均固定连接有第一齿轮(9)，所述固定框板(2)的内部两侧靠近第一齿轮(9)的位置处均固定连接有第一齿条板(10)，所述第一齿轮(9)的一端均啮合连接在对应侧所述第一齿条板(10)的一端。

4.根据权利要求2所述的一种管壳式换热器焊接装置，其特征在于，一侧所述第一安装架(4)的内侧端还安装有第一伺服电机(11)，所述第一伺服电机(11)的驱动端固定连接有第一蜗杆(12)，所述第一安装架(4)的内侧端一侧分别活动连接在转轴(13)的两端且转轴(13)的一端与下侧所述第一活动轴(5)的一端相连，所述转轴(13)的一侧外径上固定连接有第一蜗轮(14)，所述第一蜗杆(12)的外径啮合连接在第一蜗轮(14)的一侧。

5.根据权利要求1所述的一种管壳式换热器焊接装置，其特征在于，所述第二安装架(16)的内部两侧均活动连接有第二活动轴(17)，所述第二活动轴(17)的两侧外径上均固定连接有第二滑轮(18)且第二滑轮(18)的外径均贴合在对应侧所述第二光杆组(15)的内部，所述第二活动轴(17)的上层外径上均固定连接有第二同步轮(19)，所述第二同步轮(19)的外径之间通过第二同步带(20)相连。

6.根据权利要求5所述的一种管壳式换热器焊接装置，其特征在于，所述第二安装架(16)的后侧固定安装有第二伺服电机(21)，所述第二伺服电机(21)的驱动端固定连接有第二蜗杆(22)，一侧所述第二活动轴(17)的中部外径上固定安装有第二蜗轮(23)，所述第二蜗杆(22)的外径啮合连接在第二蜗轮(23)的一侧。

7.根据权利要求5所述的一种管壳式换热器焊接装置，其特征在于，所述第二活动轴(17)的下侧外径上均固定连接有第二齿轮(24)，所述第一安装架(4)的底部分别固定连接在第二齿条板(25)的两端，所述第二齿轮(24)的后侧均啮合连接在第二齿条板(25)的前端。

8.根据权利要求1所述的一种管壳式换热器焊接装置，其特征在于，所述固定杆(28)的内部固定安装有电动伸缩杆(30)，所述电动伸缩杆(30)的驱动端固定连接有推杆(31)且推杆(31)的末端固定连接在活动杆(29)的内壁上，所述固定杆(28)的外径上均匀活动连接有若干个第一交叉杆(32)，所述活动杆(29)的外径上均匀活动连接有若干个第二交叉杆(33)，对应侧所述第一交叉杆(32)和第二交叉杆(33)的末端均活动连接在撑板(34)的内侧，所述撑板(34)的外侧端中部均固定安装有接近传感器(35)。

9.根据权利要求1所述的一种管壳式换热器焊接装置，其特征在于，所述固定筒(26)的顶端固定安装有直流电机(40)，所述直流电机(40)的驱动端贯穿固定筒(26)的外壁并固定连接有主动锥齿轮(41)，所述转盘(36)的内侧端固定连接有从动锥齿轮(42)，所述从动锥齿轮(42)和主动锥齿轮(41)的内侧端啮合相连。

技术总结
本发明涉及焊接设备领域，公开了一种管壳式换热器焊接装置，包括直线运动模组，所述第一光杆组的中部均活动安装有第一安装架，所述第二光杆组的中部活动安装有第二安装架，所述固定筒的内部固定连接有固定杆，所述固定筒的中部活动安装有转盘，所述转盘的前端上侧固定连接有支架，所述支架的顶部活动安装有激光焊枪，所述支架的中部活动连接有液压杆且液压杆的末端活动连接在激光焊枪的尾部。本发明通过设置第一光杆组、第一安装架、第二光杆组、第二安装架及驱动设备，实现激光焊枪的左右和上下移动，配合旋转的转盘带动激光焊枪对管道和换热器外壳之间的焊接，从而实现对管壳式换热器侧边所有不同位置的管道高效焊接工作，省事省力。

技术研发人员：李根,陈霭玲
受保护的技术使用者：佛山市华鑫源节能设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/27